آزمایشات کوپلینگ دیجیتال
قطاری با دو فناوری کوپلینگ منتخب از Dellner و Voith اکنون در حالت آزمایشی در سراسر اروپا در حال حرکت است. در پایان سال، یک کوپلینگ اتوماتیک برای تبدیل شدن به کوپلینگ اصلی در اروپا برای افزایش اتوماسیون حمل و نقل تعریف می‌شود.
نیاز به توسعه
امروزه اکثر واگن‌های باری در کشورهای اتحادیه اروپا، به صورت دستی با کمک کوپلینگ زنجیری کوپل می‌شوند، در حالی که در سایر کشورهای جهان، از فناوری خودکار استفاده می‌شود. اروپا تنها منطقه‌ای است که هنوز کوپلینگ خودکار در آن معرفی نشده‌است. بیش از 100 سال از معرفی کوپلینگ خودکار در تعدادی از کشورها می‌گذرد. به عنوان مثال، کوپلینگ خودکار از سال 1893، در حمل و نقل ریلی ایالات متحده مورد استفاده قرار گرفته‌است.
بدیهی است که کوپلینگ دستی واگن‌ها معایبی دارد، از جمله آن‌ها ناکارآمدی کلی فرآیند به دلیل نیاز به هزینه‌های زمان (حدود ۶۰ دقیقه طول می‌کشد تا یک قطار ۲۵ واگنی کوپل شود)، استفاده از کارهای دستی و افزایش ریسک صدمات است.
در حال حاضر، اروپا توجه بیشتری به توسعه حمل و نقل ریلی به عنوان یک محرک برای کاهش انتشار دی‌اکسیدکربن دارد. با این حال، تقاضا برای حمل و نقل از طریق شبکه ریلی باید با افزایش کارایی و اتوماسیون صنعت تضمین شود. در این راستا، هدف توسعه و پیاده‌سازی کوپلینگ خودکار دیجیتال (DAC) برای واگن‌های باری تعیین شد. این فناوری نه تنها باید شامل خود کوپلینگ باشد، بلکه باید شامل خطوط ترمز، خطوط برق و خطوط انتقال داده نیز باشد. فناوری DAC، همچنین باید توانایی آرایش قطارهای طولانی‌تر و سنگین‌تر و استفاده از ترمزهای الکتروپنوماتیک را نیز فراهم کند که به دنبال آن امکان افزایش سرعت حرکت و کوتاه شدن فاصله توقف قطار ایجاد می‌شود و همچنین به طور مداوم وضعیت واگن‌ها و بار را از طریق سنسورها نظارت کند.
راه‌اندازی پروژه
این پروژه توسط وزارت دیجیتال و حمل و نقل آلمان (BMDV) نظارت می‌شود. با حمایت این وزارت بود که در سال 2016، یک پروژه تحقیقاتی برای ایجاد واگن‌های باری نوآورانه اجرا شد که در آن چشم‌اندازهای معرفی یک کوپلینگ خودکار موردمطالعه قرار گرفت.
وزارت فدرال دیجیتال و حمل و نقل آلمان، از قبل در سال ۲۰۱۹، مطالعه‌ای را برای بررسی امکان‌سنجی انتقال حمل و نقل ریلی بار به یک کوپلینگ دیجیتال در سراسر اتحادیه اروپا سفارش داده بود. این تحقیق نشان داد که بسیاری از بازیگران بازار حمل و نقل از معرفی DAC حمایت کردند.
یک پروژه آزمایشی برای اجرای DAC در 22 ژوئن 2020 ارائه شد. این پروژه شامل آزمایش نمونه‌های اولیه DAC به منظور انتخاب مناسب‌ترین راه‌حل است. برای اجرای این پروژه تا پایان سال 2022، سرمایه‌‌ای بالغ بر 13 میلیون یورو در نظر گرفته شده‌است. تولیدکنندگان شرکت‌کننده در پروژه DAC در شروع آن عبارت بودند از:
- dellner با یکی از انواع سامانه‌های کوپلینگ خودکار شارفنبرگ،
- CAF با کوپلر خودکار مبتنی بر فناوری SA-3 مشترک در شبکه‌های راه‌آهن، با گیج 1520 میلی‌متر (در ابتدای سال 2021، dellner این بخش را از CAF خریداری کرد)،
- Voith با یکی از انواع سامانه‌های کوپلینگ خودکار شارفنبرگ،
- Wabtec ارائه‌شده توسط Faiveley Transport با کوپلینگ خودکار فناوری Schwab.
برای اجرای پروژه و انجام آزمایشات، کنسرسیومی ایجاد شد که شامل شش شرکت از آلمان، اتریش، سوئیس و فرانسه بود. بنابراین، راه‌آهن آلمان (دویچه بان) و شرکت تابعه آن DB Cargo، SBB Cargo وRail Cargo Austria اپراتورهای حمل و نقل سوئیس و اتریش و همچنین GATX Rail Europe و VTG و Ermewa به عضویت کنسرسیوم درآمدند.
پیشرفت تست
نقشه راه پروژه DAC شامل سه فاز است. در ابتدا، از ژوئن تا سپتامبر 2020، فعالیت‌های مقدماتی برای انجام آزمایش صورت گرفت. به عنوان بخشی از مرحله دوم، خود فناوری‌ها آزمایش می‌شوند که این فاز خود به دو مرحله تقسیم می‌شود. مرحله سوم به موازات کل پروژه اجرا می‌شود و پشتیبانی ارتباطی آن را شامل می‌شود.
در مرحله اول آزمایش نمونه‌های اولیه، چهار گروه از واگن‌ها تشکیل شد که هر کدام از سه واگن از یک نوع تشکیل شده‌است: واگن لبه بلند چهار محوره Eanos-x059، واگن جعبه‌ای دو محوره Hbbins 306 و واگن مخزن چهار محوره Zags 119. این واگن‌ها از محبوب‌ترین واگن‌ها در حمل و نقل ریلی اروپا هستند، نزدیک به ۲۷۰ هزار واگن باری از این قبیل یا حدود 40 درصد از کل ناوگان در شبکه اتحادیه اروپا کار می‌کنند.
هر واگن مجهز به سه نوع تجهیزات آزمایشی بود: برای عملکرد مکانیکی و پنوماتیکی، سطح منبع تغذیه و قابلیت اطمینان تجزیه و تحلیل انتقال داده‌ها. هر یک از تست‌ها پنج بار انجام شد.
آزمایش‌های مکانیکی برای شرایط عملیاتی مختلف بالقوه انجام شد. در همان زمان، گزینه‌های مختلف بارگیری واگن انتخاب شد، زیرا این امر بر عملکرد واگن‌های آزمایش‌شده تاثیر می‌گذارد، امکان بررسی محدوده عملیاتی کوپلینگ خودکار و قابلیت بارگذاری آن‌ها را فراهم می‌کند. همچنین هنگام حرکت در پیچ‌ها با سرعت‌های مختلف آزمایش‌هایی انجام شد. به عنوان مثال، آزمایش‌ها بر روی یک منحنی S شکل با شعاع 150 متر با یک خط مستقیم میانی شش متری انجام شد. در طول آزمایشات، واگن جعبه‌ای در وسط گروه واگن‌های جفت‌شده قرار داشت، زیرا واگن‌های دو محوره بیشتر مستعد خروج از ریل هستند. در همان زمان واگن‌های مجاور به طور کامل بارگیری شدند. برای تعیین قدرت استقامت کوپلینگ خودکار، نیروی طولی به تدریج از 100 کیلو نیوتن شروع شد.
تست‌های مختلفی نیز برای بررسی منبع تغذیه و سیستم‌های انتقال داده انجام شدند که شامل آزمایشاتی برای اندازه‌گیری مقاومت اتصالات، تجزیه و تحلیل عایق کوپلینگ، اندازه‌گیری مدت زمان تماس در طول فرآیند اتصال بود.
آزمایشات محفظه محیطی با هدف تایید عملکرد صحیح کوپلینگ دیجیتال در دماهای شدید انجام شد. در این مورد، آزمایشاتی نیز بر روی کوپلینگ دو واگن خالی (واگن جعبه‌ای و مخزن) و یک واگن با بار (واگن لبه بلند) انجام شد. آزمایش‌ها در دماهای بین 25- تا 45+ درجه سانتی‌گراد، شرایط محیطی مختلف (از سطح خشک تا پوسته بارانی 3-5 میلی‌متری در 3-5 میلی‌متر روی کوپلینگ خودکار) و همچنین در سرعت‌های مختلف در برد 2-5 کیلومتر در ساعت انجام شدند.
بر اساس نتایج آزمایشات مرحله اول، در 21 سپتامبر 2021، دو کوپلر اتوماتیک که بهترین نتایج را نشان دادند، مشخص شدند. بنابراین، تنها نمونه‌های اولیه DAC از سیستم شارفنبرگ از dellner و Voith در مرحله دوم پذیرفته شدند. به عنوان بخشی از آن، آزمایشات در حال حاضر در شرایط عملیاتی واقعی انجام می‌شوند و ترکیب قطار به تدریج به 24 واگن افزایش می‌یابد. همچنین گروه‌ها که قبلاً از سه واگن تشکیل می‌شدند به دلیل گنجاندن یک واگن Sgmmns 40 و یک واگن مخزن Zags 119 به پنج واگن افزایش یافت.
در سال 2021، قطار با نمونه‌های اولیه کوپلینگ dellner و Voith در مسیرهای انتخابی در آلمان حرکت کرد و از ابتدای سال 2022، عملیات از طریق خاک اتریش و سوئیس ادامه یافت. راه آهن فرانسه (SNCF) قرار است DAC را در ماه اکتبر آزمایش کند. هدف از تست تنظیمات واقعی، به دست آوردن درک عمیق‌تر از کوپلرهای آزمایش‌شده و روشن کردن برخی از سوالاتی است که در مرحله اول به وجود آمدند. اجزای مناسب برای منبع تغذیه و انتقال داده نیز باید انتخاب شوند.
منبع:
