Trenuri si cai ferate

Proiectantii  circulatiei  sustin  cu  toata  certitudinea  ca  pentru  transportul  intern  de  marfuri  si calatori cel  mai bun  mijloc ramane calea ferata . Drumurile aglomerate , lungile intarzieri inspre si dinspre aeroport i-a intors pe multi catre calea ferata . Limitele  posibilitatilor  tehnice  au  fost  tot  timpul  asediate  de  ingineri  ,  astfel  ca  si  azi  mai cunoastem  numele  locomotivelor  cu  aburi  ce  au  stabilit  recorduri  de  viteza  .  De  exemplu  ,  o locomotiva  cu aburi a  companiei  New  York  Central a stabilit  in  1893 recordul  de  viteza  de  181 km/h. Circulatie  cu  o  asemenea  viteza  in  traficul  vremii  era  imposibila.  Introducerea tehnologiilor moderne dupa era locomotivelor cu aburi a adus multe schimbari in practica multor retele de cai ferate pe plan mondial Cu toate ca au foarte  multe avantaje , locomotivele Diesel nu au fost niciodata asa spectaculoase si populare ca monstrii actionati de forta aburului . Fata de locomotiva cu aburi , care necesita un timp  indelungat  pentru  fierberea  apei  ,  locomotiva  Diesel  porneste  aproape  instantaneu  si  se opreste la fel de repede . Necesita ingrijire mai putina , iar combustibilul utilizat este de patru ori mai eficient decat lemnul sau carbunele.  
Locomotivele Diesel-electrice
  
Locomotivele  Diesel au fost perfectionate  in locomotivele Diesel-electrice : in acestea motorul Diesel actioneaza un generator de curent , iar curentul produs actioneaza la randul sau  motoarele electrice cuplate la osiile rotilor . Din aceasta clasa , cel mai rapid tren este trenul Diesel-electric Intercity nrl25 al Cailor Ferate  Britanice , care circula cu viteza de 200 km/h in traficul curent. Recordul mondial de viteza il detine tot o locomotiva de acest tip , cu viteza de 257 km/h .
Electrificarea Caile ferate moderne tind catre electrificare . Orincipiul trenului  electric este mai simplu , mai fiabil si mai ecologic  decat trenurile actionate de locomotive Diesel sau Diesel-electrice . Pentru alimentarea  locomotivei electrice se utilizeaza doua sisteme  . Dupa primul sistem curentul  este colectat dintr-un  conductor  aerian - adica dintr-un  conductor  intins deasupra  caii de rulare - printr-un pantograf (colector cu eclize) , iar dupa al doilea sistem curentul se colecteaza cu un sir de perii colectoare  metalice  sau cu un papuc de alunecare  dintr-un  al treilea fir de sina intins langa calea de rulare .  In  amandoua  cazurile circuitul se inchide prin rotile motoare ale locomotivei si prin cele doua fire de sina .Locomotivele  electrice sunt folosite universal atat pentru rute scurte , cat si pentru trenuri de mare viteza , in transporturi interurbane . Principalele calitati pe care le au : prin exploatarea lor nu se polueaza mediul inconjurator si sunt silentioase . Modernizarea lor presupune inca multe posibilitati . Unul din sistemele studiate se compune din module asemanatoare autobuzelor , cu un randament bun , foarte economice , module care se cupleaza intre ele pentru rutele mai lungi , interurbane . La sosirea intr-un oras mare (nod de cale ferata) modulele care merg in alta directie se decupleaza de pe trenul rapid si impreuna cu calatorii lor ,se cupleaza la un tren care pleaca intr-o cursa pe linii locale .

Sisteme de siguranta

Fatade numarul mare de calatori care folosesc zilnic trenul zilnic trenul ca mijloc de transport , cat si fata de distantele mari care cuprind caile ferate pe plan mondial , accidentele feroviare sunt foarte putine . Acest rezultat deosebit se datoreaza sistemelor de indicatoare de bloc (distante) si a sistemelod de bloc de sector dezvoltate in ultimii ani . Pe o retea de cale ferata, pe linii care se imbina sau se intersecteaza , in perioada de varf pot circula mai multe sute de trenuri cu viteza diferita . Trenurille de interes local sau marfarele  nu pot ocupa calea in fata trenurilor rapide interurbane , chiar daca circula pe aceeasi ruta . Respectarea acestui deziderat  intra in sarcina centrului de siguranta a circulatiei a operatorilor locali si a circuitelor electrice si electronice . Inginerii care se ocupa de sistemele de siguranta si semnalizare cunosc in fiecare moment pozitia fiecarui tren din trafic , urmaresc si dirijeaza mersul lor in reteaua de cale ferata . In retelele moderne , atat conductorul , cat si operatorul sistemului de siguranta al circulatiei sunt in contact permanent cu operatorul  sistemului de semnalizare , prin contact radio sau telefoane  montate langa linia ferata . Rolul esential in sistem o au insa senzorii , mecanismele de reglare , circuitele electrice si electronice care asigura respectarea regulilor de circulatie cu vehicule distantate intre ele . La unele retele de cale ferata mai vechi mecanismele de reglare erau asezate langa calea ferata si actionau mecanic , de exemplu schimbarea luminii semaforului in rosu din verde dupa trecerea trenului . Aceste sisteme s-au dovedit a fi foarte bune atunci cand trenurile circulau cu viteza mica , dar la trecerea trenurilor expres de mare viteza din cauza vibratiilor produse , aceste mecanisme practic se dezmembreaza .Circulatiea in sistemul bloc de cale este un sistem incercat , de incredere si universal aplicabil .In acest sistem linia ferata este impartita in blocuri (sectoare) lungi de 2.5 km si intr-un asemenea bloc se poate afla un singur tren . Intrarea  si iesirea trenului in si din bloc este dirijata cu semnalizatoare actionate manual sau automat (BLA). Operatorul semnalizatoarelor  actionate  manual supravegheaza unul sau doua blocuri si anunta ceilalti operatori daca are ocupat vreunul din blocurile de care raspunde . In retele mari acest sistem s-a dovedit a fi  greoi deoarece  la o defectiune  a sistemului de comunicatii trebuie suspendat traficul . La retele cu trafic intenes si cu trenuri de mare viteza este imperios necesara automatizarea .

Dirijare centralizata

La  circulatia in sistemul bloc de cale automatizata  mecanismele  ce deservesc traficul, ca de exemplu macazurile , semafoarele si senzorii sunt legate in circuite electronice logice . Astfel intre trenurile aflate in  trafic trebuie mentinuta doar o distanta minima .  O  componenta importanta a acestui sistem este frana de tren automata care intra automat in functiune daca se constanta inoperabilitate cauzata de  greseli  umane ,  comportament   irational  ,  pierdere momentana de memorie sau chiar un infarct . De exemplu , daca conductorul nu ar opri trenul la semnalul rosu al semaforului , atunci frana de tren automata sesizeaza aceasta stare de fapt si actioneaza franele trenului.
Deplasarea trenului in bloc e sesizata prin detectarea curentului scurs din roti in firele de sina . Cand trenul a intrat in bloc ,  blocurile invecinate primesc semnale de atentionare  in toata perioada in care trenul se afla in interiorul blocului . Deci transmiterea informatiilor dintre tren si operatorii de circulatie se face prin firele de sina ; acest principiu sta la baza celui mai dezvoltat sistem de dirijare al traficului feroviar - dirijarea centralizata (Centralized Traffic  Control , scurtat CTC  ) . El  include in ansamblul sau mai multe subsisteme  de mare capacitate , ca de exemplu sistemul de control al blocurilor si sistemul de semnalizare  a blocurilor . Cuprinde suprafete mari de cale , urmareste si dirijeaza circulatia multor trenuri , care astfel circula rapid si in siguranta pe reteaua de cale ferata . Fiecare tren are un cod propriu , vizibil pe monitorul de evidenta caii si a pozitiei momentane a fiecarui tren de pe reteaua de cale ferata .

Transportul de marfuri

In  reteaua de cale ferata majoritatea  semnalizatoarelor  si a macazelor sunt de regula dirijate dintr-un centru de comanda . Aici operatorii intocmesc diagramele de circulatie unde fiecare tren are fixata o ruta sigura pe care este introdus prin actionarea semnalizatoarelor si a macazurilor corespunzatoare .  De aici dirijarea sa este preluata de sistemul automatizat . Acest sistem este atat de sigur si de eficient , incat unele societati de transport utilizeaza un singur fir de cale economisind astfel bani si spatiu . Daca doua trenuri se apropie unul de altul pe acelasi fir de cale, atunci operatorul central muta un tren pe o cale anexa pana cand celalalt tren paraseste zona . Transportul de calatori este numai una din sarcinile societatilor de transport feroviar . La fel de important  si mult mai profitabil este transportul  de marfuri . In  privinta cantitatii de marfuri transportate si a distantelot de transport , pe primul loc se afla Rusia , urmata de SUA si China . In SUA functioneaza cateva sisteme de transport de marfuri ultraperfectionate , computerizate . Computerul stabileste programul de drum al fiecarui vagon de marfa in parte. Acest program este urmarit in mod amanuntit de la plecare pana la statia de destinatie . In triaje vagoanele sunt sortate in functie de tipul vagonului , de natura marfii si dupa gara de destinatie . Daca statiile de triere se afla pe un teren plat , vagoanele  se triaza cu ajutorul locomotivelor . De regula se foloseste forta gravitationala si vagoanele se triaza pe o ridicatura denumita  cocoasa de triere- metoda mai rapida si mai eficienta. La intrarea pe teritoriul statiei de triaj , vagoanele sunt identificate de senzori fotoelectrici
Vagoanele de marfuri sunt impinse pe cocoasa triajului , se cantaresc si se imping de pe cocoasa,  fiind dirijate spre liniile  corespunzatoare  ,  unde se compun diferite trenuri .  Computerul regleaza prin franele montante pe sine viteza de coborare a vagoanelor , astfel ca vagoanele se ciocnesc cu forta necesara doar pentru actionarea mecanismului de cuplare .
Abia aparusera locomotivele cu aburi si imediat s-au inceput cercetarile dupa modalitati de tractiune  mai bune si mai eficiente . Una dintre posibilitati ar fi fost sistemul de deplasare  a trenului cu presiune atmosferica  , montata intr-o teaava de mari dimensiuni amplasat  pe linia ferata . Aceasta idee a fost abandonata o data , dar s-a reluat din nou cu diferenta ca acum trenul este introdus  intr-un tunel ca pistonul  intr-o teava . Se inspira tot aerul din fata trenului , iar presiunea mult mai mare din spatele trenului ar asigura forta necesara pentru o deplasare rapida . Un astfel de prototip functioneaza la Porto Alegre in Brazilia , unde pe un traseu circular de 6,4 km se atinge viteza de 70 km/h , dar aceste trenuri ar putea atinge si viteza de 800 km/h .
O  alta  modalitate foarte promitatoare   ar  fi  trenurile pe  perna magnetica (sau  levitatie magnetica,MAGLEV  )  .  Magneti puternici mentin trenul deasupra  liniei  ,  din care cauza deplasarea trenului este foarte lina si silentioasa . Trenurile Maglev folosesc pentru deplasare un motor electric liniar inductiv .O  alta varianta a trenurilor MAGLEV  foloseste perna electromagnetica.Pe  trenul care se deplaseaza pe o linie formata dintr-o singura sina sunt montati electromagneti puternici astfel ca in stationare acestia se afla sub magnetii liniei , ridicand astfel si trenul .
Societatea Central Japan Railway Company proiecteaza pentru secolul XXI un tren MAGLEV pentru transport de persoane . Acesta este Linear Express cu viteza de deplasare de 500 km/h si ar scurta durata de deplasare dintre Tokyo si Osaka la 1 ora , distanta  pentru care astazi sunt necesare 3 ore .Intre timp , reducerea timpului de deplasare s-a reusit si prin modernizarea sistemelor clasice . La acest capitol francezii au rezultatele cele mai bune cu TGV-ul . TGV-ul este un tren electrin care se deplaseaza pe cale ferata clasica , dar are o inclinare speciala in curbe . Pana la tunelul de sub Canalul Manecii calatorii sunt transportati  cu TGV-ul  , iar transportul  intre Paris si Londra dureaza numai 3 ore

Niciun comentariu: