وسائل النقل

السكك الحديدية الراديكالية: 15 تقنية يمكن أن تقود مستقبل القطارات

السكك الحديدية الراديكالية: 15 تقنية يمكن أن تقود مستقبل القطارات

قد لا تحظى القطارات بنفس الاهتمام الذي تحظى به الطائرات والصواريخ والسيارات عندما يتعلق الأمر بأشكال السفر المبتكرة ، ولكن لا تفكر للحظة في عدم اتخاذ خطوات كبيرة لقيادة مستقبل السفر بالسكك الحديدية.

تعتبر القطارات من أكثر وسائل النقل حفاظًا على البيئة ، واعتمادًا على الوجهة ، يمكنها نقل الركاب من مركز مدينة إلى آخر في وقت سريع للغاية.

فيما يلي بعض التقنيات التي يمكن أن تلعب دورًا بارزًا في مستقبل النقل بالسكك الحديدية.

ذات صلة: السيارات المتصلة في المدن الذكية: مستقبل النقل

1. قطارات ماجليف فائقة السرعة

قطارات ماجليف - التي تستخدم المغناطيس لتعويم العربات فوق الأرض دون الحاجة إلى عجلات - هي حاليًا أسرع أشكال السفر بالسكك الحديدية في الوجود. يعد قطار Shanghai maglev (الصورة أدناه) ، الذي يربط مطار Pudong بمحطة مترو رئيسية خارج المدينة ، الأسرع في العالم حاليًا. تستغرق الرحلة التي يبلغ طولها 19 ميلاً حوالي 7 دقائق لتكتمل بسرعة 268 ميلاً في الساعة.

سيشهد التطور التالي في قطارات ماجليف افتتاح خط Chuo Shinkansen هذا العقد - ومن المتوقع أن يصل في عام 2027. ومن المتوقع أن يصل قطار الرصاصة maglev الجديد إلى سرعة قصوى تبلغ 314 ميلاً في الساعة ، ليكمل الرحلة 178 ميلاً بين طوكيو وناغويا في غضون تافهة 40 دقيقة.

ثم هناك حقيقة أن الصين تختبر قطار `` سوبر ماجليف '' 1000 كم / ساعة. في حين أن هذا كثيرًا في مرحلة البحث ، إلا أنه مؤشر على السرعة التي قد تسمح التكنولوجيا في النهاية لقطارات الركاب بتحقيقها.

2. السكك الحديدية المستقلة فعالة بشكل لا يصدق

تعمل القطارات المستقلة منذ سنوات في المدن في جميع أنحاء العالم ؛ بعض الأمثلة تشمل شنغهاي ودبي وساو باولو. ومع ذلك ، لا يزال يتم الترويج لهذه التكنولوجيا على أنها ستغير قواعد اللعبة لمستقبل السكك الحديدية.

لماذا هذا؟ أولاً ، تتحسن الأنظمة باستمرار ويمكن استخدامها في الرحلات الطويلة بشكل متزايد حول العالم. علاوة على ذلك ، تتمتع الأتمتة بإمكانيات كبيرة لتحسين كفاءة أنظمة النقل العام مثل السكك الحديدية تحت الأرض من خلال حساب أوقات الذروة ومنع التأخيرات الصغيرة.

على مدار عام ، تضيف الدقائق التي يتم توفيرها في الرحلات الفردية الصغيرة الكثير من الوقت الذي يتم توفيره.

3. أنظمة بطاقات البيومترية والرقاقة الدقيقة عالية السرعة

تتمتع تقنية التعرف على الوجوه بالقدرة على جعل تنقلاتك الصباحية أكثر سلاسة - فقد ترسم ابتسامة على وجهك حيث يمكنك المشي بسهولة عبر منطقة مستشعر وجه التذاكر لتتذكر الأيام الخوالي عندما كان عليك الوصول إلى محفظتك أو الانتظار حيث تمر جميع أفراد الأسرة عبر البوابات الدوارة أمامك.

قدمت شركة تسمى Cubic Transportation Systems مؤخرًا نظام دخول بدون بوابة يستخدم مزيجًا من Bluetooth وبرامج التعرف على الوجه لمساعدة الركاب على الدفع بسرعة لرحلتهم والصعود إلى القطار.

تدعي الشركة بجرأة أن نظامها يمكن أن يضاعف كفاءة أنظمة المترو ، بما في ذلك نظام السكك الحديدية الشهير الصاخب في نيويورك. السؤال الوحيد ، في عالم ما بعد Cambridge Analytica ، هو من يحتفظ ببياناتنا البيومترية؟

في غضون ذلك ، بدأت شركة SJ Railways السويدية في استخدام الرقائق للسماح بسرعة لركاب السكك الحديدية بالتحقق من صحة تذاكرهم (الفيديو أعلاه).

4. تحسين مساحة المقصورة

كابينة القطار بحاجة إلى إصلاح شامل. سواء كان ذلك يوفر مساحة كافية لاكتظاظ القطارات أو تحسين القطارات للمسافر الحديث ، فهناك الكثير الذي يمكن القيام به لتغيير الطريقة التي نختبر بها السفر بالسكك الحديدية.

يوضح مفهوم قطار ميركوري فائق السرعة للسكك الحديدية البريطانية من قبل PriestmanGoode كيف يمكن أن يبدو التصميم الداخلي للقطار الحديث في المستقبل.

قدمت نفس الشركة أيضًا مفهومًا للمقاعد المحسنة للقطارات المزدحمة.

بينما نأمل ألا يصبح السفر بالقطار شديد الضيق ، تشير المفاهيم إلى مدى أهمية التصميم الداخلي لمستقبل السكك الحديدية.

5. أجهزة استشعار ذكية لفحص المسار والقطارات الآلي

من العوامل المهمة في أتمتة السكك الحديدية استشعار واستخدام كميات هائلة من البيانات التي تأتي من السكك الحديدية والقطارات والركاب. تقوم شركات مثل Siemens و Thales بتطوير أجهزة استشعار تساعد في الحفاظ على القطارات والحفاظ على سلامة الركاب.

ومن الأمثلة على ذلك شركة Siemens 'Broken Rail Detection (BRD). النظام دقيق للغاية بحيث يمكنه تحديد أي كسر في مسار سكة حديد باستخدام تحديد المواقع GPS الذي يحدد موقع الكسر في حدود 100 مم.

6. الطائرات بدون طيار: عين إضافية على المسارات

"نحن نعمل حاليًا على مفهوم روبوتات السكك الحديدية وطائرات السكك الحديدية بدون طيار في المستقبل. قال بيير أنطوان بيناتار ، مدير التسويق لأنشطة النقل في تاليس ، مؤخرًا في مدونة تاليس ، إنهم سينتقلون على المسار قبل القطار وستتم برمجتهم للعمل بشكل مستقل.

تعد الشركة بالفعل لاعبًا رئيسيًا في مجسات السكك الحديدية والسلامة في جميع أنحاء العالم وهي مسؤولة عن المستشعرات في بعض أنظمة مترو الأنفاق الأكثر فاعلية ومستقبلًا في العالم ، بما في ذلك سنغافورة MRT.

يمكن استخدام الطائرات بدون طيار لإضافة بُعد إضافي للسلامة على السفر بالسكك الحديدية. باستخدام أنظمة الاستشعار الآلية ، يمكن للمركبات الجوية مسح المسار قبل قطار متنقل وتفتيش أي مشاكل قد تنشأ.

7. القطارات المعيارية التي لا تحتاج إلى التوقف للسماح للركاب بالنزول

مشكلة كبيرة في النقل بالسكك الحديدية هي أنه لا يمكن أن يتوقف حتمًا في كل مكان. تكمن المفاضلة بين إضافة مواقع إلى الرحلة في تقليل سرعة الرحلة بشكل كبير. لهذا السبب تتوقف القطارات عالية السرعة بشكل عام فقط في المدن الكبرى.

طور PriestmanGoode مؤخرًا مفهومًا (فيديو أعلاه) حيث تنتقل عربات المترو في حلقة من المدينة إلى سكة حديد عالية السرعة في الضواحي. ستربط عربات المترو بقطارات عالية السرعة ، مما يسمح للركاب بالصعود إلى القطار والخروج منه دون الحاجة إلى إبطاء سرعته.

في حين أن المفهوم يبدو خطيرًا بعض الشيء ، إلا أنه من المحتمل أن يحسن بشكل كبير إمكانية الوصول إلى السفر بالسكك الحديدية عالي السرعة لعدد كبير من السكان.

8. الهايبرلوب

في حين أن هايبرلوب ليس قطارًا تقنيًا ، إلا أن التكنولوجيا هي استمرار لأنواع من السكك الحديدية. على الرغم من أنها لا تزال تخضع لاختبارات ، إلا أن السرعة التي يمكن بها ربط المدن ستحدث ثورة في السفر.

سيصل Hyperloop الذي يعمل بكامل طاقته ، كما تصوره إيلون ماسك ، إلى سرعات تزيد عن 700 ميل في الساعة، القيام بالرحلة بين لوس أنجلوس وسان فرانسيسكو فقط 30 دقائق طويلة.

سيكون هذا ممكنًا بفضل استخدام أنبوب محكم الإغلاق من شأنه أن يقلل من مقاومة الهواء التي تعمل على القرون الحاملة للأشخاص التي تنتقل عبر الأنابيب إلى لا شيء تقريبًا. يستخدم Hyperloop أيضًا تقنية maglev السلبية ، والتي تشبه تلك المستخدمة في أسرع القطارات اليوم.

9. السكك الحديدية الشمسية

تستخدم العديد من الشركات الألواح الشمسية على أسطح السيارات الكهربائية للمساعدة في زيادة مداها. يمكن فعل الشيء نفسه مع القطارات لجعلها أكثر صداقة للبيئة كشكل من أشكال النقل.

يعمل أول قطار في العالم يعمل بالطاقة الشمسية (الفيديو أعلاه) بالفعل في خليج بايرون ، أستراليا. تعمل منذ عام 2017. ستساعد الحلول مثل الطاقة الشمسية والهيدروجينية (المزيد أدناه) على جعل السفر بالقطار أكثر استدامة مما هو عليه بالفعل عند مقارنته بأشكال النقل السائدة الأخرى.

10. الحافلة Straddling

لقد كتبنا بالفعل عن تحسين المساحة داخل القطارات ، ولكن ماذا عن تحسين المساحة التي يتم استخدامها فيها؟ على الرغم من أن الحافلة الصينية Straddling تبدو وكأنها لن تكون نوعًا من وسائل النقل المستخدمة على نطاق واسع ، إلا أن الفكرة توضح كيف يمكن تحسين المساحات الحضرية من أجل النقل الفعال.

لطالما تعايش الترام مع السيارات والمشاة في المدن في جميع أنحاء العالم. إن المفهوم الذي يمكن أن يسمح للسيارات بالتحرك بحرية أسفل العربات من شأنه بالتأكيد تحسين تجربة التنقل للكثيرين.

11. Startram: قطار إلى ... الفضاء؟

في حين أنه من غير المحتمل أن يصبح هذا جزءًا من تنقلاتنا اليومية ، إلا أنها لمحة مثيرة عن كيفية تقاطع تكنولوجيا السكك الحديدية والفضاء في المستقبل البعيد.

من شأن مفهوم Startram أن يقذف بمركبة إلى الفضاء باستخدام هيكل ماجليف للسكك الحديدية يمتد إلى مدار أرضي منخفض. هذا من شأنه أن يقلل بشكل كبير من اعتماد صناعة الفضاء على الوقود.

لنكن صادقين ، من المحتمل ألا يصبح هذا شيئًا ، لكنه يوضح كيف يمكن استخدام تقنيات السكك الحديدية لأنظمة النقل التي تتجاوز حاليًا أحلامنا.

12. القطارات التي تعمل بالهيدروجين

كما بي بي سي تشرح أن التكنولوجيا التي تعمل بالقطارات التي تعمل بالوقود الهيدروجين بسيطة للغاية.

تتكون خلية الوقود من أنود وكاثود وغشاء إلكتروليت. يمر الهيدروجين عبر الأنود ، حيث ينقسم إلى إلكترونات وبروتونات. ثم يتم دفع الإلكترونات عبر دائرة تولد شحنة كهربائية مخزنة في بطاريات الليثيوم أو يتم استخدامها مباشرة بواسطة المحرك الكهربائي للقطار.

يتم إنتاج منتج النفايات الوحيد بواسطة القطارات عندما تتفاعل جزيئات الهيدروجين مع الأكسجين عند الكاثود وتتحول إلى ماء. Coradia iLint هي أول راكب في العالمقطار مدعوم من خلية وقود الهيدروجين. إنها تقنية قد نرى الكثير منها في المستقبل.

13. فنادق السكك الحديدية

تشير السيارات المستقبلية في قطار Shiki-Shima إلى شكل أكثر راحة من السفر بالقطار الفاخر. تشمل القطارات مرصدًا على الحائط الزجاجي ، وعربة طعام مع قائمة أعدها طاهٍ حائز على نجمة ميشلان ، وصالة ركاب مع موسيقى حية.

من المسلم به أن السفر على خط Shiki-Shima يمكن أن يكلف المسافر ما يصل إلى 12 ألف دولار. أثناء السفر بمثل هذه الرفاهية بالتأكيد لن يكون متاحًا للجميع في المستقبل ، نأمل أن تتعلم وسائل النقل العام بعض الأشياء حول استخدام المساحة وتحسين تجربة السفر من خط Shiki-Shima.

14. تكنولوجيا الفضاء للقطارات

يمكن استخدام تكنولوجيا الفضاء لجعل السفر بالقطار أكثر أمانًا. كما تشير وكالة الفضاء الأوروبية ، فإن تقنية الاستشعار الخاصة التي تُستخدم لضمان إعادة دخول المركبات الفضائية بأمان إلى الغلاف الجوي للأرض تُستخدم أيضًا لجعل القطارات أكثر أمانًا.

تتمتع تكنولوجيا الأقمار الصناعية أيضًا بالقدرة على توفير حل قابل للتطوير لتحديد مواقع السكك الحديدية يمكن أن يزيد من أمان النقل بالسكك الحديدية ويوفر أيضًا اتصالاً أفضل بالإنترنت في القطارات عالية السرعة.

15. قطار الطائرة الهجين

إذا كنت تعتقد أن فكرة القطار المعياري الذي يرتبط بعربات بسرعات عالية فكرة مجنونة ، فإن هذا المفهوم يرفع من الجنون حتى 11. ومع ذلك ، قد يكون هذا هو المقدار المناسب من الجنون للعمل بالفعل.

كما توضح شركة AKKA Technologies ، "مع معدل النمو الحالي للحركة الجوية ، ستصل مطارات العالم إلى نقطة التشبع بحلول عام 2030." لهذا السبب ابتكروا حلاً.

بدأت الشركة في اختبار مفهوم لطائرة متعددة الوسائط تسمى "Link & Fly" ، وهي طائرة / قطار هجين يمكنه بسهولة ربط وفصل عربة لديها إمكانية الارتباط بالسكك الحديدية. اختبرت الشركة بالفعل بنجاح نسخة مبكرة من الطائرة.

إذا كان مستقبل النقل معياريًا ، فستكون السكك الحديدية بالتأكيد جزءًا لا يتجزأ من عملية الابتكار. نظرًا لانخفاض البصمة الكربونية وقدرتها على التكيف ، لن يتراجع القطار الموثوق به عن طرق النقل البارزة الأخرى في أي وقت قريب.


شاهد الفيديو: #الحكاية يتابع وصول دفعة من الجرارات الجديدة لتطوير منظومة السكك الحديدية (سبتمبر 2021).