Hyperoperability - main challenge for the future guided transport systems based on hyperloop concept

• Autorzy: Kaczorek Agnieszka , Karasiewicz Iwona , Kycko Magdalena , Pawlik Marek , Polak Krzysztof , Rzepka Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2022.143023

Warianty tytułu

PL

Hiperoperacyjność - główne wyzwanie dla przyszłych systemów transportu po predefiniowanych torach jazdy opartych na koncepcji hyperloop

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The hyperloop concept is not new, but for many years it was hard for engineers to believe that it could be economically and technically feasible. Nowadays some technical solutions, which could enable construction and operation of a guided transport system based on hyperloop concept, are much more imaginable. Therefore a number of start-up companies are working on comprehensive proposals and chosen technologies aiming at creating the fifth transport mode thanks to innovative concepts, new technologies, and chosen railway, air transport, and space technologies. As new transport mode is expected to offer transport with high speed nearly equal to the speed of sound its feasibility will strongly depend also on coherency between transport means and transport infrastructure in a scale of a future fifth transport mode continent-wide transport network. To meet this challenge railway and start-up companies work together in two streams - in the formal framework of the European standardisation to prepare future hyperloop related EN standards and in research and development projects. The scale of required wide technical coherency on one side and the diversification of products and existence of different developers/producers/contracting entities providing infrastructure and transport means and creating market on the other side contradict if appropriate rules are not set precisely early enough. Such rules in railway transport are based on interoperability concept supported by agreed stable essential requirements and defined in the Railway Interoperability Directive and Technical Specifications for Interoperability. Paper presents findings regarding poor applicability of the railway interoperability to the hyperloop type transport systems at their early stage of development as well as challenges and proposed approaches for the dedicated hyperloop coherency approach - the hyperoperability as it is being discussed in the framework of the Hypernex European project.

PL

Koncepcja hyperloop jako systemu transportowego istnieje od wielu lat. Niezależenie od tego do niedawna ekspertom zajmującym się systemami transportowymi wydawała się trudnorealizowalna zarówno z powodów ekonomicznych jak i z powodów technicznych. Obecnie niektóre z takich powodów technicznych doczekały się rozwiązań, które mogłyby umożliwić budowę i eksploatację systemu transportu kierowanego opartego na koncepcji hyperloop. Dlatego też wiele firm typu startup pracuje albo nad kompleksowymi propozycjami takiego rodzaju transportu albo nad wybranymi technologiami mającymi na celu stworzenie rozwiązań koniecznych dla piątego rodzaju transportu. Obok nowych technologii i innowacyjnego podejścia analizowane i wykorzystywane są także rozwiązania techniczne, prawne i organizacyjne z sukcesem stosowane, względnie aktualnie wdrażane w transporcie kolejowym, w transporcie lotniczym oraz w przemyśle kosmicznym. Ponieważ nowy rodzaj transportu ma oferować możliwość przemieszczania pasażerów i ładunków niemal z prędkością dźwięku dla sukcesu koncepcji hyperloop konieczne jest zapewnienie spójności rozwiązań stosowanych w pojazdach i rozwiązań wykorzystywanych w infrastrukturze na skalę przyszłej sieci transportowej, w przyszłości zapewniającej połączenia w skali euro-azjatyckiej. Aby sprostać temu wyzwaniu koleje i firmy startupowe podejmują wspólne działania zarówno formalne w tym w szczególności w ramach europejskich prac normalizacyjnych zmierzające do opracowania przyszłych norm EN dedykowanych dla hyperloop jak i badawcze w tym zarówno związane z rozwojem technologii jak i doborem najlepszych rozwiązań. Wielość aspektów technicznych wymagających uwzględnienia w zakresie spójności technicznej i wymagana dokładność dopasowania pojazdów i infrastruktury z jednej strony oraz zapewnienie różnorodności produktów i funkcjonowania wielu podmiotów oferujących planowanie, projektowanie oraz budowę i utrzymanie zarówno pojazdów jak i infrastruktury hyperloop, a w efekcie współtworzących rynek, z drugiej strony wydają się niemal sprzeczne, jeśli odpowiednie zasady nie zostaną ustalone na odpowiednio wczesnym etapie rozwoju nowego rodzaju transportu. Takie zasady w transporcie kolejowym opierają się na koncepcji interoperacyjności, która bazuje na niezmiennych formalnie zdefiniowanych wymaganiach zasadniczych zdefiniowanych w dyrektywie w sprawie interoperacyjności kolei oraz ograniczeniach dla rozwiązań technicznych zdefiniowanych w technicznych specyfikacjach interoperacyjności TSI. W artykule przedstawiono argumenty wskazujące na brak zasadności zastosowania koncepcji interoperacyjności kolei dla przyszłych systemów transportowych typu hyperloop na ich obecnym, wczesnym etapie rozwoju. Krótko przedstawiono zasady funkcjonowania systemów tramwajowych, systemów metra, kolei i niekonwencjonalnych systemów transportu po predefiniowanych torach jazdy by następnie wskazać główne wyzwanie dla przyszłego piątego rodzaju transportu i zaproponować cztery możliwe podejścia do zapewnienia w przyszłości spójności systemów transportowych typu hyperloop, czyli cztery możliwe sposoby zdefiniowania hiperoperacyjności zaproponowane przez autorów w ramach europejskiego projektu Hypernex.

Słowa kluczowe

EN

railway; guided transport; transport system; hyperloop; interoperability; hyperoperability

PL

kolej; transport; tor jazdy predefiniowany; hyperloop; interoperacyjność; hiperoperacyjność

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2022
• Tom: Vol. 68, nr 4
• Strony: 5--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il.

Twórcy

autor

Kaczorek Agnieszka

• Railway Research Institute, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-0612-5432

autor

Karasiewicz Iwona

• Railway Research Institute, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3150-387X

autor

Kycko Magdalena

• Railway Research Institute, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-5630-2812

autor

Pawlik Marek

• Railway Research Institute, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3357-7706

autor

Polak Krzysztof

• Railway Research Institute, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1464-7214

autor

Rzepka Wojciech

• Railway Research Institute, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0003-3909-8458

Bibliografia

• [1] SpaceX, Hyperloop Alpha by SpaceX, USA, 2017.
• [2] Hardt, Hyper Poland, Transpod, Zeleros, Hyperloop - International Development Overview, EU, 10.2018.
• [3] J. Tamarit, Evacuated Tube Transportation, sponsored by CEN/CENELEC, NEN, UNE, 12.2018.
• [4] K. Polak, “Hyperloop technology and perspective of implementation”, Prace Instytutu Kolejnictwa, 2017, vol. 156. pp. 28-32.
• [5] M. Rudowski , “Intermodal Transport of Hyperloop Capsules - Concept, Requirements, Benefits”, Problemy Kolejnictwa / Railway Reports, 2018, no. 178, pp. 55-62.
• [6] Report Potential for the development and implementation of the vacuum rail technology in Poland in the social, technical, economic and legal context, GOSPOSTRATEG, September 2020.
• [7] Directive (EU) 2016/798 of the European Parliament and of the Council of 11 May 2016 on Railway Safety.
• [8] European Union Agency for Railways, Guidance for safety certification and supervision “Safety management system requirements for safety certification or safety authorisation”, June 2018.
• [9] Commission Implementing Regulation (EU) no 402/2013 of 30 April 2013 on the common safety method for risk evaluation and assessment and repealing regulation (EC) no 352/2009.
• [10] Commission Regulation (EU) No 1078/2012 of 16 November 2012 on a common safety method for monitoring to be applied by railway undertakings, infrastructure managers after receiving a safety certificate or safety authorisation and by entities in charge of maintenance.
• [11] Commission Delegated Regulation (EU) 2018/761 of 16 February 2018 establishing common safety methods for supervision by national safety authorities after the issue of a single safety certificate or a safety authorisation pursuant to Directive (EU) 2016/798 of the European Parliament and of the Council and repealing Commission Regulation (EU) No 1077/2012.
• [12] Commission Decision of 5 June 2009 on the adoption of a common safety method for assessment of achievement of safety targets, as referred to in Article 6 of Directive 2004/49/EC of the European Parliament and of the Council.
• [13] H. Zobel, A. Pawlak, M. Pawlik, P. Żółtowski, R. Czubacki, Th. Al-Khafaji, “Hyperloop - civil engineering point of view according to Polish experience”, Archives of Civil Engineering, 2020, vol. 68. no. 1/2022, pp 23-27, DOI: 10.24425/ace.2022.140153.
• [14] M. Pawlik, M. Kycko, K. Zakrzewski, “Hyperloop vehicles spacing control challenges and possible solutions”, Archives of Civil Engineering, 2021, vol. 67. no. 1/2021, pp 261-274, DOI: 10.24425/ace.2021.137167.