Hyperloop vehicles spacing control challenges and possible solutions

• Autorzy: Pawlik Marek , Kycko Magdalena , Zakrzewski Konrad

Identyfikatory

DOI

10.24425/ace.2021.137167

Warianty tytułu

PL

Sterowanie następstwem pojazdów hyperloop, wyzwania i możliwe rozwiązania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Amount of works and activities tending towards defining new transport mode on the basis of the hyperloop system concept is growing significantly. They assume use of individual vehicles, offering space for several dozen passengers, running with speeds near speed of sound in a closed space with significantly lowered air pressure, utilizing magnetic levitation. Simultaneously it is fairly from economic point of view assumed, that first implementations should link locations between which traffic demand is expected to be very high. Assumed short spacing between hyper-vehicles, which are frequently declared to be ad-hoc adjusted to transport demand, to the knowledge of the authors gained in railway transport, seems to be in conflict with high speed safety related spacing in view of the line infrastructure capacity operational rules defined in the UIC (International Union of Railways) documents. That is the challenge, that formed the basis for authors’ investigations described in the paper. Several thesis regarding future new mode of transport based on hyperloop concept form an outcome of those investigations presented in conclusions.

PL

Intensyfikowane są różnego rodzaju działania zmierzające do zdefiniowania nowego rodzaju transportu na bazie koncepcji systemu hyperloop. Zakłada się wykorzystywanie pojedynczych pojazdów, korzystających z lewitacji magnetycznej, oferujących miejsca dla kilkudziesięciu pasażerów, poruszających się z prędkością bliską prędkości dźwięku w zamkniętej przestrzeni z istotnie obniżonym ciśnieniem powietrza. Jednocześnie przyjmuje się, że pierwsze wdrożenia obsługiwać będą połączenia o bardzo wysokim zapotrzebowaniu na transport. Przyjmowane małe, na przykład dwuminutowe, ad hoc zmieniane, odstępy pomiędzy hyper-pojazdami, wedle wiedzy autorów pochodzącej z transportu szynowego, wydają się sprzeczne z zasadami zarządzania następstwem pojazdów poruszających się z dużymi prędkościami opisanymi w dokumentach Międzynarodowego Związku Kolei UIC definiujących eksploatacyjne zasady zarządzania przepustowością infrastruktury liniowej. Związane z tym wyzwania legły u podstaw rozważań autorów, które zaowocowały kilkoma tezami dotyczącymi przyszłego systemu hyperloop. Przedstawione w artykule rozważania wychodzą od różnych zasad zarządzania następstwem pociągów w transporcie kolejowym jako podstawy analizy potrzeb i możliwości zarządzania następstwem pojazdów w systemie hyperloop. Uwzględniono zarządzanie następstwem według zasady stałego odstępu blokowego oraz według zasady ruchomego odstępu blokowego rozróżniając względy i bezwzględny ruchomy odstęp blokowy. Przedstawiono podstawy definiowania przepustowości dla liniowej infrastruktury transportowej oraz koncepcję zwiększania przepustowości poprzez łączenie i dzielenie składów w biegu. We wnioskach wskazano, że w odniesieniu do systemów typu hyperloop należy uwzględnić potrzebę tworzenia hyper-pociągów z hyper-pojazdów oraz powiązania pomiędzy trzema systemami technicznymi: wirtualnymi sprzęgami, napędami pojazdów i systemami hamowania pojazdów. Na końcu artykułu wskazano ścieżkę dalszych prac przywołując normy definiujące formalne podejście do związanych z bezpieczeństwem systemów elektronicznych i programowalnych stosowanych w transporcie kolejowym. Podejście takie autorzy proponują w ramach prac wspólnego komitetu Technicznego CEN i CENELEC dedykowanego dla systemów hyperloop.

Słowa kluczowe

EN

hyperloop; vehicles spacing; infrastructure capacity; hyper-train; virtual coupling

PL

hyperloop; następstwo pojazdów; przepustowość infrastruktury; hyper-pociąg; sprzęg wirtualny

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2021
• Tom: Vol. 67, nr 2
• Strony: 261--274
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., il.

Twórcy

autor

Pawlik Marek

• Warsaw University of Technology, Faculty of Civil Engineering, Warsaw, Poland

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

autor

Kycko Magdalena

• Railway Research Institute, Warsaw, Poland

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

autor

Zakrzewski Konrad

• Railway Research Institute, Warsaw, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-1418-7350

Bibliografia

• [1] Rychlewski J., “Wpływ modernizacji linii kolejowych na ich przepustowość”, TTS Technika Transportu Szynowego 7-8/2009, pp 23-27
• [2] Dąbrowa-Bajon M.: Control command and signalling basics (Podstawy Sterowania Ruchem Kolejowym). OWPW, Warsaw 2005, ISBN: 978-83-7814-320-8
• [3] UIC leaflet 406 - Capacity, 1st edition, Paris, September 2004
• [4] Naeem M Ali, “Moving Block vs Fixed Block Signalling - Which is better?”, September 2015 https://www.linkedin.com/pulse/moving-block-vs-fixed-signalling-which-better-naeem-ali/
• [5] Toruń A., Lewiński A., “Metoda lokalizacji pojazdów w procesie sterowania ruchem kolejowym”, Czasopismo Logistyka 4/2010
• [6] Harriss Lydia, “Moving Block Signalling”, Houses of Parliament, Parliamentary Office of Science &Technology, Number 20, 26 April 2016
• [7] System Requirements Specification for the European Train Control System, filing no. A200/SRS.04-A5499A5-03.01-960809, Utrecht 1996
• [8] Winter P., Compendium on ERTMS, Eurail-press, Hamburg 2009, ISBN: 978-3777103969
• [9] Pawlik M., European Rail Traffic Management System, functions and technical solutions overview - from an idea to implementation and exploitation (Europejski System Zarządzania Ruchem Kolejowym, przegląd funkcji i rozwiązań technicznych - od idei do wdrożeń i eksploatacji), KOW, Warsaw 2015, ISBN 978-83-943085-1-3
• [10] Toruń A., Lewiński A. Informacja przestrzenna w procesie sterowania ruchem kolejowym, VII Konferencja Naukowo - Techniczna LOGITRANS - 2010, pp 2365-2373
• [11] European Railway Agency, ETCS System Requirements Specification, subset 026-1, issue 3.4.0, 2014
• [12] S. Midya and R. Thottappillil, ‘An overview of electromagnetic compatibility challenges in European Rail Traffic Management System’, Transportation Research Part C: Emerging Technologies, vol. 16, no. 5. pp. 515-534, 2008
• [13] Basile D., Maurice H., Ferrari A., “Modelling and Analysing ERTMS L3 Moving Block Railway Signalling with Simulink and Uppaal SMC”, Formal Methods for Industrial Critical Systems, 24th International Conference, FMICS 2019, Amsterdam, The Netherlands, August 30-31, 2019
• [14] Białoń A., Gradowski P., Gryglas M., “Wpływ system sterowania ruchem kolejowym ERTMS/ETCS na zwiększenie przepustowości linii kolejowych”, TTS Technika Transportu Szynowego, 7-8/2010, pp 17-23
• [15] Pawlik M., Safety margins for the reconfigurations of trains’ compositions in motion, Risk, Reliability and Safety: Innovating Theory and Practice - Proceedings of the 26th European Safety and Reliability Conference, ESREL 2016, ISBN: 978-113802997-2, 2017 Taylor & Francis Group, London

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2021).