Népszerűsége ellenére a vasúthálózat messze nem tökéletes és számos módon javítható. A vasútágazat mérnökei és tervezői számára az egyik fő prioritást a sebesség jelenti, amely mindig fejleszthető egy újabb technológia megjelenésével. Ez különösen akkor fontos, ha nagy a vonatok iránti utasigény, mivel így több embert tudnak hatékonyabban szállítani. A gyorsabb vonatok közvetlenül a légi közlekedéssel is versenyezhetnek, hiszen alacsonyabb a károsanyag-kibocsátásuk.

Az EU célja, hogy 2050-re szén-dioxid-semlegességet érjen el és ebben a vasúti közlekedésnek létfontosságú szerepe van.Egyes technológiák támogatják a villamosított vasútvonalak használatát, amelyek jelentősen csökkentenék a hagyományos vonatok által termelt kibocsátást. Egy másik szempont, amely a fejlettebb technológiáknak köszönhetően javul, az a biztonság, mivel az automatizált folyamatok bevezetésével kiküszöbölhetők az emberi hibák. Az évek során rengeteg innovációt láthattunk, amelyek ezeket a problémákat igyekeztek kezelni; némelyik sikeres volt, némelyik nem. Az alábbiakban most együtt nézzük meg a 6 legfontosabb vasúttechnológiai innovációt.

Nagysebességű vasút

A nagysebességű vasút a leggyorsabb módja a nagyvárosok közötti utazásnak. Egyes nagysebességű vonatok, mint például a japán Sinkanszen (golyóvonat) és a francia TGV, akár 320 km/órás sebesség elérésére is képesek. Az A és B pont közötti, illetve a városi területek körüli gyorsabb és jobb közlekedés iránti egyre növekvő igényt elégíti ki a torlódások csökkentése és a mobilitás javítása mellett. Ilyen sebességgel ezek a vonatok a légi közlekedés versenytársai, miközben mintegy nyolcszor energiatakarékosabbak, a Nemzetközi Vasútegylet (UIC) szerint.

Jelenleg a világon mindössze 16 országban közlekednek nagysebességű vonatok. A legtöbb országban külön pálya és útvonal van kijelölve a nagy sebességű vonatoknak, ám azok hagyományos pályán is közlekedhetnek csökkentett sebességgel. Tetőre szerelt áramszedők és felsővezetékek biztosítják a vonatok meghajtásához szükséges energiát, amelyek gyakran mindkét oldalon két szinkronizált motorral vannak ellátva.

A maglev – a mágneses levitáció angol rövidítése – a talaj felett kb. 10 cm-re lebegő vonatot jelenti. A hagyományos vasúttechnológiától eltérően a kerekek nélküli maglev vonatokat elektromágneses erő segítségével emelik a sínek fölé. A maglev vonatokhoz mágneses szupravezetőket használnak, ami azt jelenti, hogy -268°C-ra lehűtve képesek a hagyományos elektromágneseknél tízszer erősebb mágneses mezőt létrehozni, ezzel biztosítva a vonat felemelését és előrehaladását. Ez azt is jelenti, hogy az ilyen típusú vonatoknál nincs súrlódás, így hihetetlen sebességgel tudnak haladni. Az eddigi leggyorsabb maglev vonat 603 km/h sebességgel száguldott.

A maglev vonatot azonban nem csupán a nagy sebesség teszi vonzóvá. Az elektronikus meghajtású vonatok használata csökkenti az elégetett fosszilis tüzelőanyagok mennyiségét és az ezzel járó kibocsátást. Mivel a síneken nincs súrlódás, a maglev vonatok általában kevesebb energiát igényelnek a sebesség fenntartásához. Ezenkívül a regeneratív fékrendszer olyan energiát is vissza tud nyerni, amely a hagyományos vonatoknál elveszne. Az érintkezés hiánya azt is jelenti, hogy kevesebb karbantartásra van szükség a síneken és a vonatokon, mivel erősen csökken az alkatrészek kopásának és elhasználódásának kockázata.

Hyperloop: a vasúttechnológia jövője?

A hyperloop technológia koncepcióját még a 18. században mutatta be George Medhurst, brit feltaláló. Mérnökök és kutatók hosszú évek óta foglalkoztak hasonló koncepciókkal, majd 2013-ban a milliárdos Elon Musk is felkapta az ötletet és saját Hyperloop Alpha projektje keretében dolgozta ki ötletét. 2021-ben a globális hyperloop piac értéke 1,2 milliárd US dollár volt, 2026-ra pedig várhatóan eléri a 6,6 milliárd US dollárt, ami az említett öt év alatt 40,4%-os éves összetett növekedési ütemet jelent. A hyperloop vasúttechnológia elkészültétől azonban még legalább 7-8 évre vagyunk.

Mit jelent a hyperloop technológia?

A hyperloop elve vákuumcsöves alagutakat használ a kapszulák nagy sebességgel történő szállítására. A kapszulák vákuumban mozognak, amely szinte teljesen kiküszöböli a légellenállást, így hihetetlenül nagy, akár 1100 km/h sebességet tesz lehetővé. A kapszulák szállítása mágneses lebegtetési technológiával történik, ami azt jelenti, hogy bár az utasok nagy sebességgel közlekednek, mégis kényelmes és csendes utazást élvezhetnek. Emellett a hyperloop technológia, amely teljes egészében elektromos energiával működik, olyan fenntartható közlekedési formát jelent, amely kulcsszerepet játszhat abban, hogy Európa 2050-re klímasemlegessé váljon.

Jelenleg számos vállalat aktívan teszteli és fejleszti a hyperloop technológiát. A hyperloop vasúttechnológia elkészültétől azonban még legalább 7-8 évre vagyunk. Európa egyetlen hyperloop teszthelye a németországi Münchenben található és a TUM Hyperloop nevet viseli. Ez a futurisztikus technológia talán még messzinek tűnik, de amint az utasszállítás megkezdődik, új normává válhat.

Automatikus vonatüzemeltetés (ATO)

Az ATO rendszerek olyan technológiára utalnak, amely lehetővé teszi, hogy a vonatok minimális emberi beavatkozással vagy anélkül működjenek. Ezek a rendszerek érzékelők, számítógépek és kommunikációs platformok kombinációjával szabályozzák a vonatok sebességét, gyorsulását és fékezését. Az ATO-k hozzájárulnak a biztonságosabb vasúti üzemeltetéshez, minimalizálják az emberi hibákat, a vonatok sebességének pontos szabályozásával biztonságos távolságot tartanak a többi vonattól és megelőzhetik az ütközéseket. Energiatakarékosabb is, mivel képes optimalizálni az energiafogyasztást és csökkenteni a pazarlást, ugyanakkor magában hordozza a regeneratív fékrendszerek beépítésének lehetőségét.

AR és VR

A kiterjesztett valóság (AR) és a virtuális valóság (VR) felhasználható a vasúti személyzet magával ragadó és hatékony képzésére. Az eredmény olyan valósághű környezet, amely a mozdonyvezetők, kalauzok és karbantartók számára egy valós élethelyzetben, saját idejükben megszerezhető tapasztalatot nyújt. Az AR és a VR az új közlekedési hálózatok, útvonalak és infrastruktúrák tervezésénél és kivitelezésénél, valamint a meglévő hálózatok mérnöki módosításainál is használható, és a tervezők a javasolt megoldások jobb vizualizálására és értékelésére használhatják. Az ötletek bemutatását segítő digitális modellek jobb képet adnak az érdekelt felek vagy befektetők számára arról, hogy milyen lesz a végtermék.

Automatikus vonatvezérlés (PTC - Positive Train Control)

A PTC egy automatizálási elvek alapján működő fejlett biztonsági rendszer. A vonatok GPS technológiával történő valós idejű nyomon követése révén a PTC rendszerek célja a biztonság javítása azáltal, hogy automatikusan beavatkoznak, ha olyan nem biztonságos körülményeket észlelnek vagy jeleznek előre, amelyek ütközéshez vezethetnek. A központi vezérlőközpontban gyűjtött összes információnak köszönhetően a PTC rendszerek képesek a vonatok sebességét számos tényező, például a körülmények, pályaívek, lejtők és más tényezők alapján ellenőrizni és szabályozni. Ha a vonat túllépi a sebességet, a rendszer automatikusan fékezhet, hangos vagy vizuális figyelmeztetést adhat a mozdonyvezetőnek.