Jo-Jo-han

Jo-Jo

Här kommer allteftersom FRÅGOR & SVAR vad avser Jo-Jo-han.

Jo-Jo-han

Innehållsförteckning

1. Statisk järnvägsväxel

2. Traditionell växel och minsta stationsavstånd

3. 250 km/h över motorväg?

4. ERTMS European Rail Trafic Management System

5. Spårvidd

1. Statisk järnvägsväxel

Avståndet mellan motväxlar (ett spår delas upp till två spår), dvs hur tätt kan man placera sidospår ut från stambanan, påverkar hur tätt det kan vara mellan stationer. Ur säkerhetssynpunkt har vi valt att fordon som ska ta sidospåret i en statisk järnvägsväxel ska vara ett enskilt fordon, frikopplat från andra fordon. Eftersom kunskapen om önskan att fordonet ska ta sidospåret är kännt i god tid så behöver denna frikoppling (avdockning) inte göras tidskritiskt, och kan ske snarast efter passage av närmast föregående motväxeln.


Den aktivitet som ska utföras i fordonet är att extra hjulaxlar, en fram och en bak, ska fällas/vikas/tryckas ned en sträcka om 5 - 10 centimeter och därefter låsas i det nedre läget. Vardera hjulaxeln bär fyra hjul. Hjulen har ingen drivning och inte heller någon bromsfunktion. De är så kallade frihjul. Konsekvensen är att massan hos hjulaxel plus hjul inte är avskräckande stor, troligen ett par hundra kilo. Hur lång tid måste avsättas för att säkert utföra nivåsänkningen av hjulaxlarna? Några sekunder borde vara tillräckligt. Med möjlighet att upprepa begärd, men misslyckad åtgärd, kanske 10 sekunder. Jag har valt 15 sekunder som tidsgräns. Med farten 250 kilometer per timme förflyttar sig en skyttel ca en kilometer på 15 sekunder. Min slutsats blir alltså att vi kan ha ned till en kilometer mellan motväxlar på stambanan.


Så tätt finns inte behov att placera stationer för varken resenärer eller gods. Dock kan man tänka sig att det någon gång kan finnas behov att placera avtag för personskyttel respektive lastskyttel så nära efter varandra. För flera på varandra följande avtag för lastsskyttlar kan man möjligen, men sannolikt mycket sällan, se behov av avtag på mindre avstånd än 10 kilometer. För resenärer är sannolikt avståndet mellan avtag till stationer också sällan mindre än tio kilometer. Inte ens med 100 stationer längs stambanan Stockholm - Göteborg/Malmö blir avståndet så kort mellan stationer för resenärer. Tekniken är inte begränsningen utan den  ger möjligheter som är avsevärt bättre än det faktiska behovet.

2. 

3. 250 km/h över motorväg?

Av skrift från Trafikverket framgår att svensk motorväg med god standard och med maxfart 110 kilometer per timme så ska minsta horisontella kurvradie vara 1 200 meter. För Jo-Jo-tåget och skyttlar gäller högsta fart 250 kilometer per timme. Med 200 millimeters rälsförhöjning (dosering, skevning) får vi en minsta kurvradie på 1 800 meter. Det gäller under förutsättning att vi har en sidoacceleration mindre än 1,5 m/s2 och att vi använder oss av krängningshämmande fjädring. Mer sidoacceleration gör att resande inte kan röra sig obehindrat i tåget. Krängningshämmande fjädring är väl etablerad teknik som gör att sidoaccelerationen inte får fordonet att kränga. Fjädringen i ytterkurvan görs styvare. Fordonet står rakt på spåret. Använder vi dessutom aktiv korglutning kan vi köra 15 % fortare i kurvan utan att sidoaccelerationen ökar (ger samma effekt som en större dosering). Med korglutning får vi ned Jo-Jo-tågets minsta kurvradie till 1 320 meter. Mycket nära minsta kurvradie på motorvägen. För att klara än mindre kurvradie, t.ex de 1 200 metrarna, kan vi gena i kurvan. Hur mycket vi kan gena beror av kurvans längd. Är svängen mindre än 25 grader kan vi hålla oss över själva motorvägen (normalbredd 21,5 meter). Motorvägskorridoren är 70 meter bred. Använder vi hela den bredden för att gena i 1 200 meters radie kurvan så kan vi klara en sväng på 65 grader. Skulle vi enstaka gång ha skarpare kurvor än så, ja då måste Jo-Jo-tågets fart sänkas under 250 kilometer per timme.


Vertikalkurvor. Trafikverket anger att för motorväg så får konvex kurva (backkrön) ha en vertikal minsta radie om 16 000 meter och en konkav kurva (dal) som minst 5 500 meter. För järnvägsfordon anges en vertikal acceleration om maximalt 0,3 m/s2. Den konvexa kurvan klarar Jo-Jo-tåget med 250 kilometer per timme, men för att klara den konkava kurvan så måste brobanans pelare göras högre för att öka krökningsradien (minska dalen). Det ökar kostnaden, men bara marginellt. Kombinationen djup dal och snäv kurva är inte tekniskt olösbar, men drar högre kostnader. Sidokrafterna vid hög bana och skarp sväng fordrar kraftigare pelare under bron.


4. ERTMS European Rail Trafic System

Ertms finns i olika basversioner 1, 2 och 3. Danmark har valt version 3. Sverige version 2. Version 2 är dyrare att installer och underhålla, men har varit i mer omfattande praktisk drift. Saxat från Wikipeda"Version 3 innehåller bland annat funktioner för högre kapacitet, bland annat genom tätare tågdrift och möjlighet till ett annat radiosystem istället för GSM-R." Version 3 tillåter således att vi t.ex utnyttjar 5G för kommunikation mellan Kraftskytteln, ledningscentral och övriga skyttlar på banan. Självklart särskilt värdefullt med snabb kommunikation i samband med dockning samt skyttlars infart på stambanan. Vid platooning (körning med  lastbilskonvoj) använder man sig av wi-fi och samma teknik borde också kunna tillämpas för Jo-Jo-tåget.


GSM-R finns redan utbyggt i hela Sverige och täckning säkerställs genom att systemet fungerar även om en bassatation skulle vara utslagen. Personligen tycker inte jag det är en väldigt stark redundans. Jag hade gärna sett en än större säkerhet.


På spåret finns utplacerat så kallade eurobaliser. Dessa har fast information t.ex om sitt läge, om banans egenskaper längre fram. Baliserna får sin energi från tåget som passerar över den och då svarar den med att överföra informationen till tåget som sänder information vidare till ledningscentralen. Det svenska ATC2 systemet har också liknande baliser. De har dock en rätt begränsad minnes kapacitet. Eurobaliserna har gott om kapacitet ledig också för famtida utveckling - typ Jo-Jo-tåg.


Version 3 ger möjlighet att köra tågen tätt efter varandra. Den så kallade blocksträckan är här inte en fast installation i spåret utan en reglerbar elektronisk storhet som omger tåget. Det ger möjlighet till linjär dockning.

5. Spårvidd

Normal spårvidd mäts som avståndet mellan räls. De mäts 14 mm under rälsens överkant (RÖK). Normvärdet är 1435 mm, men det tillåts vara ned till 1430 mm och upp till 1470 mm innan det behöver justeras. Enklare uttryckt är centrumavståndet mellan räls 1,5 meter. Järvägshjulet har en plan rullbana och på insidan av rälsen har hjulet en fläns. Övergången mellan den plana rullbanan och flänsen är inte skarp utan är krökt med en sakta övergång mellan rullbana och fläns. Finessen med detta är att om järnvägsfordonet tenderar att förflytta sig t.ex. åt höger på banan så kommer hjulen på högra sidan med sin krökta yta börja "klättra" upp på rälsen. Där på den krökta ytan är ju omkretsen på hjulet större och hjulet styr därmed automatiskt järnvägsfordonet åter mot mitt mellan rälsen. Denna funktion är oberoende av spårvidden.


Järnvägsfordon har en så kallad lastprofil. Den anger t.ex. fordonets största höjd och bredd. I Sverige har vi lastprofil: A 3,40 m bredd och 4,65 m höjd, B 3,40 m bred och 4,30 m höjd samt C 3,60 m bredd och 4,83 m höjd. Eller enklare, generaliserat 3,5 m bredd och 4,5 m höjd. För att få låg tyngdpunkt bör kvoten höjd över bredd var så liten som möjligt 4,5/3,5  ca 1,3. För att få en stabil funktion ska stödytan vara så bred som möjligt, kvoten fordonsbredd relativt spårvidd ska vara så liten som möjligt 3,5/1,5 ca 2,3. Produkten mellan tyngdpunktens relativa höjd 1,3 och stödytans relativa värde 2,3 blir då typiskt vältriskvärde på 3. Låt oss jämföra med en personbil. Vi väljer då en SUV som ju är påtagligt mer benägen att välta än en sportbil. Värden för Volvo XC90, höjd bredd kvot = relativ tyngdpunktshöjd 0,92 och stödytans relativa stödvärde nära 1 (hjulen placerade så långt ut åt sidan som möjligt. Vältriskvärdet blir för SUVen knappt 1. Järnvägsfordon är alltså tre gånger sämre än en relativt vältbenägen bil. Gjorde vi jämförelsen med en racerbil skulle skillnaden självklart bli än sämre för järnvägsfordonet.


Anledningen till den stora lastprofilen är givetvis önskan om möjlighet till att ta stor last. Spårvidden var tidigt så kallat smalspår. Allteftersom staten tog över järnvägen i landet har vi nu normalvidden 1,5 m (Undantag av Stockholms lokaltrafik drivna Roslagsbana med knappt 0,9 m mellan räls). Att nu ändra detbefintliga järnvägsnätet till något mer tekniskt förnuftigt är inte ekonomiskt rimligt. Inte bara spår utan också vagnparken måste ju ändras.


För en helt separat ny järnväg, som kräver fordon med extra hjulaxlar för växeln utan rörliga delar är dock situationen en annan. Här har vi chansen att ta fram teknik som är avsevärt säkrare än dagens. Vi kan som för bilen välja en spårvidd som överensstämmer med fordonsbredden. Vältrisken minimeras. Vi kan välja en optimal lastprofil. Och inte minst värdefullt så blir då tekniken för fjädring enklare, billigare och mer robust. Slutligen så kan vi ha en större rälsförhöjning i horisontalkurvor. Vi klarar enkelt att köra på bro över motorväg, troligen utan aktiv korglutning. Notera speciellt att på Jo-Jo-han så går alla tågen med mycket liten hastighetsskillnad. Vi får ett jämnt flöde och banan kan optimeras för hastigheten 245 km/h.


Rangerbangårdar

Underhåll banor

ERTMSL3 – ledningar

Tågledning



Stationorter – olika alternativ

Etappvis i drift – förslag på etapper

Internationellt

Banor

  • Stambanor
  • Öglor
  • Ansluyningsbanor
  • Matarbanor
  • Kapillärbanor

Bygga på pelare/bro/viadukt

För- och emot

Prefabricerade delar

Rälbro

Bygga över motorväg

Reservspår

Copyright @ All Rights Reserved