Hệ thống treo Aerobus của Mueller, Đường sắt trên cao Wuppertal và các tổ hợp vận tải và cơ sở hạ tầng uST… Yếu tố trên cao là điểm chung duy nhất giữa chúng. Tuy nhiên, một phân tích chi tiết về các công nghệ này cho thấy rất nhiều điểm khác biệt lớn. Sự khác biệt giữa các phương thức giao thông thoạt nhìn có vẻ tương tự này là gì?
Aerobus của Mueller thiếu tốc độ
Hệ thống treo dạng cầu cạn của kỹ sư người Thụy Sĩ Gerhard Mueller được xây dựng ở Đức từ những năm 1970. Mặc dù Aerobus, giống như uPod, di chuyển ở cấp độ thứ hai, sự khác biệt mang tính lịch sử giữa các hệ thống giao thông này thể hiện rất rõ khi so sánh các giải pháp kỹ thuật.
Các xe uPod có thể đạt tốc độ 150 km/h, trong khi tốc độ tối đa của Aerobus do Mueller thiết kế chỉ là 35 km/h.
Năng lực vận chuyển hành khách
Trong sáu tháng, Aerobus đã vận chuyển khoảng 2,3 triệu hành khách. Trong một khoảng thời gian tương tự, thậm chí chỉ một chiếc uPod có thể phục vụ khoảng 10 triệu người! Đồng thời, số lượng phương tiện điện chạy trên tuyến phụ thuộc vào lưu lượng hành khách, bản thân hệ thống vận tải uST có khả năng vận chuyển tới 50.000 người mỗi giờ.
Thiết kế khung gầm
Việc sử dụng cặp lăn “bánh xe thép hình trụ – đầu ray thép phẳng” trong các uPod giúp giảm đáng kể lực cản lăn của bánh xe và kéo dài tuổi thọ của đường ray so với ray của Mueller sử dụng bánh xe lửa tì lên đầu ray.
Kết cấu đường ray
Trong hệ thống của Mueller, đường ray được treo từ một cáp chịu lực ứng suất trước đường kính 52 mm. Cáp này lại được gắn vào các cột trụ, tương tự như kết cấu của cầu treo. Trong công nghệ uST, các phần tử thép ứng suất trước (“dây”) nằm bên trong hộp ray, cho phép tạo ra các kết cấu nhẹ và chắc chắn với chi phí tài chính thấp hơn đáng kể trong quá trình xây dựng và vận hành.
Đường sắt trên cao Wuppertal quá tốn kém
Tuyến ray đơn đầu tiên được đưa vào vận hành là tuyến đường dài 13,3 km tại thành phố Wuppertal của Đức, và nó vẫn hoạt động cho đến ngày nay.
Hệ thống uST đạt vận tốc tối đa 150 km/h, trong khi con số này ở Đường sắt đơn Wuppertal là 60 km/h.
Khoảng giãn cách chạy tàu
Đường sắt đơn Wuppertal sử dụng các đoàn tàu đơn với khoảng giãn cách 3–4 phút vào giờ cao điểm và 15 phút vào giờ thấp điểm. Khoảng giãn cách giữa các uPod chỉ từ 20–50 giây.
Thời gian di chuyển trung bình của tàu ray đơn trên toàn tuyến là 28–30 phút. Với vận tốc 150 km/h, một chiếc uPod sẽ vượt qua quãng đường đó chỉ trong 5 phút.
Năng lực vận chuyển hành khách
Ngày nay, khoảng 85.000 hành khách sử dụng Đường sắt treo Wuppertal mỗi ngày. Lưu lượng hành khách hàng năm đạt 25 triệu người.
Các uPod được ghép thành các đoàn tàu nhỏ có thể vận chuyển tới 50.000 người mỗi giờ. Con số này sẽ đạt khoảng 300 triệu hành khách mỗi năm.
Cung cấp năng lượng
Bánh xe của toa tàu di chuyển trên đường ray đơn được dẫn động bởi các động cơ điện. Để cung cấp năng lượng cho chúng, người ta thậm chí đã xây dựng một nhà máy điện đặc biệt vào năm 1897.
Các uPod có thể nhận điện trực tiếp từ kết cấu đường ray hoặc từ thiết bị lưu trữ năng lượng tích hợp. Điều này đảm bảo tính tự chủ và độc lập của phương tiện vận tải uST khỏi các nguồn điện bên ngoài.
Ở đường sắt đơn Wuppertal, các nhịp giữa các cột đỡ được lắp ráp theo sơ đồ “dầm” cổ điển và có các khe co giãn.
Đường ray uST được xây dựng theo nguyên tắc hệ thống ứng suất trước liên tục không có khe co giãn. Phương pháp này giúp cải thiện độ phẳng của đường ray đồng thời làm giảm trọng lượng và chi phí của kết cấu.
Định mức vật liệu
Tổng cộng có 19.200 tấn thép đã được sử dụng để xây dựng Đường sắt treo Wuppertal.
Đối với hệ thống vận tải uST có chiều dài đường ray tương đương, con số này thấp hơn rất nhiều. Toàn bộ tổ hợp bao gồm kết cấu đường ray và các cột đỡ chỉ cần 4.200 tấn thép và 6.000 m3 bê tông.
Gánh nặng tài chính
Chi phí xây dựng cầu cạn đường ray dây (giá thành phụ thuộc vào loại kết cấu đường ray và đặc điểm địa hình) thấp hơn khoảng 4 lần so với việc dựng một tuyến đường ray đơn.
Tích hợp vào hạ tầng
Tuyến ray đơn là một cấu trúc cồng kềnh có thể làm mất mỹ quan kiến trúc của khu1 vực mà nó đi qua. Đồng thời, đường ray đơn khó tích hợp vào cơ sở hạ tầng đô thị hơn rất nhiều so với kết cấu đường ray uST.
Không giống như các cầu cạn bê tông đồ sộ dành cho tàu ray đơn, tổ hợp uST đòi hỏi diện tích giải phóng mặt bằng tối thiểu. Nó không phá vỡ cảnh quan và dễ dàng hòa nhập vào cơ sở hạ tầng đô thị.
An toàn
Tai nạn lớn nhất trên Đường sắt treo Wuppertal được ghi nhận vào năm 1999. Năm người đã thiệt mạng và 47 người bị thương. Nguyên nhân là do một dụng cụ bằng kim loại do công nhân bảo trì bỏ lại trên đường ray. Một toa tàu di chuyển trên tuyến đã đâm phải nó, trật bánh và lao xuống sông.
Trong hệ thống vận tải uST, rủi ro tai nạn được giảm thiểu tối đa nhờ hệ thống điều khiển tự động. Hệ thống này liên tục đọc mọi diễn biến trên đường ray, bên trong và xung quanh uPod, phân tích dữ liệu này và giám sát việc phân bổ lộ trình. Điều này hoàn toàn không có trên tuyến đường Wuppertal.
Như chúng ta có thể thấy, điểm chung duy nhất giữa các hệ thống giao thông này là ý tưởng di chuyển trên cao, nhưng các giải pháp kỹ thuật lại hoàn toàn khác nhau: thiết kế đường ray, phần lõi bên trong, công nghệ sản xuất, khí động học,… Các tổ hợp uST mang lại hiệu quả cao hơn, an toàn hơn và tối ưu chi phí hơn.
📌 Khám phá các bài viết liên quan:
Nguồn tin chính thức: ust.inc
