Tramwaj bez kabla

Nie jest tajemnicą, że tramwaje nie tylko z sukcesem powracają na ulice naszych miast, ale także rozwijają się, przejmując zadania innych środków komunikacji. Chociaż jest to, rzecz jasna, skutkiem przede wszystkim integralnych cech tramwaju jako środka komunikacji publicznej, obecnie kolejnym argumentem przemawiającym za nim jest możliwość uniezależnienia się od napowietrznej sieci trakcyjnej.

Taka sytuacja zachęca przewoźników do najlepszego wedle możliwości przygotowania się do wdrażania tych innowacji oraz rozwiązywania problemów wynikających z prób dostrojenia ich do własnych, indywidualnych potrzeb.

Liczne zalety tramwaju są skutkiem m.in. stałego rozwoju tego typu konstrukcji.

W obecnym czasie, kiedy coraz wyraźniej odchodzi się od indywidualnego transportu na rzecz komunikacji zbiorowej, duża wydajność przewozowa (średnio ok. 8000 pasażerów na godzinę w jednym kierunku) jest jedną z podstawowych potrzeb. W miastach, widok tramwaju kojarzy się ze statusem społecznym i przyjaznością dla użytkownika. Co więcej, kolejną istotną zaletą jest fakt korzystania przez tramwaj z energii elektrycznej. Tym bardziej, że właśnie kwestia napędu ma przed sobą największe możliwości rozwoju. Ponadto, w czasach gdy ogranicza się nadmierne zużycie przestrzeni, tramwaj stanowi pierwszy krok we wdrażaniu programów optymalizacji jej wykorzystani w centrach miast. Obok zasady „brak miejsc parkingowych –zakaz wjazdu”, mamy teraz zasadę „bez tramwaju nie ma wjazdu do centrum”.

Jak wszyscy wiedzą, bardzo istotnym czynnikiem w transporcie jest prędkość użytkowa. Zwiększenie jej z 15 do 17, a nawet 19 km/h oznacza o 15% do 30% więcej przestrzeni (przy tych samych kosztach), przy podobnych dochodach –jednym słowem Eldorado. Priorytet dla tramwajów odgrywa tym samym bardzo istotną rolę, zarówno jeśli chodzi o częstotliwość kursowania, jak i prędkość.

Urzędnicy zajmujący się planowaniem przestrzennym szybko zrozumieli, że tramwaj może być narzędziem, które ożywi centra miast. Mówiąc w skrócie, tramwaje i miasta są dla siebie stworzone.

Ulubiony cytat jednego z moich mentorów w Zurychu brzmi: „Tramwaje nie potrzebują wielu zielonych świateł. Wystarczy, że światło przełączy się na zielone, gdy do niego się zbliżą.”

Przy takim bagażu zalet, rozsądnym wydaje się oczekiwanie dalszego rozwoju konstrukcji tramwajów. Mimo to, tramwaje wzbudzają pewien opór, zwłaszcza w miastach, które nie posiadają w ogóle sieci tramwajowej, w związku z wizualnym wpływem napowietrznej sieci trakcyjnej na zabytkową część miasta. Dlatego niektóre miasta, jak np. Nicea i Bordeaux, zdecydowały się na tramwaje bez sieci napowietrznej.

Władze miasta Bordeaux, przy uruchomieniu ambitnego planu uruchomienia trzech linii tramwajowych jednocześnie, zdecydowały się na zasilanie tramwaju w historycznym centrum z poziomu ziemi (rozwiązanie opatentowane przez Alstom), w celu minimalizacji wpływu komunikacji tramwajowej na wygląd zabytków.

Rozwiązanie to łączy w sobie przewodzenie poprzez napowietrzną sieć kontaktową z zasilaniem na poziomie ziemi. Zasilanie na poziomie ziemi (patrz: rysunek) odbywa się za pośrednictwem szyny zasilającej, wbudowanej w utwardzoną drogę tramwaju, odizolowaną od głównej drogi. Szyna została podzielona na bloki –zasilanie w danym bloku jest uruchamiane tylko wtedy, gdy tramwaj znajduje się nad nim. Kiedy tylko tramwaj zamierza opuścić dany blok, wjeżdżając nad następny, zasilanie jest odłączane. W ten sposób, zamontowane w podwoziu tramwaju odbieraki mają zapewniony ciągły dopływ energii, jednocześnie pozostawiając za i przed tramwajem całkowicie neutralną, odłączoną od zasilania trasę.

Przełączanie pomiędzy tymi dwoma trybami (zasilanie z poziomu ziemi i z sieci napowietrznej) odbywa się z kabiny motorniczego, kiedy tramwaj znajduje się na postoju lub na przystanku. W miejscach przejścia na jeden lub drugi tryb zasilania, pantograf jest, odpowiednio, podnoszony i opuszczany. Środkowy wózek każdego tramwaju jest wyposażony w dwa odbieraki.

Technologia ta jest wdrażana na trasie o łącznej długości 13,5 km podwójnego toru: 4,9 km na linii A (cała linia: 19,9 km), 6,1 km na linii B (cała linia: 15,4 km) oraz 2,5 km na linii C (cała linia: 8 km).

Na koszty budowy całego systemu składają się inwestycję w infrastrukturę oraz komponenty na pokładzie pojazdów, a na oszczędności z jego montażu –ograniczenie kosztów utrzymania infrastruktury napowietrznej na odpowiednich odcinkach. Według władz Gminy Miejskiej Bordeaux, pomimo iż budowa sieci zasilanej z poziomu ziemi kosztuje trzy razy więcej, niż zasilanej z sieci napowietrznej, ten dodatkowy koszt stanowi tylko 3% kosztów całego przedsięwzięcia.

Tramwaje zostały poddane modyfikacjom, a ponadto zastosowano w nich akumulatory w razie zaniku zasilania przy przejeżdżaniu przez bloki.

Innowacje prowadzą przewoźników w nieznane lub przynajmniej wymuszają dopracowywanie tworzonych systemów. W dziedzinie transportu szynowego, to wysokie ryzyko oznacza co najmniej 18 miesięcy poprawek i udoskonaleń i Bordeaux nie jest tutaj wyjątkiem. W efekcie, niełatwy proces uruchamiania tramwaju zasilanego z poziomu ziemi w Bordeaux spowodował, że przez pewne okresy system ten był unieruchomiony. Ze względu na te techniczne trudności oraz przerwy w działaniu systemu (z 3,83 godzin/10 000 km w 2004 r. do 0,36 godz./10 000 km w 2007 r. ze względu na usterki systemu zasilania oraz, odpowiednio, z 1,59 godz. do 0,13 godz. ze względu na usterki taboru), przewoźnik zdecydował się na stosowanie autobusów jako tradycyjnego środka komunikacji zastępczej, przynajmniej w tych przypadkach, kiedy czas unieruchomienia systemu przekraczał akceptowalne przez pasażerów limity. W celu ograniczenia okresów unieruchomienia sieci, Veolia Transport zdecydowała się na uruchomienie audytu wewnętrznego oraz rozbudowę programu szkoleń dla pracowników.

Wprowadzono także inne modyfikacje, zarówno w systemie zasilania, jak i taborze. Pomimo, iż niektóre rozwiązania wciąż wymagają sprawdzenia, zapisana w kontrakcie dostępność systemu została osiągnięta w dwa lata, a obecnie nawet jeszcze się poprawiła.

Przy rosnących cenach energii, które oczywiście dotykają także sektor komunikacji miejskiej, konieczne jest przygotowanie się na wprowadzanie kolejnych innowacji. Może to oznaczać m.in. produkcję pojazdów z możliwością przechowywania i reprodukcji energii lub ograniczanie zużycia energii. Jako przewoźnicy, liczymy na to, że przemysł będzie kontynuował swoje wysiłki i wyrażamy gotowość wsparcia prac nad tymi innowacyjnymi rozwiązaniami.

Przy 13 sieciach funkcjonujących w 7 krajach (Niemcy, Austria, Hiszpania, Francja, Irlandia, Norwegia, Szwecja) oraz dwóch kolejnych w budowie (dwusystemowy tramwaj obsługujący lotnisko w Lyonie, sieć lekkiej kolei w Jerozolimie), Veolia Transport obsługuje sieci tramwajowe i lekkiej kolei w różnych konfiguracjach. Obejmują one szeroki zakres zastosowań: od dużych, wieloliniowych systemów w dużych metropoliach, jak Bordeaux do połączeń międzymiastowych jak np. w aglomeracji berlińskiej, a także od starych, istniejących od lat sieci, jak Saint Etienne, po nowe systemy, korzystające z innowacyjnych rozwiązań (Barcelona, Nicea).

Formuły, na jakich odbywa się eksploatacja tych systemów obejmują nie tylko standardowe kontrakty, ale także np. umowy o franchisingu (projekt, budowa i eksploatacja przez długie okresy, np. 30-40 lat), jak w Rouen, Barcelonie, Lyonie i Jerozolimie. Część jest realizowana w postaci umów o partnerstwie publiczno-prywatnym, jak np. w Görlitz, przy często bardzo surowych wymogach dotyczących jakości świadczonych usług (Sztokholm).

Stosowane w tych systemach technologie obejmują wiele innowacyjnych rozwiązań, takich jak tramwaj na ogumionych kołach w Nancy, czy zasilanie na poziomie ziemi i korzystanie z akumulatorów na pewnych odcinkach tras (Bordeaux, Nicea).

Tramwaje kursujące na linii 1 w Nicei zasilane są standardowo z sieci napowietrznej. Wyjątek stanowią jednak pl. Masseński i pl. Garibaldiego, gdzie tramwaje składają pantografy i przełączają się na zasilanie akumulatorowe na ostatnich przystankach przed wymienionymi miejscami o charakterze historycznym, a po ich minięciu znów rozkładają pantografy. Akumulatory ładowane są z sieci napowietrznej podczas przemieszczania się przez pozostałe odcinki trasy.

Celem takiej operacji jest uniknięcie konieczności montażu kabli elektrycznych w okolicach zabytkowej zabudowy tych dwóch placów, a także umożliwienie bezproblemowego przechodzenia przez oba place pochodów karnawałowych, w których często biorą udział pojazdy, które wraz z wyposażeniem mają wysokość, na jakiej rozwieszana jest sieć trakcyjna.

Uruchomienie systemu bez sieci napowietrznej o długości 0,9 km, przy całej długości trasy wynoszącej 8,7 km, odbyło się bez żadnych trudności.

Miryam Hernández Irigoyen, kierownik sekcji wiedzy i usług dla członków, Dział Kolei UITP

Żadna działalność nie może obyć się bez innowacji, jednak wyzwania jakie wiążą się z wprowadzaniem nowych technologii często nie są doceniane. Klienci często stawiają sprzeczne wymagania: projekt ma być jednocześnie sprawdzony i innowacyjny.

Aby ograniczyć niepewność związaną z innowacjami oraz zapewnić sprawiedliwy podział ryzyka pomiędzy producentów i przewoźników, konieczne jest wprowadzanie i walidacja nowych technologii w kontrolowany i przewidywalny sposób, przy odpowiednim rozplanowaniu w czasie i zapewnieniu odpowiedniej wiedzy fachowej.

Wspólna grupa robocza UITP Metro i Komisji Branżowych wydała w 2006 r. odpowiednie rekomendacje, w ramach studium Zamawianie nowego taboru metra. Wyciągnięte z nich wnioski i zalecenia dotyczą także innych segmentów sektora komunikacji publicznej.

Wielokrotne walidacje stanowią podstawę sukcesu, począwszy od samej technologii, przez jej wprowadzenie do produktu, aż po ustalenia w umowach.

Następnie, proces walidacji powinien być konsekwentnie prowadzony na kolejnych etapach całego łańcucha dostaw, przy zaangażowaniu ze strony przewoźników, ale przede wszystkim identyczne procesy powinni przechodzić integratorzy systemów i ich poddostawcy.

Walidacja powinna odbywać się w rzeczywistych warunkach i przy zapewnieniu wystarczającej ilości czasu.

Przy znacznie krótszym okresie użytkowania oprogramowania, niż ma to miejsce w innych, tradycyjnych podsystemach sektora kolejowego, należy przywiązywać szczególną uwagę do stosowania najbardziej aktualnego oprogramowania i podzespołów elektronicznych. Obecnie pracuje nad tym specjalna grupa robocza.

Pełne studium Zamawianie nowego taboru metra można zamówić w UITP ([email protected]). Komisja ds. Lekkiej Kolei podejmuje obecnie próby zaadaptowania tego studium to sektora lekkiej kolei.