Imagine un solo tramo largo y recto de vía. En la vía hay un tren que se dirige en un sentido a 100 km/h y un segundo tren que se dirige hacia él a 200 km/h. Este último tren es un tren de prioridad especial que no debe reducir la velocidad a toda costa.
Editar: supongamos que los trenes están separados por 75 km, lo que resulta en 15 minutos hasta una colisión total si no se toman medidas. Las respuestas no necesitan adherirse a esta directriz.
¿Cómo evito que el primer tren reduzca la velocidad del segundo sin causar daños importantes al primer tren?
Las respuestas que ajustan la infraestructura o la construcción del tren antes del encuentro son aceptables, siempre que no haya desvíos fijos o señales .
Las razones por las que puede existir una sola pista tan larga podrían ser, por ejemplo:
Ya que has eliminado la solución sensata (bypasses o vías dobles), ¡vamos con una locura!
Todos sus trenes tienen vías de ferrocarril que corren sobre ellos y vagones adicionales con rampas en la parte delantera y trasera. Cuando se acerca un tren prioritario, bajan las rampas a los raíles y el tren prioritario pasa directamente sobre ellos como si fuera un puente.
Algunas notas:
Una variante más aburrida pero un poco más sensata de esto es que el tren más lento se detiene en una depresión/valle en la vía para que los rieles en la parte superior queden nivelados. Incluso podría tener secciones móviles de la vía que pueden bajar para que el tren lento cuando se detenga allí esencialmente reemplace esa sección con sus rieles de techo. Sin embargo, esto podría contar como un bypass fijo.
Aquí hay una segunda solución más aburrida: todas las locomotoras y vagones tienen motor y llevan bandas retráctiles debajo que permiten el movimiento lateral. Estos peldaños son anchos y sólidos para soportar el tren, pero tienen muescas para proteger las barras de los rieles de daños.
Cuando se le ordena a un tren que abra el paso, se detiene, baja las huellas al suelo y se mueve hacia un lado hasta que se libera de las vías. Una vez que el tren prio ha pasado, vuelve a rodar sobre las vías, alineando cuidadosamente las ruedas con los rieles, luego retrae las huellas y reanuda su viaje sobre los rieles.
En estos trenes, cada vagón dispone de sus propios motores eléctricos para la tracción tanto de ruedas como de rodadura. Esto aumenta el peso total del tren, pero lo distribuye mejor que los vagones sin motor/locomotora pura, por lo que no hay una locomotora de 250 toneladas para moverse sobre el lodo. La locomotora en este caso alberga mayoritariamente los generadores (diésel) que suministran electricidad al tren y los mandos.
El suelo junto a las vías del tren debe estar nivelado y lo suficientemente resistente para soportar el peso del tren, pero no del todo al nivel de los rieles.
Dos trenes se vuelven uno.
En la vía hay un tren que se dirige en un sentido a 100 km/h y un segundo tren que se dirige hacia él a 200 km/h.
No especificas la distancia entre ellos. Si hay algo de distancia hay tiempo para esta maniobra.
Tren lento reduce la velocidad, se detiene, va en reversa.
Tren previamente lento acelera, en reversa, hasta casi 200 km/h.
El tren rápido cerrará lentamente la distancia. Cuando los dos trenes están muy cerca, se enlazan. Esto no es algo que se haga de forma rutinaria con los trenes de movimiento rápido, pero se hace todo el tiempo con los trenes de movimiento lento. No parece escandaloso; entre sí, los trenes apenas se mueven, o incluso no se mueven. Es similar a repostar un avión en vuelo, excepto que es más fácil porque los trenes están en la misma vía.
Ahora tiene un tren rápido que va en la dirección especificada a la velocidad especificada. El tren rápido no tuvo que romper el paso. El lento tren no abandonó las vías. No tenías que construir nada nuevo.
Lo bueno de los trenes es que el tamaño del tren es fluido: puede ser más largo o más corto según las necesidades, y los trenes se pueden fusionar y dividir.
El tren lento se detendrá por completo. En ambos extremos de cada uno de sus vagones, dos gatos hidráulicos o de tornillo estabilizadores (cada uno tan alto como el tren) se extienden hacia afuera más allá del ancho del tren rápido, y luego hacia abajo más allá de la altura del tren rápido, levantando el todo el tren lento. Efectivamente, esto forma un túnel debajo del tren lento a través del cual puede viajar el tren rápido.
Después de que el tren rápido haya pasado, el tren bajará exactamente a su posición original. Si es necesario, se pueden realizar correcciones menores lateralmente variando la posición de los estabilizadores.
Para aquellos que creen que no se puede levantar un tren pesado con tornillos de nivelación compactos o gatos hidráulicos, no busque más allá de las grúas autodirigidas.
Aparentemente, ya existe un prototipo:
(ambas imágenes de Wikimedia)
Tengo una idea que trataré de poner por escrito, pero puede que no sea obvio a lo que me refiero. De hecho, tuve un par de pensamientos sobre esto, pero uno puede ser más sensato que el otro.
Mi idea inicial fue que uno de los trenes, probablemente el de 200 km/h, ya que probablemente sería un aerodinámico, estaría diseñado de tal manera que su frente sea como una rampa y tenga rieles integrados en la rampa que corren a lo largo de la pista en frente de él. Estos rieles continúan sobre el techo del vagón y la parte trasera del tren se ve como la parte delantera. El tren que se aproxima podría verse obligado a pasar por encima del tren rápido. Sin embargo, esto requiere que el tren que pasa pueda subir una pendiente poco realista, aunque la velocidad que se aproxima puede ayudar. También asumió que no hay cables eléctricos aéreos, pero que el tren de arriba puede continuar sin un "tercer carril".
Como alternativa al método up and over, se me ocurrió algo que realmente podría funcionar. En una vía tradicional, colocaría el tren de 100 km/h en una vía muerta y esperaría hasta que pasara el tren de 200 km/h. Me doy cuenta de que esto no puede funcionar porque requiere que sepa dónde debería estar el revestimiento.
Sin embargo, cuando considera lo que requiere un tren, esencialmente son rieles sobre los cuales correr. Ahora, imagine que cada tren lleva algún tipo de sección corta de riel en la parte delantera que está inclinada de derecha a izquierda de la vía. Cuando los dos trenes se acercan lo suficiente, estas vías en ángulo chocan y se ven obligadas a entrar en el lecho del riel. Esto hace que el juego de ruedas del lado izquierdo de cada tren salte de la vía del lado izquierdo y el juego de ruedas del lado derecho es forzado a subir al riel del lado izquierdo. Esto efectivamente descarrila ambos trenes simultáneamente causando un accidente masivo. Sin embargo, si la parte superior de cada tren estuviera diseñada para transportar algún tipo de riel/tubo en la parte superior del tren con algún tipo de brazo entrelazado, el peso de cada tren lo llevaría el otro.
Cada tren sostendría al otro, un poco como una bailarina giratoria sostenida por uno de los dos pies y por una pareja de baile en la parte superior de su brazo, extendido por encima de sus cabezas. Ambas locomotoras avanzarían por el mismo tramo de vía pero utilizando un solo raíl cada una, cada locomotora desplazada y apoyada en la otra.
Una vez que se habían cruzado, un conjunto en la parte trasera de cada tren podría "reencarrilar" los juegos de ruedas a su ubicación original, lo que efectivamente sería un espejo del conjunto en la parte delantera del tren.
Esperemos que esto tenga algún sentido. Si no, podría tratar de esbozar cómo se vería.
Potencialmente, podría rediseñar los trenes para permitir que el método "bailemos" sea un poco menos severo. En lugar de obligar a los trenes a saltar a la vía opuesta, diseñe los trenes para que tengan una cabina en ángulo que se vea como un triángulo cuando se ve desde arriba. A lo largo de un lado del tren, tenga "rieles" entrelazados que interactúen entre sí, empujando al tren que se aproxima hacia el lado del vagón opuesto.
Rediseñar los juegos de ruedas para que tuvieran un juego de ruedas fijo y un juego de "suspensión" que estuvieran flotando para que los trenes pudieran continuar haciendo funcionar un juego de ruedas en un solo riel pero el otro flotaría al aire libre debajo del tren.
Esto permitiría efectivamente que los trenes se "deslicen" entre sí. Si bien este refinamiento del diseño probablemente hace que la solución sea un poco más realista, elimina parte del gran dramatismo que tiene el método "¿Bailamos?".
Bueno, puedes, pero va a tomar algunos días. En primer lugar, tendrá que instalar la infraestructura.
Un tren pesa entre 1500 y 6000 toneladas. Supongo que se trata de un tren de pasajeros en lugar de un tren de carga que podría pesar casi 100.000 toneladas.
Vamos a necesitar grúas en el lugar capaces de levantar al menos 250 toneladas solo para quitar el motor del camino. Estas cosas existen, ya que son parte de los procesos de recuperación de averías y descarrilamientos, pero no son exactamente comunes, puede llevar uno o dos días ponerlas en su lugar.
También debe asegurarse de que haya una superficie segura y estable para colocar el motor que no sean las vías. Todavía pesa hasta 250 toneladas, por lo que no puede dejarlo en un terreno sin preparar y preparar el terreno para ese tipo de carga lleva tiempo.
Estoy seguro de que puedes ver a dónde va esto. No existe una forma rápida y segura de sacar un tren de las vías.
El descarrilamiento accidental también daña las vías a menudo en largas distancias, un tema general es que lleva de una semana a diez días recuperarse y repararse después de un incidente relativamente menor.
Under usual circumstances only a single rail is required
Si necesita equipar cada tren con un dispositivo Rube Goldberg en caso de que aparezca un tren súper especial, definitivamente tiene suficientes circunstancias que justifican otro conjunto de vías o dos.En el tren lento, junto a cada juego de ruedas, coloque también un juego de 3 ruedas a 90 grados de las principales, cada una sobre un pistón extensible.
Cuando necesita dejar pasar el tren rápido, se detiene y baja las ruedas sobre pistones, luego conduce hacia los lados fuera de la vía (necesita 3 para que pueda levantar uno para pasar sobre los rieles y aún tener 2 en el suelo).
Una vez que el tren rápido ha pasado, invierte el proceso para conducir de regreso al tren y volverse a centrar, luego levanta las ruedas adicionales y continúa.
Dependiendo de su nivel de tecnología, todas las vías del tren podrían levantarse del suelo y tener rieles arriba y abajo. Todos los trenes con destino este/norte circulan en los rieles superiores. Todos los trenes con destino Oeste/Sur viajan colgados en la parte inferior de las vías. En el interior de los coches hay unos tubos para que el techo siempre quede arriba. Cada 10 kilómetros más o menos, podría haber bucles que pudieran mover un tren de una vía a otra, de modo que un tren más rápido pudiera adelantar y adelantar a un tren más lento que iba en la misma dirección.
Tu única esperanza real es una pandilla de atletismo que pueda moverse rápido.
Encuentran un lugar a lo largo de la vía cerca de la posición de partida del tren lento, donde existe una unión atornillada que está escalonada unos pocos pies entre los dos rieles. No debe ser una junta especial como una junta aislada. Si no está allí, obtenga una sierra para rieles y un taladro para rieles con anticipación, y cree una junta. El equipo sale con una excavadora y una serie de semicargas de paneles de vía y una grúa, y colocan suficientes vías temporales para que quepa fácilmente el tren lento.
Mucho antes de que llegue, desatornillan la vía principal, empujan una vía principal unos 5 pies hacia la izquierda y la otra 5 pies hacia la derecha (el tambaleo decide cuál va en qué dirección), nivelan la subrasante hasta nivelarla y descienden en la vía temporal. para encontrarlo Tirar 2 tornillos en las barras de unión, no más. Haga que el tren lento se deslice hacia esta vía temporal y pase unos 100 pies del empalme.
Ahora tienes 15 minutos para revertir. Una excavadora ya está encadenada a la vía temporal, y otras seis excavadoras o cabrestantes de SUV grandes están amarradas a la vía principal, listas para tirar de los segmentos a donde pertenecen. Tire de los 2 pernos, tire de las vías y algunos trabajadores aprieten los 6 pernos de la línea principal, mientras que muchos otros trabajadores con martillos neumáticos accionados por gasolina apisonan la vía principal para volver a nivelarla. ZOOM, el otro tren se abre paso.
Esto se puede lograr con un equipo que sabe lo que está haciendo. La vía del tren es "lego" así.
Enjuague, lave, repita para retroceder el primer tren hacia el principal nuevamente, vuelva a armar el principal y el primer tren está en camino.
Por supuesto, nadie va a 200 km/h sin algún tipo de sistema de señales automáticas para evitar colisiones. Nunca habrá peligro de colisión, porque el sistema de señales detendrá los trenes si un tren se interpone en el camino o si la vía está cortada.
La pregunta dice:
Las respuestas que ajustan la infraestructura o la construcción del tren antes del encuentro son aceptables, siempre que no haya desvíos fijos o señales .
Las vías férreas siempre tienen apartaderos y alguna forma de comunicación específicamente para evitar que los trenes discutan sobre el derecho de paso mientras se acercan mutuamente, mejor dicho como "colisión". Por lo tanto, por construcción de la pregunta, en cada extremo de esta sección larga de vía única hay un interruptor para doble vía, apartadero o algún otro lugar donde un tren podría esperar.
Un tren de alta prioridad en ausencia de señalización de tráfico debe funcionar con un horario. El punto de control de tráfico ferroviario en cada extremo de la sección larga de la vía tendrá el horario más reciente para cuando el tren de alta prioridad esté programado para entrar y salir de esa sección. Por lo tanto, retendrán todo el tráfico que se aproxime hasta que observen que el tren de alta prioridad ha salido de la sección.
La compañía ferroviaria probablemente haría un gran esfuerzo para mejorar la señalización entre los puntos de control, de manera que puedan comunicar cuando un tren entra en el tramo y cuando sale. Sin embargo, esto podría estar más allá del alcance de su trabajo.
Esta infraestructura no es solo para el beneficio del tren de alta prioridad, sino también para el beneficio de todos los trenes y el mantenimiento: cualquier trabajo o bloqueo en las vías debe manejarse sin trenes adicionales que bloqueen más la situación.
Edición basada en el comentario: incluso para un tren expreso o de emergencia no programado, especialmente para un tren de emergencia, la vía férrea tendrá algún tipo de comunicación específicamente para evitar casos no deseados de colisiones frontales .
Ningún problema. El Capitán Kirk está orbitando sobre los trenes en Starship Enterprise. Hace que Scotty se haga cargo del transportador y Scotty transporta el primer tren detrás del segundo para evitar la colisión.
Simple, coloque un portal azul frente al tren rápido y un portal naranja detrás del tren lento. Colisión evitada.
Por supuesto, si tiene tecnología de portal, la necesidad de trenes puede ser un poco discutible.
Una segunda respuesta poco práctica pero posible.
El tren rápido tiene ascensores en ambos extremos y vías en el techo. El tren lento se detiene, retrocede y permite que el tren rápido lo alcance. El tren rápido ahora usa el elevador delantero para levantar el vagón, rodarlo sobre sí mismo y volver a colocarlo con el elevador opuesto. Hace esto con todos los vagones y el motor, luego los 2 se separan y el tren lento se detiene, retrocede, continúa.
Los puntos de captura existen explícitamente para este escenario, para redirigir un tren fuera de control fuera de una vía o lejos de una situación peligrosa sin necesidad de reducir la velocidad.
Si necesita una buena solución ad-hoc que no utilice medidas de seguridad ferroviaria específicas, tal vez un cambio de vía sin salida o un ramal que nunca llegó a ninguna parte funcionaría en lugar de un punto de captura especialmente diseñado.
Simplemente retire la tapa del extremo/parachoques que bloquea la vía, cambie el tren de baja prioridad a ese, conduzca directamente desde el final de la vía y navegue por tierra firme.
Una vez que el tren de baja prioridad esté fuera del camino, cambie la vía y observe cómo pasa el tren de alta prioridad de manera segura.
Estos callejones sin salida se pueden encontrar en muchos lugares, a menudo en lugares donde una vía de tren se ha roto debido a la antigüedad o la redundancia. Pueden estar en la documentación en alguna parte, pero narrativamente es el tipo de información que tendría un experto en el área y que alguien que simplemente viaja por la línea no se daría cuenta.
Este enfoque sería excelente para lograr un efecto dramático.
Si busca en Google "Estabilizador en grúa", encontrará muchos ejemplos de aparejos retráctiles en vehículos más pequeños para evitar que se vuelquen, generalmente grúas. Todos los trenes en su mundo podrían estar equipados con una variante de este sistema que está diseñado para levantar hidráulicamente los vagones del tren lo suficientemente alto como para permitir que el otro pase por debajo.
Todos los puntos de contacto estarían bien fuera de la vía y no importaría mucho la ubicación en la que se detenga el tren, ya que cada punto de contacto se puede elevar a una altura variable. La mejor parte es que solo tomaría un par de minutos suspender completamente el tren. Además, dado que teóricamente todos los trenes podrían estar equipados con algo como esto, cambiar las prioridades en el horario de los trenes tendría poco impacto.
Además, el uso de esta tecnología podría justificarse explicando que el costo de implementar algo así en todos los trenes es más económico que colocar una vía paralela completamente separada.
Dado que existen largos tramos de vía por los que puede circular el tren prioritario, el diseño del tren prioritario debe tener en cuenta este escenario. Idealmente, es capaz de manejar estas situaciones por sí mismo, ya que el tren lento que se aproxima podría no tener los medios para apartarse, los mecanismos del tren lento podrían fallar o mantenerse a un nivel inferior al que permite la operación segura del tren de alta prioridad. , etc., y el tren lento podría no ser capaz de igualar la velocidad del tren de alta prioridad para las maniobras de acoplamiento.
El tren de alta prioridad puede resolver la situación por sí mismo si se eleva por encima de la vía durante un breve período de tiempo. Los cohetes pueden producir suficiente empuje para levantar un tren, aunque cada motor y vagón necesitarán cohetes adjuntos y necesitarán suficiente combustible para disparar dos veces: una para levantar y otra para aterrizar. Esta será una parte significativa del peso del tren. La fuerza deberá ser lo suficientemente grande como para levantar el tren durante el tiempo suficiente para pasar el tren subyacente; a una velocidad relativa de 300 km/h, ambos trenes tardarán 24 segundos en cruzarse y (descargo de responsabilidad: no conozco la física de los cohetes) un conjunto de cohetes con un empuje de ~ 450 kN debería poder levantar el tren alrededor de 250 m para un paso seguro, y el combustible para esto será de 40 toneladas adicionales. Tú' Probablemente necesite más combustible (y un poco más de empuje) en caso de que el tren de alta prioridad necesite hacer esto varias veces, la longitud combinada de los trenes es más larga que los 2 km que usé, y para asegurarse de que tenga impulso de sobra cuando aterrice para asegurarse puede alinearse con las pistas de nuevo con precisión. Estos números son para un motor de 250 toneladas; se necesitarán cohetes menos potentes para los vagones dependiendo de su peso.
Los motores de cohetes de este tamaño son similares a los motores Merlin del Falcon; dependiendo de la cantidad de vagones que tenga el tren, podría tener una cantidad de empuje comparable al conjunto completo de motores en un Falcon-9. Sin embargo, todavía no irá muy alto, porque el tren es aerodinámicamente terrible yendo en una dirección para la que no está diseñado, y no llevará mucho combustible para cohetes.
Agregue un mecanismo de inclinación a las ruedas del vagón y al costado del tren lento, lo que le permitirá detenerse, inclinarse de manera segura fuera del costado de la vía y luego volver a pararse sobre la vía después de que el tren de alta prioridad pase de manera segura.
Paso 1: El tren se detiene. Paso 2: El tren extiende el mecanismo lateral hasta el suelo. Paso 3: El tren extiende el mecanismo del lado de la rueda mientras retrae el mecanismo lateral, de modo que gira 90 grados fuera de la vía hacia su lado. Paso 4: El tren retrae el mecanismo del lado de la rueda, dejando el tren tendido de forma segura sobre su costado. Paso 5: El tren usa la articulación del mecanismo lateral para alejarse a una distancia segura de las vías y apartarse del camino del expreso prioritario.
Para volver a encarrilar el tren, simplemente invierta el proceso.
La forma más realista de hacerlo rápido, si no cuenta con la infraestructura adecuada, es:
Las grullas son asombrosamente fuertes. Simplemente vaya a Google y haga una búsqueda de imagen para 'grúa de 100 toneladas'. Verá que muchos modelos relativamente pequeños pueden levantar tanto. También recuerda que incluso si tu tren pesa mucho más que eso, solo tienes que levantar un vagón a la vez.
Suponiendo que el dinero no sea un problema, esto será costoso y requerirá un trabajo de alta velocidad y precisión por parte de personal calificado. No debería causar ningún daño al equipo ni a los pasajeros. Hay una serie de modelos de helicópteros de carga pesada por ahí; wikipedia tiene una lista . Conecte los cables de elevación, desacople los vagones del tren y levántelos para que no estorben individualmente.
antiguo tren se detiene y retrocede. Tren rápido alcanza. Los pasajeros cambian al tren opuesto. El tren rápido se desacopla, se detiene, invierte la dirección. el tren anterior es ahora el tren rápido, y los pasajeros nunca disminuyeron la velocidad.
Levitación magnética
En un escenario en el que un tren rápido necesita cruzar un tren más lento en la misma vía, podría tener sentido hacer levitar uno de los trenes sobre el otro.
Tal vez se podría incorporar una tecnología de levitación en los trenes de levitación magnética, que permite que un tren se eleve lo suficiente como para permitir que otro pase por debajo de él en la vía original, sin requerir que otro reduzca la velocidad y sin tirar del tren volador hacia abajo cuando otro pasa por debajo de él.
Quizás el tren inferior podría tener vías de levitación magnética en el techo para apoyar al tren volador cuando se cruzan.
Supongo que solo nos enfrentamos a dos problemas, mirando la tecnología actual:
Cómo equilibrar el tren volador: el tren puede tener tendencia a caer hacia uno u otro lado de la vía si se levita más allá de cierta altura. Necesitará apoyo para equilibrar por encima de la pista.
Enorme requerimiento de energía: durante un período corto, se requeriría mucha más energía de lo habitual para levantar un tren unos pocos metros en lugar de unos pocos milímetros.
PD: No sé mucho sobre trenes.
AlexP
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