¿Por qué los vehículos ferroviarios pequeños complementarían a los automóviles y trenes de pasajeros normales en un futuro cercano?

Los minitrenes se pueden enrutar de manera más eficiente que un tren de pasajeros completo en una gran red de estaciones

¿Has estado alguna vez en un metro/tren con más vagones que personas? ¿Parece eficiente?

Hace un tiempo describí esta ciudad para explicar por qué una ciudad podría estar basada en un hexágono. Mi respuesta fue que cada casa siempre está a x minutos a pie de una estación de metro, por lo que no hay necesidad de automóviles. Debido a que este límite forma un círculo y debido al empaquetamiento eficiente del círculo, se forman hexágonos.

Si todos viven en bonitas viviendas suburbanas que no son particularmente densas, y el medio de transporte principal es un metro en el medio de su suburbio, tiene 1 estación de metro por, digamos, 1000 personas. Esos no son muchos clientes fuera de las horas pico, y muchas rutas si una línea de metro tradicional los atiende. Una ciudad del tamaño de Nueva York tendría 20 veces más estaciones de metro (8419 estaciones en lugar de 472), y probablemente 720 líneas en lugar de 36.

Entonces, vagones de metro pequeños (o incluso privados). Entras, eliges tu destino y la red ferroviaria dirige automáticamente solo tu vagón a su destino. No es necesario cargar 100 metros de tren para transportar 4 personas.

En las horas punta, hay 30 minitrenes esperando en la estación estirados a lo largo del andén. Una aplicación en su teléfono (o una cabina de información) lo dirige hacia, digamos, el vagón 16 de 30, que resulta que se dirige a su destino final exacto. Dado que las personas registran sus rutas consultando en una aplicación, la supercomputadora tiene una advertencia de unos minutos para optimizar el próximo conjunto de mini trenes para detenerse en la estación dados los destinos de quienes esperan en la plataforma.

Los trenes de tamaño completo todavía se utilizan entre ciudades o en rutas excepcionalmente transitadas.

¡Dos problemas han sido resueltos!
La situación que estás describiendo es terriblemente peligrosa. Mezclar vagones pequeños y livianos (2200 libras) y enormes trenes de mercancías (hasta 219 millones de libras) no es una buena idea porque los trenes tardan muchísimo en detenerse. La mayoría de los conductores de automóviles son esencialmente descuidados en el mejor de los casos o lamentablemente sin entrenamiento en el peor de los casos. Los conductores de trenes están certificados y generalmente requieren educación continua.

Su futuro cercano ha resuelto dos problemas lo suficientemente bien como para permitir que una amplia combinación de vehículos viaje con seguridad sobre los rieles.

Problema 1: Infraestructura física
Muchas líneas principales en todo el mundo tienen doble vía, lo que generalmente permite que varios trenes se muevan en direcciones opuestas. Algunos están cuadruplicados, lo que permite más tráfico y diferenciación según la velocidad o el tipo de tren (mercancías frente a pasajeros).

Su sistema se habrá actualizado para que todas las líneas se dupliquen como mínimo. La mayoría de las líneas principales se habrán actualizado a seis vías o incluso a ocho. El apilamiento de líneas, mediante la construcción de puentes sobre las vías a nivel del suelo, puede aumentar fácilmente la capacidad a dieciséis vías. Luego, los trenes se pueden separar para correr a lo largo de las vías a nivel del suelo, mientras que los vehículos pequeños pueden correr por encima del puente.

Además, todas las líneas tendrán muchos más puntos o cambios en el camino para permitir que el tráfico se desvíe de una vía a otra. Los interruptores estarán mucho más juntos para acomodar los vehículos más pequeños.

Todas las intersecciones entre el ferrocarril y la carretera tendrán vías de acceso cortas que permitirán que el vehículo haga la transición de los modos operativos de ferrocarril a carretera y viceversa. Estos accesos cumplirán la misma función que las rampas de entrada y salida de las autopistas. No habrá intersecciones grandes a nivel; todas las intersecciones, excepto las menos concurridas, serán puentes o túneles cortos.

Problema 2: Infraestructura de control inteligente
Más vías y más trenes y la adición de automóviles, camiones, camionetas y autobuses en los rieles significarán más dolores de cabeza para los controladores de trenes. Los sistemas típicos de control y señalización no podrán mantenerse al día. En su sistema, los sistemas más avanzados que tenemos actualmente serán reemplazados por un sistema totalmente automatizado de controladores de IA que se basan en localizadores GPS de vehículos más información de sensores de vehículos. La mayor parte del trabajo de IA se realiza a nivel local, en su propio automóvil o autobús, ya que se coordina con los vehículos que lo rodean a través de los sistemas de control locales y regionales. La IA seguirá siendo monitoreada y dirigida por controladores humanos bien capacitados que tienen acceso no solo a los datos de la computadora, sino también a cámaras de tráfico, detectores de peligros, monitores de estaciones meteorológicas, etc.

Debido a que los rieles limitan la maniobrabilidad de los vehículos más pequeños, el conductor cederá el control básico a la IA a bordo. Todavía tendrá que controlar las variables habituales de velocidad y tráfico circundante y deberá estar al tanto de su curso y plan de ruta y deberá estar listo para ajustar si se requiere un cambio en el plan. La IA, en coordinación con los controladores locales, gestionará y ejecutará la entrada o salida de un vehículo de la vía férrea.

Razón #1: Tu mundo se está volviendo verde

Los coches eléctricos se consideran mejores para el medio ambiente que los coches de gasolina. En el mejor de los casos, pueden funcionar con fuentes de energía renovables como la eólica y la solar. Incluso en el peor de los casos en el que todavía se queman combustibles fósiles para alimentarlos, las centrales eléctricas a gran escala pueden implementar métodos de reducción de carbono mucho mejores gracias a que operan a una escala mayor que millones de pequeños motores de combustión interna.

Desafortunadamente, los autos eléctricos necesitan algunos materiales bastante exóticos en volúmenes muy altos para poder reemplazar por completo la industria de motores de combustión interna. Principalmente: litio para sus baterías. Con la cantidad actual de automóviles en el mundo, no tenemos suficientes reservas conocidas de litio en el mundo para satisfacer la necesidad de reemplazar todos nuestros automóviles con automóviles eléctricos, pero si elimina las baterías de la ecuación, entonces es mucho más factible.

Al poner vehículos eléctricos privados en las vías, puede mantenerlos funcionando fuera de la red eléctrica ambientalmente consciente de la ciudad y al mismo tiempo eliminar la necesidad de baterías. En cuanto a qué tan cercano podría ser esto en el futuro: la ciudad de Nueva Orleans reconoció las ventajas de los vehículos ferroviarios hace varios años y usó este conocimiento como motivación para restaurar su antiguo sistema de tranvías (después de muchos años de estar fuera de uso); entonces, ahora Nueva Orleans usa tranvías en lugar de autobuses urbanos en muchas áreas. Si una ciudad como Nueva Orleans expandiera lo suficiente su sistema ferroviario ya existente, la gente también comenzaría a aprovechar los rieles para vehículos privados.

Razón #2: Autos sin conductor más seguros

Uno de los mayores desafíos para los automóviles autónomos es asegurarse de que puedan ver carreteras, intersecciones, etc. en todas las condiciones climáticas. Sin embargo, los vehículos ferroviarios son mucho más fáciles de programar. En lugar de necesitar "ver" cosas, en la mayoría de los casos, un vehículo ferroviario solo necesita seguir la vía; así, el mal tiempo nunca hará que se salga de su carril. Cosas como los límites de velocidad, las señales de alto, etc. también son mucho más fáciles para un vehículo sobre rieles, ya que puede transmitir esos datos a los automóviles a través de los rieles. ¿Te acercas a una señal de alto que está cubierta por un árbol? No hay problema, la pista te avisa cuando tienes que parar. Con la mayor parte del trabajo que su automóvil debe hacer, ahora está protegido contra fallas por las pistas. Los coches autónomos serían mucho menos propensos a lastimar a alguien.

Si este margen de seguridad resulta lo suficientemente grande, incluso podría motivar a los gobiernos a prohibir los automóviles autónomos, pero no los tranvías autónomos. En este caso, el atractivo de poder comprar un tranvía autónomo podría ser suficiente para que la gente pase de las carreteras a las pistas.

Los coches del futuro tendrán la capacidad de circular sobre raíles

Los vehículos ferroviarios y de carretera tendrán una ventaja importante sobre los vehículos de carretera únicamente. Deberían poder viajar en ferrocarriles aerodinámicos controlados por computadora que les permitirían superar los atascos de tráfico y los atascos de la ciudad con facilidad. En los viajes interurbanos, los vehículos ferroviarios podrían alcanzar velocidades nada seguras para las vías públicas.

Las condiciones geográficas dificultan la construcción de carreteras una vez que existe un ferrocarril, por lo que a menudo se prefiere utilizar el ferrocarril porque la red está más y mejor desarrollada.

Una vez que se encuentran más vehículos ferroviarios pequeños, pueden establecer un convoy temporal, creando algunas eficiencias.

Hay tres cambios necesarios

1. Menos infraestructura vial . Tal vez menos millas de carril, tal vez puentes más ligeros, otras posibilidades. Fundamentalmente, debe ser menos cómodo y más caro viajar por carretera que en la actualidad.

   • Ejemplo: quizás EE. UU. no llevó a cabo el monumental proyecto de desnivel de 1912-1916 en las grandes ciudades y, posteriormente, no invirtió en el sistema de autopistas de EE. UU. en las décadas de 1920 y 1930 ni en el sistema de autopistas interestatales en las décadas de 1950 y 1980.

2. Acoplamiento robótico, despacho computarizado y energía distribuida . Los trenes de carga de hoy en día han mejorado gradualmente desde 1880: fuerza motriz en la cabecera y frenos de aire. Es barato y efectivo, y los trenes de carga actuales compiten en precio (no en conveniencia). En comparación, los trenes de pasajeros urbanos tienden a utilizar potencia distribuida y frenado dinámico. Compiten por conveniencia (no por precio).

   Los trenes de carga de energía distribuida con acoplamiento/desacoplamiento automatizado (robótico) son ciertamente posibles. Serían más flexibles y seguros... pero también más caros. Debe descartar el gasto con la mano.

   Una vez que todos los vehículos en la red usen sistemas de tracción/frenado predecibles/confiables, tengan un acoplamiento seguro/rápido y estén todos bajo control automatizado, entonces usted tendrá efectivamente vehículos de cambio automático . Su despacho puede mezclar y combinar vehículos en trenes dinámicos para viajes de larga distancia, o clasificarlos en vehículos discretos separados de forma segura para saltos cortos. Puede optimizar la operación de la red por precio, conveniencia o cualquier otro factor que desee.

3. Cambio organizativo de los ferrocarriles de propietario-operador a acceso abierto . Este cambio ha estado en marcha en Europa durante unos 20 años. Implica bastante estandarización (como señales, planificación de rutas y despacho) y regulación.

   Necesita una organización solo de infraestructura para despachar el sistema de manera justa y supervisar el gran aumento de la infraestructura ferroviaria necesaria. Los fletes tienden a circular entre 80 y 100 km/h entre ciudades, mucho más lento de lo que los pasajeros generalmente están dispuestos a tolerar. Es posible que necesite dos redes en paralelo, una para carga más lenta y otra para pasajeros más rápidos, para mantener la capacidad adecuada en su sistema. Afortunadamente, puede tener seguimiento cuádruple en solo 20-25 m.

Lo valioso de un ferrocarril es el derecho de paso

Es por eso que Rails to Trails existe: para evitar que el derecho de paso abandonado se seccione, ¡para que pueda reservarse para algo realmente valioso en el futuro!

Por lo general, tiene un derecho de paso de 25 metros (80 '), y las vías del tren regulares toman 4 metros (13') por vía, el tránsito es algo menor. Entonces, si es agresivo, tiene espacio para 6 pistas antes de que comencemos a usar el dominio eminente para afeitar los patios traseros de las personas.

Entonces, para la operación ferroviaria regular, asigna 2 de carga en el exterior / 2 de pasajeros en el interior, compatibles, de modo que puedan tomar prestada la vía de la misma dirección del otro para adelantamientos). Eso lleva 4.

Nos volvimos muy buenos en los vehículos autónomos, y usan rieles ligeramente diferentes (no intercambiables, no quiero mezclarlos). Así que 2 pistas adicionales para su sistema modular de vehículos. Eso es factible. Todos los vehículos viajan a la misma velocidad. Están controlados por computadora con un seguimiento cercano, o usted ata muchos vehículos a los trenes para que se despachen como un solo vehículo, o ambos.

Dudo que funcionen como vehículos personales. El ferrocarril requiere un mantenimiento muy constante de los vehículos. Por lo tanto, esto se haría mejor si una o varias agencias o empresas repararan todas con el mismo estándar. Tanto los detectores al costado del camino como el análisis de fallas a bordo estarían buscando cualquier cosa que pudiera descarrilar un tren. Habría intervalos de mantenimiento y límites de condena para todo. Realmente no se podía dejar este tipo de mantenimiento a los ciudadanos. No hacen PM y apenas pueden pasar el smog hoy .

La velocidad es la respuesta

Las personas no solo dejarán atrás sus autos, dejarán atrás sus Cessna.

Una vez que las vías y el mantenimiento alcanzan este nivel, la velocidad deja de ser una amenaza para la seguridad. La resistencia aerodinámica del movimiento a alta velocidad se soluciona en gran medida acoplando vagones a trenes.

Así que puedes ponerte en marcha bastante rápido. 150 mph estaría bien al alcance, y recuerde, con los transbordadores de "primera y última milla" (que son automóviles), su tiempo de viaje de portal a portal es bastante bueno.

Cosa

El truco restante es llevar tus cosas. Eso se haría con la contenedorización. Todas sus cosas van a un contenedor estándar que se engancha en el vehículo.

Los contenedores vienen en varios tamaños, desde maletas hasta el tamaño de una furgoneta Sprinter. Hay módulos de tren que se adaptan a cada uno.

Actualmente, existen servicios de "última milla" como DoorDash o Uber, que llevarán su contenedor desde su casa hasta la estación de tren y desde la estación de tren de destino hasta su destino. Ellos también harán lo mismo por ti.

Digamos que usted es un contratista de plomería que va a Flint MI para reparar tuberías defectuosas. Tienes un contenedor con todas tus herramientas y suministros. Llamas a un Uber, el Uber aparece, agarra tu contenedor, te agarra a ti y a tu aprendiz, y vas a la estación de tren donde tú y el contenedor suben a un módulo de camión. Whoosh, a través del sistema vas. En la estación de tren de Flint, aparece otro Uber y lleva su contenedor al lugar de trabajo. Al final del día, otro Uber lo lleva al almacenamiento seguro y lo lleva a un hotel.