Xe điện mặt đất là một loại phương tiện đường sắt phục vụ trong trung tâm thành phố và hoạt động trên các hệ thống đường sắt địa phương hiện có. Julian Turner – từ đại học Huddersfield’s David Crosbee là người tiên phong trong dự án trị giá 60 triệu bảng này. Dự án hứa hẹn sẽ thay đổi mạng lưới giao thông của thành phố Sheffield, Anh Quốc.

David Crosbee là nghiên cứu sinh cao cấp tại viện nghiên cứu đường sắt của đại học Huddersfield, trước khi tham gia nghiên cứu về các mô hình đường ray xe lửa và tính tương tác bánh xe lửa tại khoa công nghệ xe lửa tại đại học Metropolitan, Manchester thì ông làm việc tại Bombardier Transportation. Năm 2012 khoa công nghệ xe lửa chuyển giao dưới sự quản lý của đại học Huddersfield nghiên cứu về đường sắt.

Julian Turner (JT): Ông vui lòng tóm tắt thông tin về hệ thống đường sắt?
David Crosbee (DC): Viện nghiên cứu đường sắt (IRR) trực thuộc đại học Huddersfield, đứng đầu là giáo sư Simon Iwnicki. Chúng tôi chuyên nghiên cứu về sự tương tác bánh xe lửa và chúng tôi sử dụng máy tính để mô phỏng hoạt động của hệ thống đường sắt và sự tương tác của bánh xe và đường ray.

Công việc của tổ chức là nghiên cứu và hỗ trợ các dự án. Đáng kể là các chương trình quỹ đầu tư của EU như: DynoTRAIN, SUSTRAIL, SPECTRUM, D-RAIL và CAPACITY4RAIL. Về tư vấn, chúng tôi xử lý công việc cho hầu hết các nhà sản xuất, nhà bảo hành, vận hành và các nhà thầu.

IRR cũng đã hỗ trợ việc phân tích về sự trật bánh đường ray, các yếu tố an toàn, tính toán và ước lượng hao mòn cho công ty Gold Coast Rapid Transit System ở Úc.

JT: Ông vui lòng cho biết về hệ thống xe điện mặt đất, lợi thế mà hệ thống này mang lại so với các hệ thống giao thông khác ?
DC: Xe điện mặt đất là một phương tiện có thể hoạt động trên cả hệ thống đường nội ô và mạng lưới đường sắt hiện có.

Nếu hệ thống có đường sắt chạy qua khu vực ngoại ô thì có thể đặt các trạm chờ của xe điện mặt đất dễ dàng hơn việc xây dựng đường xe điện mới.

Xe điện mặt đất được thiết kế phù hợp với hai loại cơ sở hạ tầng nói trên. Nó có thể hoạt động trên mạng lưới đường ray có rãnh của hệ thống xe điện mặt đất và cũng có thể chuyển đổi và kiểm tra tính tương thích với hệ thống đường ray chính. Việc thiết kế cấu trúc bánh xe lửa vô cùng quan trọng, đòi hỏi cần tương thích với hệ thống đường ray.

JT: Đâu là động lực để thực hiện dự án hệ thống xe điện mặt đất Sheffield- Rotherham và vốn được huy động thế nào?
DC: Dự án xe điện mặt đất Sheffield-Rotherham là dự án thí điểm của hệ thống xe lửa điện đầu tiên ở Anh Quốc. Mục đích của nó là để chứng minh lợi ích nó mang lại cho mạng lưới đường sắt quốc gia.

Những lợi ích này bao gồm: Đầu tư vốn thấp cho cơ sở hạ tầng, khả năng đáp ứng nhu cầu chuyên chở vận chuyển.

Các đơn vị quản lý dự án gồm có: the Department of Transport, Network Rail, Northern Rail, Sheffield Stagecoach Supertram and the South Yorkshire Passenger Transport Executive cùng với các phương tiện được mua từ nhà sản xuất Vossloh.

JT: Hệ thống máy tính hoạt động như thế nào?
DC: Thông qua hệ thống, chúng tôi xác định các tương tác giữa áp lực và góc hay những chênh lệch bán kính giữa bánh xe và đường ray để phân tích cho cấu trúc bánh hiện tại trên cả hai hệ thống.

Bánh xe được thiết kế một cách tối ưu nhất để có thể phù hợp với hệ thống ở Sheffield và Network Rail.

Tiếp theo nếu chúng tôi tiến hành xác định cách thức vận hành của phương tiện và phân tích ổn định các thiết kế mới cho bánh xe. Chúng tôi kết hợp cả độ hao mòn ray và mô hình RCF để dự đoán các hư hỏng có thể xảy ra trên toàn tuyến và nghiên cứu này đảm bảo rằng không có bất kỳ độ hao mòn nào vượt mức cho phép của RCF.

Phân tích tổng thể được thực hiện thường xuyên để hạn chế rủi ro về trật đường ray cũng như các phần dễ bị mòn.

JT: Những thách thức liên quan đến dự án?
DC: Việc thiết kế bánh xe lửa tương thích với 2 hệ thống đường ray cực kì phức tạp do sự khác biệt rất lớn ở sống ray của hai hệ thống. Ở Shelffield, mạng lưới đường ray có sống ray rất phẳng, trong khi các mạng lưới đường ray có sống ray nhỏ hơn nhiều. Do đó điều này đòi hỏi sự tương thích trong thiết kế giữa bánh xe và độ bám với việc mô phỏng nhằm tối ưu hóa cho hình dạng của bánh xe mới.

Điều này làm giảm tối thiểu việc bị mòn của bánh xe lửa ở cả 2 hệ thống, trong khi vẫn duy trì khả năng an toàn chống trật đường ray.

JT: Hệ thống sẽ mạng lại gì cho hành khách trong thời gian tương lai?

Hệ thống xe điện mặt đất sẽ hoạt động ở Sheffield và mạng lưới đường sắt quốc gia vào năm 2016

DC: Chúng tôi đã đệ trình thiết kế cho nhóm dự án và mặt khác nếu được sự chấp nhận của KSSB thì kế hoạch sẽ được triển khai vào đầu năm 2016.

Lộ trình xe lửa điện sẽ bắt đầu từ Sheffield Cathedral đến nhà ga mới tại Meadowhall South. Nó cũng sẽ thúc đẩy việc vận chuyển đến trung tâm Rotherham qua nhà ga mới tại Rotherham Parkgate.

Biên tập bởi technologyMAG.net – Tài Anh

(Theo Railway Technology)