Каким будет будущее железнодорожного транспорта? Поезда на магнитной подушке — не массовый продукт, а туннели Hyperloop нравятся, кажется, только Илону Маску и Ричарду Брэнсону. Так что нам строить? Или стоит доработать то, что есть? Нужно увеличивать пропускную способность сети и делать поезда безопаснее. Для этого разрабатывается множество технологий, которые должны заменить те, что внедрялись в прошлом веке. Поломки стрелочных переводов становятся причиной почти 20% всех задержек поездов — составы не могут перейти с одного пути на другой. Несмотря на частоту возникновения проблемы, технология, используемая в этих механизмах, практически не изменилась с момента появления первого стрелочного перевода почти 200 лет назад.
Но альтернативные технологии есть. Например, одна инновационная конструкция под названием Repoint имеет три независимых двигателя, которые могут сдвигать рельсы. Это позволит стрелочному переводу работать даже после отказа одного или двух двигателей. «Мехатронные» переключатели нового поколения могут работать быстрее, их проще обслуживать, а количество отказов может быть сведено к нулю. Чтобы увеличить скорость поездов, их вагоны нужно оснастить новой системой подвески. Колесные пары сегодня жестко связаны осями, что ограничивает скорость поезда на кривой: внешнее колесо проходит большее расстояние, а внутреннее — меньшее. В результате появляется трение.
В настоящее время разрабатываются системы активной подвески с независимыми колесами, в которых используются новые датчики, исполнительные механизмы и контроллеры для более точного изменения расстояния между колесами и кареткой. Это также повышает комфорт езды и позволяет поезду двигаться в поворотах без потери скорости и неприятного дребезга. Также можно внедрить систему для выравнивания вагона на уклонах, что даст дополнительные преимущества.
Высокоскоростные электропоезда должны иметь надежный контакт с воздушными линиями электропередач через пантограф, установленный на крыше локомотива. Для этого разрабатывают активные пантографы, высота которых контролируется исполнительным механизмом. Благодаря этому во время сильного ветра пантограф всегда плотно прижат к проводам и не отскакивает от них. Пропускная способность линии зависит от системы распределения составов. Для этого используется система деления путей на участки. На каждом участке может находиться только один поезд, из-за чего между поездами оказывается значительный промежуток.
Но уже сегодня некоторые железные дороги используют систему подвижных участков, которая определяет необходимый промежуток между поездами в зависимости от расстояния, которое требуется для их остановки в аварийной ситуации. Но этот разрыв можно было бы сократить еще, если бы данные передавались в режиме реального времени. В идеале два поезда могли бы обмениваются информацией о своей скорости и местоположении, сокращая дистанции до минимальных, но безопасных.
