Navzdory své popularitě není železniční síť zdaleka dokonalá a existuje mnoho různých způsobů, jak ji inovovat. Jednou z hlavních priorit pro inženýry a konstruktéry železniční sítě je rychlost, kterou lze zvýšit vždy, když je vyvinuta nová, lepší technologie. To je důležité zejména v situacích vysoké poptávky cestujících a potřeby efektivnější přepravy vysokého počtu osob vlakem. Rychlejší vlaky, které produkují nižší hladiny emisí, mohou také přímo konkurovat letecké přepravě.

Cílem EU je dosáhnout uhlíkové neutrality do roku 2050 a železniční přeprava hraje v tomto směru nezastupitelnou roli. Některé technologie podporují používání elektrifikovaných železnic, které mohou výrazně snížit emise generované běžně používanými vlaky. Další aspekt, který se díky pokročilejším technologiím zlepšuje, je bezpečnost, jelikož lidskou chybu lze eliminovat zavedením automatických procesů. V průběhu let jsme zkoušeli mnoho inovací, které cílily na tyto problémy. Některé byly úspěšné, jiné méně. Níže se teď společně podíváme na 6 nejlepších technologických inovací železnic.

Vysokorychlostní železnice

Vysokorychlostní železnice je nejrychlejší způsob, jak se dostat z jednoho velkého města do druhého. Některé vysokorychlostní vlaky, jako například Šinkansen v Japonsku a TGV ve Francii, jsou schopné dosáhnout rychlosti až 320 kilometrů za hodinu. Uspokojují zvyšující se poptávku po rychlejší a kvalitnější přepravě z bodu A do bodu B a v okolí měst, a tím snižují dopravní zácpy a zlepšují mobilitu. Při těchto rychlostech již tyto vlaky dobře konkurují letecké přepravě, přičemž jsou podle Mezinárodní železniční unie (UIC, International Association of Railways) přibližně osmkrát energeticky úspornější.

Vysokorychlostní vlaky jsou v provozu pouze v 16 zemích na světě. Většina zemí vyhradila pro vysokorychlostní železnice zvláštní koleje i trasy, ale tyto vlaky lze provozovat také na běžných kolejích při nižší rychlosti. Střešní pantografy a nadzemní napájecí vedení generují energii pro vlak, který často je často poháněn dvěma synchronizovanými motory na každé straně.

Maglev, zkratka pro magnetickou levitaci, je označení vlaků, které se vznáší 10 cm nad zemí. Na rozdíl od tradiční technologie nemají vlaky maglev kola. Kola nahrazuje elektromagnetická zvedací síla udržující vlak nad kolejnicemi. Magnety používané pro vlaky maglev jsou supravodivé. To znamená, že při ochlazení na −450 ℉ mají schopnost generovat magnetické pole desetkrát silnější než běžné elektromagnety – natolik silné, že dokáže nadzvednout a uvést do pohybu vlak. U tohoto typu vlaku nevzniká žádné tření, což umožňuje dosažení neuvěřitelně vysoké rychlosti. Nejrychlejší vlak maglev dosáhl rychlosti 603 km/h.

Vlaky maglev však nejsou unikátní jen díky vysoké rychlosti. Používání elektronických hnacích soustav snižuje množství spalovaných fosilních paliv a příslušných emisí. Díky absenci tření o kolejnice stačí vlakům maglev k udržení rychlosti menší množství energie. Systém rekuperativního brzdění navíc dokáže zužitkovat také energii, která by se u obvyklých vlaků ztratila. Nulový kontakt také znamená menší nutnost provádění údržby na kolejích i na samotných vlacích, u kterých se výrazně snižuje míra opotřebení součástí.

Hyperloop: Budoucnost železniční dopravy?

Koncept technologie Hyperloop představil poprvé v 18. století britský vynálezce George Medhurst. Od té doby inženýři a výzkumníci zkoumají podobné koncepty, kterých se později v roce 2013 chopil miliardář Elon Musk ve svém projektu Hyperloop Alpha. V roce 2021 měl globální trh s hyperloopem hodnotu 1,2 miliardy amerických dolarů a očekává se, že do roku 2026 dosáhne 6,6 miliardy amerických dolarů, přičemž složená roční míra růstu v těchto pěti letech dosáhne 40,4 %. Od dokončení a zavedení technologie Hyperloop nás přesto stále dělí 7–8 let.

Co znamená technologie hyperloop?

Princip Hyperloop využívá podtlakové trubkové tunely pro přepravu kapslí vysokou rychlostí. Kapsle se pohybují ve vakuu, které téměř eliminuje odpor vzduchu, což umožňuje dosáhnout neuvěřitelně vysoké rychlosti až 1 100 km/h.. Kapsle je přepravovaná pomocí technologie magnetické levitace, což znamená, že přestože jsou cestující přepravováni vysokou rychlostí, mohou si užívat pohodlnou a tichou jízdu. Kromě toho představuje technologie Hyperloop, jejíž pohon je plně elektrický, udržitelnou formu přepravy, která by mohla v Evropě sehrát klíčovou roli při dosažení klimatické neutrality do roku 2050.

V současnosti provádí aktivní testování a vývoj technologie Hyperloop mnoho společností. Od dokončení a zavedení technologie Hyperloop nás přesto stále dělí 7–8 let. Jediné testovací centrum technologie Hyperloop v Evropě se nachází v Mnichově, v Německu, a má název TUM Hyperloop. Může se zdát, že od zavedení této futuristické technologie nás dělí ještě dlouhá doba, ale jakmile bude přeprava cestujících spuštěna, může se stát novou normou.

Automatické vedení vlaků (ATO)

Systémy ATO využívají technologie, díky kterým lze vlaky provozovat bez téměř jakéhokoli zásahu člověka. Tyto systémy využívají soubor snímačů, počítačů a komunikačních platforem k řízení rychlosti, akcelerace a brzdění vlaků. ATO přispívají k bezpečnějšímu provozu na železnicích, minimalizují lidskou chybu, díky přesné kontrole nad rychlostí vlaků udržují jejich bezpečnou vzdálenost od dalších souprav a dokážou zabránit srážkám. Také jsou mnohem energeticky úspornější, jelikož optimalizují spotřebu energie, snižují množství odpadu a mohou spolupracovat také se systémy rekuperativních brzd.

AR a VR

Rozšířenou realitu (AR) a virtuální realitu (VR) lze využít pro imerzní a efektivní školení zaměstnanců železnic. Tato technologie simuluje reálné prostředí a situace, ve kterých se strojvedoucí, průvodčí i pracovníci údržby budou ocitat a které budou samostatně řešit. AR a VR lze využívat také při návrzích a plánování nových dopravních sítí, tras a infrastruktur, při inženýrských úpravách stávajících sítí, a projektanti je mohou použít pro lepší vizualizaci a vyhodnocení navrhovaných řešení. Využití digitálních modelů k prezentaci návrhů mohou jednotliví aktéři a investoři získat lepší přehled o definitivní formě a vzhledu díla.

Automatický provoz vlaků (PTC, Positive Train Control)

PTC je pokročilý bezpečnostní systém, který využívá principy automatizace. Sledováním vlaků v reálném čase pomocí GPS technologie zvyšují systémy PTC bezpečnost a v případě detekce nebo predikce nebezpečných podmínek a hrozící kolize provedou automatický zásah. Všechny údaje se zpracovávají v centru řízení a systémy PTC mohou sledovat a řídit rychlost vlaků na základě různých faktorů, jako jsou podmínky, zakřivení tras, stoupání atd. Pokud vlak překročí určitou rychlost, systém může automaticky zatáhnout brzdy nebo vyslat zvukové nebo vizuální upozornění strojvedoucímu.