lördag 13 juni 2009

Del 3: Maglev till verklighet

Maglev beskrivs ofta som en dyr lösning på snabbtågs problemet. Mycket riktigt kostar Maglev väldigt mycket, men de gör konventionell järnväg med. Jag väljer att jämföra med den lösningen som transrapid har tagit fram. Denna lösningen är både billigare och mer flexibel än den japanska motsvarigheten.
Här är transrapid i genomskärning med en konventionell höghastighets järnväg.

De kanske kan tyckas orättvist att jämföra ett Transrapid spår med två konventionella höghastighetsspår. Men detta beror på att Transrapid har högre kapacitet, ca dubbla (beroende på konfiguration) och därför inte behöver fler spår. Idagsläget i Europa är den vanligaste konfigurationen på banor att man har två snabbtågs spår och ett eller två godstågsspår.
Att ha mötesspår är inte nödvändigt för extrema höghastighetståg eftersom dessa färdas så fort mellan stationerna så att tågen utan problem hinner mötas när de är stillastående.

En annan vanlig frågeställning är om banan måste vara upphöjd. Svaret på det är i princip nja. Detta svar kräver en förklaring.

De röda blocken på bilden är korrigerings block där man ställer om dem efterhand som fundamenten sjunker i marken. På en vanlig järnväg har man löst det genom att lägga tonvis med grus, men den lösningen är inte tillräckligt exakt. På de tyska snabbtågsjärnvägarna (ICE) har man löst det genom att gjuta en massiva järnvägsbank. Denna lösning är otroligt kostsam.
Om man ändå använder fundament på detta sättet kan man lika gärna höja upp spåret vid behov.

Många påstår att Transrapids systemförstör landskapsmiljön mer än konventionell räls. Här visar jag en genomskärning genom en normal landskaps bild. Här ser man tydligt fördelarna av den brantare stigningen och att Transraipd steglöst kan gå från att ligga direkt på mark till användas som bro. Vad de gäller att blockera landskapet är konventionell järnväg en betydligt mer blockerande effekt.

De mjuka aspekterna åt sidan, vad som verkligen spelar roll i verkligheten är krass ekonomi och praktiska fördelar. I Skåne har de sedan början av 90-talet byggts en tunnel igenom en horst vid namn Hallandsåsen. Tunnlen beräknas kosta vid färdigställande 10,5miljarder kr i 2008års penningvärde och detta exklusive kapitalkostnader för 25 års byggtid.

Ett Transrapid spår kan ledigt åka över Hallandsåsen motorvägen som idag går upp för nordsidan lutar ca 10grader vilket är den skarpaste lutningen som Transrapid kan åka upp för (bilden är inte skalenlig).
Totala kostnaden för anläggningen i Kina var ca 9miljarder kr för 30,5km dubbelspår, 2 stationer samt 3 tåg @ 3 vagnar @100personer/vagn. Total kostnad blir då 150miljoner kr/km räls vilket då inkluderar en vagn var 6km räls samt en station för var 30km/h räls samt en bangård per 60km/räls. Kostnaden på 9miljarder inkluderar den tyska subventioneringen och all konstruktions kostnad och transport kostnad.
Många tror att de är dyrare att bygga Maglev i Sverige än i Kina, men faktum är att nästan hela banan samt fundamenten tillverkades i Tyskland och transporterades till Kina. Dessutom har en del framgång gjorts sedan banan byggdes vad de gäller att tillverkad en billigare. Kostnaden för en banan kommer sannolikt inte att öka, utan snarare att sjunka i takt med att man bygger större system.
Totala kostnaden blir då troligen runt 150miljoner/km.

Tryck för skarpare bild
Den här kartan visar vad man får för motsvarande kostnad. Vad som är tydligt är att Transrapid fortfarande är dyrare än konventionell järnväg över jämt landskap, men skillnaden är mindre än skillnaden i hastighet.
För knepiga situationer så som under Hallandsåsen och i Helsingborgs Centrum visar Transrapid sin fördel.
Det är lite sent att vara efterklok. Pengarna i åsen är redan begravda och det är inget man kan göra åt det. Men lärdomen finns att hämta.

Här är ett sätt som ett bansystem skulle kunna byggas ut. Sträckan Stockholm-Helsingborg skulle här kosta 75 miljarder inklusive 11 stationer och runt 80 vagnar av varierande typ. 75miljarder motsvarar Sveriges skatte budget för 20 dagar.
Stationerna är uppdelade i 3 typer.
Liten station (lime): Med mötesspår samt 1 stickspår där 1 tåg kan passera (köra om eller möte) i full hastighet samtidigt som ytterligare 1 står på stationsområdet.
Mellan station(ljusgrön) : Två huvudperronger och en pendeltågs pendeltågs perrong samt två stickspår, en på var sida.
Stor station (Militär grön): Två huvudperronger och två pendeltågs pendeltåg, två stickspår samt bangård.
Tågen synkas i ett par kategorier, vid max trafik blir resultaet följande.
Expresståg: 1avgång per timme med långdistans expresståg som stannar på endast stora stationer. Vid varje enskilt tillfälle finns de endast 2 tåg av denna typ på sträckan. 2tåg@8vagnar.
Regionståg: 2 avgånger per timme, stannar på mellan och stora stationer. Vid hög trafik finns det 6 tåg av denna typ på sträckan. 6tåg@5vagnar.
Lokaltåg: Stannar på samtliga stationer. Avgår 3 gånger per timme. Vid varje tillfälle finns de 12 tåg av denna typ på sträckan. 12tåg@2vagnar.
Godståg: Dessa tåg fyller rälsen vid lågtrafik med kvarvarande rälskapacitet för container och trailer transport.

Hur kan man ha fler tåg än vad man har sträckor och riktningar? Det är just de finurliga med denna lösningen. Man kan nämligen köra flera tåg på samma sträcka samtidigt utan att de riskerar att krocka.

I praktiken sätter man upp ett "tåg" av tåg. Beronde på trafik och vilket slag sätter man upp trafiken på olika sätt. Eftersom de andrig finns mer än 2 expresståg på hela banan vid ett och samma tillfälle kan man enkelt konfigurera tidtabellen på sådant sätt att de alltid möts i den stora centralstationen på mitten av linjen. Om ytterligare kapacitet behövs kan nyckel sträckan mitt emellan huvudstationerna expanderas till dubbelspår för att då med minimal insats öka kapaciteten med upp till 40%. I detta fallet skulle exempelvis Norrköping=>Linköping expanderas för att öka möjligheten att ha fler tåg.
För den situationen där två uppsättningar med tåg möter varandra blir resultatet att lokaltåg möter en hel uppsättning med 3 tåg vid de tillfälle då de stannar på en liten station. Regionaltåg möter då en uppsättning tåg vid regionalstationer. För att optimera det hela beronde på avstånden så varierar man tågens hastighet något. Typisk hastighet för ett lokaltåg är mellan 250 och 350km/h, för ett regionaltåg 300 till 450km/h och för ett expresståg 450 till 600km/h.
Allt detta för mindre än 1/5 av vad Sverige lägger på bidrag varje ensikt år. Detta är en investering som kommer att hålla klass i 30 år framöver.

För magnettåg är de varken ekonomi eller teknik som är problemet utan politisk ovilja!

10 kommentarer:

  1. Dessa summor låter väldigt stora, men som sagt kan jag hålla med dig att det är politikerna som sätter käppar i hjulet för framtidens kollektivtrafik!

    SvaraRadera
  2. Det finns en aspekt som du inte täcker in:
    Känslighet.

    Ett vanligt dubbelspår är redan det, vilket man bla ser i Sthlm, väldigt känsligt för störningar.

    Att bara ha ett spår blir mer eller mindre omöjligt då ett enda trasigt tåg uppehåller hela linjen, potentiellt i timmar !

    Så även med transrapid måste man räkna med minst dubbespår - iaf den största delen av sträckan.

    Nu vet jag inte hur dyrt det är - hålelr budgeten då - dvs kr/km/h/passagerare(eller ton last) ??

    /K

    SvaraRadera
  3. noirs:
    Det är ju helt klart frågan om mycket pengar, men knappast orealistiskt. 75miljarder är definitivt något som märks i stadsbudgeten. Men en sådan satsning tar flera år att bygga och kan sedan generar vinst i år framöver. Av de 75 miljarder kan troligen upp till 40miljarder knoppas av som ett statligt bolag som tar spåravgifter. Om vi räknar med en accelererad byggtid på 5år så betyder de att de kvarvarande 35miljarderna motsvarar sedan runt 10% av infrastrukturbudgeten under byggtiden.

    /K
    Känslighet är absolut en faktor, men de är nog inte fullt så illa som du får det att låta.

    En stor fördel med Transrapid är att systemet är mycket robustare än konventionella tåg. Om man jämför med vanliga järnväg så ligger driv, kraft, kontroll och signalsystem alla i samma system i rälsen. Detta systemet är i sig redundant.

    Om ett fel trots allt skulle uppstå i rälsen som behöver repareras omedelbart så är alla rälsbitar modulera. Detta betyder att vid en rödutryckning kan man ha reservrälsbitar för utbyte på endast några timmar.

    Tågen är i stort pasiva och även de i sig redundanta. Att ett tåg skulle bli trasigt till den månen att de överhuvudtaget inte går att flytta är inte speciellt troligt.

    Vid nödsituationer kan man flytta över trafiken till konventionell räls för att överbrygga den trasiga biten. Detta leder förvisso till förseningar, men de gör även problem idag. Om ett spår av två blir oanvändbart vid normal trafik minskar kapaciteten betydligt.

    Notera att jag inte menar att man ska sluta använda gammal spår, de behövs till buktransport och pendeltågstrafik samt kompletterande snabbtågslinjer.

    Kan även notera att vid dubbelspår kan båda spåren ockuperas, exempelvis vid urspårningar blir normalt sett båda spåren obrukbara. När allvarligare störningar sker så beror de ofta på urspårningar i växlar vilket ofta kan innebära att hela 3 spår ockuperas av ett enda tåg. Urspårningar är ju inte möjliga med Transrapid så de är inget större problem.


    "Nu vet jag inte hur dyrt det är - hålelr budgeten då - dvs kr/km/h/passagerare(eller ton last) ??"
    En stor fördel med modulära transportsystem så som Transrapid är att i princip allt tillverkas i en fabrik. Därför kan man med stor exakthet säga mycket exakt hur mycket de kommer att kosta, detta ger en fördel mot konventionell järnväg där budgeten kan skifta väldigt mycket.

    Eftersom rälsystemet är nytt har man designat vagnmodulerna mer optimalt. En Transrapid vagn är ca ,7 meter bredare än en vanlig vagn, vilket innebär 2+2, 2+3 samt 3+3 för respektive 1:a, 2:a och 3:e klass i stället för de normala layouten 1+2, 2+2 samt 2+3. Dessutom är vagnarna lägre och har därför färre vestibuler och färre och kortare kopplings delar.

    Summerar man de får man in 60, 80 respektive 110personer per vagn. Vad de gäller persontransport blir kapaciteten i princip en icke fråga iaf i Sverige.
    Vad de gäller möjligheten att bära gods är den högst begränsad. Vet inte exakt hur många ton per vagn man kan bära, men bulkgods kan man glömma. Att betala gods per ton borde inte vara något problem för gods som ersätter flyg och snabbtåg. Det finns redan idag höghastighets gods för green cargos nya 160km/h vagnar.

    Orsaken att svenska spårsystemet är så ostabilt som det är beror på att de är gammalt och överbelastat. Ett nytt transrapid system kommer varken att vara gammalt eller överbelastat utan snarare ha gott om extra kapacitet och när buggarna är utkörda fungera väldigt smidigt. Innan systemet hunnit bli gammalt kommer man troligen redan ha hunnit lägga dubbelspår på majoriteten av de hårt trafikerade sträckorna.

    Det räcker att gå tebax 20år i Sverige så var väldigt få bansträckningar utanför storstäderna dubbelspår. Att kräva dubbelspår anser jag endast vara ett sätt att omöjligöra nya konkurrerande system. Ett nytt system ska få möjlighet att konkurrera på sina vildkor, inte på de vildkoren ett gammal antikt system har satt upp.

    SvaraRadera
  4. Jag är med på vad du säger - och oavsett om transrapid eller ngt annat system används så tycker jag att iden om ett nytt sorts väg/järnvägsnät för höghastighetskommunikation är sunt och riktigt.

    "Därför kan man med stor exakthet säga mycket exakt hur mycket de kommer att kosta"
    Där håller jag inte med dig dock. Även järnvägsräls tillverkas i fabrik.
    Det dyra är att sätta modulerna på plats - och naturen har en tendens att slänga ut oförutsedda kostnader i from av bergsknallar ostabil mark, dyra tunnlar, trilskande bönder osv :)
    Iof samam som för vanlig järnväg, men man kan inte räkna med att transrapid skulle vara billigare i den bemärkelsen tror jag...

    F.ö. tror jag nog mest på ett annat system - ngn form av reglerat system för vanlig väg kombinerat med snabbväg där fordnonen kan kopplas ihop i virtuella "tåg". Visst kan man komplettera med ett riktigt höghastighetsnät som går som en livsnerv genom Sverige, tex transrapid, men tricket med att skapa virtuella järnvägar där individuella fordon kan kontrolleras centralt är de fördelar som detta ger.

    Jag talar alltså om att man i rpincip skulle kunna bygga om bilar till virtuella tåg.
    När man kör på smågator och vägar utan systemet så kör man som vanligt.
    När man kör upp på en "systemväg" så tar systemet över och sätter in din bil i en "lucka" och kan sedan köra den i mkt högre hastigheter med mindre mellanrum emellan bilarna till en optimerad energiförbrukning och med en väldigt hög säkerhet (man kan tex broms hela "tåget" om bilen längs fram får problem).

    Jag vet att detta har testats i bla kalifornien på 90-talet...

    Oh well tillbaks till ämnet :)
    Trnsrapid har en stor fördel iaf som jag ser det, och som du skrev lite om: Den upphöjda "rälsen" minimerar obstruktionen.
    Dvs både djur människor, och annan trafik kan passera under banan och man slipper plankorsningar med den säkerhetsrisk osv som detta medför.

    /K

    SvaraRadera
  5. "Där håller jag inte med dig dock. Även järnvägsräls tillverkas i fabrik."
    Rälerna tillverkas i fabrik, däremot skulle jag nog inte påstå att rälsen gör det. (1räls=2räler+ syllar+ballast)

    "Det dyra är att sätta modulerna på plats - och naturen har en tendens att slänga ut oförutsedda kostnader i from av bergsknallar ostabil mark, dyra tunnlar, trilskande bönder osv :)"
    Absolut, fördelen med trasnsrapid är att man slipper alla delar utom den första. Vilket dock närmast kan liknas vi att bygga Lego.

    "Jag vet att detta har testats i bla kalifornien på 90-talet..."
    kruxet är väll att de är svårare än vad de verkar.

    Som jag ser finns de bara två riktiga nackdelar med transrapid system.
    1: De är något dyrare, främst för lägre kapaciteter (2spår eller färre motsvarande järnväg)
    2: Det är okompatibelt. Denna nackdel har även TGV och har faktiskt visat sig vara en fördel då de innebär bättre tillförlitlighet. TGV och Shinkasen är de två järnvägsystemen som fungerar bäst i världen.

    Jag ska skriva en uppföljare efter fusions artikeln.

    SvaraRadera
  6. Fast nuförtiden, när man lägger ny järnväg, så går man ju inte ut och lägger rälsen en och en. Man har pre-fabricerade moduler med både betongsyllar och två st "rälsar" som man placerar ut med specialbyggda tåg...

    /K

    SvaraRadera
  7. Klas:
    Så du beskriver gör man när man gör växlar och på vissa sträckor även för räls, dock oftast vid reperations arbete. Processen att lägga själva rälsen är dock maskinerad och relativt industrialiserad. Problemet är att lägga ballasten och göra förarbetet samt bygga broar och gräva ur. En normal järnväg behöver ohyggligt många broar och enorm mängd ballast. Just variationerna är de man slipper med en buren lösning.

    Den högsta hastighet som används för konventionellt tåg på konventionell (svetsad) räls i dagsläget är 220km/h. Den högsta hastigheten för lutande tåg är 250km/h. Alla tåg som i dagsläget kör över 250km/h (ICE, TGV, Shinkansen) använder sig av special räls som iaf i TGV och ICE fall har gjuten ballast, vilket är extremt dyrt.

    Notera att de inte går att köra varken TGV eller ICE (1-2-3) på konventionell räls av den typ som finns i Sverige alls. (ICE-T går att köra på konventionell räls, men de är i praktiken en Regina som licenstillverkas av Siemens)

    SvaraRadera
  8. Ja du Svedde att säga:
    "När allvarligare störningar sker så beror de ofta på urspårningar i växlar vilket ofta kan innebära att hela 3 spår ockuperas av ett enda tåg. Urspårningar är ju inte möjliga med Transrapid så de är inget större problem."
    Så du menar att Transrapid inte har några växlar? Hur har du tänkt dig att tågen ska mötas på stationen om du bara har enkelspår? Hönshjärna!
    Dessutom tyckte du:
    ""Det dyra är att sätta modulerna på plats - och naturen har en tendens att slänga ut oförutsedda kostnader i from av bergsknallar ostabil mark, dyra tunnlar, trilskande bönder osv :)"
    Absolut, fördelen med trasnsrapid är att man slipper alla delar utom den första. Vilket dock närmast kan liknas vi att bygga Lego."
    Har du inte märkt vad som händer när någon försöker bygga vindkraftverk?
    Vilka är det som klagar i första hand? Jo, dom som bor inom synhåll från den plats som verket ska byggas på! Varför tror du att det skulle bli annorlunda för Transrapid??
    Dubbel Hönshjärna!!

    SvaraRadera
  9. Suck, varför kan du inte bara hålla de på en vettig nivå.
    Transrapid kan inte spåra ur i växlarna, de kan möjligen köra ut för en växel (rent teoretiskt) men detta innebär trots de inte att sträckan blir okörbar för andra tåg. Jag har tagit upp detta i texten.
    "Jo, dom som bor inom synhåll från den plats som verket ska byggas på! Varför tror du att det skulle bli annorlunda för Transrapid??"

    Även detta har jag tagit upp i texten. Transrapid behöver inte innebära mer synbelastning än vad en konventionell järnväg gör eftersom transrapid inte har trådar. Faktum är att de på sätt och vis erbjuder mindre belastning eftersom man både kan se och gå rakt under.
    Även detta har jag tagit med i texten.

    Försök och inte kritisera saker jag redan svarat på, försök hålla kritiken på en saklig nivå.

    SvaraRadera
  10. svedde sa:
    "Faktum är att de på sätt och vis erbjuder mindre belastning eftersom man både kan se och gå rakt under"

    Varför kan man inte se och gå under en konventionell järnväg på pelare?

    SvaraRadera