De här kanske blir lite av en analys av redan "frälsta". Men lite spridning gör de intressant. De flesta personerna som bor i Sverige har inte ens tagit ställning till järnvägsutbyggnad, och ännu färre har överhuvudtaget någon åsikt om maglev. Maglev idag är knatat av missförstånd som jag hållas kunna klarna upp.
Denna omröstning är därför till stor del gjord med röstdeltagarnas eget omdöme vad som de kan tänkas tro vara bäst.
Gröna tåget: 3 röster, 10%
Tämligen få personer som tycker att endast en investering i nya tåg är tillräcklig.
HSR: 4 röster, 13%
Något fler som föredrar en lite mer omfattande utbyggnad av svenskt järnvägsnät, fortfarande trots allt ganska få. Denna omröstning gjordes i majoritet före artikeln om den ekonomiska analysen skrevs.
Maglev (2 prioritetsnivåer): 7 röster, 24%
Den något billigare lösningen med 2 prioritets nivåer har ett relativt många anhängare.
Maglev (3 prioritetsnivåer): 13 röster, 44%
Den lite dyrare modellen med fler prioritetsnivåer har flest supporters, varför? Ja jag vet inte, lämna gärna en kommentar.
Flyg: 0 röster, 0%
I mitt tycker förvånansvärt få som föredrar flyg, men å andra sidan, om jag ser till mig själv, om jag kan välja tåg före flyg så gör jag hellre det.
Går bra som de är idag: 2röster, 6%
Brukar alltid vara 15-20% som är nöjda med status quo. Något färre i denna omröstningen visar väll på att ni som har röstat helt enkelt är lite mer intresserade än genomsnittet.
Visar inlägg med etikett maglev. Visa alla inlägg
Visar inlägg med etikett maglev. Visa alla inlägg
söndag 18 april 2010
fredag 16 april 2010
Varför maglev?
Om nu maglev och HSR har en snarlik kostnad bunden till sig varför då satsa på ett "osäkert" (maglev) kort framför ett "säkert" (HSR).
1: Säkerhet
2: Acceleration
3: Toppfart
4: Regionförstoring
5: Trafikökning
Säkerhet
Säkerhet handlar inte bara om att inte skadas eller drabbas av andra faror, utan även av ekonomisk säkerhet och driftsäkerhet.
Ekonomi - Säkerhet
Ett vanligt argument emot maglev är att de är en oprövad teknik, och därför ekonomiskt osäkert. Inget skulle kunna vara längre från sanningen. Maglev spåret tillverkas färdigt i en fabrik med 100% kontroll över processen.
Tekniken har även fler år på nacken än HSR. Maglev banan i Tyskland har körts kontinuerligt i ca 30 år. Förvisso har TGV funnits i snart 40år, men de är inte samma tåg. Banan i Tyskland använder fortfarande samma motor idag som för 30 år sedan eftersom motorn sitter i rälsen.
Drift - Säkerhet
Denna kategori är något mer osäker. Förvisso har man kört maglev i 30 år, men inte enligt tidtabell. Shanghai flygplats skyttel har dock kört i snart 7 år i 15minuters intervaller. Driftsäkerheten har varit över 99% med mindre än 1 sekunds försening över den här perioden. Det finns inget annat transportsystem som idag kan matcha det. Jämförelsen är förvisso inte helt rättvis då de bara finns en kommersiell transrapid bana, men de ger en fingervisning. Kan även notera att HSR tåg har klarat sig med mycket bättre på grund av att de i de flesta fall går på egna spår.
Person - Säkerhet
Säkerhet för personer finns på flera nivåer. Det mest uppenbara är för passagerarna, men även för personer i samhället runt omkring är säkerheten viktig.
Övergångställen, vägkorsningar och även folk som genar över rälsen är faror som tåg frambringar. För maglev elimineras dessa faror i princip fullständigt då rälsen praktiskt sett inte går att bygga direkt på marken.
För passagerarna finns de både aktiv och passiv säkerhet. Den aktiva säkerheten består av ett integrerat kontrollsystem som håller koll på var och man på de viset kan ha multipla datorer som undviker olyckor. Vid olyckan i Tyskland var detta system ännu ej fullt integrerat på grund av att de är en prototypanläggning vilken vid tillfället inte borde ha burit människor.
Vid flygolyckor är de faktiskt inte höjden som orsakar majoriteten av dödsfallen, utan dels bränslet och dels hastigheten. Bränslet är inget problem för maglev då den inte bär något. Hastighet har maglev dock gott om. Magnettåg saknar skyddande lok, men de har visat sig om och om igen att loket inte skyddar så mycket som man kanske tror. Olyckan Eschede är ett tydligt exempel. Ett hjul gick sönder (maglev har inga hjul) spåra ut (maglev kan inte det) skada en skyddsräls (maglev har ej) vilket drog upp en räl (finns ej på maglev) vilket gjorde att tåget gick in i en pelare till en bro för en planfri korsning (vilket maglev inte behöver) och vagnarna rada upp sig på varandra (vilket ej går på maglev).
En typ av olycka som däremot är möjlig för maglev är vad som inträffa för Sunset Limited over night express 1993 där en bro blev något skev efter att en pråm kolliderade med en pelare. Bron rasade inte, vilket var ett problem, eftersom bron inte rasade signalerades inte problemet så att tåget inte stoppades. Geometriska kontrollen för magnettåg är dock betydligt högre, vilket rimligen skulle göra att en sådan olycka inte skulle inträffa lika lätt.
Acceleration
Varför är acceleration så viktigt? Här är en av de absolut viktigaste argumenten för maglev. För ett transrapid att nå 400km/h och åter bromsa ner till 0km/h tar de mindre än 3 minuter. För att sätta detta i perspektiv så är de jämförbart med vad en Bugatti veyron klarar av.
Varför är de så viktigt då? Medan en HST så som en TGV eller en AGV färdas från Stockholm till Linköping kan en transrapid klara av att färdas samma sträcka och samtidigt stanna i Södertälje, Nyköping och Norrköping och fortfarande vara ifrån Linköping innan HST tåget ens är inne i kommunen. Varför detta är så viktigt kommer jag till senare.
Den högre accelerationen gör även att fler tåg kan samsas tätare på rälsen. Medan en HST med tät turtäthet bara kan ha två prioriteringshöjder (tåg som stannar olika ofta) kan en maglev ha tre eller t.o.m fyra, alternativt ha två men fortfarande köra på enkelspår. Nyttan av enkelspår torde vara ganska uppenbar, de blir helt enkelt betydligt billigare att bygga infrastrukturen.
Toppfart
Varför toppfart är viktigt är ganska självklart. Ju fortare man kör, ju fortare kommer man fram. Toppfarten för transrapid ligger i dagsläget på 550km/h, men kan enkelt ökas med rätt bangeometri, något som idag helt enkelt inte existerar.
Högsta toppfart för HSR är knappt 400km/h. En sak är intressant, toppfarten för HSR kommer aldrig att bli snabbare än runt 400km/h, orsaken till detta är acceleration. Motor och transformator åker nämligen med tåget. Man har nu kommit till en punkt där motorn väger så mycket så att man helt enkelt inte kan öka accelerationen genom att sätta på en större motor, den blir helt enkelt tyngre, vilket reducerar ökningen. Att åka över 400km/h med den idag tillgängliga accelerationen, säg 450km/h är helt enkelt meningslöst, man skulle helt enkelt inte hinna accelerera upp till full hastighet på någon rimlig sträckning i Europa, den höga toppfarten blir helt enkelt meningslös.
För maglev är detta inget problem, motorn sitter i rälsen. Dubbelt så mycket motor = dubbelt så mycket acceleration. Att motorn väger mer spelar ingen roll, den sitter ändå fast.
Idag accederar transrapid hela 6 gånger snabbare än ICE vilket i praktiken betyder att man effektivt kan köra ungefär 2,4 gånger snabbare på samma sträcka vilket betyder att man på de snabbaste sträckorna i Sverige skulle kunna köra närma 1000km/h som mest.
Eftersom magnettåg saknar vingar finns de inget praktiskt hinder mot att köra i överljuds fart, men Sverige är helt enkelt för litet för att de ska finnas någon poäng.
Regionförstoring
Regionförstoring är knepigt, för att få en effektiv förstoringseffekt så behöver man täta stopp närma centralorten med höga hastigheter långt ifrån, samtidigt. Därför använder man ofta spårvagnar i centrum, tunnelbana i central kommunerna, pendeltåg i kranskommunerna och regionaltåg till angränsande län.
I Sverige har vi idag 5 regioner i södra Sverige, Stockholm, Skåne, Göteborg, Jönköping och Östergötland.
Alla regionerna har sina särdrag, men tre av dem är lite mer klassikt utformade med ett centrum, förorter, sovorter och veckopendling. I Stockholm kan man se detta tydligt där centralkommunerna alla idag erbjuder fullständig möjlighet till pendling, kranskommunerna med begränsad pendling och orterna lite längre bort så som Eskilstuna och Västerås som erbjuder viss möjlighet till pendling, klassiskt, men ointressant.
I vårt exempel är Skåne och till viss del Östergötland mer intressant som exempel. Skåne är de enda stället i Sverige idag som erbjuder normal pendling mellan många stora orter. Malmö, Lund, Helsingborg och Kristianstad alla runt eller över 100k och även Ystad, Trelleborg, Landskrona, Ängelholm och Höganäs strax under 50k. Även om exempelvis Kristianstad, Malmö och Ängelholm inte är inom normalt pendlingsavstånd så är de idag integrerade med varandra genom att de finns en stor rad orter emellan där exempelvis om manen i familjen jobbar i Kristianstad och kvinnan jobbar i Malmö eller Ängelholm så kan de bosätta sig i någon av de andra centralorterna emellan för att reducera bådas pendeltid strax under gränsen.
Dagens integration med rött och motsvarande tillägg för maglev med föreslagen dragning i blått. Notera att regionerna Jönköping och Östergötland inte bara blir integrerade med varandra utan även med alla de tre övriga centralorterna. Även Göteborg får även en hög men ej fullständig integration med både Stockholm och Skåne. Skåne och Stockholm får en partiell integration med varandra.
Även med HST blir de viss grad av integration men där skulle Östergötland bara ansluta till Stockholm och Jönköping men inte Göteborg och Skåne. Än värre, för HST måste man välja mellan att köra fort eller stanna ofta. Detta betyder att förvisso kan HST stanna i centralorterna, men de kan inte stanna i någon av de mindre orterna emellan, och de är dessa orter man vill åt.
Orter som Tranås, Ljungby, Ulricehamn och Markaryd har stora möjligheter att mycket billigt bosätta sig väldigt närma centrum av orten där stationen ofta finns. Med Maglev betyder de i praktiken att man bara med några minuters åktid kan åka till en större centralort där arbetsplatserna ofta finns närma centrum. Detta betyder att en normal familj kan bo inom cykelavstånd till stationen i en mycket fin villa i exempelvis Tranås medan den ena parten i paret kan jobba i Göteborg och den andra i Stockholm.
Den här typen av integration generar enorma mängder skattepengar, folk kan leva sina liv effektivare vilket gör att hela samhället kan drivas billigare. För familjen i exemplet skulle det generera ungefär 10000kr extra mervärde per månad relativt till om de jobbar i Tranås närhet alternativt bor i Stockholm eller Göteborg. Kapacitet på 3 tåg per riktning per timme under 2 pendlings timmar med 500 platser var och 2 riktningar generar ungefär 12000 möjligheter bara tåget med lägst prioritet.
Alla kommer inte att åka så långt, men för de som åker kortare generar de motsvarande lägre mängd omsättning samtidigt som de överlåter platsen åt någon annan resten av resan. I detta exemplet generas runt 120 miljoner kr per månad för trafiken med lägst prioritet endast under rustningstid. När man pratar om hur mycket pengar infrastruktur kostar, får man även tänka på hur mycket pengar de generar. För HSR genereras mindre än hälften så mycket pengar
Trafikökning
De här är den absolut viktigaste poängen. Många säger att Sverige idag inte har underlag för att investera 125miljarder i södra Sverige för rälsbunden infrastruktur och att vi heller inte har något underlag för det. Personer som säger det har absolut RÄTT. Sverige har idag inte råd med 125miljarder kr för detta projektet, vi har heller inget behov av kapaciteten idag.
Idag har vi behov av ca 20-35% kapacitetsökning i Södra Sverige, främst runt storstadsregionerna, i de mest skriande områdena är behovet något högre än så. Ett maglev spår skulle erbjuda en kapacitetsökning på runt 200% beroende på lite hur man konfigurera rälsen. Även med enkelspår blir kapacitetsökningen över 100% på grund av dynamiska effekter jämte mot den befintliga järnvägen (mindre problem med blandning av långsamgående och snabbgående tåg)
Maglev erbjuder något mer kapacitet än vad HSR gör, så i praktiken, om man betalar ungefär snarlik mängd pengar, får man mer kapacitet för samma pris på en maglev bana.
Nyckelordet idag
Nyckelordet är idag. Rälsen kommer inte att vara färdig idag, utan absolut tidigast om 5 år (mer realistiskt betydligt senare än så). Om 5 år kommer förvisso inte behovet att vara speciellt mycket större än idag då de växer tämligen linjärt. Men om vi inte har något behov, kan vi skapa oss.
Från flyg
Detta är en internationellt verifierad graf för överflyttning av trafik från flyg till rälsbunden trafik. Man har vid flera projekt verifierat att denna grafen har ett konfirmandensintervall på mindre än +-10(%). Det betyder att mellan Stockholm och Malmö åker faktiskt de flesta flyg, mycket riktigt går de runt 15 flyg/dag på sträckan. Överhuvudtaget går det i genomsnitt 84 tur och retur turer per dag med flyg på området som täcks av utbyggnaden. Om restiden blir lägre än 2 timmar kommer flyget fullständigt att sluta existera. Detta betyder att betalningsunderlaget ökar kraftigt.
För HSR och Maglev är denna skillnaden för sträckor i Sverige, det är egentligen främst till Köpenhamn de blir skillnad. Om man läser av grafen rakt av kommer maglev att absorbera 100% av allt flyg, medan HSR skulle absorbera runt 65% av allt flyg, en liten men märkbar skillnad.
Från väg
För vägtrafik är de hela inte lika självklart. Betydligt fler faktorer tycks spela roll, då eftersom transportlängden påverkar valet i större grad blir sambandet betydligt mer komplicerat än mellan tåg och flyg, dessutom tycks folk ha förkärlek till bil till en mycket högre grad än flyg. Bara att de går snabbare med tåg är inte motivering tillräckligt.
Det finns ett par exempel, speciellt i fallet med Öresundsbron som visar att tåg kan ta mycket stora andelar från vägtrafiken till och från stora städer. I regionen finns de gott om stora städer.
Finns inte mycket slutsats att dra än att ju fortare man åker en lägre sträcka, ju mer bilister och bussresenärer kan tänkas ta tåget. I fallet spekulerar jag i 1/3 i fallet med maglev och 1/4 i fallet med HSR.
Nyskapad trafik
Nyskapad trafik är trafik som tidigare av en eller annan anledning inte kunde existera. Exempelvis pendling på längre avstånd. Typiskt veckopendling som ersätts av dagpendling, detta skapar en större mängd ökad trafik, här är medelhastighet och antalet stopp av hög betydelse. Jag antar därför att maglev gör upp till 50% mer nyskapande av trafik än HSR då de är mer än så snabbare.
Forcerad tillväxt
Forcerad tillväxt i transport handlar helt enkelt om ett befolkningen tenderar att utnyttja transportnätet i en högre utsträckning över tid om de känner sig trygga att möjligheten finns kvar. Exempelvis att folk bosätter sig längre från sina arbetsplatser vilket generar fler person*km vid den dagliga pendlingen. Även att de söker jobb längre från sina bostäder. Då folk sällan flyttar, och ännu mer sällan byter jobb så ger denna effekt mest tillväxt på 5-10års sikt. För maglev ger detta en betydande ökning i effekt jämfört med HSR då pendling över ett större avstånd ökas med faktor 2, helt enkelt då man kan bosätta sig dubbelt så långt bort med motsvarade restid och främst, att snabba tåg (typiskt 431km/h) kan stanna i mindre orter, vilket är omöjligt för HSR. Forcerad tillväxt har en ränta på ränta effekt vilket gör det slutgiltiga resultatet mer betydande.
Naturlig tillväxt
Detta är den delen av tillväxt som existerar oavsett om man bygger ut banan eller inte. Den naturliga tillväxten påverkas dock av de övriga faktorerna eftersom den naturliga tillväxten även är en tillväxt på nyskapad trafik.
Jämförelse i tillväxt, maglev till höger, HSR till vänster.
Tillväxten syns tydligt i båda, och de är svårt att se vad skillnaden beror på.
Analys varifrån passagerarna överförs.
Man ser nu inte bara var passagerarna kommer ifrån, men även hur stor skillnaden blir. Att folk får svårt att pendla när tågen inte stannar borde vara uppenbart, om de inte var de förr , borde de vara det nu.
Kritik
Mycket av kritiken mot HSR är giltig och korrekt. HSR är för dyrt, vi har inte behov av HSR idag, HSR ger oss mycket mer kapacitet än vad vi behöver. HSR ger oss inte lika mycket flexibilitet som konventionell järnväg. HSR gör stora ingrepp i landskapet. HSR är inte fullt kompatibelt med befintliga banor.
Skillnaden på kostnaderna blir dock ganska stor när man är 33miljoner passagrar*km per dag i stället för 20.
Om nu någon påstår att skillnaden blir mindre får de nog vara med någon typ av motivering. Jag har här tagit alla siffror till HSR fördel, och maglevs nackdel på de sättet som är korrekt när man ska säkerställa att de ena alterantivet med säkerhet är bättre än de andra. Med mer rättvisa siffror blir skillnaden nära nog faktor 2.
1: Säkerhet
2: Acceleration
3: Toppfart
4: Regionförstoring
5: Trafikökning
Säkerhet
Säkerhet handlar inte bara om att inte skadas eller drabbas av andra faror, utan även av ekonomisk säkerhet och driftsäkerhet.
Ekonomi - Säkerhet
Ett vanligt argument emot maglev är att de är en oprövad teknik, och därför ekonomiskt osäkert. Inget skulle kunna vara längre från sanningen. Maglev spåret tillverkas färdigt i en fabrik med 100% kontroll över processen.
Tekniken har även fler år på nacken än HSR. Maglev banan i Tyskland har körts kontinuerligt i ca 30 år. Förvisso har TGV funnits i snart 40år, men de är inte samma tåg. Banan i Tyskland använder fortfarande samma motor idag som för 30 år sedan eftersom motorn sitter i rälsen.
Drift - Säkerhet
Denna kategori är något mer osäker. Förvisso har man kört maglev i 30 år, men inte enligt tidtabell. Shanghai flygplats skyttel har dock kört i snart 7 år i 15minuters intervaller. Driftsäkerheten har varit över 99% med mindre än 1 sekunds försening över den här perioden. Det finns inget annat transportsystem som idag kan matcha det. Jämförelsen är förvisso inte helt rättvis då de bara finns en kommersiell transrapid bana, men de ger en fingervisning. Kan även notera att HSR tåg har klarat sig med mycket bättre på grund av att de i de flesta fall går på egna spår.
Person - Säkerhet
Säkerhet för personer finns på flera nivåer. Det mest uppenbara är för passagerarna, men även för personer i samhället runt omkring är säkerheten viktig.
Övergångställen, vägkorsningar och även folk som genar över rälsen är faror som tåg frambringar. För maglev elimineras dessa faror i princip fullständigt då rälsen praktiskt sett inte går att bygga direkt på marken.
För passagerarna finns de både aktiv och passiv säkerhet. Den aktiva säkerheten består av ett integrerat kontrollsystem som håller koll på var och man på de viset kan ha multipla datorer som undviker olyckor. Vid olyckan i Tyskland var detta system ännu ej fullt integrerat på grund av att de är en prototypanläggning vilken vid tillfället inte borde ha burit människor.
Vid flygolyckor är de faktiskt inte höjden som orsakar majoriteten av dödsfallen, utan dels bränslet och dels hastigheten. Bränslet är inget problem för maglev då den inte bär något. Hastighet har maglev dock gott om. Magnettåg saknar skyddande lok, men de har visat sig om och om igen att loket inte skyddar så mycket som man kanske tror. Olyckan Eschede är ett tydligt exempel. Ett hjul gick sönder (maglev har inga hjul) spåra ut (maglev kan inte det) skada en skyddsräls (maglev har ej) vilket drog upp en räl (finns ej på maglev) vilket gjorde att tåget gick in i en pelare till en bro för en planfri korsning (vilket maglev inte behöver) och vagnarna rada upp sig på varandra (vilket ej går på maglev).
En typ av olycka som däremot är möjlig för maglev är vad som inträffa för Sunset Limited over night express 1993 där en bro blev något skev efter att en pråm kolliderade med en pelare. Bron rasade inte, vilket var ett problem, eftersom bron inte rasade signalerades inte problemet så att tåget inte stoppades. Geometriska kontrollen för magnettåg är dock betydligt högre, vilket rimligen skulle göra att en sådan olycka inte skulle inträffa lika lätt.
Acceleration
Varför är acceleration så viktigt? Här är en av de absolut viktigaste argumenten för maglev. För ett transrapid att nå 400km/h och åter bromsa ner till 0km/h tar de mindre än 3 minuter. För att sätta detta i perspektiv så är de jämförbart med vad en Bugatti veyron klarar av.
Varför är de så viktigt då? Medan en HST så som en TGV eller en AGV färdas från Stockholm till Linköping kan en transrapid klara av att färdas samma sträcka och samtidigt stanna i Södertälje, Nyköping och Norrköping och fortfarande vara ifrån Linköping innan HST tåget ens är inne i kommunen. Varför detta är så viktigt kommer jag till senare.
Den högre accelerationen gör även att fler tåg kan samsas tätare på rälsen. Medan en HST med tät turtäthet bara kan ha två prioriteringshöjder (tåg som stannar olika ofta) kan en maglev ha tre eller t.o.m fyra, alternativt ha två men fortfarande köra på enkelspår. Nyttan av enkelspår torde vara ganska uppenbar, de blir helt enkelt betydligt billigare att bygga infrastrukturen.
Toppfart
Varför toppfart är viktigt är ganska självklart. Ju fortare man kör, ju fortare kommer man fram. Toppfarten för transrapid ligger i dagsläget på 550km/h, men kan enkelt ökas med rätt bangeometri, något som idag helt enkelt inte existerar.
Högsta toppfart för HSR är knappt 400km/h. En sak är intressant, toppfarten för HSR kommer aldrig att bli snabbare än runt 400km/h, orsaken till detta är acceleration. Motor och transformator åker nämligen med tåget. Man har nu kommit till en punkt där motorn väger så mycket så att man helt enkelt inte kan öka accelerationen genom att sätta på en större motor, den blir helt enkelt tyngre, vilket reducerar ökningen. Att åka över 400km/h med den idag tillgängliga accelerationen, säg 450km/h är helt enkelt meningslöst, man skulle helt enkelt inte hinna accelerera upp till full hastighet på någon rimlig sträckning i Europa, den höga toppfarten blir helt enkelt meningslös.
För maglev är detta inget problem, motorn sitter i rälsen. Dubbelt så mycket motor = dubbelt så mycket acceleration. Att motorn väger mer spelar ingen roll, den sitter ändå fast.
Idag accederar transrapid hela 6 gånger snabbare än ICE vilket i praktiken betyder att man effektivt kan köra ungefär 2,4 gånger snabbare på samma sträcka vilket betyder att man på de snabbaste sträckorna i Sverige skulle kunna köra närma 1000km/h som mest.
Eftersom magnettåg saknar vingar finns de inget praktiskt hinder mot att köra i överljuds fart, men Sverige är helt enkelt för litet för att de ska finnas någon poäng.
Regionförstoring
Regionförstoring är knepigt, för att få en effektiv förstoringseffekt så behöver man täta stopp närma centralorten med höga hastigheter långt ifrån, samtidigt. Därför använder man ofta spårvagnar i centrum, tunnelbana i central kommunerna, pendeltåg i kranskommunerna och regionaltåg till angränsande län.
I Sverige har vi idag 5 regioner i södra Sverige, Stockholm, Skåne, Göteborg, Jönköping och Östergötland.
Alla regionerna har sina särdrag, men tre av dem är lite mer klassikt utformade med ett centrum, förorter, sovorter och veckopendling. I Stockholm kan man se detta tydligt där centralkommunerna alla idag erbjuder fullständig möjlighet till pendling, kranskommunerna med begränsad pendling och orterna lite längre bort så som Eskilstuna och Västerås som erbjuder viss möjlighet till pendling, klassiskt, men ointressant.
I vårt exempel är Skåne och till viss del Östergötland mer intressant som exempel. Skåne är de enda stället i Sverige idag som erbjuder normal pendling mellan många stora orter. Malmö, Lund, Helsingborg och Kristianstad alla runt eller över 100k och även Ystad, Trelleborg, Landskrona, Ängelholm och Höganäs strax under 50k. Även om exempelvis Kristianstad, Malmö och Ängelholm inte är inom normalt pendlingsavstånd så är de idag integrerade med varandra genom att de finns en stor rad orter emellan där exempelvis om manen i familjen jobbar i Kristianstad och kvinnan jobbar i Malmö eller Ängelholm så kan de bosätta sig i någon av de andra centralorterna emellan för att reducera bådas pendeltid strax under gränsen.
Dagens integration med rött och motsvarande tillägg för maglev med föreslagen dragning i blått. Notera att regionerna Jönköping och Östergötland inte bara blir integrerade med varandra utan även med alla de tre övriga centralorterna. Även Göteborg får även en hög men ej fullständig integration med både Stockholm och Skåne. Skåne och Stockholm får en partiell integration med varandra.
Även med HST blir de viss grad av integration men där skulle Östergötland bara ansluta till Stockholm och Jönköping men inte Göteborg och Skåne. Än värre, för HST måste man välja mellan att köra fort eller stanna ofta. Detta betyder att förvisso kan HST stanna i centralorterna, men de kan inte stanna i någon av de mindre orterna emellan, och de är dessa orter man vill åt.
Orter som Tranås, Ljungby, Ulricehamn och Markaryd har stora möjligheter att mycket billigt bosätta sig väldigt närma centrum av orten där stationen ofta finns. Med Maglev betyder de i praktiken att man bara med några minuters åktid kan åka till en större centralort där arbetsplatserna ofta finns närma centrum. Detta betyder att en normal familj kan bo inom cykelavstånd till stationen i en mycket fin villa i exempelvis Tranås medan den ena parten i paret kan jobba i Göteborg och den andra i Stockholm.
Den här typen av integration generar enorma mängder skattepengar, folk kan leva sina liv effektivare vilket gör att hela samhället kan drivas billigare. För familjen i exemplet skulle det generera ungefär 10000kr extra mervärde per månad relativt till om de jobbar i Tranås närhet alternativt bor i Stockholm eller Göteborg. Kapacitet på 3 tåg per riktning per timme under 2 pendlings timmar med 500 platser var och 2 riktningar generar ungefär 12000 möjligheter bara tåget med lägst prioritet.
Alla kommer inte att åka så långt, men för de som åker kortare generar de motsvarande lägre mängd omsättning samtidigt som de överlåter platsen åt någon annan resten av resan. I detta exemplet generas runt 120 miljoner kr per månad för trafiken med lägst prioritet endast under rustningstid. När man pratar om hur mycket pengar infrastruktur kostar, får man även tänka på hur mycket pengar de generar. För HSR genereras mindre än hälften så mycket pengar
Trafikökning
De här är den absolut viktigaste poängen. Många säger att Sverige idag inte har underlag för att investera 125miljarder i södra Sverige för rälsbunden infrastruktur och att vi heller inte har något underlag för det. Personer som säger det har absolut RÄTT. Sverige har idag inte råd med 125miljarder kr för detta projektet, vi har heller inget behov av kapaciteten idag.
Idag har vi behov av ca 20-35% kapacitetsökning i Södra Sverige, främst runt storstadsregionerna, i de mest skriande områdena är behovet något högre än så. Ett maglev spår skulle erbjuda en kapacitetsökning på runt 200% beroende på lite hur man konfigurera rälsen. Även med enkelspår blir kapacitetsökningen över 100% på grund av dynamiska effekter jämte mot den befintliga järnvägen (mindre problem med blandning av långsamgående och snabbgående tåg)
Maglev erbjuder något mer kapacitet än vad HSR gör, så i praktiken, om man betalar ungefär snarlik mängd pengar, får man mer kapacitet för samma pris på en maglev bana.
Nyckelordet idag
Nyckelordet är idag. Rälsen kommer inte att vara färdig idag, utan absolut tidigast om 5 år (mer realistiskt betydligt senare än så). Om 5 år kommer förvisso inte behovet att vara speciellt mycket större än idag då de växer tämligen linjärt. Men om vi inte har något behov, kan vi skapa oss.
Från flyg
Detta är en internationellt verifierad graf för överflyttning av trafik från flyg till rälsbunden trafik. Man har vid flera projekt verifierat att denna grafen har ett konfirmandensintervall på mindre än +-10(%). Det betyder att mellan Stockholm och Malmö åker faktiskt de flesta flyg, mycket riktigt går de runt 15 flyg/dag på sträckan. Överhuvudtaget går det i genomsnitt 84 tur och retur turer per dag med flyg på området som täcks av utbyggnaden. Om restiden blir lägre än 2 timmar kommer flyget fullständigt att sluta existera. Detta betyder att betalningsunderlaget ökar kraftigt.
För HSR och Maglev är denna skillnaden för sträckor i Sverige, det är egentligen främst till Köpenhamn de blir skillnad. Om man läser av grafen rakt av kommer maglev att absorbera 100% av allt flyg, medan HSR skulle absorbera runt 65% av allt flyg, en liten men märkbar skillnad.
Från väg
För vägtrafik är de hela inte lika självklart. Betydligt fler faktorer tycks spela roll, då eftersom transportlängden påverkar valet i större grad blir sambandet betydligt mer komplicerat än mellan tåg och flyg, dessutom tycks folk ha förkärlek till bil till en mycket högre grad än flyg. Bara att de går snabbare med tåg är inte motivering tillräckligt.
Det finns ett par exempel, speciellt i fallet med Öresundsbron som visar att tåg kan ta mycket stora andelar från vägtrafiken till och från stora städer. I regionen finns de gott om stora städer.
Finns inte mycket slutsats att dra än att ju fortare man åker en lägre sträcka, ju mer bilister och bussresenärer kan tänkas ta tåget. I fallet spekulerar jag i 1/3 i fallet med maglev och 1/4 i fallet med HSR.
Nyskapad trafik
Nyskapad trafik är trafik som tidigare av en eller annan anledning inte kunde existera. Exempelvis pendling på längre avstånd. Typiskt veckopendling som ersätts av dagpendling, detta skapar en större mängd ökad trafik, här är medelhastighet och antalet stopp av hög betydelse. Jag antar därför att maglev gör upp till 50% mer nyskapande av trafik än HSR då de är mer än så snabbare.
Forcerad tillväxt
Forcerad tillväxt i transport handlar helt enkelt om ett befolkningen tenderar att utnyttja transportnätet i en högre utsträckning över tid om de känner sig trygga att möjligheten finns kvar. Exempelvis att folk bosätter sig längre från sina arbetsplatser vilket generar fler person*km vid den dagliga pendlingen. Även att de söker jobb längre från sina bostäder. Då folk sällan flyttar, och ännu mer sällan byter jobb så ger denna effekt mest tillväxt på 5-10års sikt. För maglev ger detta en betydande ökning i effekt jämfört med HSR då pendling över ett större avstånd ökas med faktor 2, helt enkelt då man kan bosätta sig dubbelt så långt bort med motsvarade restid och främst, att snabba tåg (typiskt 431km/h) kan stanna i mindre orter, vilket är omöjligt för HSR. Forcerad tillväxt har en ränta på ränta effekt vilket gör det slutgiltiga resultatet mer betydande.
Naturlig tillväxt
Detta är den delen av tillväxt som existerar oavsett om man bygger ut banan eller inte. Den naturliga tillväxten påverkas dock av de övriga faktorerna eftersom den naturliga tillväxten även är en tillväxt på nyskapad trafik.
Jämförelse i tillväxt, maglev till höger, HSR till vänster.
Tillväxten syns tydligt i båda, och de är svårt att se vad skillnaden beror på.
Analys varifrån passagerarna överförs.
Man ser nu inte bara var passagerarna kommer ifrån, men även hur stor skillnaden blir. Att folk får svårt att pendla när tågen inte stannar borde vara uppenbart, om de inte var de förr , borde de vara det nu.
Kritik
Mycket av kritiken mot HSR är giltig och korrekt. HSR är för dyrt, vi har inte behov av HSR idag, HSR ger oss mycket mer kapacitet än vad vi behöver. HSR ger oss inte lika mycket flexibilitet som konventionell järnväg. HSR gör stora ingrepp i landskapet. HSR är inte fullt kompatibelt med befintliga banor.
Skillnaden på kostnaderna blir dock ganska stor när man är 33miljoner passagrar*km per dag i stället för 20.
Om nu någon påstår att skillnaden blir mindre får de nog vara med någon typ av motivering. Jag har här tagit alla siffror till HSR fördel, och maglevs nackdel på de sättet som är korrekt när man ska säkerställa att de ena alterantivet med säkerhet är bättre än de andra. Med mer rättvisa siffror blir skillnaden nära nog faktor 2.
lördag 10 april 2010
Maglev billigt? Varför?
Hur kan de kosta ungefär lika mycket att bygga maglev bana på broar som att bygga HSR (high speed rail) bana på marken?
Sanningen är att HSR behöver ganska stora mängder broar med, och även tunnlar. Normalt sett när man bygger järnväg försöker man bygga den billigaste vägen. Helt enkelt välja en väg som är billig att bygga, ofta över fält och lätta skogspartier, ofta zikzak fram förbi svåra partier och även med ganska skarpa vertikalkurvor för att ta sig över andra svåra partier så som kullar, sjöar och byar. Kursradien från konventionell järnväg (typ X2000) ökar från några 1000m till nära nog en halv mil. Samtidigt vill man bygga järnvägen i en mer specifik riktning vilket gör att man bara kan undvika de allra värsta hindarna, vilket i praktiken bara är sjöar och bebyggelse, resten av hindren får man helt enkelt forcera.
Forcera hinder betyder i praktiken utgrävningar (riskfyllt), broar (dyrt) och tunnlar (ännu dyrare)
(Kicka för större bild)
Stadsbyggnad: Hela poängen med järnväg är att resenärerna kan åka direkt från stadens centrum. Att riva flera kvarter för att bygga en järnväg är idag fullständigt orimligt. Bygga en järnvägsbro genom stan är möjligt men skulle troligen genera både en del opinion och andra negativa konsekvenser. Att göra en tunnel är i detta fallet nästan de enda rimliga alternativet, de är å andra sidan ohyggligt dyrt. Faktum är att tunnlar är en av de dyraste delarna i HSR projekt, man måste helt enkelt dra nya spår genom staden för att öka kapaciteten, ny kapacitet är nödvändigt annars finns de ingen poäng med HSR, vilket i praktiken betyder tunnlar, vilket i sin följd betyder att de blir dyrt.
För maglev är situationen annorlunda, ett maglevspår är hälften så högt och brett som en vagga för ett HSR spår och lämnar därför ett mindre avtryck i stadsmiljön. Maglev i hastigheter runt 200km/h är tystare än bakgrundljudnivån i stadsmiljö, även på natten. Att bygga maglevspår över mark är därför möjligt, även då de i vissa fall kommer att krävas tunnlar, i fallet med blir priset för banan förvisso högre för maglev, men skillnaden blir tämligen liten.
Här är maglev en överlägsen vinnare med så stora marginaler som 1 mot 10 i värsta miljöerna.
Kuperad miljö: En HSR järnväg kommer ofta att tvingas att byggas genom kuperad miljö för att undvika bebyggd miljö. Bebyggelse brukar ligga närma slättmarken, om man undviker bebyggelse undviker man därför indirekt slättmark. Små kuperad mark betyder i praktiken att man ofta får plöja 10-15 meter ner i marken på sina ställen och på andra ställen bygga upp lika mycket. Gräva betyder risk, bygga upp betyder kostnad. I partier med sank mark är de oerhört kostsamt att bygga upp, ett göra halvflytande lösningar som för motorvägar är oftast inte möjligt med järnvägar
För maglev är den kuperade miljön inget problem. De bärande elementen kan utan problem byggas till 25 meter och med en spänvid på upp till 30+m kan man utan problem gränsla mindre vägar, vattendrag och t.o.m så vattenkroppar. Kurvradierna kan dessutom göras mycket mindre vilket gör att man kan undvika de absolut värsta områdena effektivare. Sanka områden är fortfarande besvärliga, men i stället för att grundlägga varje enskild meter behöver man bara grundlägga var 30:e meter, att borra ner till berggrund är då fullt möjligt även i de värsta förhållandena.
I dessa miljöer finns de ingen klar segare, i lite lättare skog klarar sig HSR bra, men i tyngre mer kuperade miljöer med berg, sankmark och större höjdskillnader är situationen något bättre för maglev, totalt sett kan nog kostnaden betraktas som 1:1 vid normala förhållanden.
Slättmark: Här går de fort och billigt att bygga HSR, ofta med goda markförhållande behövs ingen ytterligare grundläggning och rälsen kan läggas i höghastighet utan större kostnader. Men för HSR krävs en bred på 14 meter, ett par meter bredare än för konventionell järnväg på grund av större marginalavstånd. Denna bred gör att de går åt 14ha högproduktiv mark för varje mil järnväg som byggs. Dessutom delar järnvägen upp landskapet i en okrossbar barriär som gör jordbruket ineffektivt
Ett modernt jordbruk omsätter ungefär (gissning, bättre siffra efterfrågas) ca 50 000kr per ha. För 1mil järnväg blir det då en samhällsekonomisk förlust på jordbruket 0.7Mkr, detta motsvarar en investeringskostnad på runt ca 20miljoner/mil.
För maglev är de svårt att konkurrera vid de här förhållandena, med strax över dubbla kostnaden per mil har maglev helt enkelt ingen chans att konkurrera. Förvisso blir den genomsnittliga markförbrukningen endast 2ha/mil, men detta gör fortfarande att maglev blir rejält mycket dyrare.
HSR vinner här över maglev med nära nog 2,5:1 och är en klar vinnare i denna kategori. Västkustbanan och Västra stambanan består av en majoritet av den här typen av teräng, men för europakorridoren är endast 5-10% (beroende på hur man bygger), den här typen av terräng. Faktum är att mängden tätbebyggt område är nästa lika stort på sträckan förutsatt att man drar järnvägen rakt igenom de orter man tänkt ha stationer i.
Höjdförändringar: Plötsliga höjdförändringar är mycket kostsamt i järnvägssammanhang. De kan tyckas vara en smal sak att komma upp för en liten höjdförändring. Dessa förändringar är ganska vanliga mellan slättbygd och kuperad skog. Det finns tre sätt att hantera dessa. Den vanligaste metoden för konventionell järnväg är att helt sonika köra på diagonalen upp, denna metod används av nästan alla befintliga sträckningar i Sverige. Denna metod är dock omöjlig med HSR eftersom de inte klarar de kraftiga svängarna som krävs. De andra metoderna, göra en tunnel eller bygga en bro är de lösningar som då finns att välja på, man kan även välja en kombination av de båda.
Båda metoderna används flitigt, i hallandsåsen bygger man idag en tunnel igenom till en enorm kostnad. Att bygga en tunnel betyder alltid en risk, att bygga en tunnel i de här förhållandena är en enorm risk. Hallansåstunnlen kommer ca 10 gånger mer än vad de var tänkt när den är färdig.
Att bygga en ramp är en betydligt säkrare metod, men det är relativt dyrt. HSR kan ha en största stigning på mellan 1,5 och 4%, för en ganska normal stigning på 40m, vilket de finns ett stort antal på sträckan, behöver man en 1km till 2,6km lång ramp.
För maglev är den här typen av terräng inget problem, eftersom man redan i grundutförande kan bygga upp till 25m och lutningen som max kan vara 10% vilket gör att de i praktiken bara behövs ca 150m med specialutförande. I praktiken behöver rampen göras betydligt längre än så på grund av vertikalkurvbegränsning. För kostnaden spelar det dock inte speciellt stor roll. Förvisso behöver man speciella pelare, men kostnaden för dessa är bara något högre än för de vanliga.
Maglev vinner den här ronden med ca 1:5. En vanlig fråga som uppkommer är "Om de är så billigt att bygga broar för maglev, varför är de inte det för HSR". Svaret på denna frågan kommer jag att visa senare.
Övriga hinder: Även fast varje enskilt hinder inte är något större problem för HSR så ligger problemet i att de finns så otroligt många.
Andra järnvägar är ett hinder som de finns förvånansvärd många av. Med elledningar och support måste man bygga ca 10-12meter högt för att komma över andra järnvägar, detta betyder att man normalt sett behöver ca 2km. På denna längd finns de en överhängande risk för att man stöter på ett annat hinder.
Motorvägar är även de ett svårt hinder, man behöver förvisso inte bygga fullt så högt som över en järnväg, men då motorvägar är mycket breda, detta betyder att man inte kan korsa dem i flack vinkel utan att brokonstruktionen blir extremt kostsam.
Mindre vägar är sällan ett problem då man helt enkelt kan bygga om dem runt järnvägen i stället för tvärt om, men även de kostar en del pengar.
Kanaler är ett av de absolut störta hindarna. Med en fri höjd på över 20 meter behöver broarna över kanalerna vara enorma. Ofta så stora höga att de helt enkelt är lönsamt att bygga järnvägen på ett sådant sätt att man kan använda naturen till hjälp, detta betyder å andra sidan att man måste bygga genom tuffare terräng vilket med kostar pengar. Att göra en öppningsbar HSR bro är inget alternativ.
För Maglev är små hinder överhuvudtaget inget problem, och vad de beträffar kanaler så spelar den tuffare terrängen ingen större roll. Att bygga broar med flack vinkel är även de ett mindre problem eftersom spännvidden för broar, av skäl jag senare ska förklara.
Åter igen ger de en fördel för maglev på nära nog 1:3, något lägre än tidigare då en del av hindren helt enkelt kan flyttas till en lägre kostnad än vad de kostar att undvika dem.
Broar
Som förklarats ett antal gånger tidigare är de betydligt billigare att bygga broar avsedda för maglev än för konventionell järnväg. Orsaken till detta är flera.
Ett av problemen med konventionell järnväg är att vikten hamnar på ett fåtal ställen. Även för passagerar tåg kan upp till 4 hjulaxlar hamna närma mitten av varje spann. Normalt sett dimensionerat järnvägsbroar för max axeltryck (här 20ton, vilket är tämligen vanligt), kortast boggie längd (här 2meter, vilket är vanligt) samt högsta totala genomsnittsvikt per meter.
Bilden ovan visar en standard järnvägsbro lastad med två standard 13 meter långa tunga godsvagnar. Det generar en maximal tvärkraft på runt 130ton och maximalt moment på 10MNm
En bro som denna kan spänna över en motorväg och t.o.m ett mindre vattendrag, men den väger många hundra ton och de finns inget fordon i Sverige idag som kan flytta en bro av denna typen på väg. För att kunna transportera en järnvägsbro av denna typen på väg behöver den vara mycket kort, kort till den graden att den inte längre är praktisk som bro. Att bygga en bro på plats är mycket kostsamt.
Att minska max axellast är inget alternativ, tvärt om gör den högre hastigheten från HSR att den dynamiska lasten blir högre. Att minska antalet max antal tillåtna axlar generar inte speciellt stor skillnad då det alltid kommer ett tillfälle då minst 4 axlar ligger nära mitten av bron.
Maglev räls
Maglev rälsen består av tre delar i normala fall. 1: Den faktisk magneträlsen 2: Spann 3: Pelare och grund. Kostnaderna mellan de tre delarna är fördelade relativt lika, men varierar beroende på förhållande.
Magneträlsen är självbärande på kortare sträckor och då spann inte behövs om de placeras mycket närma marken med goda markförhållande (exempelvis i tunnlar) behövs då inte spannet, och kostnaden kan då reduceras med 1/3.
Vid medelgoda markförhållande bygger man fler pelare med medelånga spann (12-15meter) varvid man bibehåller 1/3+1/3+1/3 förhållandet. Vid sämre markförhållande kan man bygga spannet än längre vilket minskar kostnaden för grundläggning något men ökar kostanden för spannen, vilket gör att man kan bibehålla 3*1/3 förhållandet.
Som syns tydlig på bilden är att tvärkrafterna och momentet är avsevärt lägre. Detta beror faktiskt inte till så hög grad att vagnen är lättare, den väger nästa lika mycket som vagnen i första exemplet, utan i större grad på att vagnen dels är längre och dels fördelar vikten lika över hela sin längd. Detta gör att de inte längre finns något värsta scenario, utan att vagnen alltid belastar rälsen perfekt.
I praktiken innebär de att belastningen på rälsen minskas till 1/4 på både tvärkraft och moment. Detta innebär att man kan göra sektionerna dubbelt så långa till samma kostnad vilket i sin tur även betyder att man bara behöver halva mängden pelare som dessutom bara behöver vara hälften så starka. Totalt sett minskande materialbehovet på pelare, grundläggning och spann med ca 1/3.
Som ett extra trick konfigureras spannen på maglev ofta som dubbelspann. Genom att göra detta kan man minska momentet med ytterligare 1/3 möjliggörande 1/3 längre spännvidd eller 1/3 mindre material, resulterande i totalt sett 6 gångers besparing mot vanlig järnväg bara i material.
Den riktiga besparingen kommer dock vid transport. Medan en vanlig järnvägsbro ofta väger 500-1000ton kan ett maglev segment på 25+25meter väga in på under 200ton, som en extra bonus är segmenten bara dryga 3 meter breda. I praktiken kan en vanlig extra tung lastbil utan problem flytta ett segment på alla större vägar. Detta betyder att segmenten kan masstillverkas maskinellt i fabrik i en väl övervakad miljö.
I praktiken blir segmenten både starkare, lättare och otroligt mycket billigare. Om man vid drift har problem med ett segment kan man varna i förväg och vid ett kort driftstopp enkelt byta ut detta segment. Två större kranar kan lätt sätta ett segment på plats.
Järnvägsbank vs maglev vs järnvägsbro
En vanlig uppfattning är att maglev helt enkelt "måste" vara dyrare eftersom de innehåller så ofantliga mängder material. Det är sant att en maglev bana innehåller ganska stora mängder material, men de är bara en bråkdel av en vanlig järnväg.
Det är svårt att riktigt få en uppfattning om hur enormt mycket material de finns i järnvägar eftersom de ofta är urgrävda för att sedan återuppfyllas, detta gör att man lätt får illusionen av att syllar och räls ligger direkt på marken med bara lite makadam emellan.
Faktum är att på många ställen ligger de så tjockt med makadam och fyllnadsmaterial att om man skulle stå i botten på utgrävningen skulle man nätt och jämt ha ögonen i höjd med rälsöverkant. På en dubbelspårig järnväg sträcker sig detta djup över 10-12meters bredd. I praktiken pratar vi om en fåra som är nästan lika djup och bred som en olympisk swimmingpool flera 100km lång och fylld till toppen med makadam.
Bilden försöker i övrigt visa hur mycket prylar, kontrollsystem, skåp, staket, strömavtagare osv osv. Jag har trots de bara ritat in en bråkdel av prylarna som faktiskt finns där.
Vanlig maglev bana
Okej, en vanlig järnväg innehåller stora mängder material, men en maglev bana innehåller stora mängder kostsamt dyrt material som är komplicerat att bygga ihop.... eller?
En maglevbana består främst av armerad betong, koppar eller aluminium tråd samt lite intelligens. Detta är faktiskt exakt samma som en vanlig järnväg innehåller. Syllarna består av armerad betong, trådarna innehåller koppar (inte bara trådarna man ser, de finns även trådar bredvid) och ATC systemet innehåller en del intelligens.
En maglevbana innehåller helt klart större mängder armerad betong, mer koppar/aluminium men å andra sådan betydligt mycket mindre stål. För en maglevbana med medellång spännvidd (höger i bild) blir mängden höghållfast stål för den armerade betongen ungefär likvärdig som för stålet som finns i konventionell järnväg.
Konstruktionsmässigt är maglevbanan många gånger svårare att tillverka, men eftersom man tillverkar den färdig i fabrik och transporterar den till monteringsplatsen är detta inget större problem.
Naturligtvis i dessa exempel är en konventionell järnväg fortfarande billigare idag, men de är inte säkert att de kommer att vara de om 20år.
Järnväg på bro
Att bygga en järnvägsbro är bland de mest kostsamma som finns. De behöver vara otroligt rigida och grundläggningen måste vara brutal. Detta beror på att till skillnad från en motorvägsbro är tåget en så stor del av lasten att de dynamiskt påverkar stabiliteten på bron. Dessutom rullar alla hjulparen alltid i takt vilket gör att svängningarna kan vara direkt farliga. Detta är orsaken att hängbroar med järnväg på är extremt ovanlig (vet inte om de finns någon alls), vilket även är orsaken till att Öresundsbron är en snedkabelbro.
Att syllarna inte ligger direkt på bron beror på att man vill isolera bron från vibrationerna. De finns dock undantag, men detta är den konventionella sättet att bygga. Bilderna är i skala, jämför mängden material på denna bro och bron i maglev exemplet ovan. Broarna har samma spännvidd och man ser då tydligt att bygga långa sträckor med konventionell järnvägsbro helt enkelt slukar enorma mängder material. Man kan enkelt genom att jämföra arean av den gråa ytan se att mängden betong är mångdubbel, dessutom blir förtjänsten att bygga enkelspår ej märkbar, men för maglev kan man bygga två enkelspåriga broar bredvid varandra utan att direkt göra någon ekonomisk förlust.
När de gäller HSR behöver tågen 1-2 meter extra utrymme vid möte, och när vi pratar 15meter över marken på en bro, kostar de där 1-2meterna riktigt mycket pengar, om man bygger maglevspår är den skillnaden bara en frågan om var mätteknikern sätter upp pinnen som visar var grundläggaren ska lägga grunden får pelaren.
Hoppas att den här bilden med all önskad tydlighet en gång för alla förklarar varför de kostar mer att bygga järnvägsbroar än maglev broar.
fortsättning följer.
Sanningen är att HSR behöver ganska stora mängder broar med, och även tunnlar. Normalt sett när man bygger järnväg försöker man bygga den billigaste vägen. Helt enkelt välja en väg som är billig att bygga, ofta över fält och lätta skogspartier, ofta zikzak fram förbi svåra partier och även med ganska skarpa vertikalkurvor för att ta sig över andra svåra partier så som kullar, sjöar och byar. Kursradien från konventionell järnväg (typ X2000) ökar från några 1000m till nära nog en halv mil. Samtidigt vill man bygga järnvägen i en mer specifik riktning vilket gör att man bara kan undvika de allra värsta hindarna, vilket i praktiken bara är sjöar och bebyggelse, resten av hindren får man helt enkelt forcera.
Forcera hinder betyder i praktiken utgrävningar (riskfyllt), broar (dyrt) och tunnlar (ännu dyrare)
(Kicka för större bild)
Stadsbyggnad: Hela poängen med järnväg är att resenärerna kan åka direkt från stadens centrum. Att riva flera kvarter för att bygga en järnväg är idag fullständigt orimligt. Bygga en järnvägsbro genom stan är möjligt men skulle troligen genera både en del opinion och andra negativa konsekvenser. Att göra en tunnel är i detta fallet nästan de enda rimliga alternativet, de är å andra sidan ohyggligt dyrt. Faktum är att tunnlar är en av de dyraste delarna i HSR projekt, man måste helt enkelt dra nya spår genom staden för att öka kapaciteten, ny kapacitet är nödvändigt annars finns de ingen poäng med HSR, vilket i praktiken betyder tunnlar, vilket i sin följd betyder att de blir dyrt.
För maglev är situationen annorlunda, ett maglevspår är hälften så högt och brett som en vagga för ett HSR spår och lämnar därför ett mindre avtryck i stadsmiljön. Maglev i hastigheter runt 200km/h är tystare än bakgrundljudnivån i stadsmiljö, även på natten. Att bygga maglevspår över mark är därför möjligt, även då de i vissa fall kommer att krävas tunnlar, i fallet med blir priset för banan förvisso högre för maglev, men skillnaden blir tämligen liten.
Här är maglev en överlägsen vinnare med så stora marginaler som 1 mot 10 i värsta miljöerna.
Kuperad miljö: En HSR järnväg kommer ofta att tvingas att byggas genom kuperad miljö för att undvika bebyggd miljö. Bebyggelse brukar ligga närma slättmarken, om man undviker bebyggelse undviker man därför indirekt slättmark. Små kuperad mark betyder i praktiken att man ofta får plöja 10-15 meter ner i marken på sina ställen och på andra ställen bygga upp lika mycket. Gräva betyder risk, bygga upp betyder kostnad. I partier med sank mark är de oerhört kostsamt att bygga upp, ett göra halvflytande lösningar som för motorvägar är oftast inte möjligt med järnvägar
För maglev är den kuperade miljön inget problem. De bärande elementen kan utan problem byggas till 25 meter och med en spänvid på upp till 30+m kan man utan problem gränsla mindre vägar, vattendrag och t.o.m så vattenkroppar. Kurvradierna kan dessutom göras mycket mindre vilket gör att man kan undvika de absolut värsta områdena effektivare. Sanka områden är fortfarande besvärliga, men i stället för att grundlägga varje enskild meter behöver man bara grundlägga var 30:e meter, att borra ner till berggrund är då fullt möjligt även i de värsta förhållandena.
I dessa miljöer finns de ingen klar segare, i lite lättare skog klarar sig HSR bra, men i tyngre mer kuperade miljöer med berg, sankmark och större höjdskillnader är situationen något bättre för maglev, totalt sett kan nog kostnaden betraktas som 1:1 vid normala förhållanden.
Slättmark: Här går de fort och billigt att bygga HSR, ofta med goda markförhållande behövs ingen ytterligare grundläggning och rälsen kan läggas i höghastighet utan större kostnader. Men för HSR krävs en bred på 14 meter, ett par meter bredare än för konventionell järnväg på grund av större marginalavstånd. Denna bred gör att de går åt 14ha högproduktiv mark för varje mil järnväg som byggs. Dessutom delar järnvägen upp landskapet i en okrossbar barriär som gör jordbruket ineffektivt
Ett modernt jordbruk omsätter ungefär (gissning, bättre siffra efterfrågas) ca 50 000kr per ha. För 1mil järnväg blir det då en samhällsekonomisk förlust på jordbruket 0.7Mkr, detta motsvarar en investeringskostnad på runt ca 20miljoner/mil.
För maglev är de svårt att konkurrera vid de här förhållandena, med strax över dubbla kostnaden per mil har maglev helt enkelt ingen chans att konkurrera. Förvisso blir den genomsnittliga markförbrukningen endast 2ha/mil, men detta gör fortfarande att maglev blir rejält mycket dyrare.
HSR vinner här över maglev med nära nog 2,5:1 och är en klar vinnare i denna kategori. Västkustbanan och Västra stambanan består av en majoritet av den här typen av teräng, men för europakorridoren är endast 5-10% (beroende på hur man bygger), den här typen av terräng. Faktum är att mängden tätbebyggt område är nästa lika stort på sträckan förutsatt att man drar järnvägen rakt igenom de orter man tänkt ha stationer i.
Höjdförändringar: Plötsliga höjdförändringar är mycket kostsamt i järnvägssammanhang. De kan tyckas vara en smal sak att komma upp för en liten höjdförändring. Dessa förändringar är ganska vanliga mellan slättbygd och kuperad skog. Det finns tre sätt att hantera dessa. Den vanligaste metoden för konventionell järnväg är att helt sonika köra på diagonalen upp, denna metod används av nästan alla befintliga sträckningar i Sverige. Denna metod är dock omöjlig med HSR eftersom de inte klarar de kraftiga svängarna som krävs. De andra metoderna, göra en tunnel eller bygga en bro är de lösningar som då finns att välja på, man kan även välja en kombination av de båda.
Båda metoderna används flitigt, i hallandsåsen bygger man idag en tunnel igenom till en enorm kostnad. Att bygga en tunnel betyder alltid en risk, att bygga en tunnel i de här förhållandena är en enorm risk. Hallansåstunnlen kommer ca 10 gånger mer än vad de var tänkt när den är färdig.
Att bygga en ramp är en betydligt säkrare metod, men det är relativt dyrt. HSR kan ha en största stigning på mellan 1,5 och 4%, för en ganska normal stigning på 40m, vilket de finns ett stort antal på sträckan, behöver man en 1km till 2,6km lång ramp.
För maglev är den här typen av terräng inget problem, eftersom man redan i grundutförande kan bygga upp till 25m och lutningen som max kan vara 10% vilket gör att de i praktiken bara behövs ca 150m med specialutförande. I praktiken behöver rampen göras betydligt längre än så på grund av vertikalkurvbegränsning. För kostnaden spelar det dock inte speciellt stor roll. Förvisso behöver man speciella pelare, men kostnaden för dessa är bara något högre än för de vanliga.
Maglev vinner den här ronden med ca 1:5. En vanlig fråga som uppkommer är "Om de är så billigt att bygga broar för maglev, varför är de inte det för HSR". Svaret på denna frågan kommer jag att visa senare.
Övriga hinder: Även fast varje enskilt hinder inte är något större problem för HSR så ligger problemet i att de finns så otroligt många.
Andra järnvägar är ett hinder som de finns förvånansvärd många av. Med elledningar och support måste man bygga ca 10-12meter högt för att komma över andra järnvägar, detta betyder att man normalt sett behöver ca 2km. På denna längd finns de en överhängande risk för att man stöter på ett annat hinder.
Motorvägar är även de ett svårt hinder, man behöver förvisso inte bygga fullt så högt som över en järnväg, men då motorvägar är mycket breda, detta betyder att man inte kan korsa dem i flack vinkel utan att brokonstruktionen blir extremt kostsam.
Mindre vägar är sällan ett problem då man helt enkelt kan bygga om dem runt järnvägen i stället för tvärt om, men även de kostar en del pengar.
Kanaler är ett av de absolut störta hindarna. Med en fri höjd på över 20 meter behöver broarna över kanalerna vara enorma. Ofta så stora höga att de helt enkelt är lönsamt att bygga järnvägen på ett sådant sätt att man kan använda naturen till hjälp, detta betyder å andra sidan att man måste bygga genom tuffare terräng vilket med kostar pengar. Att göra en öppningsbar HSR bro är inget alternativ.
För Maglev är små hinder överhuvudtaget inget problem, och vad de beträffar kanaler så spelar den tuffare terrängen ingen större roll. Att bygga broar med flack vinkel är även de ett mindre problem eftersom spännvidden för broar, av skäl jag senare ska förklara.
Åter igen ger de en fördel för maglev på nära nog 1:3, något lägre än tidigare då en del av hindren helt enkelt kan flyttas till en lägre kostnad än vad de kostar att undvika dem.
Broar
Som förklarats ett antal gånger tidigare är de betydligt billigare att bygga broar avsedda för maglev än för konventionell järnväg. Orsaken till detta är flera.
Ett av problemen med konventionell järnväg är att vikten hamnar på ett fåtal ställen. Även för passagerar tåg kan upp till 4 hjulaxlar hamna närma mitten av varje spann. Normalt sett dimensionerat järnvägsbroar för max axeltryck (här 20ton, vilket är tämligen vanligt), kortast boggie längd (här 2meter, vilket är vanligt) samt högsta totala genomsnittsvikt per meter.
Bilden ovan visar en standard järnvägsbro lastad med två standard 13 meter långa tunga godsvagnar. Det generar en maximal tvärkraft på runt 130ton och maximalt moment på 10MNm
En bro som denna kan spänna över en motorväg och t.o.m ett mindre vattendrag, men den väger många hundra ton och de finns inget fordon i Sverige idag som kan flytta en bro av denna typen på väg. För att kunna transportera en järnvägsbro av denna typen på väg behöver den vara mycket kort, kort till den graden att den inte längre är praktisk som bro. Att bygga en bro på plats är mycket kostsamt.
Att minska max axellast är inget alternativ, tvärt om gör den högre hastigheten från HSR att den dynamiska lasten blir högre. Att minska antalet max antal tillåtna axlar generar inte speciellt stor skillnad då det alltid kommer ett tillfälle då minst 4 axlar ligger nära mitten av bron.
Maglev räls
Maglev rälsen består av tre delar i normala fall. 1: Den faktisk magneträlsen 2: Spann 3: Pelare och grund. Kostnaderna mellan de tre delarna är fördelade relativt lika, men varierar beroende på förhållande.
Magneträlsen är självbärande på kortare sträckor och då spann inte behövs om de placeras mycket närma marken med goda markförhållande (exempelvis i tunnlar) behövs då inte spannet, och kostnaden kan då reduceras med 1/3.
Vid medelgoda markförhållande bygger man fler pelare med medelånga spann (12-15meter) varvid man bibehåller 1/3+1/3+1/3 förhållandet. Vid sämre markförhållande kan man bygga spannet än längre vilket minskar kostnaden för grundläggning något men ökar kostanden för spannen, vilket gör att man kan bibehålla 3*1/3 förhållandet.
Som syns tydlig på bilden är att tvärkrafterna och momentet är avsevärt lägre. Detta beror faktiskt inte till så hög grad att vagnen är lättare, den väger nästa lika mycket som vagnen i första exemplet, utan i större grad på att vagnen dels är längre och dels fördelar vikten lika över hela sin längd. Detta gör att de inte längre finns något värsta scenario, utan att vagnen alltid belastar rälsen perfekt.
I praktiken innebär de att belastningen på rälsen minskas till 1/4 på både tvärkraft och moment. Detta innebär att man kan göra sektionerna dubbelt så långa till samma kostnad vilket i sin tur även betyder att man bara behöver halva mängden pelare som dessutom bara behöver vara hälften så starka. Totalt sett minskande materialbehovet på pelare, grundläggning och spann med ca 1/3.
Som ett extra trick konfigureras spannen på maglev ofta som dubbelspann. Genom att göra detta kan man minska momentet med ytterligare 1/3 möjliggörande 1/3 längre spännvidd eller 1/3 mindre material, resulterande i totalt sett 6 gångers besparing mot vanlig järnväg bara i material.
Den riktiga besparingen kommer dock vid transport. Medan en vanlig järnvägsbro ofta väger 500-1000ton kan ett maglev segment på 25+25meter väga in på under 200ton, som en extra bonus är segmenten bara dryga 3 meter breda. I praktiken kan en vanlig extra tung lastbil utan problem flytta ett segment på alla större vägar. Detta betyder att segmenten kan masstillverkas maskinellt i fabrik i en väl övervakad miljö.
I praktiken blir segmenten både starkare, lättare och otroligt mycket billigare. Om man vid drift har problem med ett segment kan man varna i förväg och vid ett kort driftstopp enkelt byta ut detta segment. Två större kranar kan lätt sätta ett segment på plats.
Järnvägsbank vs maglev vs järnvägsbro
En vanlig uppfattning är att maglev helt enkelt "måste" vara dyrare eftersom de innehåller så ofantliga mängder material. Det är sant att en maglev bana innehåller ganska stora mängder material, men de är bara en bråkdel av en vanlig järnväg.
Det är svårt att riktigt få en uppfattning om hur enormt mycket material de finns i järnvägar eftersom de ofta är urgrävda för att sedan återuppfyllas, detta gör att man lätt får illusionen av att syllar och räls ligger direkt på marken med bara lite makadam emellan.
Faktum är att på många ställen ligger de så tjockt med makadam och fyllnadsmaterial att om man skulle stå i botten på utgrävningen skulle man nätt och jämt ha ögonen i höjd med rälsöverkant. På en dubbelspårig järnväg sträcker sig detta djup över 10-12meters bredd. I praktiken pratar vi om en fåra som är nästan lika djup och bred som en olympisk swimmingpool flera 100km lång och fylld till toppen med makadam.
Bilden försöker i övrigt visa hur mycket prylar, kontrollsystem, skåp, staket, strömavtagare osv osv. Jag har trots de bara ritat in en bråkdel av prylarna som faktiskt finns där.
Vanlig maglev bana
Okej, en vanlig järnväg innehåller stora mängder material, men en maglev bana innehåller stora mängder kostsamt dyrt material som är komplicerat att bygga ihop.... eller?
En maglevbana består främst av armerad betong, koppar eller aluminium tråd samt lite intelligens. Detta är faktiskt exakt samma som en vanlig järnväg innehåller. Syllarna består av armerad betong, trådarna innehåller koppar (inte bara trådarna man ser, de finns även trådar bredvid) och ATC systemet innehåller en del intelligens.
En maglevbana innehåller helt klart större mängder armerad betong, mer koppar/aluminium men å andra sådan betydligt mycket mindre stål. För en maglevbana med medellång spännvidd (höger i bild) blir mängden höghållfast stål för den armerade betongen ungefär likvärdig som för stålet som finns i konventionell järnväg.
Konstruktionsmässigt är maglevbanan många gånger svårare att tillverka, men eftersom man tillverkar den färdig i fabrik och transporterar den till monteringsplatsen är detta inget större problem.
Naturligtvis i dessa exempel är en konventionell järnväg fortfarande billigare idag, men de är inte säkert att de kommer att vara de om 20år.
Järnväg på bro
Att bygga en järnvägsbro är bland de mest kostsamma som finns. De behöver vara otroligt rigida och grundläggningen måste vara brutal. Detta beror på att till skillnad från en motorvägsbro är tåget en så stor del av lasten att de dynamiskt påverkar stabiliteten på bron. Dessutom rullar alla hjulparen alltid i takt vilket gör att svängningarna kan vara direkt farliga. Detta är orsaken att hängbroar med järnväg på är extremt ovanlig (vet inte om de finns någon alls), vilket även är orsaken till att Öresundsbron är en snedkabelbro.
Att syllarna inte ligger direkt på bron beror på att man vill isolera bron från vibrationerna. De finns dock undantag, men detta är den konventionella sättet att bygga. Bilderna är i skala, jämför mängden material på denna bro och bron i maglev exemplet ovan. Broarna har samma spännvidd och man ser då tydligt att bygga långa sträckor med konventionell järnvägsbro helt enkelt slukar enorma mängder material. Man kan enkelt genom att jämföra arean av den gråa ytan se att mängden betong är mångdubbel, dessutom blir förtjänsten att bygga enkelspår ej märkbar, men för maglev kan man bygga två enkelspåriga broar bredvid varandra utan att direkt göra någon ekonomisk förlust.
När de gäller HSR behöver tågen 1-2 meter extra utrymme vid möte, och när vi pratar 15meter över marken på en bro, kostar de där 1-2meterna riktigt mycket pengar, om man bygger maglevspår är den skillnaden bara en frågan om var mätteknikern sätter upp pinnen som visar var grundläggaren ska lägga grunden får pelaren.
Hoppas att den här bilden med all önskad tydlighet en gång för alla förklarar varför de kostar mer att bygga järnvägsbroar än maglev broar.
fortsättning följer.
söndag 14 mars 2010
Hypotetiskt tåg/transport scenario 2015
Svenska infrastrukturen, speciellt den rälsbunda, går på knäna idag. Hur mycket spår kan vi bygga ut på vilken tid, och hur mycket kommer det att kosta.
Jag räknar med att 4 nivåer av rälsbunden persontransport.
Lokal - typiskt 160km/h, snabb acceleration, korta sträckor
Regional - typiskt 250km/h, medelånga sträckor
Express - typiskt 300km/h+, längre sträckor
Prioriterad Express (Express+) - mycket snabbare än 300km/h, mycket långa sträckor.
Totalt blir de 6 olika versioner eftersom regional och Express finns i både rälsbundet och maglev alternativ.
Räls Något som många inte förstår är att de finns två typer av räls. Vanlig räls, eller konventionell räls, och höghastighetsräls. I Sverige finns det idag enbart konventionell räls. Konventionell kan inte doseras till fullo, kan inte ha skarpa lutningar och erbjuder endast medioker toppfart.
Höghastighetsräls kan å andra sidan inte trafikeras av godståg, tåg designad för höghastighetsräls kan ej köra på konventionell räls, vilket sydkoreanerna märkte.
X2000 kan i teorin köra på höghastighetsräls, men den kan ej köra snabbare då trots rälsen. Det är inte korglutningen som gör att X2000 kan köra snabbare än 160km/h på konventionell räls, utan snarare de mjuka boggierna. Detta trick klarar även X50 och X40 av. Den högsta hastighet som i praktiken går att köra med mjuka boggier är runt 250km/h. Vid tester i högre hastigheter uppstod problem. Med mekatronatiska boggier kan man köra snabbare än så, hitintills har man testat upp till 303km/h utan större problem
Nyckeln till att ICE3 och TGV kan köra snabbare än 300km/h har alltså inget med tågen att göra alls, nyckeln sitter i rälsen.
De är här magnettåg kommer in. Eftersom höghastighetsräls är både dyrare och tämligen inkompatibel med konventionell räls är de både billigare och bygga samt underhålla maglev. De som hävdar att maglev är dyrare har helt enkelt inte kollat upp fakta.
Lokaltåg
Vad man normalt sett kallar pendeltåg. Lokaltågens främsta uppgift är för att personer som bor i stadsdelar och byar snabbt ska kunna ta sig in till stan. Exempelvis SL nya pendel samt nya Pågatåget. Dessa tåg finns redan idag, och används redan sedan ett par år tebax. Med sista versionen (X60-X62) har accelerationen ökat ytterligare.
Beräkningsunderlag
Toppfart: 160km/h
Acceleration: 2 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 2 minuter
Stopptid: 1minut (20sek av, 20sek på, 20sek buffert)
Regionaltåg
Tåg för att binda ihop mindre orter med medelstora och stora. Regionaltåg stannar bara i centralorter. Idag är de främst tåg som Öresundståget (X31) och Regina (X50-X54) som agerar regionaltåg. Dessa tåg, trots att de bara är ett par år gamla, är redan idag omoderna.
När gröna tåg projektet är klart kommer de att komma en ny generations tåg. Moderna motorer, starkare, lättare och med stabilare boggier kommer att erbjuda ännu högre hastighet på konventionell räls.
Samtidigt som nya konventionella tåg kommer kan även maglev introduceras parallellt. För maglev för Regionaltåg kommer jag att projektera den integration som gjorts i Shanghai rakt av.
Beräkningsunderlag - Konventionellt
Toppfart: 250km/h
Acceleration: 4 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 4 minuter
Stopptid: 90sek (30sek av, 30sek på, 30sek buffert)
Beräkningsunderlag - Maglev
Toppfart: 431km/h
Acceleration: 1,5 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 1,5 minuter
Stopptid: 90sek (30sek av, 30sek på, 30sek buffert)
Expresståg
Expresståg är tåg som snabbast möjligt fraktar personer mellan medelstora och stora stadskärnor. För konventionellt tåg kommer jag att betrakta gröna tåget i ett X55 motsvarande utförande. För maglev kommer jag att betrakta ett transrapid 9 (TR09) med 6 vagnar.
Denna trafik utgörs idag i verkligheten av X2000 och till en mindre grad av X55.
Beräkningsunderlag - Konventionellt
Toppfart: 300km/h
Acceleration: 6 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 6 minuter
Stopptid: 2min (45+45+30)
Beräkningsunderlag - Maglev
Toppfart: 550km/h
Acceleration: 2 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 2 minuter
Stopptid: 2min (45+45+30)
Expresståg+
Expresståg+ är främst avsedda för att ersätta flyg. Denna typen av tåg stannar på ännu färre orter än vanliga Expresståg. I praktiken tänkte jag att följande stationer, Jönköping, Göteborg, Stockholm, Oslo, Helsingborg, samt Köpenhamn ska utgöra de ända stoppen.
Expresståg+ finns ej idag i form av tåg, utan trafikeras av flygplan. Restiden på samtliga sträckor är runt 60minuter + incheckning. Incheckning kan i accelerade fall ske på ner till 20 minuter. Dessutom tillkommer ca ytterligare 30minuter för andra krångligheter som har med flyg att göra. Målet är att Expresståg+ ska slå flyget på alla inrikesrutter i en realistisk jämförelse. Sträckorna behöver alltså klaras av på under 130minuter.
Expresståg+ kommer endast att finns i form av maglev, och alla sträckningarna kommer att byggas med detta som främsta mål. De övriga maglev linjerna kommer att bli underordnade expresståg+.
För expresståg+ kommer transrapid 10 (TR10) att betraktas. TR10 är under utveckling och finns en ännu tillgängligt. Men min gissning är att om vi lägger in en beställning i morgon så skall de nog vara tillgängliga till 2015.
Beräkningsunderlag - Maglev
Toppfart: 730km/h
Acceleration: 4 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 4 minuter
Stopptid: 2min (45+45+30)
Järnvägsnätet
I min vision kommer järnvägsnätet 2015 (om vi beställer idag) att se ut för stambanorna.
Jag kommer efter de här nätet beräkna restiderna med redan påbörjade järnvägsprojekt för respektive del av konventionell järnväg.
Detta betyder att de iaf kommer att finnas en tunnel genom Hallansåsen men ingen uppgradering av Ostlänken som ännu inte är klubbat. Jag tänker inte riva upp några spår för att bygga maglev, målet är att göra de som billigt som möjligt.
Nästan alla sträckor maglev kommer att ske med enkelspår. Enkelspåret kommer att synkroniseras på sådant sätt att en turtäthet på 20minuter kan bibehållas i båda riktningar för regional och expresståg, samt 40 minuter för expresståg+. Detta kommer även att erbjuda ett godståg var 40minut under högtrafik samt ett var 20minut under lågtrafik.
En sträcka runt Nyköping ca 5mil norr och söderut behöver anläggas med dubbelspår då expresståg+ ej hinner hela vägen till Stockholm innan nästgående tåg skall starta.
Sträckan Linköping->Norrköping kommer vara den enda sträckan som maglev och konventionellt tåg kommer att gå bredvid varandra, men i praktiken kommer de inte att gå intill varandra eftersom den nuvarande rälsen inte går direkt.
Sträckan Norrköping->Nyköping kommer även maglev att gå parallellt med de befintliga spåret, men här är de befintliga spåret inte bara undermåligt, de har även på tok för låg kapacitet och hanterar idag även gods. Rälsen kommer att sparas för att trafikera tung godstrafik.
Tid och hastighet
Så, frågan är maglev lönt, ger de verkligen valuta för pengarna? TGV har testkörs i 580km/h, men jag kan säga de redan nu. TGV kommer aldrig att köras kommersiellt i den hastigheten, orsaken är enkel. Acceleration. TGV acceleration helt enkelt inte tillräckligt snabbt, maglev gör det däremot.
Tiden det tar för ett tåg att köra från punkt A till punkt B är inte bara avståndet dividerat med toppfarten, utan även tiden för tåget att nå toppfarten samt bromsa in, denna tid dras sedan bort den sträcka som tåget färdas under accelerationen, vilket jag kallar acceleration och deacceleration straff (eller penalty) tid.
Om två tåg, ett maglev och ett TGV ska färdas från Norrköping till Linköping, en stäcka på 40km, båda tågen har en toppfart på säg 400km/h så blir den effektiva transporttiden 40/400*60=6minuter. Men både maglevtåget och TGV behöver tid på sig att accelerera, maglev har en penaltytid på 1,5+1,5minut medan TGV har en på runt 8+8minuter. Restiden för magleven blir då alltså totalt 9minuter och för TGV hela 22minuter. TGV:s tid blir orimligt hög, de beror helt enkelt på att tåget aldrig uppnår toppfarten, om tåget ej uppnår toppfarten finns de ingen poäng att öka toppfarten. Eftersom toppfarten aldrig uppnås blir den beräknade tiden på detta sättet felaktig, i praktiken blir tiden strax under 20minuter, men fortfarande mer än dubbelt så mycket som för maglev med samma toppfart.
Avstånd och tid för maglev
beräknat för 3 linjer med en split/förenings situation i Jönköping. Dvs hoppar man på tåget i exempelvis Göteborg så kommer man till skåne/danmark om man sitter i ena ändan av tåget medan man kommer till Stockholm/Östergötland om man sitter i andra ändan på tåget. På detta sätt kan järnvägen grena upp sig flera gånger utan att man behöver byta tåg vid något tillfälle, man byter helt enkelt bara sittplats.
Avstånd och tid för Gröna tåget
Detta är tiderna för ett hypotetiskt framtidsscenario (precis som de förra) med introduktion av en ny generation rällsbundna snabbtåg som är ekvivalenta med gröna tåget och en uppgraderad bana.
Detta är ett scenario som troligen kommer att falla in oavsett maglev eller ej, övriga järnvägar kommer fortfarande att användas och att använda dem effektivt är naturligt. Notera att Stockholm till Köpenhamn i grönatågs exemplet tar 204minuter och i maglev exemplet tar 129 respektive 83minuter för respektive regional och express variant.
Tågen går i två linjer, båda med ändstationer i Stockholm-Köpenhamn, den ena länken via Göteborg, den andra via Östergötland.
Restid, alla destinationer
Men hur lång tid tar de att resa från Tranås till landvetter eller från Södertälje till Trollhättan? Ja om ni undrar de, så titta bara i följande lista.
Ljusgrå tid: Snabbast resa Express+
Mellangrå tid: Snabbast resa Express maglev
Mörkgrå: Snabbast resa Regional maglev
Ljusorange: Snabbast resa Express gröna tåget
Orange: Snabbast resa Regional gröna tåget
Vit: Snabbast resa med byte
Svart text: Ostlänken maglev
Blå text: Skånelänken maglev
Röd text: Götalänken maglev
Grön text: Oslolänken maglev
Guld bakgrund: Södra stambanan
Orange bakgrund: Västkustbanan
Blå bakgrund: Västra stambanan
Tid för byte beräknar endast färdtid, ej bytestid. Andra tider beräknar faktisk restid från ombordstigning till avstigning. Om banan byggs på detta sätt är de den tiden som de faktiskt kommer att ta att åka.
Observera, detta finns INGET varken tekniskt eller ekonomiskt hinder att utföra detta, det enda hindret som existerar är vilja.
Fortsättning följer.... (håll inte andan dock)
Jag räknar med att 4 nivåer av rälsbunden persontransport.
Lokal - typiskt 160km/h, snabb acceleration, korta sträckor
Regional - typiskt 250km/h, medelånga sträckor
Express - typiskt 300km/h+, längre sträckor
Prioriterad Express (Express+) - mycket snabbare än 300km/h, mycket långa sträckor.
Totalt blir de 6 olika versioner eftersom regional och Express finns i både rälsbundet och maglev alternativ.
Räls Något som många inte förstår är att de finns två typer av räls. Vanlig räls, eller konventionell räls, och höghastighetsräls. I Sverige finns det idag enbart konventionell räls. Konventionell kan inte doseras till fullo, kan inte ha skarpa lutningar och erbjuder endast medioker toppfart.
Höghastighetsräls kan å andra sidan inte trafikeras av godståg, tåg designad för höghastighetsräls kan ej köra på konventionell räls, vilket sydkoreanerna märkte.
X2000 kan i teorin köra på höghastighetsräls, men den kan ej köra snabbare då trots rälsen. Det är inte korglutningen som gör att X2000 kan köra snabbare än 160km/h på konventionell räls, utan snarare de mjuka boggierna. Detta trick klarar även X50 och X40 av. Den högsta hastighet som i praktiken går att köra med mjuka boggier är runt 250km/h. Vid tester i högre hastigheter uppstod problem. Med mekatronatiska boggier kan man köra snabbare än så, hitintills har man testat upp till 303km/h utan större problem
Nyckeln till att ICE3 och TGV kan köra snabbare än 300km/h har alltså inget med tågen att göra alls, nyckeln sitter i rälsen.
De är här magnettåg kommer in. Eftersom höghastighetsräls är både dyrare och tämligen inkompatibel med konventionell räls är de både billigare och bygga samt underhålla maglev. De som hävdar att maglev är dyrare har helt enkelt inte kollat upp fakta.
Lokaltåg
Vad man normalt sett kallar pendeltåg. Lokaltågens främsta uppgift är för att personer som bor i stadsdelar och byar snabbt ska kunna ta sig in till stan. Exempelvis SL nya pendel samt nya Pågatåget. Dessa tåg finns redan idag, och används redan sedan ett par år tebax. Med sista versionen (X60-X62) har accelerationen ökat ytterligare.
Beräkningsunderlag
Toppfart: 160km/h
Acceleration: 2 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 2 minuter
Stopptid: 1minut (20sek av, 20sek på, 20sek buffert)
Regionaltåg
Tåg för att binda ihop mindre orter med medelstora och stora. Regionaltåg stannar bara i centralorter. Idag är de främst tåg som Öresundståget (X31) och Regina (X50-X54) som agerar regionaltåg. Dessa tåg, trots att de bara är ett par år gamla, är redan idag omoderna.
När gröna tåg projektet är klart kommer de att komma en ny generations tåg. Moderna motorer, starkare, lättare och med stabilare boggier kommer att erbjuda ännu högre hastighet på konventionell räls.
Samtidigt som nya konventionella tåg kommer kan även maglev introduceras parallellt. För maglev för Regionaltåg kommer jag att projektera den integration som gjorts i Shanghai rakt av.
Beräkningsunderlag - Konventionellt
Toppfart: 250km/h
Acceleration: 4 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 4 minuter
Stopptid: 90sek (30sek av, 30sek på, 30sek buffert)
Beräkningsunderlag - Maglev
Toppfart: 431km/h
Acceleration: 1,5 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 1,5 minuter
Stopptid: 90sek (30sek av, 30sek på, 30sek buffert)
Expresståg
Expresståg är tåg som snabbast möjligt fraktar personer mellan medelstora och stora stadskärnor. För konventionellt tåg kommer jag att betrakta gröna tåget i ett X55 motsvarande utförande. För maglev kommer jag att betrakta ett transrapid 9 (TR09) med 6 vagnar.
Denna trafik utgörs idag i verkligheten av X2000 och till en mindre grad av X55.
Beräkningsunderlag - Konventionellt
Toppfart: 300km/h
Acceleration: 6 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 6 minuter
Stopptid: 2min (45+45+30)
Beräkningsunderlag - Maglev
Toppfart: 550km/h
Acceleration: 2 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 2 minuter
Stopptid: 2min (45+45+30)
Expresståg+
Expresståg+ är främst avsedda för att ersätta flyg. Denna typen av tåg stannar på ännu färre orter än vanliga Expresståg. I praktiken tänkte jag att följande stationer, Jönköping, Göteborg, Stockholm, Oslo, Helsingborg, samt Köpenhamn ska utgöra de ända stoppen.
Expresståg+ finns ej idag i form av tåg, utan trafikeras av flygplan. Restiden på samtliga sträckor är runt 60minuter + incheckning. Incheckning kan i accelerade fall ske på ner till 20 minuter. Dessutom tillkommer ca ytterligare 30minuter för andra krångligheter som har med flyg att göra. Målet är att Expresståg+ ska slå flyget på alla inrikesrutter i en realistisk jämförelse. Sträckorna behöver alltså klaras av på under 130minuter.
Expresståg+ kommer endast att finns i form av maglev, och alla sträckningarna kommer att byggas med detta som främsta mål. De övriga maglev linjerna kommer att bli underordnade expresståg+.
För expresståg+ kommer transrapid 10 (TR10) att betraktas. TR10 är under utveckling och finns en ännu tillgängligt. Men min gissning är att om vi lägger in en beställning i morgon så skall de nog vara tillgängliga till 2015.
Beräkningsunderlag - Maglev
Toppfart: 730km/h
Acceleration: 4 minuter (relativt till full hastighet)
Decelerera: 4 minuter
Stopptid: 2min (45+45+30)
JärnvägsnätetI min vision kommer järnvägsnätet 2015 (om vi beställer idag) att se ut för stambanorna.
Jag kommer efter de här nätet beräkna restiderna med redan påbörjade järnvägsprojekt för respektive del av konventionell järnväg.
Detta betyder att de iaf kommer att finnas en tunnel genom Hallansåsen men ingen uppgradering av Ostlänken som ännu inte är klubbat. Jag tänker inte riva upp några spår för att bygga maglev, målet är att göra de som billigt som möjligt.
Nästan alla sträckor maglev kommer att ske med enkelspår. Enkelspåret kommer att synkroniseras på sådant sätt att en turtäthet på 20minuter kan bibehållas i båda riktningar för regional och expresståg, samt 40 minuter för expresståg+. Detta kommer även att erbjuda ett godståg var 40minut under högtrafik samt ett var 20minut under lågtrafik.
En sträcka runt Nyköping ca 5mil norr och söderut behöver anläggas med dubbelspår då expresståg+ ej hinner hela vägen till Stockholm innan nästgående tåg skall starta.
Sträckan Linköping->Norrköping kommer vara den enda sträckan som maglev och konventionellt tåg kommer att gå bredvid varandra, men i praktiken kommer de inte att gå intill varandra eftersom den nuvarande rälsen inte går direkt.
Sträckan Norrköping->Nyköping kommer även maglev att gå parallellt med de befintliga spåret, men här är de befintliga spåret inte bara undermåligt, de har även på tok för låg kapacitet och hanterar idag även gods. Rälsen kommer att sparas för att trafikera tung godstrafik.
Tid och hastighet
Så, frågan är maglev lönt, ger de verkligen valuta för pengarna? TGV har testkörs i 580km/h, men jag kan säga de redan nu. TGV kommer aldrig att köras kommersiellt i den hastigheten, orsaken är enkel. Acceleration. TGV acceleration helt enkelt inte tillräckligt snabbt, maglev gör det däremot.
Tiden det tar för ett tåg att köra från punkt A till punkt B är inte bara avståndet dividerat med toppfarten, utan även tiden för tåget att nå toppfarten samt bromsa in, denna tid dras sedan bort den sträcka som tåget färdas under accelerationen, vilket jag kallar acceleration och deacceleration straff (eller penalty) tid.
Om två tåg, ett maglev och ett TGV ska färdas från Norrköping till Linköping, en stäcka på 40km, båda tågen har en toppfart på säg 400km/h så blir den effektiva transporttiden 40/400*60=6minuter. Men både maglevtåget och TGV behöver tid på sig att accelerera, maglev har en penaltytid på 1,5+1,5minut medan TGV har en på runt 8+8minuter. Restiden för magleven blir då alltså totalt 9minuter och för TGV hela 22minuter. TGV:s tid blir orimligt hög, de beror helt enkelt på att tåget aldrig uppnår toppfarten, om tåget ej uppnår toppfarten finns de ingen poäng att öka toppfarten. Eftersom toppfarten aldrig uppnås blir den beräknade tiden på detta sättet felaktig, i praktiken blir tiden strax under 20minuter, men fortfarande mer än dubbelt så mycket som för maglev med samma toppfart.
Avstånd och tid för maglev
beräknat för 3 linjer med en split/förenings situation i Jönköping. Dvs hoppar man på tåget i exempelvis Göteborg så kommer man till skåne/danmark om man sitter i ena ändan av tåget medan man kommer till Stockholm/Östergötland om man sitter i andra ändan på tåget. På detta sätt kan järnvägen grena upp sig flera gånger utan att man behöver byta tåg vid något tillfälle, man byter helt enkelt bara sittplats.
Avstånd och tid för Gröna tåget
Detta är tiderna för ett hypotetiskt framtidsscenario (precis som de förra) med introduktion av en ny generation rällsbundna snabbtåg som är ekvivalenta med gröna tåget och en uppgraderad bana.
Detta är ett scenario som troligen kommer att falla in oavsett maglev eller ej, övriga järnvägar kommer fortfarande att användas och att använda dem effektivt är naturligt. Notera att Stockholm till Köpenhamn i grönatågs exemplet tar 204minuter och i maglev exemplet tar 129 respektive 83minuter för respektive regional och express variant.
Tågen går i två linjer, båda med ändstationer i Stockholm-Köpenhamn, den ena länken via Göteborg, den andra via Östergötland.
Restid, alla destinationer
Men hur lång tid tar de att resa från Tranås till landvetter eller från Södertälje till Trollhättan? Ja om ni undrar de, så titta bara i följande lista.
Ljusgrå tid: Snabbast resa Express+
Mellangrå tid: Snabbast resa Express maglev
Mörkgrå: Snabbast resa Regional maglev
Ljusorange: Snabbast resa Express gröna tåget
Orange: Snabbast resa Regional gröna tåget
Vit: Snabbast resa med byte
Svart text: Ostlänken maglev
Blå text: Skånelänken maglev
Röd text: Götalänken maglev
Grön text: Oslolänken maglev
Guld bakgrund: Södra stambanan
Orange bakgrund: Västkustbanan
Blå bakgrund: Västra stambanan
Tid för byte beräknar endast färdtid, ej bytestid. Andra tider beräknar faktisk restid från ombordstigning till avstigning. Om banan byggs på detta sätt är de den tiden som de faktiskt kommer att ta att åka.
Observera, detta finns INGET varken tekniskt eller ekonomiskt hinder att utföra detta, det enda hindret som existerar är vilja.
Fortsättning följer.... (håll inte andan dock)
onsdag 17 juni 2009
Magnettåg i framtiden (uppdaterad)
Om våra politiker i framtiden skulle kunna tänka sig att bestämma sig att Sverige ännu en gång ska ligga i fronten på kommunikation och utveckling, så hur skulle den framtiden kunna se ut.
Etapp 1 (grön): Stockholm->Linköping. En av de hårdast belastade sträckorna i Sverige idag. Planeras redan byggas ut till fyrspår men byggstarten har blivit försenad.
Etapp 2 (turkos): Linköping->Helsingborg. Denna del saknar idag järnväg helt och hållet. Motorvägs trafiken är hårt belastad
Etapp 3a (rosa): Helsingborg->Köpenhamn. Redan idag, bara några år efter öppnade, är Öresundsbron överbelastad. Med denna tämligen korta länk blir även Köpenhamns norra pendeltåg avlastade från fjärrtrafiken.
Etapp 3b (rosa): Jönköping->Göteborg. Denna sträcka saknar idag helt effektiv förbindelse. Med denna förbindelse kommer inte bara Borås och Jönköping inom pendlingsavstånd från Göteborg, utan för tillgång till Landvetter flygplats.
Etapp 4a (röd): Köpenhamn->Hamburg. Förbinder Skandinavien med en snabblänk till Tyskland och Centraleuropa.
Etapp 4b (röd): Göteborg->Oslo. Förbinder Oslo till inte bara Göteborg men även Helsingborg och Stockholm i förlängningen. Gör även att kommunerna vid Vättern hamnar inom pendlingsavstånd.
Etapp 5 (gul): Stockholm->Helsingfors. Förbinder även södra Finland till resten av Sverige.
Befintlig räls (grå): Befintlig räls uppgraderas med gröna tåget till toppfart av 280km/h för kompletterande trafik.
Min tanke är att krysset i Jönköping skall specialbyggas så att tåg från Göteborg, Stockholm samt Helsingborg/Köpenhamn delar upp sig i vardera 2 delar sedan parar ihop sig med vardera part från respektive ort som de inte åker till. På de sättet ökar flexibiliteten och snabbar på restiderna.
Sträckan till Oslo kan tyckas felplacerad. Det är naturligt att många vill åka från Helsingborg/Köpenhamn och Stockholm till Oslo likväl som Göteborg. Men Järnvägen på västkustbanan har kapacitet långt över dagens behov. Trots uppgradering av tåg på västkustbanan kommer det att gå fortare att färdas via Jönköping till Oslo än via Halmstad/Varberg.
Likaså från Stockholm så skulle man kunna bygga ett spår direkt via Karlstad till Oslo, men tidsvinsten för det trots transrapid skulle bli mindre än 30minuter jämfört med lösningen här.
Sträckan Stockholm till Helsingfors är mer tänkt att demontera möjligheterna. Att bygga en sådan sträcka är troligen dyrt, men i detta fallet antagligen mycket billigare än med konventionell järnväg. I princip måste hela sträckan över Östersjön vara bro. Men kom ihåg, transrapid är alltid bro. Att bron är över vatten ökar förvisso priset, men inte i samma mån som de gör för konventionell järnväg. En sådan lösning skulle korta restiden från Stockholm till Helsingfors från ca 4 timmar till ca 50minuter.
De 4 sträcken på neder sidan föreställer hur långt man kommer på 1 timme med respektive trafikslag.
Grå: Konventionellt snabbtåg 280km/h. 220km i genomsnitt på en timme
Lime: Maglev lokal 350km/h. 280km i genomsnitt på en timme
Grön: Maglev regional 450km/h. 360km i genomsnitt på en timme
Militär grön: Maglev express 550km/h. 450km i genomsnitt på en timme
Det finns ett par problem som man kanske inte tänker på. Att ha ett tåg, även tyst sådan som ett magnettåg susande igenom en stad 10 meter över marken i 550km/h är inte en jätte bra idé. Att ett tåg stannar på en station medan de andra susar förbi är i teorin. Problemet är att tåg behöver minst 3 minuter ledtid emellan. I fall där de är två tåg som ska köra om, som dessutom kör i olika hastighet så tar de över 10 minuter för båda tågen att passera.
Lösningen på detta problemet är att i stället för att lägga stationen parallellt med spåret lägga den vinkelrätt mot spåren. På detta vis löses båda problemet. Delvis kan tågen nu bromsa in och accelerera samtidigt de andra tågen passerar. Dels så utnyttjar man spåret dubbelt och dels slipper man höga hastigheter inne i stan. Detta lämnar 4minuter för inbromsning, 4 minuter för accelerering, och 2-4minuter för stopp.
För en station som Jönköping blir de mycket avancerat. För att hantera den bytesfria växlingen krävs de lite avancerad körning.
Tågen delar sig några km utanför stan. Frontdelen fortsätter med fullhastighet framåt, medan bakdelen saktar ner till en lite makligare fart.
Växlarna slår om och bakdelen åker in på stationen och parar ihop sig med respektive frontdel. Allt detta på bara ett par minuter. Onödigt komplicerat kan tyckas, men om man inte gör på detta viset måste alla tågen antagligen vänta på varandra, eller så måste passagerarna vänta på nästa tur. Detta betyder att man reducerar väntetiden från fall A med 10 minuter och fall B med upp till 55minuter.
I verkligheten blir stationen mer komplicerad då den även behöver utrymme för lokaltåg och regionaltåg. Kapaciteten blir dock enorm. Ett sådant system skulle hantera närma nog 70% av Sveriges totala personkollektivtransport behov för längre sträckor. Inrikes flyg skulle bli meningslöst och långdistans flyg skulle bli större och färre, därför effektivare.
Hur skulle då ett transportsystem i Europa se ut?
Klicka för större bild
LjusGrön: Finland->Italien gren. Restid Helsingfors->Rom va 5 timmar. Kan växla via vagnväxling till Röd, M-grön samt turkos gren.
LjusRöd: Norge gren. Kompletterar den underdimensionerade norska järnvägen genom att sammanbinda de 5 största städerna inom 1 timmes restid med en cirkellinje.
Om ni tror att detta är ett fantasifoster som är underskrivet av mig har ni faktiskt fullständigt fel. Alla linjer med mörk färg är nämligen linjer som är projekterade med miljonbudget bara för projekten. Alla lime linjer är sammaknytningar mellan dessa projekt. Rimligen om de finns två banor som ligger i varandras närhet kommer de förr eller senare att knytas ihop.
MörkGrön: ÖstEU linjen. Denna linjen projekterades av EU som ett projekt att bättra på ekonomin och sommarbetet mellan de östra länderna i EU. Delen Hamburg->Berlin sponsras just nu av de två städerna som vill realisera projektet snarast möjligt.
MörkBlå: München flygplats med förlängning mot Nürmberg. Detta är ett av de äldsta planerade projekten. Projektet har redan förkastats en gång, beslutat att bygga ut sträckan med konventionellt snabbtåg, vilket även de har förkastats och man nu åter igen börjar spekulera i att bygga Transrapid spår.
MörkTurkos: Hannover->Dortmund. Planeras av samarbetes organet i regionen. Denna linje är ganska nyligen påhittad och redan långt fram i planerings projektet. Detta är troligen en av de linjer som först kommer att realiseras.
MörkRöd: Nederländska linjen. Ett snabbtågs projekt som skall sammanbinda 6 städer och 2 flygplatser i Nederländerna med blixtrande hastighet. Även detta projektet är långt framskridet och ett av de som mest troligen kommer att realiseras.
MörkLila: Ultraspeed500 projektet. Ett av de mest ambitiös projekten. Detta projekt har haft den största planerings budgeten på över 10miljoner kronor. I praktiken är de klart att sätta spaden i marken, men politikerna tvekar.
MörkBrunt: Swissmetro. Det äldsta av projekten i listan. Detta projektet är så gammalt att Transrapid inte var tillgänglig kommersiellt när projektet startade. Detta projekt är därför baserat på en alternativ metod. Möjliga kompatibla vagnar diskuteras. Projekten är ett av de absolut dyraste och tekniskt komplicerade.
De oranga streckade sträcken föreställer befintliga TGV banor. Eftersom Frankrike troligen aldrig kommer att släppa in tysk teknik på deras mark så kommer de att trimma TGV till de sista för att konkurrera. I Swissmetro förstudien finns planer på att göra en kombinerad TGV - Magnettågs station. Över engelska kanalen har de börjat diskuteras en ny tunnel. Det har funnits diskussioner om att göra denna till maglev, men då tunnlen fortfarande skulle trafikera till Frankrike var detta inget realistiskt alternativ.
Är Maglev ett realistiskt alternativ. Storbritannien, EU, fler tyska delstater, Schweiz och Nederländerna tror att de är ett seriöst alternativ. Om Hamburg är de som börjar bygga systemet borde vi i Sverige inte vara sämre än att vara beredda att länka dit, eftersom det är den knutpunkten som ligger närmast oss.
Etapp 1 (grön): Stockholm->Linköping. En av de hårdast belastade sträckorna i Sverige idag. Planeras redan byggas ut till fyrspår men byggstarten har blivit försenad.
Etapp 2 (turkos): Linköping->Helsingborg. Denna del saknar idag järnväg helt och hållet. Motorvägs trafiken är hårt belastad
Etapp 3a (rosa): Helsingborg->Köpenhamn. Redan idag, bara några år efter öppnade, är Öresundsbron överbelastad. Med denna tämligen korta länk blir även Köpenhamns norra pendeltåg avlastade från fjärrtrafiken.
Etapp 3b (rosa): Jönköping->Göteborg. Denna sträcka saknar idag helt effektiv förbindelse. Med denna förbindelse kommer inte bara Borås och Jönköping inom pendlingsavstånd från Göteborg, utan för tillgång till Landvetter flygplats.
Etapp 4a (röd): Köpenhamn->Hamburg. Förbinder Skandinavien med en snabblänk till Tyskland och Centraleuropa.
Etapp 4b (röd): Göteborg->Oslo. Förbinder Oslo till inte bara Göteborg men även Helsingborg och Stockholm i förlängningen. Gör även att kommunerna vid Vättern hamnar inom pendlingsavstånd.
Etapp 5 (gul): Stockholm->Helsingfors. Förbinder även södra Finland till resten av Sverige.
Befintlig räls (grå): Befintlig räls uppgraderas med gröna tåget till toppfart av 280km/h för kompletterande trafik.
Min tanke är att krysset i Jönköping skall specialbyggas så att tåg från Göteborg, Stockholm samt Helsingborg/Köpenhamn delar upp sig i vardera 2 delar sedan parar ihop sig med vardera part från respektive ort som de inte åker till. På de sättet ökar flexibiliteten och snabbar på restiderna.
Sträckan till Oslo kan tyckas felplacerad. Det är naturligt att många vill åka från Helsingborg/Köpenhamn och Stockholm till Oslo likväl som Göteborg. Men Järnvägen på västkustbanan har kapacitet långt över dagens behov. Trots uppgradering av tåg på västkustbanan kommer det att gå fortare att färdas via Jönköping till Oslo än via Halmstad/Varberg.
Likaså från Stockholm så skulle man kunna bygga ett spår direkt via Karlstad till Oslo, men tidsvinsten för det trots transrapid skulle bli mindre än 30minuter jämfört med lösningen här.
Sträckan Stockholm till Helsingfors är mer tänkt att demontera möjligheterna. Att bygga en sådan sträcka är troligen dyrt, men i detta fallet antagligen mycket billigare än med konventionell järnväg. I princip måste hela sträckan över Östersjön vara bro. Men kom ihåg, transrapid är alltid bro. Att bron är över vatten ökar förvisso priset, men inte i samma mån som de gör för konventionell järnväg. En sådan lösning skulle korta restiden från Stockholm till Helsingfors från ca 4 timmar till ca 50minuter.
De 4 sträcken på neder sidan föreställer hur långt man kommer på 1 timme med respektive trafikslag.
Grå: Konventionellt snabbtåg 280km/h. 220km i genomsnitt på en timme
Lime: Maglev lokal 350km/h. 280km i genomsnitt på en timme
Grön: Maglev regional 450km/h. 360km i genomsnitt på en timme
Militär grön: Maglev express 550km/h. 450km i genomsnitt på en timme
Det finns ett par problem som man kanske inte tänker på. Att ha ett tåg, även tyst sådan som ett magnettåg susande igenom en stad 10 meter över marken i 550km/h är inte en jätte bra idé. Att ett tåg stannar på en station medan de andra susar förbi är i teorin. Problemet är att tåg behöver minst 3 minuter ledtid emellan. I fall där de är två tåg som ska köra om, som dessutom kör i olika hastighet så tar de över 10 minuter för båda tågen att passera.
Lösningen på detta problemet är att i stället för att lägga stationen parallellt med spåret lägga den vinkelrätt mot spåren. På detta vis löses båda problemet. Delvis kan tågen nu bromsa in och accelerera samtidigt de andra tågen passerar. Dels så utnyttjar man spåret dubbelt och dels slipper man höga hastigheter inne i stan. Detta lämnar 4minuter för inbromsning, 4 minuter för accelerering, och 2-4minuter för stopp.
För en station som Jönköping blir de mycket avancerat. För att hantera den bytesfria växlingen krävs de lite avancerad körning.
Tågen delar sig några km utanför stan. Frontdelen fortsätter med fullhastighet framåt, medan bakdelen saktar ner till en lite makligare fart.
Växlarna slår om och bakdelen åker in på stationen och parar ihop sig med respektive frontdel. Allt detta på bara ett par minuter. Onödigt komplicerat kan tyckas, men om man inte gör på detta viset måste alla tågen antagligen vänta på varandra, eller så måste passagerarna vänta på nästa tur. Detta betyder att man reducerar väntetiden från fall A med 10 minuter och fall B med upp till 55minuter.
I verkligheten blir stationen mer komplicerad då den även behöver utrymme för lokaltåg och regionaltåg. Kapaciteten blir dock enorm. Ett sådant system skulle hantera närma nog 70% av Sveriges totala personkollektivtransport behov för längre sträckor. Inrikes flyg skulle bli meningslöst och långdistans flyg skulle bli större och färre, därför effektivare.
Hur skulle då ett transportsystem i Europa se ut?
Klicka för större bild
LjusGrön: Finland->Italien gren. Restid Helsingfors->Rom va 5 timmar. Kan växla via vagnväxling till Röd, M-grön samt turkos gren.
LjusRöd: Norge gren. Kompletterar den underdimensionerade norska järnvägen genom att sammanbinda de 5 största städerna inom 1 timmes restid med en cirkellinje.
Om ni tror att detta är ett fantasifoster som är underskrivet av mig har ni faktiskt fullständigt fel. Alla linjer med mörk färg är nämligen linjer som är projekterade med miljonbudget bara för projekten. Alla lime linjer är sammaknytningar mellan dessa projekt. Rimligen om de finns två banor som ligger i varandras närhet kommer de förr eller senare att knytas ihop.
MörkGrön: ÖstEU linjen. Denna linjen projekterades av EU som ett projekt att bättra på ekonomin och sommarbetet mellan de östra länderna i EU. Delen Hamburg->Berlin sponsras just nu av de två städerna som vill realisera projektet snarast möjligt.
MörkBlå: München flygplats med förlängning mot Nürmberg. Detta är ett av de äldsta planerade projekten. Projektet har redan förkastats en gång, beslutat att bygga ut sträckan med konventionellt snabbtåg, vilket även de har förkastats och man nu åter igen börjar spekulera i att bygga Transrapid spår.
MörkTurkos: Hannover->Dortmund. Planeras av samarbetes organet i regionen. Denna linje är ganska nyligen påhittad och redan långt fram i planerings projektet. Detta är troligen en av de linjer som först kommer att realiseras.
MörkRöd: Nederländska linjen. Ett snabbtågs projekt som skall sammanbinda 6 städer och 2 flygplatser i Nederländerna med blixtrande hastighet. Även detta projektet är långt framskridet och ett av de som mest troligen kommer att realiseras.
MörkLila: Ultraspeed500 projektet. Ett av de mest ambitiös projekten. Detta projekt har haft den största planerings budgeten på över 10miljoner kronor. I praktiken är de klart att sätta spaden i marken, men politikerna tvekar.
MörkBrunt: Swissmetro. Det äldsta av projekten i listan. Detta projektet är så gammalt att Transrapid inte var tillgänglig kommersiellt när projektet startade. Detta projekt är därför baserat på en alternativ metod. Möjliga kompatibla vagnar diskuteras. Projekten är ett av de absolut dyraste och tekniskt komplicerade.
De oranga streckade sträcken föreställer befintliga TGV banor. Eftersom Frankrike troligen aldrig kommer att släppa in tysk teknik på deras mark så kommer de att trimma TGV till de sista för att konkurrera. I Swissmetro förstudien finns planer på att göra en kombinerad TGV - Magnettågs station. Över engelska kanalen har de börjat diskuteras en ny tunnel. Det har funnits diskussioner om att göra denna till maglev, men då tunnlen fortfarande skulle trafikera till Frankrike var detta inget realistiskt alternativ.
Är Maglev ett realistiskt alternativ. Storbritannien, EU, fler tyska delstater, Schweiz och Nederländerna tror att de är ett seriöst alternativ. Om Hamburg är de som börjar bygga systemet borde vi i Sverige inte vara sämre än att vara beredda att länka dit, eftersom det är den knutpunkten som ligger närmast oss.
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!
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!
Prenumerera på:
Inlägg (Atom)