Automaattinen metro

Jos et usko, että pariisilaiset tekivät kalliin rakennemuutoksen sekä juniin että ratoihin rakentamalla kumipyöräisiä metrojunia saadakseen 15 % lisää kapasiteettia, niin enhän minä uskollesi mitään voi. Mutta en epäile hetkeäkään sitä, olivatko pariisilaiset oikeassa vai sinä.

Nuo konversiot tehtiin pääsiassa 50-60 luvuilla, jolloin junien jarrut olivat aika kehittymättömiä ja junien kiihtyvyydessä oli paljon haasteita. Silloin kapasiteettia saatiiin varmaan lisää tuo mainitsemasi 15 %, kun sekä kiihtyvyys että hidastuvuus kasvoivat lähemmäksi 1,2 m/s2 eli käytännön maksimia. Sen jälkeen junatekniikka on kehittynyt ja nykyään uusien kumipyörä- ja teräspyörämetrojen välillä ei ole kovin suurta eroa.
 
Viimeksi muokattu:
Nuo konversiot tehtiin pääsiassa 50-60 luvuilla, jolloin junien jarrut olivat aika kehittymättömiä ja junien kiihtyvyydessä oli paljon haasteita. Silloin kapasiteettia saatiiin varmaan lisää tuo mainitsemasi 15 %, kun sekä kiihtyvyys että hidastuvuus kasvoivat. Sen jälkeen junatekniikka on kehittynyt ja nykyään kumipyörä- ja teräspyörämetrojen välillä ei ole suurta eroa.
Et tainnut edelleenkään ymmärtää, ettei kumi- ja teräspyörillä ole mitään merkitystä sille, miten junat kiihdyttävät ja jarruttavat normaaliliikenteessä. Koska sen rajoittaa seisovien ihmisten pystyssä pysyminen, ja niin moottoritehot kuin jarrujenkin tehot ovat riittäneet yli 1,2 m/s[SUP]2[/SUP] kiihtyvyyksiin ja hidastuvuuksiin yhtä hyvin jo 1950-luvulla kuin nytkin. Kumpaakaan ei rajoita teräksen kitka. Mahdollisuus lyhentää vuoroväliä perustuu yksinomaan siihen, että turvamarginaaleja on voitu kaventaa siksi, että kumin kitka on suurempi kuin teräksen.

Eikä näihin marginaaleihin taas vaikuta se, onko junassa kuljettaja vai ei. Automaattinen kulunvalvonta pysäyttää junan jos juna tulee liian lähelle edeltävää, eikä se kysy kuljettajan reaktioaikaa. Toiminto on täsmälleen sama, on kyse kuljettajallisen tai kuljettajattoman junan pysäyttämisestä.

Metrojunassa automaattiajo eroaa kuljettaja-ajosta vain siinä, että juna lähtee liikkelle kellon eikä laiturin matkustajatilanteen mukaan ja jos automaattiajo perustuu jatkuvaan junan sijainnin havaintoon, tietokone voi tehdä tunnelissa saman asian kuin ihminen maan päällä ajaessaan vaikka autoa: ”nähdä” miten kaukana edeltävä juna on ja pitää etäisyyden asetetun minimin yläpuolella. Pariisissa muuten tämä jatkuva junien sijainnin havaitseminen on ollut käytössä jo 1970-luvulta.

Syy siihen, miksi junat ylipäätään ovat alusta alkaen toimineet opastinten perusteella, on aivan sama kuin nykyaikaisimmalla jatkuvalla automaattisella kulunvalvonnalla. Eli se, että ihminen ei näe kyllin pitkälle, eikä mutkien taakse, jotta ihminen voisi käsittää edellisen ja seuraavan junan etäisyyden. Siis ei myöskään maanpäällä. Tämä asia hoidetaan opastimilla, jotka alkujaan olivat kovin harvassa ja opastinvälit ja siten vuorovälit olivat erittäin pitkiä. Silloin opastintekniikka rajoitti vuorovälin, mutta se rajoitus on ohitettu jo viimeistään 1970-luvulla. Nyt vuorovälin rajoittaa fysiikka, ja kun fysiikka sekä kulunvalvonta ovat samat on junassa kuljettaja tai ei, kuljettajattomalla ajolla ei ole asialle merkitystä.

Antero
 
Et tainnut edelleenkään ymmärtää, ettei kumi- ja teräspyörillä ole mitään merkitystä sille, miten junat kiihdyttävät ja jarruttavat normaaliliikenteessä. Koska sen rajoittaa seisovien ihmisten pystyssä pysyminen, ja niin moottoritehot kuin jarrujenkin tehot ovat riittäneet yli 1,2 m/s[SUP]2[/SUP] kiihtyvyyksiin ja hidastuvuuksiin yhtä hyvin jo 1950-luvulla kuin nytkin. Kumpaakaan ei rajoita teräksen kitka. Mahdollisuus lyhentää vuoroväliä perustuu yksinomaan siihen, että turvamarginaaleja on voitu kaventaa siksi, että kumin kitka on suurempi kuin teräksen.

Nuo väitteesi eivät pidä paikkaansa. Esimerkiksi Sm1:n ja M100:n kiihtyvyydet ovat alle 1,2 m/s2. Nykyaikaiset M200:n ja Sm5 kiihtyvät sen 1,2 m/s2. Vanhemmat 30-60 luvun teräspyöräjunat ovat olleet vielä huonompia.

Samoin teräspyöräisten junien hidastuvuus on ollut aikaisemmin normaalijarruilla selvästi alle 1,2 m/s2, mutta ei enää nykyään. Kumi- ja teräspyöräisten nopeusero on perustunut siihen, että aikaisemmin kumipyöräkalusto on vaan ollut suorituskykyisempää myös käytännössä. Nykyään sekä kumipyörä- että uusi teräspyöräkalusto pystyvät seisovien matkustajien maksimikiihtyvyyteen ja hidastuvuuteen.

Metrojunassa automaattiajo eroaa kuljettaja-ajosta vain siinä, että juna lähtee liikkelle kellon eikä laiturin matkustajatilanteen mukaan ja jos automaattiajo perustuu jatkuvaan junan sijainnin havaintoon, tietokone voi tehdä tunnelissa saman asian kuin ihminen maan päällä ajaessaan vaikka autoa: ”nähdä” miten kaukana edeltävä juna on ja pitää etäisyyden asetetun minimin yläpuolella. Pariisissa muuten tämä jatkuva junien sijainnin havaitseminen on ollut käytössä jo 1970-luvulta.

Tästähän automaatin edut nimenomaan tulevat, tietokone on paljon parempi säätämään junien nopeutta kuin kuljettajat, kun se pystyy hidastamaan tai kiihdyttämään useita junia samaan aikaan. Kun junia ohjataan systeeminä kapasiteetti kasvaa jonkin verran.
 
Nuo väitteesi eivät pidä paikkaansa
Niin että fysiikka on väärässä ja sinä oikeassa?

Seisovat ihmiset on saatu nurin jo höyryvetureillakin. Metro- tai moottorijunan kiihtyvyys kun on nopeuden funktio – sekin tulee fysiikasta. Ja kuten jo sanoin, ei sillä kiihtyvyydellä ole mitään tekemistä turvavälin kanssa, koska turvaväli määräytyy hidastuuvudesta. Joka kumipyörällä on suurempi kuin teräspyörällä.

Mutta turha minun on sinulle koulufysiikkaa kerrata, koska et usko mitään, mitä kirjoitan. Kaiva itse tiedot, niin ehkä sitten uskot! Tai ala haukkua fysiikan kirjojen tekjiöitä ja peruskoulun opettajia, kun ovat opettaneet minullekin väärin. Selvitä myös itsellesi Pariisin metron ja kumipyörien historia, syyt ja taustat. Tai kerro RATP:n henkilöstölle, miten he ovat väärässä kaikessa. Olleet jo 60 vuotta, kun turhaan ryhtyivät käyttämään kumipyöriä.

Tästähän automaatin edut nimenomaan tulevat, tietokone on paljon parempi säätämään junien nopeutta kuin kuljettajat, kun se pystyy hidastamaan tai kiihdyttämään useita junia samaan aikaan. Kun junia ohjataan systeeminä kapasiteetti kasvaa jonkin verran.
Juu juu. Automaatin edut tulevat siitä, että se tekee täsmälleen saman asian kuin kuljettajan ajama juna. Tottakai se on automaatin etu ja tekee automaatista paremman. Automaatti se osaa kiihdyttää junia samaan aikaan, vaikka joku juna seisoo asemalla. Ehkä sillä tavalla, että jäljessä tuleva työntää automaattisesti edellä olevan asemalta pois? Ja siten vuoroväli voi olla automaatilla nolla, koska junat ovat toisissaan kiinni.

Antero
 
Seisovat ihmiset on saatu nurin jo höyryvetureillakin. Metro- tai moottorijunan kiihtyvyys kun on nopeuden funktio – sekin tulee fysiikasta. Ja kuten jo sanoin, ei sillä kiihtyvyydellä ole mitään tekemistä turvavälin kanssa, koska turvaväli määräytyy hidastuuvudesta. Joka kumipyörällä on suurempi kuin teräspyörällä.

Ikävä kyllä vaan kumipyörien 1,2 m/s2 suuremmasta hidastuvuudesta ja kiihtyvyydestä on nykyään kovin marginaalisesti iloa, kun matkustajia ei haluta kaataa.

Ja metrojunien kiihtyvyyseroista voi lukea kellotuksia vaikka täältä http://jlf.fi/f13/1637-helsingin-metron-kiihtyvyys/index2.html.

Nykyaikainen teräspyöräjuna, kuten vaikka M200 pystyy 0-80 km/h nopeusalueella rajoittimen maksimikiihtyvyyteen (Helsingissä 1,1 m/s2). Toisaalta M100:n kiihtyvyys alkaa vähetä jo 30 km/h nopeuden jälkeen.

Aika vaikea uskoa, että vanhat teräspyöräiset metrojunat olisivat kiihtyneet M100:sta paremmin. Vaikka voihan olla, että ne sitten kiihtyivät hyvin ihan vaan nopeutensa ansiosta. ;)
 
Ikävä kyllä vaan kumipyörien 1,2 m/s2 suuremmasta hidastuvuudesta ja kiihtyvyydestä on nykyään kovin marginaalisesti iloa, kun matkustajia ei haluta kaataa.

Mistäänhän en mitään tiedä, mutta voisi kuvitella että hätäjarrustustilanteessa on suhteellisen yhdentekevää pysyvätkö ihmiset pystyssä ja keittolounaat lautasella. Jos edellinen oranssi romu pysähtyy kuin seinään, niin kai siellä jälkimmäisessä nyt jonkinlaista ihmiskeilausta on odotettavissa "automaatin mahdollistamilla" vuorovälillä. Ja koska kitka, niin kumilla näitä kaatoja voisi kuvitella saatavan enemmän.
 
Mistäänhän en mitään tiedä, mutta voisi kuvitella että hätäjarrustustilanteessa on suhteellisen yhdentekevää pysyvätkö ihmiset pystyssä ja keittolounaat lautasella. Jos edellinen oranssi romu pysähtyy kuin seinään, niin kai siellä jälkimmäisessä nyt jonkinlaista ihmiskeilausta on odotettavissa "automaatin mahdollistamilla" vuorovälillä. Ja koska kitka, niin kumilla näitä kaatoja voisi kuvitella saatavan enemmän.

Ihmisten pystyssä pysyminen hätäjarrutustilanteessa on erittäin paljon merkitystä. Jos kaikki matkustajat kaadetaan vaunun sisällä tulee helposti paljon henkilövahinkoja, murtumia, ruhjeita jne.

Yksi kumipyörien eduista on aikaisemmin ollut parempi jarrutuksen säädettävyys. Nykyaikaisen kumipyörämetron maksimihätäjarrutus hidastuvuus on 2,2 m/s2 (Lausanne) ja ratikoilla on pitkään päästy noin 3 m/s2 hätäjarrutushidastuvuuteen. Mutta tämä ei ole koko kuva, kumipyörillä tehtävän jarrutuksen säätäminen on ollut helppoa jo ilman tietotekniikkaa kun jarrut toimivat melkein kuten autolla. Teräspyörillä tehtävä voimakas jarrutus on ennen nykyaikaista tietotekniikkaa ollut vaikeasti hallittava eli hidastuvuuden muutoksia ei ole voitu kunnolla hallita. Matkustajiahan ei kaada vain hidastuvuus, vaan pitkälti myös kiihtyvyyden muutokset.

Teräspyöräjunien tehokasta jarrutusta ei siis ole voinut metro-oloissa käyttää. Siis vaikka mahdollisuus tehokkaan jarrutuksen rakentamiseen on ollut, sen käyttö on sisältänyt liian suuren vaunuissa olevien matkustajien vammautumisriskin.

Nykyään tietokoneilla ja kiihtyvyysantureilla myös teräspyörillä ja kiskojarruilla tehtävä voimakas jarrutus saadaan pysymään halutulla kiihtyvyysalueella. Teräspyöräisten junien jarrujärjestelmien kehittyminen on siis poistanut ja poistamassa suuren osan kumipyörien eduista.
 
Ikävä kyllä vaan kumipyörien 1,2 m/s2 suuremmasta hidastuvuudesta ja kiihtyvyydestä on nykyään kovin marginaalisesti iloa, kun matkustajia ei haluta kaataa.
Kovin tuntuu olevan vaikeata luetun ymmärtäminen:
Et tainnut edelleenkään ymmärtää, ettei kumi- ja teräspyörillä ole mitään merkitystä sille, miten junat kiihdyttävät ja jarruttavat normaaliliikenteessä. Koska sen rajoittaa seisovien ihmisten pystyssä pysyminen,...
Siis kerran vielä: jarruttaminen normaaliliikenteessä on eri asia kuin hätäjarrutus. Normaaliliikenteen jarrutuksessa pyritään sovittamaan tehokas liikennöinti ja matkustusmukavuus. Ja tässä tärkeällä sijalla on hidastuvuuden muutos eli nykäys. Hätäjarrutuksessa pyritään minimoimaan vahingot. Hätäjarrutuksella pyritään pysähtymään mahdollisimman suurella hidastuvuudella, koska esteeseen törmääminen on vielä suurempi vahinko kuin ihmisten kaatuilu.

Hätäjarrutuksen ja normaalijarrutuksen välillä voi olla myös jarrutusmahdollisuuksia. Raitiovaunuhankinnassa määrittelimme jarrutusmuodon nimeltä ”pikajarrutus”. Se on normaalia jarrutusta tehokkaampi ja epämukavampi jarrutustapa, jota kuljettaja voi käyttää harkintansa mukaan tilanteissa, joissa ei ole tarpeen mahdollisimman tehokas jarrutus mutta kuitenkin voimakkaampi kuin normaali jarrutus.

Vuoroväli mitoitetaan hätäjarrutuksen, ei normaalijarrutuksen mukaan. Ja koska hätäjarrutushidastuvuus on kumipyörillä suurempi kuin teräspyörillä ja kiskojarrulla, kumipyörämetron vuoroväli voi olla lyhyempi kuin teräspyörämetron. Kuljettajalla tai kuljettajattomuudella ei ole asiassa merkitystä.

Antero
 
Ja koska hätäjarrutushidastuvuus on kumipyörillä suurempi kuin teräspyörillä ja kiskojarrulla, kumipyörämetron vuoroväli voi olla lyhyempi kuin teräspyörämetron. Kuljettajalla tai kuljettajattomuudella ei ole asiassa merkitystä.

Väitteesi, että kumipyöräiset junat pysähtyisivät aina paremmin hätäjarrutuksella ei pidä paikkaansa. Tuo riippuu ihan kalustosta.
Kumipyörillä maksimihätäjarrutus hidastuvuus voi olla esimerkiksi 2,2 m/s2 (Lausanne automaattimetro) ja teräspyörillä ja kiskojarrulla 3,0 m/s2 (Siemens-Duewag Supertram). Käsittääkseni aika tyypillisiä lukuja.

http://www.google.fi/url?sa=t&sourc...l_wlJr2cQ&sig2=GESK7VJfaz3SuXvVi1S17A&cad=rja

http://www.supertram.com/uploads/vehicleinfo.pdf
 
Väitteesi, että kumipyöräiset junat pysähtyisivät aina paremmin hätäjarrutuksella ei pidä paikkaansa. Tuo riippuu ihan kalustosta.

Juu, myöskin kumipyöräinen Apollo-rakettien siirtoalusta pysähtyy huonommin kuin Fleischmannin pienoisrautatie.

Pointtina olikin se, että kun muutoin kalusto on samaa kokoluokkaa, suorituskykyä ja aikakautta, kumpipyöräinen peittoaa hätäjarrutustehossa teräspyöräisen vastineensa.
 
Kumipyörillä maksimihätäjarrutus hidastuvuus voi olla esimerkiksi 2,2 m/s2 (Lausanne automaattimetro) ja teräspyörillä ja kiskojarrulla 3,0 m/s2 (Siemens-Duewag Supertram). Käsittääkseni aika tyypillisiä lukuja.

http://www.google.fi/url?sa=t&sourc...l_wlJr2cQ&sig2=GESK7VJfaz3SuXvVi1S17A&cad=rja

http://www.supertram.com/uploads/vehicleinfo.pdf
Ihan kiva powerpointti Lausannesta, jossa on samoja MP89-kumipyöräjunia kuin Pariisissa. Diassa 44 annettu hidastuvuusarvo vaan ei ole hätäjarrutuksen hidastuvuus, vaan pikemminkin jotain mitä me ratikoissa kutsumme pikajarrutukseksi. Supertramia käsittelevässä dokumentissa on annettu hätäjarrutushidastuvuus.

Antero
 
Täytyy myös muistaa, että hätäjarrutuksen oleellisin ominaisuus ei välttämättä raideliikenteessä ole maksimaalinen hidastuvuus. Hätäjarrun tärkeimpänä ominaisuutena voidaan pitää toimintavarmuutta. Tämä usein tarkoittaa, että se lukitsee pyörät, mistä seuraa erittäin tehoton jarrutus. Näin on HKL-raitiokalustossakin: Nivelvaunun hätäjarrutus kytkee vain kiskojarrun ja täysitehoisen seisontajarrun. Pikajarru sen sijaan tekee kiskojarrutuksen sekä täysitehoisen sähköjarrutuksen jossa on luistonesto toiminnassa normaalisti. Jarrutusmatkassa viidestäkympistä voi tulla eroa useita kymmeniä metrejä pikajarrun hyväksi.
 
Täytyy myös muistaa, että hätäjarrutuksen oleellisin ominaisuus ei välttämättä raideliikenteessä ole maksimaalinen hidastuvuus. Hätäjarrun tärkeimpänä ominaisuutena voidaan pitää toimintavarmuutta. Tämä usein tarkoittaa, että se lukitsee pyörät, mistä seuraa erittäin tehoton jarrutus. Näin on HKL-raitiokalustossakin: Nivelvaunun hätäjarrutus kytkee vain kiskojarrun ja täysitehoisen seisontajarrun. Pikajarru sen sijaan tekee kiskojarrutuksen sekä täysitehoisen sähköjarrutuksen jossa on luistonesto toiminnassa normaalisti. Jarrutusmatkassa viidestäkympistä voi tulla eroa useita kymmeniä metrejä pikajarrun hyväksi.
Aivan oikein. Mutta raitioliikenteessä näkemäohjauksessa ja metro-/junaliikenteessä kulunvalvonnan tekemällä pakkopysäytyksellä on eronsa.

Turvaväliä ei näkemäohjauksessa varsinaisesti ole, vaan kuljettajan näkemäohjaus vastaa automaattisen jatkuvan kulunvalvonnan toimintaa. Kuljettaja arvioi etäisyyden edellä kulkevaan vaununuun ja sovittaa jatkuvasti nopeutta etäisyyden mukaan. Jatkuva kulunvalvonta tekee saman. Mutta koska kyseessä on kone, jonka havainnoissa on rakenteellinen näkemisestä poikkeava virhemahdollisuus sekä koneen ohjaamien toimintojen epävarmuus ja varmistuksen rajallisuus, tarvitaan lisäksi turvaetäisyys (tätä on havainnollistettu Petterin linkkaaman powerpointin diassa 55). Turvaetäisyys tietenkin määritellään sen jarrutustavan tehokkuuden mukaan, millä tavoin kulunvalvonta junaa jarruttaa. Turvaetäisyyden ideahan on, että jos kulunvalvonta pettää ja juna tulee turvaetäisyyttä lähemmäksi edeltävää junaa, laukeaa pakkopysäytys, ja etäisyyden on oltava niin suuri, että juna varmasti pysähtyy suurimmasta laukaisuhetkellä mahdollisesta nopeudesta.

Antero
 
Takaisin
Ylös