יום שני, 9 בפברואר 2015

מתי רכבת מהירה היא, ובכן - מהירה!!!


פוליטיקאים אוהבים להשתמש במילה "מהיר" לתיאור פרויקטים תחבורתיים. זה נשמע טוב ובדרך כלל הם באמת מתכוונים לפרויקט שחוסך קצת זמן ביחס לאלטרנטיבה שקדמה לו.
כאשר משתמשים במונח "רכבת מהירה לירושלים" חשוב לשים אותו בקונטקסט המתאים, הרכבת תהיה מהירה יותר מהאלטרנטיבה של הרכבת הקיימת (שזה לא חוכמה גדולה, בכל זאת מדובר בקשישה בת מעל 120 שנה), ועם קצת מזל תהיה מהירה יותר מהאלטרנטיבה של רכב פרטי שבמקרה צריך להגיע בדיוק מקניון עזריאלי בתל אביב לבנייני האומה בירושלים.

היא לא תהיה מהירה ביחס לרכבות מהירות בעולם מהסיבה הפשוטה שלרכבות מהירות יש הגדרה מתמטית, ההגדרה עשויה להשתנות ממדינה למדינה, אך נהוג לנקוט במספר 230. (לרוב מסילה מהירה היא מהירה שאפשר לנסוע עליה לפחות במהירות 250 קמ"ש, ויש מקומות מסוימים שרכבות מהירות הן רכבות במהירות מסחרית של 200 קמ"ש). לצורך פוסט זה אגדיר שרק רכבת במהירות מסחרית של מעל 230 קמ"ש תוגדר כרכבת מהירה אמיתית בכל מקום על הגלובוס, גם במקומות המחמירים ביותר.
הרכבת המהירה בין תל אביב לירושלים מתוכננת למהירות של 160 קמ"ש "בלבד". מדובר אם כן ברכבת במהירות רגילה, אבל בתוואי איכותי.
גם כשדיברו על רכבות מהירות לאילת ולחיפה דיברו על רכבות רגילות, שהמהירות שלהן מושגת באמצעות תוואי איכותי וויתור על תחנות ביניים, ובאמצעות קטרים חזקים שיכולים לנצל את התוואי האיכותי ונטול ההפרעות כדי להגיע למקסימום שאליו רכבת רגילה יכולה להגיע. 200 קמ"ש, אולי אפילו 220 קמ"ש. אבל זה עדיין לא עושה אותן "רכבות מהירות".

איפה הומצאה הרכבת המהירה?
שתי החלוצות המסחריות בתחום הן חברת הרכבות היפנית שהמציאה את ה"שינקאנסן" (ביפן הן מכונות גם  "קליע" בשל צורת ראש הרכבת) וחברת הרכבות הצרפתית SCNF שהמציאה את ה-TGV.  השינקאנסן שנחנכה ב-1964 היא למעשה הרכבת המהירה הראשונה בעולם. זמן רב אחר כך, ב-1981, נחנך קו ה-TGV  הראשון בין פריז לליון וסימן את חדירת הטכנולוגיה לאירופה, שם היא התרחבה מהר מאד גם בצרפת וגם במדינות השכנות (שחלקן מחזיקות ב"מותג" רכבת מהירה משלהן כמו ICE בגרמניה או AVE בספרד), אך הן פועלות בטכנולוגיה כמעט זהה) אפילו יש מיזם לחיבור מהיר של כל אירופה שנקרא THALIS שמשתמש בבריסל בירת בלגיה כמוקד לפיתוח הרשת הבינלאומית.
כיום, בנוסף להמשך פיתוח הרשת ביפן ובאירופה, מאמצת סין את הטכנולוגיה במהירות בנייה של קווים שרק סינים מכירים.

למה צריך את זה?
המכוניות כמעט הרגו את התחבורה המסילתית לטווח הקצר והבינוני-קרוב, עד שהגודש, זיהום האויר ופירבור הקרקעות שהן הביאו איתן הפך למשהו שברור שצריך להילחם בו. המטוסים נתנו מענה משובח לטווח הרחוק והבינוני-רחוק, עד שזלילת הקרקעות של שדות התעופה, הרעש, זלילת הדלק, המחיר, המרחק של שדות התעופה מהעיר והבידוק הבטחוני הארוך הביאו להבנה שגם הם לא פתרון מושלם, לפחות לא לטווח הבינוני.
הרכבות שהיו מושלמות לטווח הבינוני-קצר והבינוני-ארוך ושקצת ננטשו עם השנים היו מיושנות ולא אטרקטיביות, אך למומחים ביפן ובאירופה הסתבר שהן מספקות את המענה הכי טוב לטווחים אלה, רק צריך להסיר מהן את האבק ולתת להן מעטה חדשנות.
איך "גונבים" את לב הנוסעים, בעיקר מנסיעות ברכב פרטי לטווח הבינוני ומטיסות לטווח הבינוני ומעבירים אותם לטכנולוגיה מהמאה ה-19? ממציאים את הטכנולוגיה מחדש!!!

שתי שיטות, אחת ניצחה.
רכבות טבעות - חוסכת בטון לגשרים
ברור לחלוטין שעל מסילת רכבת מהירה אין טעם להסיע רכבת רגילה במהירות רגילה, זה יהיה בזבוז משווע של תשתית טובה (כמו להסיע כרכרה עם סוסים בכביש 6). אבל האם רכבת מהירה צריכה להיות מסוגלת לנסוע גם בתשתית של רכבת רגילה? (ולהמשך האנלוגיה, האם מכוניות מודרניות צריכות לדעת לנסוע גם על דרכי עפר?)

גישה אחת טענה שלא, מה פתאום? זה בזבוז משווע בדיוק באותה הצורה, אם אנחנו כבר בונים תשתית חדשה, היא צריכה להיות חדשה עד הסוף. הגישה הזו איפשרה למומחים שתמכו בה להציע שיטות הנעה חדשניות מאד שכלל לא קשורות לרכבת המסורתית, המסילה יכולה להיראות אחרת לגמרי, הרכבת יכולה להיראות אחרת לגמרי וההנעה יכולה להיות אחרת לגמרי. בשיטה זו המדע לא צריך להתחשב כמעט באף אילוץ קיים והרעיונות עולים כפורחים, החל מרכבת "טבעות", דרך ה"הייפרלופ" של אלון מוסק ורכבות ואקום אחרות וכלה בפתרונות הנעה מגנטית. (להלן "maglev") שנתפסה בתור "הדבר הבא". השיטה הזו אכן הביאה למעשה לביטול מחסום המהירות ולניצחון טכנולוגי מזהיר, אבל הציבה חסם מאד משמעותי, חייבים לבנות את כל התשתית מחדש מהתחלה ועד הסוף. המכונית הזו לא יודעת לנסוע על דרכי עפר.


הגישה השניה הייתה יותר קונבנציונאלית, אף אחד לא יכול לטעון שזה כלי תחבורה חדש, זו רכבת עם קרונות, פסים וכבלים חשמליים, אבל היא יותר טובה עשרות מונים מהרכבת הישנה. הרכבת המהירה מיועדת למסילות מהירות, אבל יכולה לנסוע על התשתית המהירה עד להיכן שבנו לה אותה, ואז להמשיך במהירות רגילה ולא מרגשת על מסילה רגילה שבנו לפני עשרות שנים. זו גישה פרקטית להתפתחות איטית ובאופן שאולי לא יפתיע אנשים רציונליים, הפרגמטיות של שיטה זו ניצחה. 

למי שנסע ברכבת מפריז ללונדון היה אולי מעניין לראות כיצד בצד הצרפתי הוא טס במהירות גבוהה, חוצה את התעלה (הישג טכנולוגי מרשים בפני עצמו) ועובר למסילת רכבת בצד הבריטי למהירות שיוט נחמדה באחו ירוק בואכה לונדון. וכל זה בלי להחליף רכבת. עכשיו גם בבריטניה בונים רכבות מהירות, אבל רק תתארו לכם שהיה צריך לחכות עם המיזם הזה 20 שנה  עד שהבריטים היו נסגרים על עצמם? לא חבל על הזמן המבוזבז.
מפת רשת ה-TGV מ-1998
באותה שיטה בדיוק הגיעה הרכבת המהירה לכל פינה בצרפת, הרבה לפני שהמסילה המהירה הגיעה, בהתחלה היא חסכה לאנשים רק את הקטע שקרוב לפריז, ועם הזמן נחנכו עוד ועוד קטעים מהירים עד שהיום נסיעה מכל מקום לכל מקום כמעט בצרפת כוללת כמעט 100% רכבות מהירות. את היתרון המשמעותי השיגה השיטה דווקא בחדירה למרכזי הערים, וזאת מאחר ותרבות הרכבות של אירופה כבר "דאגה" לכך שיהיו מסילות רגילות שנכנסות למרכזי הערים, במקומות שבהם מאד יקר לבנות תשתית חדשה. אז בהתחלה הרכבות המהירות השתמשו בתשתית הקיימת ממרכז העיר ועד היציאה מהעיר ומשם עלו על הפסים המהירים עד ליעדם. כך הרכבות המהירות והגיעו ממרכז עיר למרכז עיר ונתנו את הנוק-אאוט המנצח לטיסות פנים לטווח הבינוני.

במפה משמאל ניתן לראות כיצד רכבות ה-TGV הגיעו להמון יעדים מעבר לתשתית שנבנתה עבורן (כל הקווים הכחולים הם מסילות רגילות שה-TGV נסעה עליהן).
הרכבות המהירות בשיטת ה-TGV מסוגלות אמנם להגיע ל-580 קמ"ש בניסויים אך המהירות המסחרית שלהן היא בערך 300. רכבת ה-maglev הצליחה להגיע ל-900 קמ"ש בניסויים ואפילו בנאס"א שוקלים את הטכנולוגיה כפתרון שיחליף טילי שיגור, אך בפועל רכבת המגלב שנחנכה בין שנגחאי לשדה התעופה שלה מגיעה למהירות מסחרית של 500 קמ"ש "בלבד". ההקמה של התשתית היתה כל כך יקרה, שאחרי ניסוי זה בחרה ממשלת סין בפתרון הפרגמטי יותר וכל הרכבות המהירות שנבנות כיום בסין הן מסוג ה-TGV.

ביפן כל הרכבות עד לאחרונה היו רכבות משודרגות (שלא אעליב ואקרא להן בסגנון ה-TGV כי כאמור ליפנים יש את זכות הראשונים), אך קו הרכבת האחרון שנחנך שם תחת המותג שינקאנסן הוא דווקא בטכנולוגיית מגלב. רק היפנים עם הראיה ארוכת הטווח שלהם יוכלו להקים מערכת משולבת המשתמשת בכל קו בטכנולוגיה המתאימה לו.
בוידאו המצורף תוכלו להתרשם מהמהירות


ומה ההבדל, זה סתם רכבת רגילה שנוסעת מהר, לא?
(ברשת יש מידע הנדסי מפורט ברמה גבוהה אני ממש מפשט כאן כדי שהקריאה תזרום).
א. תוואי המסילה תוכנן מראש בתוואי משודרג ללא פיתולים ועם יותר גשרים ומנהרות, ולכן יותר יקר להקמה באופן משמעותי.
ב.  המסילה יכולה לשאת את העומס הרב שרכבות מהירות מעמיסות עליה (מבנה מסילה תחתון ועליון חזק יותר). בעבר גם המסילה היתה שונה והיתה מרותכת באופן רציף (בעוד שבמסילות רגילות השאירו מרווחים בין קטעי מתכת כדי לספוג את התפשטות החומר כתוצאה מחום החיכוך). הריתוך המיוחד שהומצא עבור הרכבות המהירות הוכיח את עצמו והועתק גם למסילות רגילות ואיפשר בהן נסיעה יותר חלקה.
ג. החשמל הוא כמובן חשמל רגיל, אך יש לתכנן את מערכת החישמול במיוחד כדי לתמוך במהירויות הגבוהות הנדרשות. לא אעמיד פנים שאני מבין בזה משהו, רק אגיד שכשמסבים מסילה רגילה למסילה מהירה, גם מערך החישמול צריך לעבור תכנון מחדש.
ד. הרכבות הן לא רכבות רגילות, הן לרוב קרונועים (המנוע הוא חלק מהקרון הראשון), עם עיצוב אוירו-דינמי מובחן להקל על ההתנגדות של הרוח (וגם מצטלם יפה), והמנועים יודעים לנצל את הכוח שרשת החשמל מספקת להם ואת איכות המסילה שנבנתה עבורם במלואם. סוג של "מטוס על מסילה".
תחנת הרכבת המהירה בליון
ה. התחנות - יש פחות תחנות כדי שיהיו פחות עצירות, הן בדרך כלל מאד מובחנות אדריכלית (כמו שדה תעופה), ונעשה נסיון להכניסן ממש עד למרכז הפועם של העיר כדי לתת להן יתרון משמעותי לעומת שדות תעופה שרק הולכים ומתרחקים ממרכזי הערים ככל שהם גדלים.
ו. על הדרך הם כמובן יותר נוחים, עם קרונות מסעדה ושאר גאדג'טים, כי המחיר מאד יקר וקהל היעד מגיע בחלקו ממטוסים  עם דיילים אז צריך להצדיק את המחיר.
ישנם גם הבדלים בסוג תשתית התקשורת, בבלמים, בבטיחות ועוד שלא אלאה אתכם בהם. מספיק אם אומר שאין תת ענף אחד בתחום הרכבתאות שלא עבר שינוי מעמיק כדי להתאימו למציאות החדשה.

מה עוד קורה בעולם?
אחרי אירופה ויפן, הענק המתעורר הוא אסיה בהובלתה של סין. אשר מנסה לשלוח זרועות רכבתיות מהירות גם לשכנותיה,  טיוואן ודרום קוריאה כבר מתהדרות ברכבות מהירות, סעודיה הכריזה על פרויקט חוצה מדבר בין הים האדום למפרץ הפרסי וכעת כבר בונה חיבור בין ג'דה למכה ומדינה. ואפילו בארצות הברית הונחה אבן הפינה לפני זמן קצר לקו רכבת מהיר ראשון שיחבר בין מוקדים עיקריים בקליפורניה וישנן יוזמות רבות נוספות. (למען ההגינות אציין שבארה"ב גם בתחום רכבות הריחוף המגנטי, המגלב, יש הרבה יוזמות), כך שלא ירחק היום, ורכבות מהירות כבר לא יהיו אטרקציה מיוחדת אלא כלי תעבורה נפוץ בכל טיול שנעשה בחו"ל. ניתן להניח שהוא יחליף חלק גדול מהטיסות הפנימיות שאנחנו עושים, את הטיסות נשמור להגעה ליעד ולחזרה לארץ).

ובארץ?
גודלה של ישראל לא מצדיק את ההשקעה ברכבת מהירה "אמיתית" ואני בהחלט מקבל בברכה את המתכננים שרוצים לספק לנו חוויה "די מהירה" של רכבת רגילה בעלות בניה שפויה בין חיפה לתל אביב ולא חוויה של רכבת "מהירה מאד". שתחסוך אולי עוד 10 דקות אבל תעלה פי 20.
גם הרכבת הדי מהירה בין חיפה לתל אביב במהירות של 220 קמ"ש עוד לא נראית באופק, אז תתאזרו בסבלנות.




9 תגובות:

  1. שלום רוכב,
    תודה על פוסט מעניין כהרגלך.
    אמנם לא קשור באופן ישיר, אבל לאור התהפוכות, התחקירים והחקירות האחרונות, אשמח (ואני משער לגם עוקבים אחרים) לשמוע את דעתך בנושא הרכבת הקלה בת"א-
    האם לדעתך יש לפעול לשינוי המכרזים שפרסמה נתע? האם נתע בנויה לנהל את הפרוייקט? מה דעתך לגבי הפטור ממכרז שניתן לחברת הייעוץ PB? מה דעתך לגבי מכרז הקרונות, שלכאורה "נתפר" עבור היצרניות הסיניות? האם יש לפעול לשינוי מסלול הקו האדום, אשר תוכנן (למיטב ידיעתי) לפני 2 עשורים?
    בקיצור, יש הרבה שאלות בנושא, ואני אשמח אם תוכל לנתח את העניין באופן מעמיק ומלמד, כהרגלך.

    השבמחק
    תשובות
    1. תודה על המחמאות.
      אני מזמין אותך ואת שאר העוקבים להצטרף לפורום תחבורה ציבורית בתפוז אשר דן בנושאים האלה באופן מעמיק ושוטף, כפי ששמת לב, הבלוג הזה דווקא לא עוסק באקטואליה חדשותית כדי לא לגלוש לכיוון הביקורתי הקל כל כך. בטח ובטח שאינני מבין בהלכי מכרזים מורכבים אך הגישה שלי היא שכשכותבים מכרז צריך לוודא שהוא לא "תפור אפילו בטעות" כלומר שיש יותר משני מציעים שמסוגלים לגשת אליו ולזכות בו.
      לגבי הקו האדום, אני חושב שמסלולו מצויין, ובגלל זה הוא היה צריך להיות קו רכבת תחתית אמיתי, ואף כתבתי פוסט בנושא (חפש - "הרכבת התחתית של הרוכב לאוטובוסים"), אבל אני חושב ששינוי כזה מעמיק בתוכנית כבר לא יקרה. (ובכל מקרה לא נוכל לסבול עיכוב של עוד שני עשורים כתוצאה משינוי מעמיק שכזה).
      ממה שהבנתי האוצר לא עיכב את מכרזי התשתית לחפירת התחנות שאמורים להתחיל השנה, ולא את מכרז מכונות החפירה, ולכן למעשה לא עיכב שום דבר מהותי, הוא כן עיכב מכרזים שלדעתו היו בכל מקרה מוקדמים מדי לפרסום (אם ניקח בחשבון שהתאריך הריאלי לפתיחה הוא 2025 ולא 2021 כמו שהפוליטיקאים מצהירים, אז מכרז הקרונות אכן מוקדם מדי ויש עוד זמן לדון במכרזי המערכות והתחזוקה). בקיצור, יש פה הר תקשורתי שמוליד עכבר.

      מחק
  2. אנונימיפברואר 10, 2015

    בקליפורניה יש ויכוח ציבורי נוקב על הרכבת המהירה. המתנגדים טוענים שזה רחוק מאוד מלהיות כלכלי.
    בארץ בוודאי שאין לזה שום היתכנות כלכלית כשגם קווים רגילים דוגמת מסילת העמק או הקו לכרמיאל נתונים לביקורת נוקבת של הכלכלנים באוצר.

    השבמחק
  3. ארה"ב נמצאת בתהליך של החלפת דיסקט (דרוש סלנג מעודכן, דחוף...) תהליך שכזה לא קורה ביום אחד ולכן אתה שומע את המקטרגים לא מקרב נערי האוצר המקומיים אלא גם מקרב הציבור עצמו, שעדיין מצוי בחלקו הגדול הן בקונספציית הרכב הפרטי, והן בקונספציית "התערבות מועטה עד כמה שאפשר של המדינה" ובטח לא תומך בהעלאת המיסים שכיום הם נמוכים כדי לממן הוצאה ציבורית כבדה שהתועלות ממנה הן חיצוניות למרות שהן לא כלכליות ברמת מחיר הכרטיס.
    בגדול הגישה ה"רפובליקנית" הזו היא גם זו שמתנגדת ל"אובמה-קייר" בתחום הבריאות וכל הוצאה ממשלתית באשר היא הרעיון הוא שהטלת מיסים לשם מימון משהו שאולי לא אשתמש בו בחיים היא פגיעה בזכות הפרטית ביותר לקניין. כך שלמעשה הביקורת אינה מתייחסת רק לעצם הפרויקט התחבורתי אלא למובן הרחב יותר.
    פרויקט שמציג פוטנציאל נוסעים דומה באירופה (חיבור 5 ערים גדולות במסילה מהירה) לא היה נתקל כלל בביקורת ציבורית כוללת, אלא רק בביקורות נקודתיות.

    השבמחק
    תשובות
    1. אנונימיפברואר 10, 2015

      אין לי סלנג מעודכן בשבילך, אולי תישאר בעברית תקינה "שינוי תפיסה/גישה"...
      אני בטוח שתסכים איתי שלרכבת יש בעיות גדולות מאוד עם חוסר גמישות ועלויות תחזוקה יקרות.
      בהקשר של קליפורניה מעניינת ההצעה של מהנדסי גוגל להקים כביש מהיר חלופי למסילה (שזה כבר יותר זול) ולאפשר רק לרכבים אוטונומיים שיסעו במהירות גבוהה מאוד לעלות עליו וכך הכביש יהיה גם יותר זול וגם ירגיל את הציבור לרכב האוטונומי (שזאת המטרה של גוגל אבל גם לנו אני חושב שהיא טובה).

      מחק
    2. לכל טכנולוגיה יתרונות וחסרונות משלה, הרכבת, וגם הרכבת המהירה כבר הוכיחו שיתרונותיהן גדולות מחסרונותיהן בתוך מרחבים אורבניים גדולים ובקישור בין מרחבים אורבניים גדולים. טכנולוגיית הרכב האוטונומי של גוגל נהדרת, אבל אם היא תוטמע כרכב פרטי קטן, היא לא תפתור כלום. מנגד, גם רכבות יכולות להיות אוטונומיות (ולמעשה יש כבר די הרבה כאלה בעולם, בעיקר בתחום התחתיות).

      מחק
  4. אנונימיפברואר 19, 2015

    יש לא מעט שגיאות בפוסט...
    1.יש הבדל בין מסילה מהירה לבין רכבת מהירה, נהוג שמסילה מהירה מוגדרת כמסילה עם מהירות מעל 250 קמ"ש ואילו רכבת מהירה היא כזו שנוסעת מעל 200 קמ"ש.
    2.הפסים עצמם הם בדיוק אותם פסים כמו אלו שקיימים בקווי הרכבת היום בארץ, ההבדל הוא במבנה עליון ותחתון.
    3.העובדה שקיימים הרבה גשרים ומנהרות היא בגלל שמסילה מהירה דורשת רדיוסי סיבוב גדולים, ובשביל לקיים את התנאי הזה נדרשים מנהרות וגשרים.
    4.לרכבות מהירות אין יותר כוח מרכבות פרבריות חשמליות או רכבות מטרו מודרניים, ההספק שלהם גדול יותר מכיוון שהם נדרשות להגיע למהיריות גבוהות. אין לזה גם קשר ליכולת הטיפוס שלהם בשיפוע, שגם לא שונה מרכבות פרבריות חשמליות או רכבות מטרו מודרניים.
    5.מערכות החשמל הן מערכות סטנדרטיות שמשמשות גם רכבות קונבנציולניות.

    השבמחק
    תשובות
    1. תודה על החידודים, אני אתקן את הפוסט בהתאם לכך.
      יכולת הטיפוס בשיפוע כתוצאה מאינרציה שנגרמת ממהירות גבוהה היא דווקא דבר מוכח (היה לי מחקר של ה-TGV על זה), והיא אכן מנותבת לחסכון קל באורך המנהרות בתכנון, אם כי באופן כללי אתה צודק ונדרשות הרבה יותר מנהרות וגשרים מאשר ברכבות רגילות.

      מחק
    2. אנונימיפברואר 19, 2015

      אין קשר לאינרציה, אוי ואבוי אם המהנדסים "יבנו" על יכולת טיפוס ע"י אינרציה, תחשוב מה יקרה אם באמצע השיפוע הרכבת תאלץ לעצור(אינרציה=0) או להאט מסיבה כלשהיא(ויש המון). השיפוע המקסימלי שרכבת יכולה לעלות מתוכנן למקרה הגרוע מכל, כלומר כשהיא עומדת עם תנאי חיכוך לא טובים. מה שכן משפיע על היכולת הטיפוס בשיפועים זה יחס ההספק-משקל וכמה אחוז מהצירים מניעים - זו הסיבה שקרונועים(ולא משנה אם פרבריים או של רכבות מהירות) יכולים לטפס שיפועים גדולים, הם קלים, בעלי הספק גבוה, וההנעה שלהם מפוזרת לאורכם.

      מחק

אולי תתעניין גם באלה

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...