Unità multiple

Treni multipli
sottotipi
Unità multipla elettrica Unità multipla diesel Treno push-pull
Tecnologia
Controllo del treno a unità multiple
Per paese
Gran Bretagna (DMU) Gran Bretagna (EMU) Irlanda
v t e

Un treno a unità multiple o semplicemente unità multipla ( MU ) è un treno a propulsione autonoma composto da una o più carrozze unite tra loro, che quando accoppiate a un'altra unità multipla possono essere controllate da un solo macchinista, con il controllo del treno a unità multiple.

Si noti che sebbene più unità siano costituite da più carrozze, le singole carrozze semoventi - chiamate anche vagoni ferroviari, vagoni ferroviari o vagoni ferroviari - sono in realtà unità multiple quando due o più di queste sono funzionanti connesse tramite il controllo di treni multipli (indipendentemente dal fatto che i passeggeri possono camminare tra le unità o meno).

Il termine unità multiple non indica locomotive che utilizzano il controllo di treni a unità multiple.

Storia

Il controllo di treni a unità multiple fu usato per la prima volta in unità elettriche multiple negli anni 1890.

La Overhead Railway di Liverpool fu inaugurata nel 1893 con due unità elettriche multiple per auto, controllori in cabina ad entrambe le estremità che controllavano direttamente la corrente di trazione dei motori su entrambe le auto.

Il sistema di controllo della trazione a unità multiple è stato sviluppato da Frank Sprague e applicato e testato per la prima volta sulla South Side Elevated Railroad (ora parte della "L" di Chicago) nel 1897. Nel 1895, derivato dall'invenzione della sua azienda e dalla produzione di controllo dell'ascensore a corrente continua sistemi, Frank Sprague ha inventato un controller a unità multiple per il funzionamento del treno elettrico. Ciò ha accelerato la costruzione di ferrovie a trazione elettrica e sistemi di carrelli in tutto il mondo. Ogni vagone del treno ha i propri motori di trazione: per mezzo di relè di controllo del motore in ogni vagone alimentati da fili di linea del vagone anteriore, tutti i motori di trazione del treno sono controllati all'unisono.

Design

La maggior parte delle MU sono alimentate da motori di trazione, che ricevono la loro energia attraverso un terzo binario o un filo aereo (EMU) o da un motore diesel che guida un generatore che produce elettricità per guidare motori di trazione.

Una MU ha gli stessi componenti di potenza e trazione di una locomotiva, ma invece che i componenti siano concentrati in una macchina, sono distribuiti tra le macchine che compongono l'unità. In molti casi queste auto possono spingere se stesse solo quando fanno parte dell'unità, quindi sono semi-permanentemente accoppiate. Ad esempio, un'auto potrebbe trasportare il motore principale e i motori di trazione, e un'altra il motore per la generazione di potenza di testa; una EMU potrebbe avere un'auto che trasporta il pantografo e il trasformatore, e un'altra auto trasporta i motori di trazione.

Le auto MU possono essere autoveicoli o rimorchi, non è necessario che tutti siano motorizzati. Le autotreni possono contenere attrezzature supplementari come compressori d'aria, batterie, ecc .; possono anche essere dotati di cabina di guida.

Nella maggior parte dei casi, i treni MU possono essere guidati / controllati solo da cabine dedicate. Tuttavia, in alcuni treni MU, ogni auto è dotata di una console di guida e di altri controlli necessari per far funzionare il treno, quindi ogni auto può essere utilizzata come un taxi sia che sia motorizzata o meno, se alla fine del treno. Un esempio di questa disposizione sono le frecce di transito NJ.

Unità multiple passeggeri

Praticamente tutto il materiale rotabile in transito rapido, come ad esempio sulla metropolitana di New York, la metropolitana di Londra e altri sistemi di metropolitana, sono unità multiple, generalmente EMU. La maggior parte dei treni nei Paesi Bassi e in Giappone sono MU, il che li rende adatti per l'uso in aree ad alta densità di popolazione.

Molti treni ferroviari ad alta velocità sono anche unità multiple, come il giapponese Shinkansen e i treni ad alta velocità ICE 3 Intercity-Express tedeschi di ultima generazione. Un nuovo MU ad alta velocità, l'AGV, è stato presentato dalla francese Alstom il 5 febbraio 2008. Ha una velocità di servizio dichiarata di 360 km / h (220 mph). L'ICF dell'India ha annunciato il primo treno senza motore ad alta velocità del paese chiamato "train 18", che corre a una velocità massima di 250 km / h.

Spedizione di più unità

Sono state utilizzate unità multiple, occasionalmente per il traffico merci, come il trasporto di container o per i treni utilizzati per la manutenzione. Il treno della serie M250 giapponese ha quattro carrelli frontali e finali che sono EMU ed è operativo da marzo 2004. La CargoSprinter tedesca è stata utilizzata in tre paesi dal 2003.

Confronto con treni trainati da locomotive

vantaggi

Le unità multiple presentano numerosi vantaggi rispetto ai treni trainati da locomotive.

Efficienza energetica

Sono più efficienti dal punto di vista energetico rispetto ai treni trainati da locomotive.

Sfumature

Hanno una migliore aderenza, poiché più del peso del treno è trasportato su ruote motrici, piuttosto che la locomotiva che deve trasportare il peso morto degli autobus senza motore.

Accelerazione

Hanno un rapporto peso / potenza più elevato rispetto a un treno trainato da una locomotiva poiché non dispongono di una locomotiva pesante che non trasporta passeggeri, ma contribuisce al peso totale del treno. Ciò è particolarmente importante nei casi in cui i servizi ferroviari effettuano fermate frequenti, poiché l'energia consumata per accelerare il treno aumenta in modo significativo con un aumento di peso. A causa dell'efficienza energetica e dei valori più elevati di rapporto peso adesivo / peso totale, hanno generalmente una maggiore capacità di accelerazione rispetto ai treni di tipo locomotivo e sono favoriti nei treni urbani e nei sistemi metropolitani per le frequenti operazioni di avvio / arresto.

Tempi di consegna

La maggior parte di essi ha cabine su entrambe le estremità, con conseguenti tempi di risposta più rapidi, costi di equipaggio ridotti e maggiore sicurezza. I tempi di consegna più rapidi e le dimensioni ridotte (dovute a frequenze più elevate) rispetto ai grandi treni trainati da locomotive, hanno reso la MU una parte importante dei servizi ferroviari suburbani in molti paesi. Le MU sono anche utilizzate dalla maggior parte dei sistemi di transito rapido. Tuttavia, la necessità di girare una locomotiva non è più un problema per i treni trainati da locomotive a causa del crescente uso di treni push pull.

Fallimento

Solitamente più unità possono essere rapidamente costituite o separate in gruppi di lunghezze variabili. Diverse unità multiple possono funzionare come un singolo treno, quindi essere spezzate in un punto di giunzione in treni più corti per destinazioni diverse. Poiché vi sono più motori / motori, il guasto di un motore non impedisce all'unità multipla di continuare il suo viaggio. Un treno trainato da una locomotiva in genere ha una sola unità di potenza, il cui guasto disabiliterà il treno. Tuttavia, alcuni treni trainati da locomotive possono contenere più di una unità di potenza e quindi essere in grado di continuare a velocità ridotta dopo il guasto di una.

Carichi sull'asse

Hanno carichi sugli assi più leggeri, consentendo il funzionamento su binari più leggeri, dove le locomotive possono essere vietate. Un altro effetto collaterale di ciò è la ridotta usura della carreggiata, poiché le forze di trazione possono essere fornite attraverso molti assi, anziché solo i quattro o sei di una locomotiva. Generalmente hanno accoppiatori rigidi invece di quelli flessibili spesso usati su treni trainati da locomotive. Ciò significa che i freni / l'acceleratore possono essere applicati più rapidamente senza una quantità eccessiva di scossone sperimentata negli autobus passeggeri. In un treno trainato da una locomotiva, se il numero di auto viene modificato per soddisfare la domanda, anche le prestazioni di accelerazione e frenata cambieranno. Ciò richiede l'esecuzione di calcoli delle prestazioni tenendo conto della composizione del treno più pesante. Ciò può talvolta causare la sopraffazione di alcuni treni in periodi non di punta rispetto alle prestazioni richieste. Quando vengono accoppiate 2 o più unità multiple, le prestazioni del treno rimangono pressoché invariate. Tuttavia, nelle composizioni di treni trainati da locomotive, l'uso di locomotive più potenti quando un treno è più lungo può risolvere questo problema.

svantaggi

Le unità multiple presentano alcuni svantaggi rispetto ai treni trainati da locomotive.

Manutenzione

Può essere più facile mantenere una locomotiva rispetto a molte auto a propulsione autonoma. In passato, era spesso più sicuro individuare i sistemi di alimentazione del treno lontano dai passeggeri. Ciò è stato particolarmente vero per le locomotive a vapore, ma ha ancora una certa rilevanza per le vittime rispetto a quelle con una locomotiva (in cui la locomotiva pesante fungerebbe da "zona di accartocciamento").

Fallimento

Se una locomotiva si guasta, può essere facilmente sostituita con movimenti di manovra minimi. Non sarebbe necessario che i passeggeri evacuassero il treno. Il guasto di un'unità multipla richiede spesso un treno completamente nuovo e attività di commutazione che richiedono tempo; inoltre ai passeggeri verrebbe chiesto di evacuare il treno fallito e di salire a bordo di un altro. Tuttavia, se il treno è composto da più unità multiple, esse sono spesso progettate in modo tale che, in caso di avaria di un'altra unità, il treno possa rimorchiarlo in folle se i freni e altri sistemi di sicurezza sono operativi.

Treni al minimo

I treni inattivi non sprecano costose risorse energetiche. Locomotive separate significano che le costose risorse motrici possono essere spostate secondo necessità e utilizzate anche per il trasporto di treni merci. Una disposizione a unità multiple limiterebbe queste costose risorse energetiche motivanti da utilizzare nel trasporto passeggeri.

Passaggio tra le unità

È difficile avere passerelle tra le unità accoppiate e mantenere comunque un frontale anteriore aerodinamico. Per questo motivo, di solito non c'è passaggio tra le unità accoppiate ad alta velocità. Ciò potrebbe richiedere un numero maggiore di membri dell'equipaggio, in modo che ispettori del biglietto, ad esempio, possano essere presenti in tutti loro. Ciò comporta costi operativi più elevati e un minore utilizzo delle risorse dell'equipaggio. In un treno trainato da una locomotiva, un equipaggio può servire il treno a prescindere dal numero di vagoni nel treno purché non vengano superati i limiti del carico di lavoro individuale. Allo stesso modo, in tali casi, potrebbe essere necessario duplicare le auto a buffet e altre strutture passeggeri condivise in ciascuna unità, riducendo l'efficienza.

Flessibilità

Le locomotive di grandi dimensioni possono essere sostituite da locomotive di piccole dimensioni dove è necessaria maggiore potenza. Inoltre, diversi tipi di autovetture (come sedili reclinabili, compartimenti, cuccette, traversine, vagoni ristorante, auto a buffet, ecc.) Possono essere facilmente aggiunti o rimossi da un treno trainato da una locomotiva. Questo non è così facile per un'unità multipla, poiché le singole auto possono essere attaccate o staccate solo in una struttura di manutenzione. Ciò consente anche a un treno a trazione propria di essere flessibile in termini di numero di automobili. Le auto possono essere rimosse o aggiunte una ad una, ma su più unità devono essere accoppiate due o più unità. Questo non è così flessibile.

Rumore

L'ambiente passeggeri di un'unità multipla è spesso notevolmente più rumoroso di quello di un treno trainato da una locomotiva, a causa della presenza di macchinari a pavimento. Lo stesso vale per le vibrazioni. Questo è un problema particolare con le DMU.

Obsolescenza

Separare la forza motrice dalle auto che trasportano il carico utile significa che entrambe possono essere sostituite quando obsolete senza influenzare l'altra.

Per paese

Australia

Nel 1964, Tulloch Limited costruì le prime auto a rimorchio a due piani per l'uso a Sydney; correvano con auto elettriche a ponte singolo. Il primo prototipo di automobile a due piani fu costruita da Comeng nel 1969 e le versioni di produzione entrarono in servizio nel 1972; questi furono i primi treni passeggeri EMU a doppio ponte al mondo. Tutti i treni pendolari elettrici di Sydney Trains a Sydney sono ora a due piani. Hanno tutte due porte per lato per carrello, con un vestibolo a ciascuna estremità all'altezza della piattaforma. Esempi ben noti di questi treni sono i treni Tangara e Millennium. I treni pendolari a doppio ponte di Sydney sono alti 14 piedi e 4,5 pollici (4,382 m).

La Public Transport Corporation di Melbourne ordinò un prototipo di treno a due piani per lo sviluppo e la dimostrazione nel 1991. Subì frequenti guasti e trascorse lunghi periodi di inattività. Fu infine ritirato nel 2002 e demolito nel 2006.

Cina

Il concetto di unità multipla è entrato nell'orizzonte dei cinesi dalla sesta campagna Speed-up della China Railway nel 2007. Con l'aggiornamento di Jinghu Railway, North Jingguang Railway, Jingha Railway e Hukun Railway e la costruzione di nuove linee dedicate ai passeggeri (o Passenger Railways) completati, i treni CRH (China Railway High-speed) sono stati messi in servizio, principalmente nella Cina settentrionale e nord-orientale e nella Cina orientale. Tutti questi treni CRH sono unità multiple elettriche. Questo è stato l'inizio del servizio generale di treni multipli nel sistema ferroviario nazionale cinese.

Molto prima dell'introduzione del marchio CRH, treni multipli su tutte le principali metropolitane cinesi sono in servizio in Cina.

India

Le ferrovie indiane utilizzano MU diesel ed elettriche sulla sua rete nazionale. Tutte le linee di transito suburbano e rapido sono servite da EMU.

Indonesia

L'Indonesia utilizza MU diesel ed elettriche dal 1976. La maggior parte di questi MU è stata costruita in Giappone.

Irlanda

CIÉ presentò le sue prime DMU, ​​la classe 2600, nel 1951.

Giappone

In Giappone la maggior parte dei treni passeggeri, incluso lo Shinkansen ad alta velocità, sono del tipo a unità multiple (MU). I pochi treni passeggeri trainati da locomotive ancora in circolazione sono treni orientati al turismo, come i numerosi treni trainati a vapore operati stagionalmente su linee panoramiche in tutto il paese.

Il Giappone è un paese ad alta densità di popolazione con un gran numero di passeggeri delle ferrovie in aree urbane relativamente piccole ed è richiesto un frequente esercizio di treni a breve distanza. Pertanto, l'elevata capacità di accelerazione e i rapidi tempi di consegna delle MU presentano vantaggi, favorendo il loro sviluppo in questo paese. Inoltre, il terreno montuoso offre alle MU un vantaggio sui gradi più ripidi rispetto a quelli presenti nella maggior parte dei paesi, in particolare su piccole linee private, molte delle quali vanno dalle città costiere alle piccole città in montagna.

La maggior parte dei treni a lunga percorrenza in Giappone era gestita da locomotive fino agli anni '50, ma utilizzando e migliorando la tecnologia dei treni urbani urbani a corto raggio, furono sviluppati veicoli di tipo MU espresso a lunga percorrenza e ampiamente introdotti a partire dalla metà degli anni '50. Questo lavoro ha portato allo sviluppo originale di Shinkansen che ha ottimizzato tutte le efficienze dell'UEM per massimizzare la velocità. Fu introdotto al completamento del Tokaido Shinkansen (letteralmente "nuova linea di tronco") nel 1964. A partire dagli anni '70, la trazione della locomotiva era considerata lenta e inefficiente e il suo uso è ora principalmente limitato ai treni merci.

Recentemente ci sono stati sforzi di sviluppo nella tecnologia EMU del trasporto merci, ma attualmente è utilizzato solo per un servizio di trasporto espresso sulla linea principale di Tokaido tra Tokyo e Osaka. Il governo ha spinto per l'adozione della tecnologia EMU merci per motivi di efficienza energetica nella speranza che l'adozione diffusa possa aiutare a soddisfare le emissioni di CO
2 obiettivi di emissione. Lo sforzo è stato principalmente mirato alla spedizione di pacchi espressi che altrimenti viaggerebbero su strada.

Russia

Elektrichka (russo: электри́чка, ucraino: електри́чка, romanizzato: elektrychka ) è una parola informale per elektropoezd (russo: электропо́езд), un treno passeggeri elettrico sovietico o post-sovietico (prevalentemente suburbano). Gli elektrichka sono diffusi in Russia, Ucraina e in alcuni altri paesi dell'ex Unione Sovietica. Il primo giro in elektrichka ebbe luogo nell'agosto del 1929 tra Mosca e Mytishchi.

Svezia

Le ferrovie svedesi sono state privatizzate in fasi per circa 25 anni e oggi molte compagnie diverse gestiscono diversi tipi di unità multiple. Oggi la maggior parte dei treni passeggeri è costituita da più treni unitari di cui il traffico regionale li utilizza esclusivamente.

Svizzera

Le ferrovie federali svizzere utilizzano molte unità multiple, principalmente su linee regionali (S-Bahn).

• Linee regionali
  • RBe 540
  • RBDe 560
  • RABe 514
  • RABe 520 "Thurbo"
  • RABe 523 "FLIRT" e varianti
  • RABe 511 "KISS"
• Linee interurbane
  • RABDe 500 "ICN"
  • ETR 470
  • ETR 610

Regno Unito

Nel Regno Unito l'uso di moderne unità multiple diesel è stato un pioniere nell'Irlanda del Nord, anche se diverse altre compagnie ferroviarie hanno anche sperimentato i primi DMU (incluso il Great Western e il Midland scozzese di Londra). Esempi notevoli includono le famiglie Sprinter e Voyager e il nuovissimo servizio di treni Olympic Javelin.

Il sistema passeggeri della metropolitana di Londra è gestito esclusivamente da EMU. I treni di lavoro sotterranei impiegano locomotive separate, alcune delle quali sono alimentate da doppia batteria / live rail.

Nell'Irlanda del Nord la maggior parte dei servizi passeggeri è stata gestita da più unità diesel dalla metà degli anni '50 con il mandato sia dell'Ulster Transport Authority (1948-1966) che delle ferrovie dell'Irlanda del Nord (dal 1967).

Stati Uniti e Canada

I treni in Nord America sono trainati da locomotive e utilizzano il controllo Multiple Unit (MU) per controllare più locomotive. Il sistema di controllo della locomotiva principale si collega alle altre locomotive in modo che il controllo dell'ingegnere venga ripetuto su tutte le locomotive aggiuntive. Le locomotive sono collegate da cavi multi-core. Il sito Web tecnico ferroviario , controllo MU locomotive degli Stati Uniti Questo non rende tali MU locomotive ai fini del presente articolo. Vedi la locomotiva consistono.

Tuttavia, i pendolari, il transito rapido e le operazioni di metropolitana leggera fanno ampio uso di MU. La maggior parte dei treni a propulsione elettrica sono MU.

La Divisione ferroviaria regionale della Southeastern Pennsylvania Transportation Authority (SEPTA) utilizza quasi esclusivamente EMU, ad eccezione del suo servizio espresso di punta. Il servizio di transito nel New Jersey sulla linea del corridoio nord-est è suddiviso tra locomotive elettriche ed EMU.

Le EMU M2, M4, M6 e M8 che operano sulla linea New Haven della Metro-North Railroad, sono "multi-sistema", il che significa che possono trarre energia dalla terza ferrovia o dalle linee aeree. Ciò consente il funzionamento sotto i collegamenti tra Pelham, New York e New Haven, CT, una sezione della pista di proprietà di Metro North ma condivisa con il servizio del corridoio nord-est dell'Amtrak e sulla terza ferrovia tra Pelham e Grand Central Terminal. Le EMU sono utilizzate sulla linea AMT Montreal / Deux-Montagnes.

Le DMU sono meno comuni, in parte perché le nuove operazioni di metropolitana leggera sono quasi interamente elettriche, con molte rotte pendolari già elettrificate, e anche a causa delle difficoltà poste dalle norme dell'Amministrazione federale delle ferrovie che ne limitano l'uso su corridoi passeggeri / merci condivisi. Quando il RDC Budd fu sviluppato dopo la seconda guerra mondiale, fu adottato per molte rotte passeggeri secondarie negli Stati Uniti (specialmente sulla ferrovia di Boston e Maine) e in Canada. Queste operazioni generalmente sopravvissero più a lungo in Canada, ma molte furono abbandonate nei tagli della Via Rail dei primi anni '90. Uno che sopravvive è il treno Victoria - Courtenay sull'isola di Vancouver. L'uso della DMU in Canada è stato ripreso negli ultimi anni, a partire dall'apertura di Union Pearson Express nel 2015.

Mentre la maggior parte delle DMU deve soddisfare i rigorosi requisiti di incidente della FRA per il funzionamento simultaneo con le ferrovie merci, le DMU in stile europeo sono utilizzate con accordi di multiproprietà su diverse linee ferroviarie, tra cui la RiverLINE nel New Jersey. Solo una manciata di produttori negli Stati Uniti produce o ha prodotto DMU conformi alla FRA, tra cui Colorado Railcar (ora US Railcar) e Nippon Sharyo / Sumitomo Corporation. NJ Transit ha sperimentato questa DMU sulla linea di Princeton Branch. Nell'agosto 2006 è stato annunciato che l'Amtrak vuole che lo Stato del Vermont faccia esperimenti con le DMU sulla linea Vermonter sovvenzionata dallo stato da New Haven a nord di St. Albans per sostituire le locomotive diesel meno efficienti attualmente utilizzate.

I tram MU furono usati a Toronto dalla Toronto Transportation Commission (successivamente Toronto Transit Commission) dal 1949 al 1966 usando 100 PCC A-7 costruiti dalla St. Louis Car Company e dalla Canadian Car and Foundry. Queste due unità automobilistiche correvano lungo la rotta Bloor Street solo a partire dal 1950 e cessarono le operazioni dopo l'apertura della linea della metropolitana Bloor – Danforth nel 1966. Le unità A-7 furono successivamente convertite in monouso.

Galleria

• Un'unità multipla belga classica di tipo 74
• Classe polacca EN57 a Mińsk Mazowiecki
• Due ICE 3 accoppiati sulla linea ferroviaria ad alta velocità Colonia-Francoforte vicino a Montabaur
• Un cartello in corrispondenza di una fermata della metropolitana leggera a Stoccarda, in Germania, che include informazioni pittoriche che avvisano i passeggeri se saranno costituiti servizi di veicoli leggeri o singoli a doppia unità a più unità ferroviarie