| 27.03.2006 - VYSOKORYCHLOSTNÍ ŽELEZNICE SVĚTA, JAPONSKÉ SHINKANSENY A SUPRAVODIVÝ MAGLEV | | Účelem příspěvku je podat informaci o vývoji vysokorychlostních železnic, jejich základních konstrukčních a technických parametrech a stavu výzkumu a vývoje, včetně výhledu do budoucna. Text pojednává zejména o japonských rychlovlacích shinkansen a supravodivém systému Maglev, který by měl v budoucnu spojovat Tokyo s Osakou a dosahovat rychlosti blízké šesti stům kilometrům za hodinu. Nejsou však opomenuty ani informace o vysokorychlostních tratích v jiných zemích, jako jsou francouzské TGV, německé ICE.
Základní informaci pro napsání příspěvku a motivaci autorovi poskytla přednáška [1] Dr. Hideyuki Takai z Železničního technického výzkumného institutu (Railway Technical Research Institute, Tokyo) [2].
1. Vymezení vysokorychlostních tratí, soupeření v rychlosti
V roce 2005 byla nejrychlejší železnice světa z hlediska průměrné rychlosti vlaku mezi dvěma stanicemi ve Francii. Průměrná rychlost soupravy TGV (Train a Grande Vitesse – Vysokorychlostní vlak) mezi Lyon-St Exupéry a Aix-en-Provence byla naměřena ve výši 263,3 km/hod, zatímco nejrychlejší japonský shinkansen dosahoval mezi Hiroshimou a Kokurou průměrné rychlosti pouze 261,8 km/hod [3]. Colin Taylor v [3] kromě tohoto rekordu hovoří podrobněji o historii zvyšování rychlosti v rámci osobní železniční přepravy a definuje vysokorychlostní železnici jako vlaky či linky, jejichž maximální rychlost dosahuje 200 km/hod či více. Tajemství honby za co nejvyšší rychlostí má jednoduchý důvod. Tím je úspora času zákazníků. První překročení hranice 200 km/hod bylo dosaženo v Japonsku v říjnu roku 1964 na speciální trati Tokaido shinkansen. Maximální rychlost jednotky byla 220 km/hod. Další zvýšení mimo Japonsko následovalo roku 1981 ve Francii, kdy byla navržena a uvedena do provozu jednotka s maximální provozní rychlostí 260 km/hod.
Francouzské TGV s překročením rychlosti 200 km/hod následovala v roce 1988 Itálie a její ETR (Eurostar Italia) vlaky s rychlostí 250 km/hod. Roku 1991 německé soupravy ICE (InterCity Express) dosahují 280 km/hod. Zvyšování rychlosti pokračuje na hranici 300 km/hod roku 1992 ve Španělsku – soupravami AVE (Alta Velocidad Espanola – Španělská vysoká rychlost), 1997 v Belgii – vlaky TGV a Eurostar, ve Velké Británii taktéž soupravami Eurostar od roku 2003 nebo například v Korei od roku 2004 vlaky KTX (Korea Train Express). Lze nalézt nesoulad mezi informacemi o maximálních provozních rychlostech vlaků v různých zemích při porovnání více zdrojů (odlišné hodnoty jsou například v [4]), zde uvedené údaje jsou převzaty z [1]. Donedávna vedla prvenství Francie s rychlostí TGV 320 km/hod, následována shinkanseny a německými soupravami ICE s rychlostí 300 km/hod. To již neplatí a prvenství patří opět Japonsku. V tiskové zprávě [5] publikované minulý rok Japonskými železnicemi se hovoří o nové jednotce FASTECH 360 (obr. 1), jejíž rychlost má být 360 km/hod.
Obr. 1 – Předek jednotky Fastech 360 – vůz č. 8 a jeho šipkovitý profil (Zdroj: [6])
Kromě vysokého komfortu má jednotka Fastech 360 nabídnout vysokou spolehlivost provozu, což je v Japonsku samozřejmostí. Vhodné je upozornit, že uváděné hodnoty reprezentují maximální provozní rychlosti a během testovacích jízd jsou dosahovány rychlosti vyšší. Například jednou z dosažených rychlostí u jednotky Fastech 360 během testovacích jízd byla rychlost 405 km/hod [2].
2. Podrobnější vývoj vlaků a tratí shinkansen
Následující článek pojednává detailněji o historii vývoje souprav a vysokorychlostních tratí shinkansen od roku 1964 do současnosti v Japonsku. Dle [7], což je údaj z roku 2003, je v Japonsku celkem 20 014 km tratí ve vlastnictví Japonských železnic. Z toho 5 851 km (33 %) je dvojkolejných a 9 813 km (56 %) tratí elektrifikovaných. Denně je po nich přepraveno 24 milionů lidí a v přepočtu na jeden kilometr jízdy a den se jedná o 661 milionů osob. Z hlediska nákladní dopravy je denně přemístěno 103 tisíc tun nákladu, v přepočtu na jeden kilometr a den se jedná o hmotnost 61,822 milionů tun nákladu.
Na obr. 2 je zobrazena lokalizace shinkansen tratí v provozu, včetně staveb dokončovaných a plánovaných. Veškeré linky tohoto typu jsou provozovány Japonskými železnicemi (JR = Japan Railways), na oddělených tratích od tratí určených pro vlaky ostatních typů a také s oddělenými nástupišťmi. Nejkratší časy uváděné níže pro překonání určité vzdálenosti jsou vždy platné pro nejrychlejší spoj, což je spoj, který v rámci určité trasy staví v minimálním počtu (pouze nejvýznamnějších) stanic. Pokud není uvedeno jinak. Toto je nutné brát v potaz, protože na určité trase může jezdit více kategorií shinkansenů. Kupříkladu na trati Tokaido/Sanyo se jedná o tři kategorie vlaků – Nozomi, Hikari a Kodama. První uvedený spoj je nejrychlejší, oproti tomu shinkansen Kodama staví v každé stanici [8]. Většina tras pro shinkanseny je umístěna na hlavním japonském ostrově Honshu, kde spojují Tokyo s ostatními významnými městy císařství. Výjimkou je v současnosti pouze část trati Sanyo vedoucí z ostrova Honshu do Hakaty na ostrově Kyushu a existující část budovaného Kyushu shinkansenu.
Slovo shinkansen v překladu do češtiny znamená nová hlavní linka (trasa). Pro označení samotných vlaků shinkansen se v Japonsku oficiálně užívá pojem super expresy (Super Express), avšak neoficiálně i Japonci používají v dialogu pojmu shinkansen pro vlak. Při stavbě tratí pro shinkanseny nebylo vždy vhodné a ani možné jejich stanice vybudovat na stávajících nádražích určitých měst, proto byla, jsou a budou stavěna nová nádraží někdy speciálně pro tyto linky. Takové nádraží poté má ve svém názvu předponu shin, jako nové. Nelze však veškerá nádraží v Japonsku s předponou shin spojovat se stanicemi pro shinkanseny.
Frekvence vlaků je různá na odlišných tratích a také počet vlaků určité kategorie operujících na určité z nic. Například na trase Tokaido operuje denně zhruba tři sta vlaků a průměrné zpoždění těchto vlaků na trase z Tokya do Osaky se pohybuje zhruba ve výši 0,1 minuty [1]. Jedná se o údaj Centrálních japonských železnic (dílčí organizace Japan Railways) z roku 2003, ve kterém bylo zprůměrováno zpoždění sto šedesáti tisíc jízd super expresů. V tom jsou započítány všechny prodlevy způsobené přírodními nebo lidskými faktory. Rozchod většiny běžných tratí v zemi je úzký, konkrétně 1 067 mm. Jelikož je u vyšších rychlostí nutná větší stabilita, mají tratě pro shinkanseny normální rozchod, a to 1 435 mm (shodný rozchod s běžnými tratěmi v České republice) až na jednu výjimku. Tou je část linky Akita mezi městy Akita a Omagari (blíže k trase viz níže), kde byl po nahrazení úzkého rozchodu rozchodem normálním na ostatních částech trati ponechán jeden směr trati s rozchodem 1 067 mm z důvodu potřeby užití linky také pro jiné vlaky než shinkanseny. Provoz shinkansenů není nepřetržitý 24 hodin denně, ale zhruba od šesté hodiny ranní do půlnoci, zbývajících šest hodin jsou trasy nezatíženy vlaky a je tak ponechán čas pro jejich údržbu. Doprava po železnici je v té době možná skrz omezené množství vlaků jezdících po úzkorozchodných tratích paralelně s tratěmi pro super expresy. Každý vůz super expresu měří dvacet pět metrů, jednotka může být složena až ze šestnácti vozů a dosahovat tedy délky čtyři sta metrů. Veškerá nástupiště stanic tomu jsou svou délkou přizpůsobena.
Obr. 2 – Tratě shinkansen v Japonsku, (Zdroj: [9])
Z hlediska bezpečnosti nedošlo nikdy ke ztrátě lidského života v důsledku přímého provozu shinkansenu. Nehody se stávají pouze ve stanicích při zavírání dveří vlaku, přestože v každé stanici jsou pracovníci, kteří zodpovídají za bezpečné zavření dveří po nastoupení všech pasažérů. Pokud byl lidský život ztracen, pak v případě sebevražedného skoku před vlak. Proti tomu jsou budovány bariéry zabraňující přístupu neoprávněných osob do kolejiště, ale nemohou zabránit všem neštěstím. V případě zemětřesení jsou vlaky díky detekčnímu systému velice rychle zastaveny. Systém Fastech 360 je vybaven zařízením, které umožní detekci nežádoucích překážek na kolejích. V případě jejich výskytu vlak opět ve velice krátkém čase zastaví.
Jak již bylo uvedeno, nejstarší vysokorychlostní trať je Tokaido shinkansen. Spojující Tokyo a Osaku (stanice Shin-Osaka). Trať je dlouhá 515 kilometrů a její počátek v Tokyu - v Tokyjské stanici (Tokyo Station), což je centrální tokyjské nádraží, které bylo postaveno v roce 1914 dle Amsterdamského hlavního nádraží [10]. Tokyjská stanice je výchozím bodem pro více linek shinkansen. Kromě toho je také užívána jako zastávka pro lokální a expresní vlaky, včetně základní linky tokyjského kruhového okruhu Yamanote line. Jedná se o druhý největší železniční terminál v Japonsku z hlediska rozlohy, po tokyjské stanici Shinjuku (Shinjuku Station) a třetí dle počtu odbavených cestujících (První je opět Shinjuku a druhá, taktéž tokyjská, stanice Ikebukuro.). Všechny tři stanice se nacházejí na kruhovém okruhu linky Yamanote.
Trať Tokaido byla původně zamýšlena v roce 1940 v délce 150 km, měla spojovat Tokyo s městem Shimonoseki a její realizace měla zvýšit rychlost dopravy oproti existujícím expresním vlakům o padesát procent [11]. Druhá světová válka projekt ve fázi plánování přerušila a bylo se k němu navráceno roku 1959. Po pěti letech prací byla stavba dokončena a první vlak vyjel 1. října 1964, již na trať délky 515 km (obr. 3). Načasování na rok 1964 bylo úmyslné vzhledem ke konání XVIII. letních olympijských her v Tokyu téhož roku. Hry se měly v Tokyu konat již roku 1940, ale válka jejich konání znemožnila. Během tří let od zahájení provozu bylo přepraveno na trase přes sto milionů osob. V roce 1976 to bylo již přes miliardu cestujících a ve čtyřicátém výročí trasy, roku 2004, se jednalo o 4,16 miliardy přepravených osob. (Celková populace Japonska je přibližně 127 milionů osob, včetně asi dvou milionů cizinců.)
Obr. 3 – Tokaido shinkansen (Zdroj: [11])
První vysokorychlostní vlak nesl sériové označení 0 (nula). Sestával se ze šesti vozů, jeho maximální rychlost byla 220 km/hod a vzdálenost mezi Tokyem a Osakou urazil za čtyři hodiny. V roce 1986 byl nahrazen sérií 100, rychlost byla stejná. Roku 1992 jednotkou 300 s rychlostí 270 km/hod. V současnosti jsou užívány na trati jednotky série 300, 500 (obr. 4) a 700 a původní doba přepravy mezi Tokyem a Osakou se zkrátila ze čtyř hodin na dvě a půl hodiny [9]. Intervaly pro výjezdy jednotek shinkansen jsou na trase Tokaido čtyřminutové. S pokračujícím výzkumem v aerodynamice dochází k úpravám tvarů souprav.
Obr. 4 –Shinkansen série 500 (Zdroj: [12])
Druhou vysokorychlostní tratí budovanou po lince Tokaido byla linka Sanyo (obr. 5). Stavební práce na ní byly zahájeny v roce 1970 a jejím účelem bylo prodloužení linky Tokaido z Osaky na ostrov Kyushu, konkrétně do města Hakaka. Provoz tratě v délce 554 km byl zahájen roku 1975. Hakaka je v současnosti koncovou stanicí rychlovlaků směřujících na ostrov Kyushu z strova Honshu.
Obr. 5 – Sanyo shinkansen (Zdroj: [13])
Rychlost jednotek na částech trati Sanyo dosahuje rychlosti 300 km/hod, během historie se na ní vystřídaly soupravy sérií 0, 100, 300, 500 a 700. Od zavedení série 500 je vzdálenost 554 km ujeta vlakem za 2 hodiny a 17 minut. Linka Sanyo přepravuje zhruba 40 % z celkového počtu cestujících v západní oblasti Japonských železnic.
Nová linka Kyushu shinkansen, která má propojit Hakaku a Kagoshimu (viz schéma na obr. 2) je ve výstavbě a předpokládané datum zahájení provozu celé tratě je rok 2010 až 2012 [9]. Roku 2004 byl zahájen provoz její části, a to z Shin-Yatsushiro do Kagoshima-Chuo. Maximální plánovaná rychlost souprav v rámci celé tratě Kyushu je 260 km/hod. Železniční technický výzkumný institut [2] vyvíjí zařízení, které by umožnilo změnu rozchodu tratě za jízdy vlaku skrz změnu rozchodu nápravy vlaku. Systém je nyní ve fázi testování a bude použit kromě jiného právě na trase Kyushu shinkansen.
Výstavba severovýchodní linky shinkansen Tohoku (obr. 6) byla započata roku 1971. Provoz tratě mezi městy Omiya a Morioka byl zahájen o tři roky později. Postupně byly do roku 2002 přistavěny k trati tři úseky, jimiž došlo k propojení koncových plánovaných bodů linky – Tokyo Station a města Hachinohe. Svou délkou 593 km představuje trať nejdelší japonskou současnou shinkansen linku. Je vhodné podotknout, že stanice Ueno na témže obrázku, následující za stanicí Tokyo, je také součástí Tokyo city. Rychlost vlaku mezi Tokyem a Omiyamou je omezena na 110 km/hod v důsledku požadavků nepřekročení hlukových hodnot stanovených normou v oblasti. Obecně je hluk problémem na všech tratích a zejména při vjíždění vlaků do tunelů (vznikají rázové zvukové vlny) a jeho intenzita vzrůstá s rychlostmi vlaků. Nicméně je žádoucí i přes to do budoucna zvyšovat rychlosti vlaků, proto je výzkum zaměřen s vysokou měrou také právě na omezení vzniku těchto zvukových vln.
Obr. 6 - Tohoku shinkansen (Zdroj: [14])
Maximální rychlost vlaků na určitých částech tratě dosahuje 275 km/hod. Značný vliv na její výši mají obecně návrhové parametry tratí (směrové a výškové uspořádání), o kterých bude pojednáno podrobněji níže. Plánované dokončení prodloužení tratě z Hachinohe do Shin-Aomori je očekáváno v roce 2010 až 2012 [9]. Nejsevernější hlavní japonský ostrov Hokkaido je nyní bez linky shinkansen. Je v plánu ho propojit prodlužením linky Tohoku z Aomori skrz podmořský tunel Seikan (spojující Hokkaido a hlavní japonský ostrov Honshu) do Hakodate a následně Sappora na Hokkaidu (viz schéma na obr. 2), termín realizace však není jistý. Na trati se od okamžiku otevření do současnosti vystřídaly jednotky typu 200, 400, E2 (obr. 7), E3 a E4 (obr. 7). Jejich detailnější popisy včetně více fotografií jsou dostupné v [9].
Obr. 7 - Jednotky shinkansen – úplně vlevo vlak série E2, vedle něho E4. Na pravém obrázku je jeden z pozdějších inspekčních vlaků. Již od prvního z roku 1975 do dneška nese většina z nich přezdívku Doktor Žlutý (Doctor Yellow). Rychlost inspekčních vlaků je totožná s rychlostí souprav přepravujících cestující. (Zdroje: [9], [15])
Na linku Tohoku navazují dvě kratší shinkansen linky, a to Yamagata ve Fukushimě (v provozu od roku 1992 - obr. 2) a Akita ve měste Morioka (v provozu od roku 1997 - obr. 2). Akita shinkansen propojuje město Akita s Tokyem, kdy vlak po přijetí do Morioky pokračuje dále na jih země po trase Tohoku. Totéž platí pro vlaky jedoucí z města Shinjo po trase Yamagata, opět v Morioce používají trasu Tohoku. Podrobnější údaje o tratích a jejich vlacích jsou uvedeny také v [9].
Joetsu shinkansen (obr. 8) je v provozu mezi městy Omiya a Niigata od roku 1982. Vzdálenost mezi oběmi krajními místy trasy je 270 km. Původní návrh na propojení linky Joetsu s Tokyem byl skrz stanici Shinjuku, která se nachází v západní části Tokya (Stanice Shinjuku byla již zmíněna v předchozím článku.). Trať měla vycházet z města na severu a probíhat paralelně vedle tratě pro Tohoku shinkansen. Z důvodu problémů se zábory půdy však bylo od toho upuštěno a v letech 1985 až 1991 vybudováno dokončení trasy skrz Ueno do stanice Tokyo, což paralelní běh tratí zachovalo do Omizai, jak bylo původně zamýšleno. Vlakové jednotky, které jezdily či jezdí dodnes na trase Joetsu, jsou sérií 200, E1, E2 a E4.
Obr. 8 - Joetsu shinkansen (Zdroj: [16])
Linka shinkansen operující od ruku 1997 mezi Takesaki a městem Nagano nese název Hokuriku nebo také Nagano. Její délka je 117,4 km mezi těmito dvěma městy a byla postavena pro podporu dopravy mezi Tokyem a Naganem pro rok konání olympijských her v Naganě roku 1998. Délka celé trasy z Tokya do Nagana je 226 km. Rozdíl mezi dvěmi předchozími vzdálenostmi představuje délku trasy mezi Tokyem a Takesaki. Maximální rychlost vlaků je 260 km/hod a cesta z Tokya do Nagana trvá 79 minut (Pro připomenutí je nyní opět uvedeno, že se jedná o nejrychlejší spojení.). Vlaky trasy Hokuriku shinkansen představují pro cestující značnou úsporu času, za užití expresního vlaku trvá cesta zhruba 2 hodiny a 50 minut ze stanice Ueno do Nagana. V budoucnu se plánuje dobudovat trasu až do Osaky, jak je zachyceno na následujícím obrázku 9, přičemž některé úseky se už budují. Opět se jedná o investici, která by měla být dokončena do několika let – rok 2014. V provozu zde jsou vlaky série E2.
Obr. 9 - Hokuriku shinkansen (Zdroj: [17])
Poslední trasou v současnosti nesoucí ve svém názvu slovo shinkansen je linka Chuo. Měla by spojovat Tokyo s Osakou a svou rychlostí přes 500 km/hod silně konkurovat letecké dopravě. Nejedná se ale o rekonstrukci ani modernizaci stávající linky Sanyo spojující obě zmíněná města. Jelikož se jedná o velice odlišné technologie při jejím užití oproti ostatním tratím shinkansen a není proto ještě plně v provozu a dokončena, bude tomuto projektu (systému Maglev) věnována samostatná část – pátý článek.
3. Japonské tratě pro shinkanseny versus vysokorychlostní tratě v zahraničí
Vzhledem k rozsahu příspěvku nelze zmínit všechny vysokorychlostní tratě světa nacházející se mimo Japonsko a uvést o nich podrobné informace, jako tomu bylo v případě tratí pro shinkanseny. Nicméně existují základní rozlišnosti mezi kupříkladu vlaky TGV a shinkanseny a na druhou stranu i principy shodné pro všechny vysokorychlostní tratě, obojí zde jsou zmíněny. Pro směrové poměry tratí, konkrétně oblouků, platí, že s vyšší maximální rychlostí vzrůstá i požadovaný poloměr oblouku. Jízda v obloucích zpomaluje rychlost vlaku, avšak nelze je vždy plně eliminovat z důvodů omezených možností záborů půdy. Zde hrají významnou roli hlavně peníze. U plně automatizovaného řízení vlaků by bylo nejvhodnější maximální přímé směrování tras. Dosažení toho je nemožné i proto, že v případě více měst na trase neleží zpravidla všechna v jedné přímce.
Konkrétně dle [1] pro Shinkansen s maximální rychlostí 270 km/hod (Tokaido) musí být minimální rádius oblouku větší než zhruba 2 500 m. Pro 300 km/hod vlaky Sanyo, Tohoku či Joetsu jde o poloměry větší než cca 3 500 metrů. Německé ICE pro rychlost 300 km vyžadují poloměry oblouků kolem 5 000 metrů. Záleží vždy na národních předpisech. U TGV se poloměry liší opět značně dle systémů, ale jejich hodnoty jsou obdobné. Obecně pro vztah rychlosti a minimálního požadovaného poloměru směrového oblouku trasy platí to, co již bylo uvedeno výše, je však vhodné doplnit, že vztah není lineární, nýbrž po vynesení určitého většího množství bodů v grafu (rychlosti a poloměry u vysokorychlostních železnic ve více zemích) z nich lze vyčíst konkávní průběh aproximační křivky, tj. s vyšší rychlostí roste i poloměr minimálního požadovaného oblouku, ale s každým přírůstkem rychlosti je přírůstek poloměru menší.
Jelikož je hustota osídlení Japonska vysoká, není možné budovat většinu dopravních staveb přímo na povrchu země a často se tedy při nových projektech používají viadukty, mosty a tunely. V tab. 1 je uvedeno základní porovnání dopravních staveb v Japonsku a staveb pro TGV a ICE. Užití viaduktů, tunelů a mostů je nákladnější oproti trasám vedeným přímo po povrchu země. Zejména v případě viaduktů je nutné zaměřit pozornost při jejich návrhu na stabilitu, dynamické zatížení apod. K údajům neuvedeným v tabulce je zajímavé uvést další přibližné údaje z [1], a to například, že trasa Joetsu shinkansen je tvořena zhruba z padesáti procent viadukty, u trasy Sanyo a Hokuriku je podíl tunelových staveb na všech stavbách trasy větší než padesát procent a trasa pro shinkansen Kyushu by měla být vedena v tunelech zhruba ze sedmdesáti procent.
Tab. 1 – Podíl stavebních konstrukcí na vybraných stavbách (Zdroj: [1])
Rozlišují se dva způsoby spojení dvou kolejnic. První z nich je deskový (uchycení na betonovou desku), případně pražce, kdy obě kolejnice mají k sobě navzájem velice pevně stanovenou polohu. Tento druh fixace jejich polohy je převažující u linek Tohoku, Joetsu, Hokuriku, a západní části shinkansenu Sanyo. U východní části trasy Sanyo převažuje druhý následně uvedený způsob spojení kolejnic a u linky Tokaido je zastoupen zcela. Pro ostatní trasy nemá autor údaje k dispozici. Druhý způsob je uchycení kolejnic na dva betonové bloky, které jsou vzájemně propojeny ocelovým drátem a mezi nimi je štěrkové lože překrývající drát. Tento způsob je používán zejména u TGV a ICE. Je levnější z hlediska pořizovacích nákladů, snadněji se vyměňuje, ale na druhou stranu je jeho životnost kratší a při rychlostech vlaků kolem a nad 300 km/hod může docházet k nežádoucímu pohybu. Při porovnání nákladů na údržbu obou uvedených typů je levnější první zmíněný způsob, ale v důsledku zdokonalování systému údržby a nových technologií pro ni se ceny začínají vyrovnávat.
Dále se rozlišují dva způsoby umístění podvozků. TGV, ICE a shinkansen jsou tři ve světě nejznámější systémy vysokorychlostních železnic, tedy umístění podvozků bude zmíněno ve vztahu k nim. U TGV jsou podvozky umístěny v kloubech mezi lokomotivou a vagónem či mezi dvěma vagóny. U souprav ICE a shinkansen jsou podvozky vždy pod vozem. V prvním případě je vždy obecně třeba méně podvozků, pořizovací cena soupravy je nižší, vozy jsou tišší a je tak zajištěn vyšší komfort pasažérů, na druhou stranu je takový systém obtížnější na údržbu. V tab. 2 je nastíněn rozdíl v pohonu opět v rámci tří uvedených základních systémů. Sestavy TGV a ICE jsou lokomotivové, shinkanseny nikoliv. Například 12M4T u shinkansenu série 100 značí, že 12 jednotek sestavy má vlastní motor pro pohyb a jen čtyři nikoliv a jsou odkázány na 12 jednotek ostatních.
Tab. 2 – Lokomotivový systém versus rozptýlený (Zdroj: [1])
Problém propojení shinkansen systému se systémy evropských rychlovlaků není zanedbatelný a při aplikaci rychlodrah v novém zemí je nutné vždy zvolit jednoznačně jeden z nich se všemi klady i zápory. Akcelerace evropských vlaků je pomalejší než u shinkansenů, neboť, jak již bylo uvedeno, se jedná o lokomotivové systémy. Proto pro ně jsou nutností větší profily tunelů. Vyhraje-li v určité zemi politické, ekonomické či jiné kritérium při rozhodování o zřízení nového vysokorychlostního železničního systému, vždy je nutné počítat se vším, co k němu náleží. Čína je jednou ze zemí, která uvažuje o zřízení mnoha vysokorychlostních tratí. Právě ve fázi rozhodování pro jeden ze tří systémů je nyní ve vztahu k plánované trase rychlodráhy vedoucí z Beijingu přes Tianjing, Jinan, Xuzhou a Nanjing do Shanghaie (obr. 10). Její plánovaná délka je 1 300 km, vlaky s rychlostí přes 300 km/hod by měly celou trasu zvládnout za 4 hodiny a 30 minut a již někdy během let 2008 až 2010.
Obr. 10 – Čína a plánovaná trasa rychlovlaku Beijing-Shanghai (Zdroj: [18])
4. Vztah vysokorychlostních železnic k letecké dopravě
Zvyšování rychlosti železnic vede k růstu konkurence s leteckou dopravou, a to nezanedbatelně. Je o maximální konkurenceschopnost železnic veřejný zájem, neboť s lepšími železnicemi a omezením letecké osobní dopravy je spjata řada přínosů pro společnost. Letecky je vzdálenost 554 km z Tokya do Osaky překonána za jednu hodinu, pomocí nejkratší linky Sanyo shinkansen za 2 hodiny a 17 minut, jak již bylo uvedeno. V případě dobudování a zahájení provozu systému Maglev mezi těmito dvěmi městy bude cestovní doba s dobou přepravy letadlem vyrovnána. Přitom není započítávána doba potřebná k nastoupení a vystoupení do vlaku ani doba nutná k témuž na letišti. Zpravidla však jsou delší doby pro odbavení v letecké přepravě. Právě časový rozdíl mezi délkou cesty vlakem a letadlem je často rozhodující pro volbu dopravního prostředku, a to nejen v Japonsku.
Od rozdílu zhruba dvě stě minut v dopravě, kdy železniční přeprava zaostává, jsou v Japonsku užívána pouze letadla. Při vyrovnání rozdílu či při jeho výši do zhruba sto minut, kdy delší čas zabere doprava vlakem, lze hovořit o dobré konkurenci vlaků letecké dopravě. Zvýšením rychlosti železnic by byly údaje pro jejich preferenci ještě více příznivé. Důvody takové snahy jsou dva základní: Železniční doprava je méně náročná na energetické zdroje a tím levnější. Vedle toho z celkové produkce CO2 v přepravě je podíl železnic na produkci této sloučeniny pouze 2,7 procenta a pro leteckou přepravu jde o číslo 3,5 procenta. V porovnání emisí na jednu osobu přepravenou na vzdálenost jeden kilometr jde u letecké dopravy o hodnotu 6,43 krát větší než u dopravy železniční, přesto je snaha o další snížení produkce CO2 u obou. Pro doplnění - automobilová osobní doprava produkuje 9,49 krát více CO2 na osobu a jeden kilometr než doprava po železnici. Uvedená čísla jsou převzata z [1].
5. Supravodivý Maglev
Slovo Maglev vzniklo složením prvních tří písmen z druhého a třetího slova anglického čtyřslovného výrazu superconducting magnetically levitated vehicle (supravodivý magneticky se vznášející dopravní prostředek) [19]. Následující informace jsou převážně převzaty z [19], neboť jeho vývoj a realizace je v Japonsku předmětem činnosti zejména Železničního technického výzkumného institutu v Tokyu [2]. Existují, či se vyvíjí kratší tratě založené na témže principu také v jiných zemích. Celý systém předpokládá bezadhezní pohyb dopravního prostředku, bez potřeby kolejového podvozku a pomocí supravodivého elektromagnetu a technologie lineárního motoru. Konkrétněji díky elektromagnetickým silám mezi supravodivými magnety tvořícími součást podvozku vlaku a cívkami, které jsou součástí dráhy pro vlak. Výzkum byl zahájen roku 1970, pět let poté byla vybudována v prefektuře Miazaki sedmikilometrová dráha pro testování prvního dopravního prostředku. O dva roky později bylo na dráze dosaženo rychlosti 400,8 km/hod a v testování se na dráze pokračovalo do roku 1993. Tři roky před tím, roku 1990, získalo výzkumné centrum od Ministerstva dopravy Japonska plnou finanční podporu k dalšímu výzkumu, jejíž součástí bylo povolení k výstavbě nové testovací dráhy Yamanashi Maglev, kde měl být vývoj dokončen do fáze praktického užití. Druhá testovací dráha je v provozu od roku 1996, délky 42,8 km a nachází se východně od Tokya (obr. 11).
Obr. 11 – Předpokládané vedení trasy Maglev mezi Tokyem a Osakou. Žlutě je zakreslena trasa stávající linky Sanyo shinkansen. (Zdroj: [1])
O tři roky později komise Ministerstva dopravy vydala prohlášení o významu praktického uplatnění systému v budoucnu a zdůraznila nezbytnost projekt zdárně dokončit. V roce 2003 bylo dosaženo třívozovým vlakem rychlosti 581 km/h a podstatné je, že ve vlaku byla lidská posádka. V srpnu roku následujícího bylo přepraveno v rámci testovacích jízd již osmdesát tisíc pasažérů a o měsíc později dosaženo kumulované ujeté vzdálenosti 400 tisíc kilometrů. Minulý rok Komise pro ohodnocení technologické proveditelnosti systému Maglev prohlásila, že bylo úspěšně dosaženo klíčové technologie pro praktickou použitelnost zařízení v civilní dopravě. Na obrázku 13 je zobrazen poslední prototyp vlaku Maglev - MLX01-901. Jeho přední tvar je z hlediska aerodynamiky ještě důležitější než v případě běžných shinkansenů a je mu opět věnováno během výzkumu a vývoje spousta pozornosti.
Obr. 12 – Půdorys testovací dráhy Yamanashi Maglev (Zdroj: [1])
Obr. 13 – Maglev MLX01-901 (Zdroj: [20])
Nyní je projekt v konečné fázi aplikace do civilní dopravy. Informace ze srpna minulého roku uvádí, že bylo přepraveno již přes sto tisíc osob. Na obrázku 11 je zobrazen průběh plánované dráhy Maglev z Tokya do Osaky. Jediným značným nevyřešeným problémem zůstává cena, náklady na realizaci celé trasy. Jelikož je Japonsko značně obydlené, předpokládá se, že většina trasy povede pod zemí, což nemusí být kladně přijato budoucími zákazníky, kteří tím přijdou o výhled za jízdy, nemluvě o výši pořizovacích nákladů nutných vynaložit na dokončení investice ze strany japonské vlády. Vše je ale otázkou budoucnosti a doposud nerozhodnuto, pouze se ví, že překonání vzdálenosti přes pět set kilometrů mezi Tokyem a Osakou za zhruba jednu hodinu pozemním dopravním prostředkem musí být uskutečněno a v tom případě bude rychlost cestování železniční dopravou vyrovnána letecké.
Závěr
České Pendolino je součástí světové skupiny rychlovlaků, neboť umožňuje jízdu rychlostí vyšší než 200 km/hod. Není pravda, jak se občas uvádí při komparaci českého rychlovlaku s japonskými, že japonský shinkansen Fastech 360 by v dnešní době urazil za hodinu trasu z Prahy do Ostravy, kdyby jel po stejné vzdálenosti jako Pendolino [21]. Čtenáři, který dočetl příspěvek až ke konci, je důvod zřejmý, nicméně technický pokrok jde kupředu, vysokorychlostní tratě jsou budovány v stále nových zemích, projekt Maglev čeká na své dokončení, blíží se doba, která to umožní.
Literatura
[1] Takai, Hideyuki: Harmonious Technology System for High-Speed Railways, 13. ledna 2006,
přednáška v rámci předmětu Advanced Transporatiton Studies, The University of Tokyo
[2] Železniční technický výzkumný institut (Railway Technical Research Institute,
Tokyo) http://www.rtri.or.jp/, 14. března 2006
[3] Taylor, Colin: France regains rail’s blue riband,
http://www.railwaygazette.com/, 14. března 2006
[4] High speed trains - Rail travel at 500 km/h (311 mph),
http://www.didyouknow.cd/whatsnew/trains.htm, 14. března 2006
[5] FASTECH 360 High-Speed Shinkansen Test Train to Debut,
http://www.jreast.co.jp/e/press/20050302/index.html, 15. března 2006
[6] http://www.nikkei.co.jp/news/main/im20060301SSXKD001401032006.html, 15. března 2006
[7] http://www.rtri.or.jp/japanrail/Overview_E.html, 15. března 2006
[8] http://www.japan-guide.com/e/e2016.html a e2018.html, 15. března 2006
[9] http://www.h2.dion.ne.jp/~dajf/byunbyun/, 15. března 2006
[10] http://en.wikipedia.org/wiki/Tokyo_Station, 16. března 2006
[11] http://en.wikipedia.org/wiki/Tokaido_Shinkansen, 16. března 2006
[12] http://en.wikipedia.org/wiki/500_Series_Shinkansen, 16. března 2006
[13] http://en.wikipedia.org/wiki/Sanyo_Shinkansen, 16. března 2006
[14] http://en.wikipedia.org/wiki/Tohoku_Shinkansen, 16. března 2006
[15] http://www.transportblog.com/archives/2004_02.html, 16. března 2006
[16] http://en.wikipedia.org/wiki/Joetsu_shinkansen, 16. března 2006
[17] http://en.wikipedia.org/wiki/Hokuriku_Shinkansen, 16. března 2006
[18] http://www.palmermultimedia.com/China/, 17. března 2006
[19] http://www.rtri.or.jp/rd/maglev/html/english/maglev_frame_E.html/, 17. března 2006
[20] http://www.pref.yamanashi.jp/linear/kids/shikumi/shikumi4.htm/, 17. března 2006
[21] Šinkanzen Fastech: 3x rychlejší než pendolino,
http://cestovani.idnes.cz/igsvet.asp?r=igsvet&c=A060317_141635_igcechy_tom, 20. března 2006
|
Jiří Marek
|
|
