柏林 9 月下旬举行的 InnoTrans 贸易展览会汇聚了几乎所有为全球铁路行业提供服务的大大小小的主要制造商。每届 InnoTrans 版本都有一个或多个新技术方面的总体主题,2024 年的流行词是 AI(人工智能)和火车替代能源。在这两种情况下,展示的内容都代表了前几年的演变,但也许最重要的是表明这些新技术现已成为现实并在一些国家使用,而不仅仅是贸易展上的新想法。
氢继续被视为铁路行业未来的燃料,多辆氢动力列车正在展出。韩国制造商现代 Rotem 为韩国大田市带来了一款水力动力轻轨车辆,一路来到欧洲展出。现代 Rotem 车辆是将于 2028 年供应的 34 辆汽车之一,使用其合作伙伴公司汽车制造商现代制造的燃料电池。
中国制造商 CRRC 展示了四辆车中的两辆车,时速 125 英里,采用其开发的氢技术的氢动力 Cinova 列车 [参见世界最大的铁路展览返回,火车通讯社,2024 年 9 月 24 日,查看图片]。该公司还提出了建造自动加油机器人的计划,用于维护氢动力火车的商店。展会期间,西门子邀请受邀嘉宾乘坐其新型 Mireo +H 氢燃料电池列车进行干线旅行;一批此类设备将于 12 月在柏林地区投入使用。
使用氢和燃料电池发电来为发动机提供动力或为电池充电的概念已经存在了近十年,阿尔斯通首次展示了其iLINT 进行了训练,并于 2018 年在 Innotrans 上进行了展示。然而,燃料电池并不是使用氢气的唯一方式,它可以代替柴油在内燃机中燃烧。施泰德展示了一款专门针对德国市场的新型区域列车,名为 RS Zero。(RS 代表 Regioshuttle,这是 Stadler 制造的两轴柴油列车的长期名称,广泛应用于德国和邻国捷克共和国的乡村线路。)RS Zero 使用氢气并在德国公司制造的发动机中燃烧。道依茨;还计划推出另一种完全配备电池的车型。
西屋制动官员告诉火车通讯社,该公司正在积极测试氢作为内燃燃料配备 GEVO 发动机的发动机目前正在 Oakridge 国家实验室进行混合燃烧氢气和柴油的长期测试 [参见 Wabtec:氢是未来的机车燃料,新闻专线,2023 年 8 月 30 日]。
Wabtecs 负责先进技术的公司副总裁 Philip Moslener 告诉新闻专线,该公司仍然坚信氢在未来的重要性,但补充说,在大规模绿色氢(使用可再生电力电解水制成)出现之前,那么替代性低碳替代品,例如生物燃料,可能会更有效地减少柴油消耗。
Moslener 还指出,氢燃料电池可以更有效地利用燃料(与燃烧燃料相比),燃料电池的可用功率每年都在增加,当前型号提供的功率几乎是两年前的两倍。然而,他认为使用氢气作为长期过渡,并采取措施减少燃料使用,以及引入替代燃料以减少柴油使用,都是未来的一部分。莫斯勒纳说,他看到了使用可以燃烧氢气或柴油的发动机的优势。在德克萨斯州或加利福尼亚州等州,十年内氢可能会变得充足,机车可以使用这种燃料,但在其他地方则改用柴油。
Wabtec 还展示了对现有 GEVO 发动机的新改进利用发动机涡轮中的废气来发电。有效地在发动机内添加发电机。然后,这可以用来为六台牵引电机中的一台提供动力,从而有效减少对发动机全功率的需求,从而降低燃料消耗。该公司此前还投资了电池技术,目前正在为澳大利亚矿业公司制造第一台全尺寸 7 兆瓦时电池公路机车,并为纽约市制造一些较小的 2.4 兆瓦时切换机。
Caterpillar旗下的 Progress Rail 在展会上也设有一个大展台,展示了 Caterpillar 制造的锂离子电池,该公司目前正在为其 Joule 系列机车配备该电池;该公司展示了配备电池的重建 SD40(SD40JR)的特色图像,使用仅用于充电的受电弓。
Wabtec 有多种其先进技术小组团队展示了正在进行的项目,该公司将其描述为洛克希德·马丁臭鼬工厂方法的版本。由于大多数铁路制造商很少在公开场合展示任何未经广泛测试的产品,因此西屋制动的方法令人耳目一新,因为该公司坦率地承认,一些想法可能不会实现任何目标,而且肯定不会以目前的实验形式实现。正如新闻专线在参观中所展示的,这次展览的一些亮点包括:
一种名为“Rail Ghost”的机器人雪橇,一种带有灵活轮支撑的轮式手推车,可以在货运列车下方行驶,绕行汽车轮组同时将一些车轮保持在轨道上,并自动检查汽车状态并寻找车轴缺陷,以模型形式展示,尽管视频显示了测试中的原型。展示的另一个概念是努力消除火车制动器的空气供应需求;设想的无气机电制动器不需要空气供应或液体。
虽然人工智能和机器学习是反复出现的展会主题,但 Wabtec 有一个实用且集中的示例,称为“一个机器人”。这个概念是,机器人可以接受完整的技术手册和图纸的培训,使工程师能够比浏览数千页的手册更轻松地找到相关信息。Wabtec 强调,机器人只能接受官方文档的培训,而不能接受互联网等其他来源的培训。如果保持安全,它将仅提供原始制造商信息。
更广泛地使用远程操作员远程驾驶火车或协助车上工作人员发现缺陷的情况也正在研究中。Wabtec 看到了行业对此的兴趣,因为它可以帮助招聘,有可能允许目前在各种天气条件下在户外完成的一些工作可以远程完成。
有趣的是,Wabtec 展示了未来可能的自动切换机车的模型。这也许并不罕见,因为机器人切换器已经在一些欧洲国家的设备车间内使用。但西屋制动的机车考虑到了短线使用,甚至建造了一个由电池供电的原型机(尽管柴油和氢气也可以用于未来的生产模型)。正如 InnoTrans 的视频和提供给 News Wire 的图片所示,该技术正在 Wabtec 工厂进行测试,尽管未来 Maverick 机车的显示模型更加时尚。该机车有两个版本,Maverick 是新建机车(尽管原型机使用的是旧机车的三轴卡车),而 Pathfinder 概念机车将使用现有机车,但配备新的数字设备和传感器以实现自主操作。
许多制造商现在提供各种传感器和轨旁监控设备,使铁路能够在问题造成损坏或脱轨之前发现问题。Progress Rail 和 Wabtec 都在这两种情况下都展示了他们最新的系统,连接监控设备和来自监控设备的数据的软件越来越多地使用人工智能根据以前的数据来预测问题。Wabtec 表示,其研究表明,大约 50% 的货车维护成本与车轮和轴承有关,声学传感器可以在缺陷变得严重之前很久就发现它们;与人工智能驱动的软件相连接,它可以优先检查和维修汽车。Progress Rail 展示了其 Talos 列车自动化系统,该公司正在开发该系统,以基于之前旅程的机器学习来创建列车驾驶/燃油管理系统。
法国财团,包括铁路货运公司 Europorte(由其拥有)英吉利海峡隧道运营商 Getlink)、法国卫星运营商 Kerlink 和法国软件公司 Synox 推出了一款名为 Track Value 的新型货车跟踪和状态监控系统,该系统不仅配备传感器,而且每辆车上还配备了计算机。这个长方形的小盒子是一个模块,通过蓝牙连接到汽车上安装的传感器,长约 8 英寸,重约 2 磅。它的设计使用寿命为五年,然后需要更换(电池寿命决定装置寿命)。该系统以每年每个模块约 300 美元的价格向铁路货运公司提供,并已在法国的 Europorte 中使用。这与北美 RailPulse 类似,其支持者包括四家一级铁路公司、铁路发展公司、GATX 和 Greenbriar。这提供了一个平台,利用 GPS 以及货车上的新的或现有的传感器来获取有关汽车状态、位置和状况的实时信息。