Godståg
Från Rilpedia
Godståg är ett tåg avsett för transport av olika typer av gods. Motsatsen är persontåg.
Innehåll |
Historia
I järnvägens historia var det loket som utgjorde den stora kostnaden. Hastigheten var låg. Det gällde då att haka på både godsvagnar och personvagnar och öka inkomsterna utan att öka kostnaderna så mycket. Man skiljde inte på godståg och persontåg.
Under 1900-talet fann man att passagerarna ville resa fortare medan godstransportörerna ville ha tyngre laster. Man separerade då tågen. Med högre hastighet för passagerarna - persontåg. Med tyngre, men långsammare tåg för godset - godståg. Tillräcklig dragkraft erhölls genom att godsångloken växlades ned genom mindre drivhjul och med vevaxeltappen längre från centrum (godstågslok), vilket ökade dragkraften.
Pollettering av passagerares resgods behölls som en service. Därför blev resgodsfinkan kvar. Dessutom behölls postbefordran och paketleveranser med persontågen. I viss mening var därför persontågen ännu lite av godståg. Godstågen däremot, var endast för godstransporter. Från slutet av 1900-talet försvann även polletteringen och därmed resgodsfinkorna. Därmed fick även persontågen normalt endast personvagnar.
I början stannade godstågen vid många stationer för att haka på/av godsvagnar. En vagn kunde växlas många gånger, innan slutdestinationen nåddes. Därför skapades rangeringsbangårdar i landet, som knöts ihop av tidtabellagda godståg. Vid rangerbangårdarna kopplades inkommande tåg isär och vagnarna styrdes om och nya avgående tåg bildades. Därmed reducerades växlingsarbetet och leveranstiderna kunde förutsägas bättre.
Från början var vissa godstransporter så stora så att man införde systemtåg anpassade till ett visst godsslag i fasta turer från leverantör till kund. De första stora systemtågen i Sverige var malmtågen Kiruna - Narvik och Kiruna - Luleå. Dessa står fortfarande för ca 20% av transportarbetet (se ref Godstrafik på järnväg nedan).
Under andra halvan av 1900-talet fick godstågen konkurrens från lastbilarna. Dessa kunde gå direkt från leverantör till kund eller via högeffektiva terminaler (motsvarar rangerbangårdarna, där pallar snabbt lastades om mellan fasta lastbilsturer). För att möta denna konkurrens började järnvägen anpassa sig till intermodala transporter. Det innebar att man kompletterade vissa rangerbangårdar med terminaler, där omlastning från lastbil kunde ske till godsvagnar. Det var godsvagnar anpassade till de vanliga intermodala transportbärarna: containers, växelflak och lastbilstrailers. Järnvägen fokuserade därmed de längre transportsträckorna, där lastbilarnas driftkostnad var ogynnsam. Motsvarande utveckling skedde inom sjötrafiken där järnvägen också numera har hamnterminaler för containers.
En annan effekt var att godssnälltåg började gå. I Sverige upp till 160 km/t. Dess godsvagnar liknar passagerarvagnar med lågt luftmotstånd och goda gångegenskaper. En speciell variant är 2000-talets posttåg som är både snälltåg och systemtåg.
Godstågens marknad
Marknadsandelarna brukar beräknas som andelen av miljarder tonkm/år för olika slags "långväga" transporter, där t.ex. lokaldistribution ej ingår. Siffrorna hämtade från Transportindustriförbundet (se ref).
Sverige. Transportarbetet av godståg var 2005 21,6 miljarder tonkm motsvarande en marknadsandel på 24%. Andra transportslag var: Lastbil: 34,5 miljarder tonkm / 38%; sjöfart: 35,1 / 38%. Flyg, pipeleines mm ingår ej i dessa Banverkets siffror. 1993 var siffrorna: Godståg 18,8 / 28%; lastbil 21,2 / 31%; sjöfart 27,6 / 41%. Malmtransporter utgör 20% av transportarbetet. Se video med godståg som passerar Skövde 2009, Youtube: [[1]]
EU. Transportarbetet av godståg var 2004 379 miljarder tonkm motsvarande 10% andel. Inom EU fanns 2004 mer av kanaltransporter och pipelines än i Sverige (siffrorna ej helt jämförbara).
USA. Transportarbetet av godståg 2005 utgjorde 49% marknadsandel. USA hade 2005 avsevärt tyngre godståg, upp till 2½ km långa, ofta med containers på varandra (stacked container cars). Sträckorna var även avsevärt längre, helt fria från gränsproblem och systemskillnader.
Konkurrensfaktorer. Under 2000-talet bedöms två egenskaper hos godståg ge konkurrensfördelar mot lastbilar:
- Låg rörlig kostnad. En lokförare kan ersätta 100 lastbilsförare (USA). Den låga friktionen ger låg energikostnad, särskilt vid eldrift. Ett godslokomotiv och särskilt en godsvagn kan gå längre sträckor mellan servicetillfällena än en lastbil. Exakt hur mycket är svårt att se i referenser.
- Låg miljöbelastning. Avgasemissionerna är lägre än för lastbil. Dels eftersom energiförbrukningen är lägre och dels eftersom elproduktion är effektivare, även om den genereras i kolkraftverk (elektrifierad järnväg). Inga partiklar från däcksslitage. Se video med godståg över Forsmobron i Ångermanland vintern 2008. Youtube: [[2]]
Nackdelarna var 2009:
- Stora fasta investeringar, även om de sedan kan utnyttjas mycket lång tid.
- Lågt utnyttjande av banorna.
- Tågen har olika hastigheter och kör ifatt varandra (4-spår skulle behövas) och det är glest med mötesplatser (dubbelspår skulle behövas). Det gör att antalet tåglägen är begränsade.
- I Sverige försöker man öka kapaciteten genom att enkelrikta godstrafiken på de ställen man har parallella banor. Ett exempel är nya Botniabanan med stigning <10 promille och gamla Norra stambanan med stigning <17 promille. Där planerar man att köra lättare godståg norrut på stambanan och tyngre godståg söderut på Botniabanan.
- Säkerhetssystemen utnyttjar ej dagens möjligheter med t.ex. rullande linjeblockering. Det nya ERTMS kan ge en ökning av tåglägena.
- Tåglängderna är begränsade. Se Specifikationer nedan.
- Tekniska och administrativa hinder för gränsöverskridande godståg genom Europa. Bedömdes 1992 av EU-kommisionen som största hindret för ökad marknadsandel:
- Inkompatibla signalsystem och elsystem. Minskar med EU:s nya ERTMS samt de nya loken med växelriktare (se ellok).
- Onödiga gränskontroller
- Krav på förarbyte vid gränserna. Både sjö- och luftfarten har sedan länge haft trafikledning på engelska - järnvägen hade 2009 inte ens planerat för detta. Notis: En kund, som tidigt av miljöskäl fraktade gods från Italien till Sverige (Electrolux), fann att för en godsvagn blev medelhastigheten 5 km/t och för ett systemtåg som ej kopplades isär, blev medelhastigheten 15 km/t. Att slippa byta lok och förare ett antal gånger under resan var ännu 2009 varken tekniskt eller juridiskt möjligt.
- Inrikestänkande. En stor anledning till låg medelhastighet för internationella godståg är att godståg mest går på natten för att persontåg prioriteras och att inrikes godskunder vill ha godset på morgonen. Internationella godståg når då gränsen på morgonen där det överlämnas till nästa land och blir stående till nästa kväll. UIC har förhandlat fram vissa anpassade tåglägen på dagtid, men de räcker inte till.
Specifikation för godståg
Kunderna önskar transportera både alltmer skrymmande och tungt gods och operatörerna vill utnyttja sin begränsade infrastruktur maximalt. Man måste då specificera de funktioner som ska gälla för ett godståg som ska passera ett antal bansträckor som har sina motsvarande specifikationer. Se järnvägsspår. Följande variabler finns:
- Bansystem med spårvidd, säkerhetssystem, kontaktledningssystem och trafikeringsinstruktioner. Olika system i Europa har utgjort en stor konkurrensnackdel mot lastbilar. Det nya standardiserade ERTMS som införs fram till 2030 skall eliminera dessa problem.
- Viktbegränsningar:
- Axelvikt STAX. Standarden är 22,5 ton, vilket redan det är mycket konkurrenskraftigt gentemot lastbilar. Det äger rum en successesiv utbyggnad till STAX 25. Malmbanan är ombyggd till STAX 30 ton.
- Metervikt STVM. 6,4 ton/m är det vanligaste i Sverige. Vid utbyggnad till STAX 25 höjer man STVM till 8 ton/m.
- Koppel. Standardkopplen tål inte tågvikter på mer än runt 2000 ton. Malmbanan har särskilda koppel och mer än 5000 ton tågvikt.
- Lastprofil. I Europa och Sverige är den största nackdelen höjden vilken inte tillåter dubbellastning av containers. Bedöms omöjlig att bygga bort p.g.a. kontaktledningarna.Med enkellastning av containers utnyttjas bara halva STAX eftersom containers är gjorda för lastbilar.
- Hastighet STH. Skillnaden mot persontåg ökar, vilket sänker bankapaciteten genom färre tåglägen eftersom stopp vid omkörningsstationer krävs.
- Tåglängd. Har stor betydelse vid trängsel på spåren. Genom att dubblera längden kan man ersätta två tåglägen. Begränsas av koppelstyrka, bromssystem och mötesplatsernas längd. I Sverige sker utbyggnad till 750 m. I USA har man tåglängder på 2500m vilket ökat godstågens marknadsandel. Se ovan.
- Farligt gods. Olycksrisken för godståg per tonkm är mycket lägre än för lastbilar. Av och till händer olycker då lastbilar med farligt gods hamnar i diket.
- Specialtransporter. I Sverige kan dispens ges till överskridande av både lastprofil, vikt och längd på godset genom att banan helt reserveras för ett godståg. ABB använder t.ex. en 32-axlig specialvagn för att skicka tunga transformatorer från Ludvika till Norrköpingshamn. Kontaktledningen slås av och två operatörer på vagnen balanserar lasten i sidled när spåret lutar. Se vidstående bild.
Godstågens struktur
Lokomotiv. Till skillnad från persontågen, där lokomotiven under 2000-talet nästan helt ersätts av motorvagnståg, är godståg fortfarande helt lokdragna. Följande huvudtyper är vanliga:
- Diesellok. Dominerar i USA och i många andra länder där dieselolja traditionellt varit billig. Se video från "Oro Grande doubble stacked freight trains" på Youtube: [[3]]. Loken kan vara dieselelektriska eller dieselhydrauliska.
- Ellok. Traktionsmotorerna liknar de på de dieselelektriska loken men dieselmotorn har ersatts med transformator, likriktare och växelriktare. Dragkraften kan ökas. Det starkaste loket i Sverige 2009 var IORE på Malmbanan och har två tre-axliga boggier, och de är dessutom byggda för att endast gå i par. Se video med IORE vid Björkliden. Youtube: [[4]].
- Växlingslok. Dieseldrivna eller eldrivna. Används på rangerbangårdar och i kapillärnätet.
- Hybridlok eller Duo-lok. Kan både använda ström från en kontaktledning och från en dieselmotor ombord. Eliminerar lokbyte vid trafikering av kapillärnät och oelektrifierade banor. Hade ännu 2009 ingen stor spridning.
Vid tunga godståg används flera lok som är multippelkopplade med gemensam förarplats. Dessa kan antingen vara hopkopplade till en enhet, tex. som vid Malmtågen. Men de kan också placeras ut jämnt utmed hela tåget, vilket gör att belastningarna på kopplen utjämnas. Detta är vanligt i USA. Det kan vara tekniska problem med styrningen av bakre lok.
Godsvagnar. Från början fanns det mest öppna flakvagnar och godsfinkor. Efterhand skedde en anpassning av godsvagnarna efter typ av gods såsom malm, timmer, olja, pallgods osv.
Vidare anpassades vagnarna efter godsets vikt med 2 eller 4 axlar per vagn och ibland med jacobsboggi som delas av två vagnar.
Se mer i separat artikel om godsvagnar.
Koppel- och bromssystem. Järnvägskoppel för godståg är viktiga av tre skäl:
- Godsvagnar behöver rangeras mycket och automatkoppel är önskvärt för att reducera olycksfall och för att effektivisera. Många länder i världen gick tidigt över till automatkoppel, t.ex. USA och Ryssland. I Europa har man inte kommit överens trots många försök och har kvar skruvkoppel med buffertar. Frågan är något mindre viktig på 2000-talet eftersom systemtåg ökar i andel och dessa inte kopplas isär. Slutligen har tankar på intelligenta godståg (se nedan) gjort att det finns skäl att avvakta en helt ny standard.
- Man vill öka kapaciteten genom att öka tåglängderna. Det ställer högre krav på kopplens hållfasthet (och mötes- och omkörningsspårens längd). Kan i viss mån elimineras genom att placera ut flera lok i tågsätten.
- Intelligenta godståg. Det är tåg där information samlas upp från alla vagnar och sänds till loket. Detta kräver en signalledning genom hela tåget som önskas integrerad i kopplen. Se även tågbromsar nedan.
- "Sista-vagnen-utrustning" (end-of-train device). En ny teknik med radiostyrda bromsventiler på sista vagnen är en möjlighet som uppstår om man har det nya europeiska säkerhetssystemet ERTMS. Man kan då ta bort de kostsamma spårledningarna och ändå skydda sig mot en tappad vagn som blir kvar på spåret.
Tågbromsarna bygger hittills på ett tryckluftsystem med den egenheten att bromstillsättningen fördröjs med tågets längd. Fördröjningen är så stor att orimliga slag och ryck uppstår vid längder över 750m. Lösningen blir då elektroniskt styrda tryckluftbromsar med en kabel från förarplatsen genom alla vagnar i tåget - ECB-bromsar (electronically controlled brakes). USA har redan en standard för detta, men 2009 fanns ingen sådan för Europa. En ECB-kabel har även den fördelen att den är en förutsättning för de intelligenta godstågen (se ovan).
Se även
- Sveriges järnvägsnät
- Godsvagn
- Tågbroms
- Järnvägskoppel
- Järnvägsspår
- Intermodalitet
- Systemtåg
- Intelligenta godståg
- Bangård
- Persontåg
- Arbetståg
Externa länkar
- Forskning och utveckling för effektivare godstransporter, Nelldal, KTH, 2008
- Godstrafik på järnväg. Transportindustriförbundet rapport 2006: [5]
- Mot ett järnvägsnät för godstrafik. Dimitrades, EU-kommisionen 2007
- Transportfakta.se. Presentation 2007: [6]
- Operatörers hemsidor:
- Tillverkares hemsidor:
