قطار TGV Duplex که توسط شرکت آلستوم (Alstom) ساخته شده و عمدتاً توسط شرکت ملی راهآهن فرانسه (SNCF) بهرهبرداری میشود، با طراحی دو طبقه خود، ظرفیت حمل مسافر را به طور چشمگیری افزایش داده بدون آنکه طول قطار را بیش از حد افزایش دهد. ایده ساخت چنین قطاری از نیاز به پاسخگویی به تقاضای رو به رشد سفرهای پرسرعت در خطوط اشباعشده فرانسه سرچشمه گرفت. مطالعات امکانسنجی این پروژه در سال ۱۹۸۷ به پایان رسید و پس از بررسیهای گسترده، قرارداد ساخت با شرکت جیایسی-آلستوم در سال ۱۹۹۰ نهایی شد. نخستین نمونههای آزمایشی در سال ۱۹۹۴ راهاندازی شدند و ورود به خدمت تجاری در سال ۱۹۹۶ روی مسیر پاریس-مارسی آغاز گردید. این قطار نه تنها نمادی از نوآوری فنی فرانسه است، بلکه راهکاری هوشمندانه برای مدیریت ترافیک سنگین خطوط پرسرعت به حساب میآید.
طراحی دو طبقه این قطار امکان جابهجایی حدود ۵۰۸ تا ۵۱۰ مسافر را در هر رام فراهم میکند که حدود ۴۰ تا ۴۵ درصد بیش از قطارهای تکطبقه همطول است. این افزایش ظرفیت بدون نیاز به طولانیتر کردن قطار حاصل شده و همین امر باعث حفظ پایداری و کارایی آیرودینامیکی در سرعتهای بالا میشود. وزن کلی رام حدود ۳۸۰ تن است که با وجود ساختار دو طبقه، همچنان در محدوده مجاز بار محوری ۱۷ تن قرار دارد. این دستاورد از طریق استفاده از مواد سبک مانند آلومینیوم اکسترود شده در بدنه و صندلیهای سبکتر به دست آمده است. قطار TGV Duplex در مسیرهای اصلی مانند پاریس-لیون-مارسی و دیگر خطوط پرتردد نقش کلیدی ایفا کرده و به تدریج به یکی از ستونهای اصلی ناوگان پرسرعت فرانسه تبدیل شده است.
معرفی قطار دو طبقه TGV Duplex
مفهوم قطار دو طبقه برای خدمات پرسرعت در اواخر دهه ۱۹۸۰ مطرح شد، زمانی که خطوط پرسرعت فرانسه با افزایش سریع تقاضا روبهرو بودند. پس از موفقیت قطارهای تکطبقه TGV Sud-Est و TGV Atlantique، مهندسان به این نتیجه رسیدند که افزایش طول قطارها محدودیتهایی دارد و راهکار بهینه، استفاده از ارتفاع بیشتر است. مطالعات اولیه نشان داد که طراحی دو طبقه نه تنها ظرفیت را افزایش میدهد، بلکه هزینههای زیرساختی را نیز کنترل میکند زیرا نیازی به ساخت ایستگاههای طولانیتر نیست. در سال ۱۹۸۸ یک نمونه کامل اندازه واقعی ساخته شد تا واکنش مسافران سنجیده شود. نتایج مثبت بود و پروژه با سرعت پیش رفت. قرارداد ساخت ۸۹ رام اولیه در سال ۱۹۹۱ امضا شد و نخستین رام در سال ۱۹۹۵ تحویل داده شد. ورود به خدمت در سال ۱۹۹۶ روی خط ساحلی مدیترانه نشان داد که این طراحی میتواند تقاضای فصلی بالا را به خوبی مدیریت کند. با گذشت زمان، نسلهای بعدی این قطار توسعه یافتند و قابلیتهای بیشتری به آن افزوده شد.
توسعه قطار TGV Duplex تنها به افزایش ظرفیت محدود نشد، بلکه شامل بهبودهای ایمنی، راحتی و کارایی انرژی نیز بود. در نسلهای بعدی مانند Dasye و Euroduplex، موتورهای الکتریکی پیشرفتهتر، سیستمهای ترمز احیاکننده کارآمدتر و تجهیزات ایمنی بهروزتر به کار گرفته شد. این قطارها اکنون در مسیرهای داخلی و بینالمللی مانند فرانسه به سوئیس، آلمان و لوکزامبورگ فعالیت میکنند. موفقیت TGV Duplex به حدی بوده که به الگویی برای دیگر کشورها تبدیل شده و نشاندهنده برتری مهندسی فرانسه در حوزه حملونقل ریلی پرسرعت است. امروزه بیش از ۱۶۰ رام از خانواده Duplex در ناوگان SNCF وجود دارد که گواهی بر دوام و قابلیت اطمینان این طراحی است.
ویژگیهای فنی و مهندسی قطار TGV Duplex
قطار TGV Duplex از دو لوکوموتیو قدرتمند در دو انتها و هشت واگن میانی دو طبقه تشکیل شده است. هر لوکوموتیو مجهز به هشت موتور الکتریکی سهفاز است که در نسل اول قدرت کلی ۸۸۰۰ کیلووات (در جریان متناوب ۲۵ کیلوولت) تولید میکنند. این قدرت امکان دستیابی به سرعت عملیاتی ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت را فراهم میآورد. وزن هر لوکوموتیو حدود ۶۸ تن است و طراحی آیرودینامیکی بینی آنها مقاومت هوا را به حداقل میرساند. سیستم تعلیق پیشرفته با استفاده از بوژیهای مشترک (Jakobs) بین واگنها، پایداری در سرعت بالا را تضمین میکند. بدنه واگنها از آلومینیوم اکسترود شده ساخته شده که هم سبک است و هم مقاومت بالایی در برابر خستگی دارد.
سیستم برقکشی چندگانه (چند ولتاژ) در نسلهای جدیدتر امکان عبور از مرزها را بدون توقف فراهم کرده است. ترمزهای الکترودینامیکی و احیاکننده انرژی را به شبکه بازمیگردانند و مصرف را کاهش میدهند. سیستم کنترل خودکار قطار (TVM) سرعت را بر اساس سیگنالهای خط مدیریت میکند و ایمنی را در بالاترین سطح نگه میدارد. طراحی داخلی شامل پلههای مارپیچ برای دسترسی به طبقه بالا، پنجرههای بزرگ برای دید بهتر و عایقبندی صوتی پیشرفته است. این ویژگیها ترکیب منحصربهفردی از عملکرد فنی و راحتی مسافر را ایجاد کردهاند.
انواع و نسلهای مختلف قطار TGV Duplex
- نسل اول (TGV Duplex پایه): ساختهشده بین ۱۹۹۵ تا ۱۹۹۸، شامل ۸۹ رام با ظرفیت ۵۰۸ صندلی، قدرت ۸۸۰۰ کیلووات و سرعت ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت. این نسل عمدتاً برای خطوط داخلی فرانسه طراحی شد.
- Réseau Duplex: ۱۹ رام که از ترکیب لوکوموتیوهای TGV POS و واگنهای Duplex ساخته شدند. این رامها قابلیت چندولتاژ دارند و برای خدمات بینالمللی استفاده میشوند.
- Dasye (نسل دوم): تحویل از سال ۲۰۰۷، با موتورهای آسنکرون جدید (هر کدام ۱۱۶۰ کیلووات)، سیستمهای ایمنی بهروز و ظرفیت مشابه. حدود ۵۲ رام از این نوع ساخته شد.
- Euroduplex (TGV 2N2، نسل سوم): از سال ۲۰۱۱ وارد خدمت شد، با طراحی بهبودیافته برای عملیات بینالمللی، ظرفیت تا ۵۱۰ صندلی در پیکربندی استاندارد و قابلیت عبور از چندین سیستم برقکشی اروپایی. این نسل بیشترین تعداد را دارد و روی مسیرهای طولانی مانند پاریس-بارسلون فعالیت میکند.
- نسخههای ویژه مانند POS Duplex: ترکیبی برای خدمات به آلمان و سوئیس، با تجهیزات اضافی برای سازگاری با استانداردهای آن کشورها.
طراحی دو طبقه و مزایای آن در حملونقل پرسرعت
طراحی دو طبقه در قطار TGV Duplex یکی از نوآوریهای کلیدی است که ظرفیت را بدون افزایش طول قطار دو برابر میکند. طبقه پایین کمی بالاتر از سطح ریل قرار دارد تا فضای کافی برای بوژیها و تجهیزات فنی فراهم شود، در حالی که طبقه بالا دید وسیعتری به مناظر بیرون میدهد. پلههای ارتباطی در انتهای هر واگن قرار گرفتهاند و عرض آنها برای عبور راحت مسافران با چمدان طراحی شده است. این ساختار نه تنها ظرفیت صندلی را افزایش میدهد، بلکه توزیع وزن را متعادل نگه میدارد و مرکز ثقل را پایین میآورد که پایداری در پیچها را بهبود میبخشد. در مقایسه با قطارهای تکطبقه، Duplex حدود ۴۰ درصد مسافر بیشتر حمل میکند بدون آنکه نیاز به پلتفرمهای طولانیتر در ایستگاهها باشد.
از منظر مهندسی، چالش اصلی حفظ بار محوری مجاز بود. با استفاده از مواد سبک و بهینهسازی سازه، وزن هر واگن کنترل شد. طبقه پایین معمولاً صندلیهای دوم کلاس بیشتری دارد و طبقه بالا اغلب برای کلاس اول یا صندلیهای با دید بهتر استفاده میشود. این طراحی همچنین امکان اضافه کردن امکانات رفاهی مانند فضای بار، سرویس بهداشتی و بوفه را در طبقات فراهم کرده است. در نهایت، این رویکرد دو طبقه نه تنها اقتصادی است، بلکه تجربه سفر را نیز جذابتر میکند زیرا مسافران از ارتفاع بالاتر مناظر زیباتری مشاهده میکنند.
عملکرد و سرعت قطار در خطوط مختلف
قطار در خطوط پرسرعت فرانسه (LGV) با سرعت تجاری ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت حرکت میکند که آن را در زمره سریعترین قطارهای دو طبقه جهان قرار میدهد. این سرعت در بخشهای مختلف مانند LGV Sud-Est، LGV Méditerranée و LGV Est به طور منظم اعمال میشود. در مسیرهای بینالمللی، بسته به زیرساخت، سرعت تا ۳۰۰ یا ۳۲۰ کیلومتر بر ساعت حفظ میشود. رکورد سرعت غیرتجاری TGV به بیش از ۵۰۰ کیلومتر بر ساعت رسیده، اما Duplex عمدتاً برای عملیات پایدار و ایمن طراحی شده است. شتابگیری سریع آن (به لطف قدرت بالا) زمان سفر را کوتاه میکند؛ برای مثال مسیر پاریس-لیون در حدود دو ساعت طی میشود.
در شرایط واقعی، عوامل مختلفی مانند تراکم ترافیک، شرایط جوی و نگهداری خط بر سرعت تأثیر میگذارند. با این حال، قطار TGV Duplex به دلیل طراحی مقاوم، حتی در زمستانهای سخت عملکرد قابل اعتمادی دارد. سیستم ترمز پیشرفته آن امکان توقف ایمن از سرعت بالا را فراهم میکند و انرژی ترمزگیری را به برق تبدیل مینماید. این قطار در مسیرهای کوهستانی مانند آلپ یا پیرنه نیز با موفقیت عمل کرده و نشان داده که دوطبقه بودن مانع عملکرد در شیبها نیست.
ظرفیت حمل مسافر و کلاسهای خدماتی قطار TGV Duplex
- ظرفیت استاندارد: حدود ۵۰۸ تا ۵۱۰ صندلی (۱۸۲ صندلی کلاس اول و ۳۲۸ صندلی کلاس دوم).
- پیکربندی تمام دوم کلاس: تا ۶۴۴ صندلی برای خدمات کمهزینه مانند Ouigo.
- کلاس اول (Première): صندلیهای وسیعتر، فاصله بیشتر بین صندلیها، پریز برق و نورپردازی بهتر.
- کلاس دوم (Seconde): صندلیهای راحت با فضای کافی برای پا، پنجرههای بزرگ و دسترسی آسان به بوفه.
- امکانات ویژه: فضای بار بزرگ، سرویس بهداشتی در هر واگن، فضای آرامش (Silence)، صندلیهای خانواده و محل نگهداری دوچرخه در برخی رامها.
- طبقهبندی صندلیها: طبقه بالا اغلب برای مسافرانی که منظره میخواهند، و طبقه پایین برای کسانی که دسترسی سریعتر به درها را ترجیح میدهند.
ایمنی و سیستمهای حفاظتی
ایمنی در اولویت طراحی قطار TGV Duplex قرار داشته است. سیستم TVM (Contrôle de Vitesse par Transmission des Messages) سرعت را به طور خودکار کنترل میکند و در صورت تجاوز از حد مجاز، ترمز اضطراری اعمال مینماید. ساختار ضدتصادم لوکوموتیوها انرژی ضربه را جذب میکند و از ورود به کابین جلوگیری مینماید. واگنها با بوژیهای مشترک متصل هستند که پایداری را افزایش میدهد و خطر واژگونی را کاهش میدهد. سیستمهای تشخیص آتش، نظارت بر دما و اعلام اضطراری در سراسر قطار وجود دارد. در نسلهای جدیدتر، دوربینهای مداربسته و ارتباط مستقیم با مرکز کنترل اضافه شده است.
تمرینهای منظم تخلیه اضطراری و آموزش خدمه، سطح ایمنی را بالا نگه میدارد. Duplex تاکنون رکورد ایمنی عالی داشته و حوادث جدی بسیار نادر بوده است. این عملکرد نتیجه ترکیب استانداردهای سختگیرانه اروپا و آزمایشهای گسترده پیش از ورود به خدمت است.
مقایسه با دیگر قطارهای پرسرعت جهان
در مقایسه با قطار مگلو، شینکانسن ژاپن یا ICE آلمان، TGV Duplex با ظرفیت بالاتر در طول مشابه برتری دارد. قطارهای دو طبقه دیگری مانند ICE 3 یا Shinkansen E4 وجود دارند، اما Duplex به دلیل سرعت بالاتر عملیاتی (۳۲۰ کیلومتر بر ساعت) و شبکه گستردهتر، منحصربهفرد است. نسبت به قطارهای تکطبقه مانند TGV POS، Duplex ظرفیت بیشتری ارائه میدهد بدون کاهش سرعت. در اروپا، این قطار الگویی برای پروژههای آینده شده و نشان میدهد که دوطبقه بودن میتواند راهکاری پایدار برای افزایش تقاضا باشد.
قطار TGV Duplex با ترمز احیاکننده، بخشی از انرژی را بازمیگرداند و مصرف را کاهش میدهد. حمل مسافر به ازای هر صندلی، انتشار کربن بسیار کمتری نسبت به هواپیما یا خودرو دارد. استفاده از برق عمدتاً تجدیدپذیر در فرانسه، این قطار را به گزینهای سبز تبدیل کرده است. وزن سبک و آیرودینامیک خوب نیز مصرف انرژی را در سرعت بالا بهینه میکند. SNCF برنامههایی برای افزایش طول عمر رامها و کاهش هزینههای نگهداری دارد که به پایداری زیستمحیطی کمک میکند.
این قطار ستون اصلی خدمات InOui و Ouigo در فرانسه است و مسیرهای اصلی مانند پاریس-مارسی، پاریس-لیون و پاریس-بوردو را پوشش میدهد. در سطح بینالمللی، روی خطوط به سوئیس، آلمان و اسپانیا فعالیت میکند. Duplex امکان اتصال شهرهای بزرگ اروپا را با سرعت بالا فراهم کرده و به کاهش وابستگی به پروازهای کوتاه کمک نموده است. با گسترش شبکه LGV، نقش این قطار بیش از پیش برجسته شده است.
