szerda, november 22, 2017

Vonat energiavisszanyerő

Ha már idefirkálom a régi ötleteimet, ez se maradjon ki.

 

Nem találom a magyar nyelvű abstractot, de úgyis ki fogom fejteni alant :).

 

---

Title of idea :

 

1.) Recover the  kinetic energy of individual railway carriages to reduce the load and fuel consumption of railway engines.

 

Recover part of the kinetic energy of a railway carriage during braking, store it in ultracapacitors (see e.g. Maxwell Technologies ) and reuse during acceleration. Such systems already exist, see for instance the news release about South Korean Subway ( http://www.maxwell.com/ultracapacitors /news-events/release.asp?PRID=290 not work now :(.). The idea is to adapt this mechanism individually on each (or most) of the railway carriages rather then having it only in the engines. The carriages could be modified to include at least an electric motor that also acts as a generator, set of ultracapacitors and pressure sensors mounted on the carriage joints to automaticly control the onset of charging or the feedback of stored energy to the electric motor. Such carriages could reduce the load on railway engines which would mean that fewer engines would be required for the same ammount of transportation and also less fuel or electricity consumption. Since the operation of the carriages does not require any centralized control, thus they are generally applicable on a heterogenous railway, and they even can be mixed with "ordinary" carriages. Unlike the (already existing) electric engines that feed back to the power line during braking, the advantage of the modified carriages could also be harnessed on non-electric railway lines that are the most common type in the USA. 

 

--------

 

Ki ne gondolkodott volna el azon hogy hogyan lehetne energiát visszanyerni autón, buszon, vonaton? Én sem vagyok ez alól kivétel. Autóra a legszebb megoldást a BMW-től láttam valahol, tipikusan az az ötlet aminek a láttán az ember a homlokára csap.... Miért nem nekem jutott az eszembe :)? Sajna nem találom sehol azt az oldalt, a lényeg az volt hogy a hagyományos automata váltót gondolták újra. Utánakerestem. Határozottan BMW-re emlékeztem, de a bolygómű wikipédia oldalán a toyota priust emlegetik. Mindegy is, az nem az én harcom :D:

 

Egyszer egy újságban láttam a Maxwell (link ott fenn) cég remek ötletét. Gyakorlatilag kondenzátorból építettek energiatárolót. Aminek az az előnye hogy iszonyatosan gyorsan lehet tölteni, talán túl gyorsan is.

 

Hozzáteszem hogy van egy nagyon egyszerű és működő módja a vonat energiájának a visszanyerésére. A modernebb mozdonyok képesek visszatáplálni fékezés közben az energiát a felső vezetékbe. Ennek az a hátránya hogy értelem szerűen csak a mozdonynak - vagy a motorkocsinak - szabad fékezni, valamint ha nincs felső vezeték, akkor bukott a mutatvány. (Tudom hihetetlen erre Európában, de az USA-ban rengeteg villamosítatlan vonal van.)

 

Ravasz olvasó azonnal kötözködhetne hogy miért ne lehetne generátort kötni minden kocsira és kész? Ez is megoldás lehet, de akkor egységesen meg kell oldani a kocsik összekapcsolását is, mert ha csak egyetlen egy is akar amin nincs összekötő vezeték - abba most nem is megyek bele hogy ez mennyire biztonságos -, akkor nem működik az egész.

 

A továbbra is ravasz olvasó ebben általános problémát is láthat. Kitalálhatsz bármit, barátom, a vezérléshez úgyis szükséged lesz az összekötésre, belebuksz a kompatibilitási problémákba. Van ahol még 1950-es évekbeli mozdonyok futkároznak vidáman (komolyan láttam Olaszországban olyat...).

 

Na épp itt van az ötlet ;). Nem az ultrakapacitor a lényeg, energiát lehet tárolni akár nagynyomású levegőtartályban is, lásd indiai kiskocsi. (Na az is remek ötlet hogy a hatékonyság miatt nem légköri nyomáson fecskendezik be a nagynyomású levegőt, remek mérnöki teljesítmény....)

 

Vegyünk egy kocsit külön. 

 

Mi is történhet vele - most eltekintve attól hogy hegyre/ről megy fel/le kis ravasz :D -?

 

Vagy húzom - jó, tolom -, vagy fékezem.

 

Meg is van a vezérlésem. Ha bizonyos nagyságnál nagyobb húzó vagy vonóerőt tapasztalok, akkor "rásegítek". Ha meg fékez a szerelvény, akkor a fékpofát visszafogom akkora - elektromágneses - erővel, amekkorát fékez a generátor, így ha nem működik az eszközöm, azonnal visszavált "hagyományos" üzemmódba.

 

Így egy így felszerelt kocsi "besegít" a saját szállításába. Függetlenül a többi kocsitól.

 

Szerintem jó ötlet, bár ez is már elég régi agymenésem.....

 

Villamos + bringa

Olvasom az FB-t :D.


Jó lenne ha lehetne kerékpárt szállítani a villamosokon. 


Valóban. De mi történne, ha nagyon sokan akarnák ezt megtenni? Tartok tőle hogy káosz, vita, perpatvar.

 

Egy nagyon klassz megoldást láttam a bejegyzés alatt :


Itt eredetileg volt egy fénykép, egy villamossal ami egy kis szerkezetet húzott amin kerékpárok voltak, A facebook-ról szedtem, igazából ez a kép inspirált erre a 10 perces mutatványra. Idemásoltam a képet, a szerzőnek írtam hogy szeretném felhasználni egy szösszenetben. Nem jött válasz :(..... 

 

Meg is mozgatta rögtön a fantáziámat. Megjegyzem hogy ezen épp most töröm a fejem, ergó ne számítson senki sem tökéletes kidolgozásra, még az is lehet hogy az ötlet halva született, ki tudja?

Remek ötlet ami a képen van, de a kerékpár fel/lepakolása idő, macera, morogna az összes utas aki nem kerékpárral közlekedik.

 

Hogyan lehet azt megoldani, hogy a kerékpárt akkor vegyük ki, illetve helyezzük be, amikor a villamos nem a megállóban van?

 

Adja magát az ötlet, hogy egy kis dobozba helyezzük el a bringánkat.

 

 

Alul még van egy plusz rész egy kis minidoboz, felnyíló karral, arra támaszkodik a bicikli, amikor csere történik, akkor az üres doboz a lecsukott karral helyet cserél a kerékpárt tartalmazóval.

 

Ezt nem rajzoltam meg az előbb, sietősen dobtam össze az imént, majd lehet hogy ideillesztem ha megvalósíthatónak tűnik az ötlet.

 

 

 

 

 

 

 

A csere illusztrációja :).

 

Hogyan történik a kerékpár elhelyezése?

Odamegyek a villamosmegállóban a rekeszekhez, azonosítom magam és egy szabad fiókot választok. (Ez egy érdekes kérdés, a rendszernek tudnia kell hogy az adott hely szabad lesz. Az időzítés fontos, sűrűn követik egymást a villamosok, bár nem muszáj mindegyiknek ilyen eszközt cipelnie...)

Elhelyezem, esetleg jelzem hogy meddig óhajtok menni - ezt szerintem később is megtehetem,  legalább egy megállóval előtte, de ezen is lehet gondolkodni bőven -, aztán odamegyek a többi utashoz, nincs semmi dolgom innentől, majd csak akkor amikor a leszállóhelyen kiveszem abból a tárolóhelyből, ahová kapom.

Nem kell ehhez csak egy okostelefonos rendszer.

 

Nem vagyok egy bringaguru, gyanítom hogy a dobozforma nem tökéletes a kormány miatt. Térben fel, le eltolt "oldalszárny" elképzelhető szerintem, mint ahogy az is hogy két szintesre is ki lehet ezt alakítani.

Remélem hasznosnak tűnik az ötletem valakinek, nekem legalábbis tetszik :D.

 

A cseréhez szükséges erőforrás természetesen a villamos után kötött kocsin helyezkedne el, a megállókban mindössze a rekeszek nyitása zárása megoldandó. (Az sem egyszerű dolog persze....)

 

Update....

Logisztikai probléma van. A peronok arra vannak tervezve hogy oda beférjenek az emberek meg a villamos. Ha keresztben vannak a tárolórekeszek, akkor "kilóg" a kerékpár az úttestre miközben megpróbálnák elhelyezni...

Persze ez megoldható ha csak egy helyen tudom berakni a bringát, oldalról, de onnantól kezdve már bonyolódik a szerkezet, saját meghajtás kell, nem olyan "szép" és egyszerű...

Ehm....

 

Mentés....

Egyszer volt hol nem volt, volt egyszer egy jó kis munka.

 

Ki szeret üzemeltetési dokumentációt írni, pláne olyat ami konzisztens egy cégen belül úgy hogy több tucat linuxos/unixos szerver van, a windowsosokról nem is beszélve, elszórva több területen?

Lehet hogy nem is feltétlenül kell/szabad/érdemes rálátni az egyik területnek a másikra. (Az is erőforrást  von el ha túl sok az egyeztetés....)

 

Erre találták ki a külső erőforrás bevonást, igaz nem olcsó, de több okból is hasznos megoldás. No de nem is ez a lényeg most itt. Ha már az ember átfogó, egységes dokumentálással foglalkozik, akkor egy füst alatt meg kell nézzen olyan dolgokat is, amik nem kötődnek konkrétan egy szerverhez, szordínóval ugyan de megjegyzéseket is kell tennie.

 

Mondjuk a mentési megoldással kapcsolatosan.

 

Aminek természetszerű velejárója az hogy visszakapjuk a labdát, hogy ok, barátom, de akkor te hogyan csinálnád, ugyan írd már le. (Ha akkora nagy a te orcád :)....)

 

Persze ezt nem így kapod meg, hanem egy feladat formájában miszerint tégy javaslatot egy mentési rendszer megvalósítására.

 

Ha az ember nem egy gépben gondolkodik hanem több tucatban, több százban, a tetejében épp azzal foglalatoskodik hogy ezek összefüggéseivel is törődnie kell, no meg egyéni tapasztalata is van bőven, egy ilyen kérdés rögtön más fókuszt kap, mint ha csak egy két szerver mentésével kellene törődnie.

 

Mit is jelent az: "menteni"?

 

Vissza kell tudnom állítani egy gépet, konzisztens állapotban.

Igen?

 

A visszaállítás a jövőben fog megtörténni. Honnan tudom én azt előre hogy milyen lesz majd a mentést befogadó környezet?

 

Csak egy egyszerű példát hadd hozzak fel erre, lehet hogy már nem létezik az a hardware amiről a mentés készült, mert leégett a szerverterem, és olyan konfiguráció nincs már.

 

Jó, akkor mentsünk a "jövőnek".

No de azt meg hogyan teszteljük le?

 

 

Felépíthetjük akár a teljes - de nem feltétlenül a teljes - gépparkunkat virtuálisan. Tűzfalastól, hálózatostól együtt. Egy jövőbeni konfigurációban.

A mentést már a standardizált virtuális gépekre végezzük, a szolgáltatásteszteket is ott futtatjuk, akár úgy hogy a klienseket is behelyezzük a virtuális térbe...

 

Annak idején azt hittem hogy ez valami nagyon új dolog, de azt kellett tapasztaljam hogy a vmware-esek már javában törték hasonlón a fejüket, kereskedelmi termékük is van valami hasonló...

 

No de sebaj, hátha valaki hasznosnak találja, vagy inspirálja valamire :D.

Miről szól a RoLa helyett :D?

 Már 3 évvel ezelőtt leírtam azt amit most  megosztottam, Annak idején törtem rajta a fejem hogy miért is nem fedezte fel senki azt hogy ez egy remek ötlet, de most olvasva vannak sejtéseim :D.

Én magam sem venném ezt észre, hiszen egy darabig gondolkodnom kellett rajta hogy mit is akartam leírni....

 

Pedig nekem könnyű dolgom van....

 

Egy két dolgot elmesélnék most azért :D.

Nagyon sokat gondolkodtam azon hogy hogyan lehetne a vasúti szállítást egyszerűsíteni. Nincs ennek semmi különös oka csak az hogy rengeteget utaztam vonaton, ha semmi más gondolkodni való nem akad utazás közben, akkor vagy a jegyeladáson, vagy a szállításon lehet törni a fejünket.....

 

Egyszer beszélgettünk édesapámmal a szárnyvonalakról, arról hogy  miért is számolódtak fel a régen nagyon sűrű vonalak. Nagyon egyszerű magyarázatot adott erre. Régen a terményeket szállító eszközöknek nagyon kicsi volt a hatótávolságuk. Egy lovaskocsi hatékonyan nem tud több tíz kilométeres távot leküzdeni.

 

Ez mára gyökeresen megváltozott.

 

A nagy szervezetek viszont nagyon nagyon lassan "mozdulnak".

 

Az ötlet lényege nagyon egyszerű. Legyen könnyű az átjárás a vasút és a közút között. A pufferállomásokra beállunk a pótkocsival, aztán az eljut a célhoz legközelebbi pufferhez. Akár több hasonló pufferen keresztül. A szerelvények fix útvonalon, fix időben közlekednek, nem kell sorolni a szerelvényeket.

Ami miatt most ezt aktuálisnak éreztem (értsd most, január másodikáig), az az hogy a google-nek már vannak automata, távvezérelhető autóik. Ma már egy ilyen pufferállomás lehet teljesen automata is.

 

Mindenesetre most van egy évem hogy megcsináljam ennek a modelljét, ahol látszik is hogy miről van szó.... (Most sem sikerült világosabbá tennem ezt attól tartok, de sebaj :D....)

 

Update :D

--- Ezt már leírtam egyszer máshol :D. Akkor legyen itt is meg....

 

 

A vasúti szállítás előnyeit, annak hátrányai nélkül.

 

A vasút hőskorában a terményeket közúton szállító eszközök hatósugara csekély volt.

 

Emiatt nagyon sűrű vasúti hálózatok alakultak ki.

 

Napjainkra ez gyökeresen megváltozott.

 

A közúti járművek hatósugara összemérhetővé vált a vasútéval, a rugalmasság tekintetében pedig jóval felűlmúlta azt. Emiatt a vasúti szállítás érdemtelenül - hiszen környezetterhelés szempontjából bizonyítottan kedvezőbb - visszaszorulóban van.

 

Ennek a trendnek a megfordítására számos törekvés volt eddig is, sok kormány törvényekkel, állami támogatással próbálja ezt elérni, korlátozott sikerrel. Hogyan lehetne mind a kétféle szállítási mód előnyeit egyesíteni, kiküszöbölve azok hátrányait? (Vasút : rugalmatlanság, közút: környezetterhelés).

 

 Ezt már a 70-es években felismerték, és rengeteg energiát fektettek a megoldás keresésébe, ennek születtek is eredményei. Elsősorban a  hajózás követelményei miatt kialakult és elterjedt a konténeres szállítás. A kétségkívül előnyös tulajdonságai ellenére mégsem vált egyeduralkodóvá.

 

A információs technológia robbanásszerű fejlődése új utakat, új lehetőségeket kínál a számunkra, az ipar, kereskedelem területén ezt nap mint nap tapasztalhatjuk (just in time...). Ma már nem okoz túl nagy terhet, ha több szereplő vesz részt egy tranzakcióban, az informatika eszközeit gond nélkül alkalmazzák a kis cégek, és azok alkalmazottai is. Szoros analógiát fedezhetünk fel (az absztrakció bizonyos szintjén) egy ip csomag és egy kamionnyi árú között. (Nem véletlenül hoztam fel ezt a példát, hiszen a számítástechnikában nem érdemtelenül váltak mára szinte egyeduralkodóvá az IP alapú hálózatok (nagyon off: valaki megcsinálta a postagalambokon alapuló ip hálózat szabványát, egy ping ideje elég nagy, a csomagvesztés is komoly lehet, de elvileg működik! Ez is bizonyítja az elterjedés okát.  

Szabványos, többcélú, rugalmas). Ugyanezek az "erők" mozgatják az irl világ szereplőit is, de az it területen sokkal gyorsabb a változás.)

 

Az általam vázolt szállítási módszer a routerekhez hasonlóan átmeneti tárolókat (puffereket) használ a kamionok (csomagok) továbbítására. Ebben a modellben persze a csomagvesztés arányának minimalizálása nagyon fontos, a pufferterület elzárt részeinek is, valamint a kialakítandó szerelvényeknek is komoly, szabványos biztonsági felszerelésekkel kell rendelkezniük. 

 

Ma már ez nem olyan akadály, mint akár 10 éve. A rendszer segítségével rugalmasan lehet alkalmazkodni a kívánalmakhoz. Nagy forgalmú átrakó helyeken akár állandó ki-bepakoló személyzetet is lehet alkalmazni a gyorsaság érdekében, de a szerelvények töltését magán a szerelvényen közlekedő speciális traktor is végezheti. A kamionos cég a puffer területre helyezheti el a  pótkocsit, majd a célállomáson az ottani pufferből veheti ki, így nem "fogják" egymást a vasúttal.

Ugyan a vasúti kocsit hosszabbra kell tervezni a tengelyek miatt, de nem kell a nyergesvontatót is utaztatni, nem veszítünk hosszban a rola-hoz képest mégsem. Szinte bárhol, ahol keresztező forgalom van, fel lehet építeni egy egy átrakó helyet.

 

Attól függően hogy mekkora a forgalom, különböző típusúakat. A legegyszerűbb egy betonplacc, amiben zárható fakkokba rakhatjuk a pótkocsinkat, illetve onnan elvihetjük, itt akár állandó személyzet sem szükséges. (Természetesen kamera alapú és egyéb megfigyelés mellett.) A hűtőkocsik áramellátása is megoldható elképzelésem szerint....

 

Fejlettebb megoldás ahol nem mehet be a szállító jármű a területre, de még sincs állandó személyzet. Kis automata - illetve távvezérelhető - traktorok oldják meg a mozgatást, a vasúti szerelvényekre is.

 

 

Instead of RoLa :D.

Title of idea (in 2010, maybe i rewrite this...)

2.) A new, more efficient way of intermodal(railway/highway) transportation.

 

Exploit the benefits of both railway and highway transportation and minimize their drawbacks by optimally mixing the two methods.

Railway transportation between two points is cheaper and more environmentally friendly, than highway transport, however the later has the advantage of higher flexibility.

 

Below we describe the case of single delivery of goods between two locations, however the method can be generalized to multi point delivery as well.

Suppose that a company having only a single tractor has to deliver N trucks of goods, to a location (B) that is M km away from the starting point (A) on road and after that the tractor has to return to A. Suppose also that the combined distances of nearest railway stations from points A and B is R., while the distance between these stations over the railway is L, and the cost of transporting a truck 1 km on road is F_road, and on railway is F_rail. See explanatory figure 1. It is widely accepted that F_rail <F_road.

 

If the company would transport the trucks over highway it would mean N turns and 2NMF_road cost.

Alternatively if a railway service would exist which would involve special long carriages that could fit in a truck, than the company could subscribe to this service and the tractor may deliver the trucks one after another to the nearest railway station at A’, load the railway carriages one by one, and then the tractor is put on the train as well (together with the last truck). Once the train arrives to the station nearest to B than the tractor again delivers the N trucks one by one to point B. In this case there will be N-1 turns both at A and at B, thus altogether 2N, and the overall cost is (2N-1)RF_road+LNF_rail+MF_road. As can be seen the mixed way of transportation is less costly if

(2N-1)RF_road+LNF_rail+MF_road) < 2NMF_road, or

(2N-1)RF_road+LNF_rail<(2N-1)MF_road,

R<M-LNF_rail/(2N-1)F_road.

To get a weaker but simpler condition we can assume that N>>1, and if F_rail is overestimated by assuming it to be the same as F_road, then the mixed transportation will be more cost efficient if

R<M-L/2.

The above condition can be easily probed e.g. over electronic maps of the internet for any specific A and B location of interest.

For this service to work buffer areas have to be developed at the railway stations where the trucks could be accumulated until the loading of the train. Also the special railway carriages needs to be developed (see schematic figure 1 below), where the tractor can load the truck on the carriage (with reverse motion from the side of the carriage), and which would have means to be locked e.g with a code key (the service provider would supply the code) . Finally some IT background needs to be in place for the booking of the buffer area, obtaining accurate time table information and for the ordering of the service, (the same conditions that are at place for the already existing types of intermodal transportation).

 

The above described case of point to point delivery can be extended to multi point scenario as well, similar to the distribution of goods of large supermarket chains from a central warehouse.

The main difference between the described idea and the already existing types of intermodal transportation like RoLa (http://en.wikipedia.org/wiki/Rolling_highway) is that in our case only a single tractor is involved in the transportation. Instead of the high dead weight of many tractors on the train it involves only a single tractor for many trucks, and also the loading of carriages is more simple than in the case of RoLa, and in length the two methods are comparable.

 

The above described way of transportation could be beneficial for logistics companies, (even small ones), and also for railway companies, because of the profit coming from this service. Apart from the commercial advantage of the involved parties, general public would also benefit by the smaller environmental impact and smaller load on the highways.