Syryjczyk: Tramwaj chorążym postępu w transporcie szynowym?

Sięgnijmy do początków. Transport szynowy nastał dzięki zaobserwowaniu prostego faktu – tak samo silne i o tej samej liczności konie zdolne były pociągnąć po szynie wóz (wagon) dwukrotnie większej masy niż po drodze bitej. W rzeczywistości tarcie toczne na styku stalowe koło – stalowa szyna jest znacznie mniejsze dla wszelkich innych kombinacji. Toteż gdy produkcja stali stałą się odpowiednio efektywna i tania, transport szynowy wygrał zdecydowanie z kiepskimi drogami, a także stał się alternatywą dla żeglugi śródlądowej. W miastach konne tramwaje zaczęły wozić pasażerów już na początku XIX w. (1807, Swansea, Walia). Kolej na Wyspach Brytyjskich przyjęła na swój pokład pasażerów nieco później, ale była to już kolej parowa.  Tramwaj przeszedł próby napędu parowego, tudzież linowego – maszyna parowa stacjonarna napędza liny, do których podpinają się wagony. Jednak wynalazek elektryczności i silnika elektrycznego  szybko zawitał w tramwajach. Już 1880 r. eksperymentowano, a w 1881 r. ruszyła regularna linia na przedmieściach Berlina. Historycy kolei wskazują że właśnie tramwaje, kolejki podmiejskie i metro były prekursorami elektryfikacji kolei. Co prawda eksperymenty z lokomotywami były prowadzone już w pierwszej połowie XIX wieku, jednak pierwsza linia typowo kolejowa została zelektryfikowana, choć nadal na krótkim odcinku, w USA w 1895 r. Dopiero problemy z bezpieczeństwem w tunelach zachęciły do upowszechniania elektryfikacji, ale drogą przymusu prawnego.  Legislatura stanu Nowy York zakazała na niektórych liniach używania lokomotyw parowych po katastrofie w Nowym Yorku w 1902 roku. Nie zmienia to faktu, że nadal w USA i Wielkiej Brytanii wiele linii pozostaje niezelektryfikowanych, a parę wyparł silnik Diesla.

Na ziemiach polskich  we wszystkich zaborach tramwaje zaistniały w dużych miastach pod koniec XIX wieku (Warszawa – 1866), a większość sieci została całkowicie zelektryfikowana do 1900 r.; raczej wyjątkiem są miasta, gdzie elektryfikację ukończono na początku XX wieku. WKD od początku elektryczna (EKD) zaczęła kursować w 1927 r. Elektryfikacja typowej kolei w Polsce rozpoczęła się od węzła warszawskiego i też była wymuszona trudnościami z eksploatacją lokomotyw parowych w tunelu w obrębie miasta, w którym ruch jest większy niż na typowych szlakach, gdzie dym i para nie były aż taką przeszkodą w używaniu parowozu. Linia średnicowa otrzymała trakcję elektryczną w 1936 r. Porzucenie trakcji parowej przez kolej nie było więc natychmiastowe, pomimo oczywistej, kilkakrotnie większej sprawności energetycznej układu: (1) kocioł stacjonarny w elektrowni, maszyna parowa i prądnica, sieć, silniki elektryczne w lokomotywie, niż układu: (2) kocioł o konstrukcji ograniczonej koniecznością umieszczenia na pojeździe, maszyna parowa w parowozie.  W tym drugim układzie kocioł ma mniejszą sprawność, a dużo energii cieplnej ulega rozproszeniu – ogrzewa atmosferę w okolicy.

Druga sprawa to tempo ewolucji napędu elektrycznego. W nowo produkowanych lokomotywach i tramwajach zaniechano stosowania rozruchu silników prądu stałego przy pomocy oporników, który powoduje skokowy – rwący – rozruch pojazdu, straty energii, uniemożliwia rekuperację, czyli oddawanie energii w trakcie hamowania. Stosuje się napędy półprzewodnikowe i silniki asynchroniczne Wymiana taboru tramwajowego w miastach postępuje dość raźno, toteż bez wnikania w statystyki widać, że współczesny system napędu elektrycznego stopniowo staje się dominujący. Nowe zespoły trakcyjne także idą w tym kierunku. Natomiast pomimo dobrego efektu z modernizacją lokomotywy EU07 – jej prędkość maksymalna wzrosła do 160 km/h, na dokonanie takiej modernizacji zdecydowano się w odniesieniu do jednego egzemplarza i dyskutuje się kolejny. Wymiana lokomotyw następuje bardzo wolno, a elektrycznych zespołów trakcyjnych szybciej, kolejnictwo pozostanie więc prawdopodobnie ostatnim znaczącym obszarem zdominowanym przez napęd z rozruchem oporowym.

Kolej ma rzecz jasna bardzo rozwinięte techniki zabezpieczenia ruchu kolejowego, automatyki czy – jak nazywamy je ostatnio – sterowania ruchem kolejowym. Trzeba przyznać, że u progu XX wieku wypracowano w oparciu o mechanikę i proste układy elektryczne wielce złożone, niezwodne i bezpieczne systemy. Ich sprawność oznacza jednak, że nowe systemy – komputerowe – wkraczają tu powoli. Niedawno w Polsce oddano do użytku setny, podczas gdy nastawni z urządzeniami mechanicznymi (koncepcja z roku 1910), elektromechanicznymi suwakowymi (okres międzywojenny i tuż po wojnie), przekaźnikowymi (lata 60. XX w.) jest łącznie około 2590. Komputerowe urządzenia sterownia ruchem obsługują niecałe 5% nastawni i niecałe 8% zwrotnic i sygnałów. W tramwajach ta problematyka jest słabo reprezentowana, bo dzięki mniejszej prędkości i masie pojazdów bezpieczeństwo oparte jest raczej na ogólnych przepisach ruchu drogowego i odpowiedzialności motorniczych.

Systemy śledzenia położenia pociągu w oparciu o system satelitarny (GPS) dla celów informacyjnych kolej właśnie eksperymentalnie wprowadza, co można obejrzeć na witrynie PKP PLK. Jednak pasażerowie tramwajów już od kilku lat mogą dowiedzieć się, w oparciu o realne położenie pojazdu wykrywane przy pomocy GPS, za ile minut pojazd tramwajowy odpowiedniej linii znajdzie się na przystanku. Podobnie informacja wewnątrz pojazdu o tym, gdzie jesteśmy, w tramwajach pojawiła się pierwsza, choć pod tym względem na świecie przodowały i przodują systemy metra.

Może nie globalny, ale kontynentalny charakter kolei powoduje, że niektóre rozwiązania wymagają zgody wielu krajów, podczas gdy tramwaje, podmiejskie kolejki i metro to systemy lokalne, gdzie odpowiedzialność za zmiany jest mniej scentralizowana, a koszt wdrożenia na całej sieci – jeżeli to konieczne – mniejszy. Jednak kolej nie jest aż tak międzynarodowa, jak się jej wydaje, i nasuwa się pytanie, czy umiędzynarodowienie każdego szczegółu służy jej rozwojowi i innowacjom.