Dunia Kereta - Slab Track Kereta Cepat

Ada beberapa jenis rel kereta api yang digunakan di seluruh dunia, dengan variasi desain dan konstruksinya. Beberapa jenis jalur kereta api yang umum digunakan adalah:

1.    Ballasted track: Ini adalah jenis jalur kereta api yang paling umum digunakan secara global, di mana jalur tersebut diletakkan di atas lapisan batu pecah yang dikenal sebagai pemberat.

Track Sleeper Beton: Pada track jenis ini, rel dipasang pada bantalan beton pracetak menggunakan klip atau ballast lainnya.

Jalur Rel Las Berkelanjutan: Jenis jalur ini memiliki rel yang dilas bersama secara terus menerus, menciptakan jalur yang mulus tanpa sambungan atau celah.

Slab track: Pada track jenis ini, rel dipasang pada slab beton yang berfungsi sebagai pondasi, menghilangkan kebutuhan pemberat atau bantalan.

Suspended Track: Pada jenis track ini, rel didukung oleh serangkaian balok baja atau beton yang digantung dari struktur seperti jembatan atau rel layang.

 

Jalur balast adalah jenis jalur kereta api yang paling umum digunakan di seluruh dunia. Ada beberapa alasan popularitasnya: Keefektifan biaya: Pembuatan jalur balas relatif murah dibandingkan dengan jenis jalur lainnya, terutama karena menggunakan batu pecah sebagai pemberat, yang sudah tersedia dan murah. Perawatan yang mudah: Lebih mudah untuk mempertahankan track berballas daripada jenis track lainnya, karena ballast dapat dengan mudah diganti atau disetel sesuai kebutuhan. Drainase yang baik: Pemberat di jalur balas memberikan drainase yang baik untuk air hujan, mencegah akumulasi air di jalur dan mengurangi risiko tergelincirnya rel. Keserbagunaan: Jalur balas dapat digunakan pada berbagai jenis tanah dan medan, menjadikannya pilihan yang fleksibel untuk konstruksi kereta api.

Gambar. Slab track juga dikenal dengan ballastless track

Terlepas dari kelebihannya, ballast track juga memiliki beberapa kelemahan, seperti kebutuhan untuk perawatan rutin dan potensi ballast bergeser atau terkontaminasi, yang dapat menyebabkan ketidakstabilan track. Namun, ini tetap menjadi jenis jalur kereta api yang paling banyak digunakan karena hemat biaya dan keserbagunaannya.

Slab track juga mulai banyak dipakai karena beberapa kelehihanya yaitu: Pengurangan perawatan: Track slab membutuhkan perawatan yang lebih sedikit daripada track berbalas karena menghilangkan kebutuhan penggantian ballast dan mengurangi frekuensi perawatan pengencangan rel. Ketahanan: Penggunaan beton bertulang dalam konstruksi jalur pelat memberikan daya tahan yang lebih besar daripada jalur pemberat tradisional. Pengurangan kebisingan dan getaran: Jalur pelat mengurangi kebisingan dan getaran yang disebabkan oleh kereta api yang melewati jalur tersebut, memberikan perjalanan yang lebih mulus dan nyaman bagi penumpang. Peningkatan kecepatan kereta: Stabilitas yang diberikan oleh lintasan slab memungkinkan kecepatan kereta yang lebih tinggi, mengurangi waktu tempuh dan meningkatkan efisiensi.

Gambar. Ilustrasi Slab Track

Meskipun slab track memiliki beberapa kelemahan seperti: Biaya lebih tinggi: Jalur pelat lebih mahal untuk dibangun daripada jalur pemberat tradisional, terutama karena biaya bahan beton dan tulangan. Kesulitan dalam perbaikan track: Dalam kasus kerusakan atau kegagalan track slab, proses perbaikan dapat menjadi rumit dan memakan waktu. Masalah drainase: Jalur pelat membutuhkan drainase yang tepat untuk mencegah akumulasi air, yang dapat menyebabkan ketidakstabilan dan kerusakan pada jalur. Fleksibilitas terbatas: Track slab kurang fleksibel dibandingkan track balas dan tidak cocok untuk beberapa jenis medan atau tanah.

Secara keseluruhan, slab track adalah teknologi rel kereta api yang lebih modern dan canggih, menawarkan beberapa manfaat seperti pengurangan perawatan, peningkatan daya tahan, dan kecepatan kereta yang lebih tinggi. Namun, biayanya yang lebih tinggi dan fleksibilitasnya yang terbatas membuatnya kurang cocok untuk beberapa proyek perkeretaapian.

 

Ref:

Ma, Z.; Gao, L.; Zhong, Y.; Ma, S.; An, B. Arching Detection Method of Slab Track in High-Speed Railway Based on Track Geometry Data. Appl. Sci. 2020, 10, 6799. https://doi.org/10.3390/app10196799

Read More

Dunia Kereta - Digital Twin Kereta

Apa itu digital twin? Digital twin adalah representasi digital dari objek fisik, sistem, atau proses. Digital twin dibuat menggunakan data yang dikumpulkan dari sensor dan sumber lain, dan diperbarui secara waktu nyata saat objek fisik berubah. Digital twin dapat digunakan untuk mensimulasikan dan menganalisis perilaku objek fisik, memungkinkan para insinyur, ilmuwan, dan profesional lainnya untuk memahami dan memprediksi kinerjanya, mengidentifikasi potensi masalah, dan membuat keputusan yang tepat tentang desain, pengoperasian, dan pemeliharaannya. Gambar 1 adalah contoh digital twin mobil, dimana terdapat mobil asli (real space) dan mobil virtual (virtual space). Keduanya saling berinteraksi, sehingga apa yang dialami mobil di dunia nyata juga dialami mobil didunia virtual.

Gambar 1. Digital Twin Mobil

Dalam konteks manufaktur, digital twin dapat digunakan untuk mengoptimalkan proses produksi, mengurangi downtime, dan meningkatkan kualitas. Digital twin dapat digunakan untuk mensimulasikan perilaku proses manufaktur dan mengidentifikasi kemacetan dan masalah lain yang dapat mempengaruhi efisiensi produksi. Informasi ini dapat digunakan untuk meningkatkan proses produksi, mengurangi biaya, dan meningkatkan efisiensi.

Singkatnya, digital twin adalah alat yang ampuh yang dapat digunakan untuk memahami dan mengoptimalkan perilaku objek fisik, sistem, dan proses. Dengan mensimulasikan dan menganalisis perilaku objek fisik secara real-time, digital twin dapat membantu organisasi membuat keputusan tentang desain, pengoperasian, dan pemeliharaannya, meningkatkan kinerjanya, dan mengurangi biaya.

Gambar 2. Ilustrasi digital twin pada kereta

Teknologi digital twin memiliki potensi untuk merevolusi industri perkeretaapian dengan memungkinkan pemantauan waktu nyata dan optimalisasi pengoperasian, infrastruktur, dan aset kereta api. Berikut adalah beberapa cara penerapan teknologi kembar digital di industri perkeretaapian:

1. Pemantauan Kinerja Kereta Api: Teknologi digital twin dapat digunakan untuk memantau kinerja kereta api secara real-time, memberikan informasi tentang kecepatan, lokasi, dan status operasionalnya. Informasi ini dapat digunakan untuk mengoptimalkan jadwal kereta api dan meningkatkan efisiensi.
2. Pemantauan Infrastruktur: Teknologi digital twin dapat digunakan untuk memantau kondisi infrastruktur kereta api, seperti rel, sinyal, dan jembatan. Informasi ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi potensi masalah dan menjadwalkan pemeliharaan, mengurangi risiko gangguan, dan meningkatkan keselamatan.
3. Manajemen Aset: Teknologi digital twin dapat digunakan untuk memantau kinerja dan kondisi aset perkeretaapian, seperti rolling stock, lokomotif, dan gerbong. Informasi ini dapat digunakan untuk mengoptimalkan jadwal pemeliharaan dan meningkatkan pemanfaatan aset.
4. Optimalisasi Jaringan: Teknologi digital twin dapat digunakan untuk mengoptimalkan pengoperasian jaringan kereta api secara keseluruhan, dengan mempertimbangkan faktor-faktor seperti jadwal kereta api, ketersediaan infrastruktur, dan pemanfaatan aset. Informasi ini dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi, mengurangi biaya, dan meningkatkan kinerja jaringan secara keseluruhan.
5. Keselamatan dan Keamanan: Teknologi digital twin dapat digunakan untuk meningkatkan keselamatan dan keamanan di jaringan kereta api, dengan memungkinkan pemantauan pergerakan, infrastruktur, dan aset kereta api secara real-time. Informasi ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi potensi bahaya keselamatan dan menanggapi ancaman keamanan, mengurangi risiko kecelakaan dan insiden.

Kesimpulannya, penerapan teknologi digital twin di industri perkeretaapian berpotensi meningkatkan efisiensi, mengurangi biaya, serta meningkatkan keselamatan dan keamanan. Dengan menyediakan informasi real-time tentang operasi, infrastruktur, dan aset kereta api, teknologi kembar digital dapat membantu organisasi membuat keputusan yang tepat, mengoptimalkan kinerja mereka, dan meningkatkan kinerja jaringan kereta api secara keseluruhan.

 

Ref.

https://www.comsol.com/blogs/digital-twins-and-model-based-battery-design/

https://www.railwayage.com/news/how-digital-twins-support-big-data-driven-decisions-to-transform-track-maintenance/

 

Read More

Dunia Kereta - Pensiyalan Kereta: ETCS dan ERTMS

European Train Control System (ETCS) dan European Rail Traffic Management System (ERTMS) adalah teknologi pensinyalan kereta api canggih yang digunakan untuk mengendalikan kereta api dan memastikan pengoperasiannya yang aman di jaringan kereta api.

ETCS adalah sistem kontrol kereta yang memberikan informasi real-time kepada masinis tentang posisi, kecepatan, dan sinyal di depan kereta. Ini menggunakan teknologi kontrol kereta berbasis komunikasi (CBTC) dan dirancang untuk bekerja dengan sistem pensinyalan sisi trek yang berbeda. Sistem ini dibagi menjadi beberapa tingkat, masing-masing menyediakan tingkat keselamatan yang berbeda. ERTMS, di sisi lain, adalah sistem yang lengkap, dapat dioperasikan, dan modular untuk mengelola pergerakan kereta lintas batas dan di antara sistem kontrol kereta yang berbeda. Ini memberikan informasi tentang lokasi kereta, kecepatan, dan parameter operasional lainnya kepada awak kereta dan pusat kendali, dan memungkinkan koordinasi pergerakan kereta secara real-time.

Baik ETCS dan ERTMS bertujuan untuk meningkatkan keamanan dan efisiensi kereta api, mengurangi keterlambatan kereta api, dan meningkatkan pengalaman penumpang secara keseluruhan. Mereka secara bertahap diperkenalkan di jaringan kereta api di seluruh Eropa dan diharapkan pada akhirnya menggantikan sistem kontrol kereta api yang lebih tua, terfragmentasi dan tidak kompatibel yang ada saat ini.

Gambar. Sistem ERTMS, termasuk ECTS didalamnya

European Train Control System (ETCS) dan European Rail Traffic Management System (ERTMS) keduanya adalah teknologi persinyalan kereta api canggih yang digunakan untuk mengendalikan kereta api dan memastikan pengoperasiannya yang aman di jaringan kereta api. Namun, ada beberapa perbedaan utama antara kedua sistem:

Fungsionalitas: ETCS terutama berfokus pada kontrol kereta, memberikan informasi waktu nyata kepada pengemudi kereta tentang posisi, kecepatan, dan sinyal kereta di depan. ERTMS, di sisi lain, menyediakan sistem yang lengkap untuk mengelola pergerakan kereta api, termasuk kontrol kereta api, manajemen kereta api, dan informasi kereta api. ERTMS memberikan informasi kepada awak kereta, pusat kendali, dan pemangku kepentingan lainnya tentang lokasi kereta, kecepatan, dan parameter operasional lainnya, serta memungkinkan koordinasi pergerakan kereta secara real-time.

Interoperabilitas: ERTMS dirancang untuk menjadi sistem yang dapat dioperasikan, memungkinkan pengoperasian kereta yang mulus melintasi perbatasan dan di antara sistem kontrol kereta yang berbeda. ETCS, meski juga dirancang agar dapat dioperasikan, terutama difokuskan pada kontrol kereta.

Modularitas: ERTMS adalah sistem modular yang dapat disesuaikan dengan persyaratan khusus dari berbagai jaringan kereta api dan layanan kereta api. ETCS kurang fleksibel, tetapi masih menyediakan berbagai fungsi melalui levelnya yang berbeda (ETCS Level 1 hingga Level 3).

Keselamatan: Baik ETCS dan ERTMS bertujuan untuk meningkatkan keselamatan kereta api, tetapi mereka melakukannya dengan cara yang berbeda. ETCS memberikan informasi real-time kepada pengemudi kereta dan secara otomatis mengontrol kecepatan kereta, memastikan tidak melebihi batas yang ditetapkan oleh sinyal di depan. ERTMS menyediakan sistem komprehensif untuk mengelola pergerakan kereta api, memungkinkan koordinasi kereta api secara real-time dan mengurangi risiko tabrakan.

Singkatnya, ETCS berfokus pada kontrol kereta, sementara ERTMS menyediakan sistem lengkap untuk mengelola pergerakan kereta dan dirancang agar dapat dioperasikan dan modular. Atau dengan kata lain, ETCS adalah bagian dari ERTMS pada segi control kereta.

Ref:

https://transport.ec.europa.eu/transport-modes/rail/ertms/ertms-what-ertms_en

Read More

Dunia Kereta - Super Maglev

Maglev superkonduktor (SCMAGLEV) adalah jenis teknologi kereta api berkecepatan tinggi yang menggunakan levitasi magnetik untuk mengangkat kereta dari relnya. Teknologi ini menghilangkan gesekan dan memungkinkan kereta melaju dengan kecepatan yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan kereta roda -rel tradisional.

Gambar. Komponen magnet di lintasan

Bagian "superkonduktor" dari namanya mengacu pada penggunaan bahan superkonduktor dalam sistem levitasi kereta. Bahan-bahan ini tidak memiliki hambatan listrik dan dapat menghasilkan medan magnet yang kuat, yang digunakan untuk mengangkat kereta di atas rel. Salah satu keunggulan utama SCMAGLEV dibandingkan bentuk rel kecepatan tinggi lainnya adalah dapat mencapai kecepatan sangat tinggi dengan pengendaraan yang jauh lebih mulus. Ini karena kereta terapung di atas rel, yang menghilangkan gesekan dan getaran, memberikan perjalanan yang lebih nyaman bagi penumpang.

Gambar. Sifat bahan superconductor

Teknologi SCMAGLEV telah berhasil didemonstrasikan di Jepang, di mana Central Japan Railway Company mengoperasikan layanan SCMAGLEV komersial antara Tokyo dan Osaka. Kereta ini, yang disebut "seri L0", memegang rekor dunia untuk perjalanan kereta tercepat yang pernah tercatat, mencapai kecepatan lebih dari 600 km/jam (372 mph). Secara keseluruhan, SCMAGLEV dipandang sebagai teknologi yang menjanjikan untuk kereta api berkecepatan tinggi, menawarkan kecepatan yang lebih cepat dan pengendaraan yang lebih mulus dibandingkan kereta roda-rel tradisional. Namun, hal itu juga menghadapi tantangan, termasuk biaya tinggi dan kebutuhan akan infrastruktur khusus, seperti rel kereta api dan catu daya.

 

Apa perbedaan dengan Maglev biasa?

Maglev, kependekan dari Magnetic Levitation, adalah teknologi kereta api yang menggunakan medan magnet untuk mengangkat kereta dari relnya dan bergerak maju. Perbedaan utama antara SCMAGLEV dan teknologi maglev tradisional adalah jenis bahan yang digunakan untuk menghasilkan medan magnet. Maglev tradisional menggunakan elektromagnet, yang terbuat dari gulungan kawat yang menghasilkan medan magnet saat arus listrik melewatinya. SCMAGLEV, di sisi lain, menggunakan bahan superkonduktor, yang memiliki hambatan listrik nol dan dapat menghasilkan medan magnet yang sangat kuat.

Gambar. Perbandingan SC-Maglev dengan Maglev lain

Karena bahan superkonduktor menghasilkan medan magnet yang jauh lebih kuat daripada elektromagnet, kereta SCMAGLEV dapat melayang lebih tinggi dari jalurnya, mengurangi gesekan dan memungkinkan kecepatan yang lebih tinggi. Selain itu, bahan superkonduktor tidak mengonsumsi daya listrik untuk mempertahankan medan magnet, menjadikannya lebih efisien untuk kereta berkecepatan tinggi yang perlu menghasilkan medan magnet besar dalam waktu lama. Singkatnya, perbedaan utama antara SCMAGLEV dan maglev tradisional adalah penggunaan bahan superkonduktor di SCMAGLEV, yang memungkinkan levitasi lebih tinggi, gesekan berkurang, dan pengoperasian lebih efisien pada kecepatan tinggi.

Ref:

https://scmaglev.jr-central-global.com/

Read More

Dunia Kereta - Kereta Fuel Cell India

 

Salah satu teknologi kereta yang ramah lingkungan adalah kereta fuel cell. Kereta ini berbahan bakar hydrogen (H2) yang kemudian diproses dimesin fuelcell dan menghasilkan sisa berupa air, sehingga sangat ramah lingkungan. Akan tetapi, yang masih menjadi kelemahan teknologi ini adalah cara mendapatkan H2 yang masih mahal. Selain itu, proses produksi H2 saat ini juga menghasilkan polusi tersendiri. Pada artikel kali ini, kita akan membahas perkembangan kereta fuel cell di India.

Akhir tahun 2021 kemarin, India melakukan uji coba kereta fuel cell pertamanya. Uji coba ini bertujuan untuk mengetahui potensi penurunan emisi sector transportasi dengan cara mempercepat penggunaan kendaraan berbahan bakar hydrogen. India sendiri merupakan salah satu negara dengan pertumbuhan ekonomi tercepat di dunia, salah satunya bidang industry berat dan produksi. Hal ini membuat emisi CO2 yang dihasilkan cukup besar. Bahkan pada tahun 2015 menduduki peringkat tiga besar dunia negara penghasil polusi.

India sendiri memiliki target zero emisi pada tahun 2060 pada sector industry dan transportasi. Beberapa usaha telah dilakukan, misalnya menghentikan penggunaan mesin dua-tak menjadi empat-tak, menggunakan bahan bakar yang ramah lingkungan seperti biofuel. Sedangkan pada sector kereta api, beberapa alternatif untuk mereduksi emisi adalah: penggunaan biofuel, bahan bakar sintesis, elektrifikasi lintas, dan juga penggunaan bahan bakar hydrogen.

Salah satu upaya yang telah dilakukan Indian Railway adalah dengan menggunakan baterai dan bahan bakar hydrogen pada kereta. Lokomotif biasa akan memerlukan baterai yang sangat besar untuk dapat beroprasi jarak jauh dan beban yang berat. Sedangkan fuel cell menawarkan berat yang lebih ringan dan jarak operasional kereta yang lebih jauh. Selain itu, kereta berbahan bakar hydrogen lebih hemat dan tidak bising dibandingkan dengan kereta bertenaga diesel.

Untuk mengurangi emisi akibat produksi hydrogen, maka dilakukan produksi dengan energi ramah lingkungan seperti panel surya. Jenis ini disebut green hydrogen. Sedangkan jika dihasilkan dari bahan bakar fosil disebut grey hydrogen, dan apabila diproduksi dengan gas alam disebut blue hydrogen.

Salah satu aplikasi kereta bertenaga hydrogen adalah dengan menempatkan modul fuelcell di roof kereta dan tangka hydrogen dan oksigen di bawah lantai (underfloor). Reaksi antara hydrogen dan oksigen pada fuel cell menghasilkan energi listrik serta zat buang berupa air, udara, dan panas. Listrik disimpan di baterai yang selanjutnya dipakai untuk menggerakkan motor traksi atau dapat langsung dimanfaatkan ke motor traksi. Prototipe kereta fuel cell di India yang bertenaga 300kW dibuat memakai bekas lokomotif diesel. Kecepatan maksimumnya diperkirakan mencepai 140 km/jam.

 

Ref:

https://www.railwaygazette.com/in-depth/traction-india-to-trial-fuel-cell trainset/57957.article

https://www.financialexpress.com/infrastructure/railways/indian-railways-shuts-iroaf-that-invited-bids-for-hydrogen-fuel-trains-no-effect-on-existing-projects-details/2327090/

https://www.imeche.org/news/news-article/could-hydrogen-trains-be-the-future-of-rail

Read More

Dunia Kereta - Sistem Kontrol Kereta Nir-Awak

 Tidak hanya pesawat yang nir-awak, kereta juga telah lama menerapkap teknologi nir-awak. Kereta nir-awak disini adalah kereta otomatis tanpa masinis. Seiring dengan perkembangan teknologi dan ilmu, maka perawatan kereta nir-awak dapat juga dilakukan secara otomatis tanpa petugas. Jadi benar-benar kereta berjalan otomatis dan dalam perawatan pun otomatis. Pada artikel ini, kita akan membahas teknologi kereta nir-awak dan perawatanya yang juga secara otomatis yang diaplikasikan di Rusia.

Otomatisasi perkeretaapin di Rusia dibangun pada tahun 2015 di stasiun Luzhskaya. Salah satu yang dibangun adalah switch (wesel) otomatis yang bekerja untuk memindah jalur secara otomatis. Untuk fungsi ini, sebelumnya telah dibuat model simulasi kereta yang bekerja mendeteksi lokasi kereta dengan presisi kesalahan tidak lebih dari 10cm. Selain itu, di Moscow Central Circle (MCC) juga telah dibangun multi-circuit automatic control dengan menerapkan GoA4. Baca: Grade of Automation(GoA).

Gambar Monitor dari apa yang dilihat oleh kereta otomatis

Beberapa otomatisasi yang dibangun di Lastochka adalah sistem pengereman terkendali remote jarak jauh, monitoring penumpang yang mencurigakan, dan juga pintu otomatis. Keunggulan sistem control kereta otomatis ini yaitu pertukaran data antar kereta, sistem kendali yang terdistribusi dan presisi yang tinggi.

 

Ref.

Vladimir Andreev, Developing technologies for autonomous railway management, Global Railway Review, 2021.

Read More

Dunia Kereta

 In editing

Read More