เมื่อก่อนก็เคยคิดว่า เส้นทางรถไฟกรุงเทพ-ตราด น่าก่อสร้างแบบรถไฟฟ้าสายสีแดงตลอดสาย มีขบวน express รับส่งคนเฉพาะสถานีใหญ่ สถานีสำคัญ แต่พอมาได้ศึกษาข้อมูลเรื่องรถไฟฟ้า demu คือ รถไฟฟ้าระบบไฮบริด มีทั้งระบบจ่ายไฟเหนือหัวและน้ำมันอยู่ด้วยกัน ก็รู้สึกว่า รถไฟฟ้า demu มีความคุ้มค่าในการก่อสร้างระยะทางไกลมากกว่า เส้นทางกรุงเทพฯ-อู่ตะเภา-ตราด น่าทำเป็นแบบ demu มาก ช่วยประหยัดงบและใช้เวลาเดินทางใกล้เคียงรถไฟฟ้าสายสีแดงมาก คุ้มค่าการก่อสร้างมาก
https://www.facebook.com/share/p/1CizSfyFHS/
วิเคราะห์เปรียบเทียบเวลาเดินทางและแนวทางพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานรถไฟเส้นทาง กรุงเทพฯ - ตราด (ระยะทาง 410 กิโลเมตร / 10 สถานีใหญ่ / ความเร็วสูงสุด 160 กม./ชม.)
จากการศึกษาและเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่าง รถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU) และ รถไฟดีเซลรางไฟฟ้าที่มีระบบป้องกัน (DEMU) บนเส้นทางระยะไกลที่มีสถานีจอดหลัก 10 สถานี สามารถสรุปรายละเอียดเชิงลึกและแนวทางการพัฒนาเพื่อความคุ้มค่าสูงสุดได้ดังนี้ครับ
1. ผลการเปรียบเทียบเวลาเดินทาง (กรณีรูปแบบปกติ)
เมื่อรถไฟทั้งสองแบบวิ่งบนระยะทาง 410 กิโลเมตร โดยเฉลี่ยสถานีห่างกันประมาณ 37-41 กิโลเมตร ทำให้รถไฟสามารถทำความเร็วสูงสุดแตะระดับ 160 กม./ชม. และวิ่งแช่ยาว (Cruising) ได้เป็นส่วนใหญ่ โดยคิดเวลาจอดสถานีละ 1 นาที มีผลลัพธ์ดังนี้:
• รถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU): ใช้เวลาเดินทางรวมประมาณ 2 ชั่วโมง 54 นาที
• รถไฟดีเซลรางไฟฟ้า (DEMU) มีรั้วกั้นตลอดทาง: ใช้เวลาเดินทางรวมประมาณ 2 ชั่วโมง 58 นาที
• ผลต่างของเวลา: รถไฟฟ้าสายสีแดงทำเวลาได้เร็วกว่าประมาณ 3 นาที 46 วินาที
ปัจจัยที่ทำให้เวลาแตกต่างกันเล็กน้อย:
• อัตราเร่ง (Acceleration): รถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU) ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าล้วนรับกำลังจากสายส่งเหนือหัว จึงมีกำลังขับเคลื่อนสูงและเร่งความเร็ว 0–160 กม./ชม. ได้เร็วกว่า ในขณะที่รถไฟ DEMU แม้จะขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้า แต่ต้องแบกน้ำหนักของเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับปั่นไฟร่วมด้วย ทำให้ใช้เวลาไต่ความเร็วนานกว่าเล็กน้อยในการออกตัวจากทั้ง 10 สถานี
• ระยะทางวิ่งแช่ยาว: เนื่องจากสถานีห่างกันมาก รถไฟทั้งสองแบบจึงใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการวิ่งที่ความเร็วสูงสุด 160 กม./ชม. เท่ากัน อีกทั้งการมีรั้วกั้นทางตลอดแนวยังช่วยให้รถไฟ DEMU สามารถทำความเร็วได้อย่างเต็มที่และปลอดภัยไม่แพ้ระบบรถไฟฟ้าปิด
2. แนวทางการยกระดับประสิทธิภาพ: ระบบรถไฟจ่ายไฟเป็นช่วงๆ (Discious Electrification) สำหรับรถไฟ Bi-mode Train
หากต้องการให้รถไฟ DEMU สามารถทำเวลาได้เทียบเท่ากับรถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU) 100% (หรือมีความต่างกันไม่เกิน 30 วินาที) โดยไม่ต้องลงทุนขยายระบบไฟฟ้าตลอด 100% ของเส้นทาง ทางออกทางวิศวกรรมที่คุ้มค่าที่สุดคือการทำ ระบบรถไฟจ่ายไฟเป็นช่วงๆ (Discontinuous Electrification) เพื่อเปลี่ยนให้เป็น รถไฟสองระบบ (Bi-mode Train)
• สัดส่วนที่เหมาะสมที่สุด: ประมาณ 35% ถึง 40% ของระยะทางทั้งหมด (คิดเป็นระยะทางประมาณ 145–165 กิโลเมตร) ซึ่งช่วยประหยัดงบประมาณค่าโครงสร้างพื้นฐานได้มหาศาล และไม่ต้องปรับปรุงสะพานหรืออุโมงค์เก่าตลอดทาง 410 กม
จุดที่ควรติดตั้งระบบจ่ายไฟเหนือหัว (Overhead Catenary):
ตามหลักวิศวกรรม พลังงานจะถูกใช้มากที่สุดในช่วงออกตัวและทางลาดชัน จึงควรติดตั้งเฉพาะจุดสำคัญดังนี้:
1. บริเวณรอบสถานีใหญ่ (10 สถานี): ติดตั้งสถานีละ 10 กิโลเมตร (เข้า 5 กม. / ออก 5 กม.) เพื่อใช้ไฟฟ้าแรงบิดสูงดึงกระแสไฟจ่ายให้มอเตอร์ลากจูงโดยตรง ทำให้ได้อัตราเร่งตอนออกตัวแรงเท่ากับรถไฟฟ้าสายสีแดง ปลดล็อกจุดอ่อนเรื่องอัตราเร่ง
2. ช่วงทางลาดชันหรือขึ้นเนิน: ติดตั้งยาวตลอดแนวลาดชัน เพื่อช่วยให้รถไฟรักษาความเร็ว 160 กม./ชม. ได้โดยที่เครื่องยนต์ไม่ต้องรับภาระหนักเกินไป
3. เขตเมืองและอุโมงค์: ติดตั้งเพื่อช่วยลดมลพิษทางอากาศและมลภาวะทางเสียงในชุมชน
เหตุผลทางวิศวกรรมที่ไม่ควรทำ 0% หรือ 100%:
• ถ้าทำ 100%: ควรก่อสร้างเป็นระบบรถไฟฟ้าล้วน (EMU) ไปเลย เพราะการใช้ DEMU จะทำให้รถต้องแบกน้ำหนักเครื่องยนต์ดีเซลไปโดยเปล่าประโยชน์
• ถ้าทำ 0% (ดีเซลล้วน): รถจะอืดตอนออกตัว กินน้ำมันสูง และทำความเร็วเฉลี่ยได้ช้าลงเมื่อต้องจอดถึง 10 สถานี
• ถ้าทำ 35% - 40%: เป็นจุดคุ้มทุนที่ประหยัดค่าเสาและสายไฟได้มากกว่าครึ่ง
รูปแบบการทำงานของรถไฟ Bi-mode:
1. ช่วงเข้า-ออกสถานี / ทางชัน: ยกแผงรับไฟ (Pantograph) ขึ้นเพื่อดึงกระแสไฟฟ้ามาเร่งความเร็ว 0–160 กม./ชม. อย่างรวดเร็ว
2. ช่วงวิ่งทางตรงยาว (Cruising): เมื่อรถทำความเร็วคงที่ได้แล้ว (ซึ่งใช้กำลังเครื่องยนต์น้อยลงกว่าช่วงออกตัวมาก) ระบบจะลดแผงรับไฟลงแล้วสลับมาใช้เครื่องยนต์ดีเซลวิ่งแช่ยาวที่ความเร็ว 160 กม./ชม. ได้อย่างสบายๆ
3. สรุปเปรียบเทียบเวลาเดินทาง (หลังปรับปรุงระบบจ่ายไฟเป็นช่วงๆ)
• รถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU): ประมาณ 2 ชั่วโมง 54 นาที
• รถไฟ DEMU (ติดระบบไฟ 40% เป็นช่วงๆ): ประมาณ 2 ชั่วโมง 55 นาที
• ผลลัพธ์: เวลาเดินทางรวมจากกรุงเทพฯ ถึงตราด บนระยะทาง 410 กิโลเมตร จะสามารถทำได้เทียบเท่ากันอย่างไร้รอยต่อ ช่วยประหยัดงบประมาณการลงทุนโครงสร้างพื้นฐานได้อย่างคุ้มค่าพร้อมรักษาประสิทธิภาพความเร็วสูงไว้ได้อย่างครบถ้วน
รถไฟทางคู่สายตะวันออกก็น่าทำแบบ demu ไปเลย คุ้มค่ามาก ตอบโจทย์การเดินทางมาก ทางคู่สายอุบลราชธานีก็เหมือนกัน น่าทำแบบ demu ด้วย ใช้เวลาการเดินทางใกล้เคียงสายสีแดงมาก แต่ประหยัดงบก่อสร้างกว่าสายสีแดง 50-60%
สร้างรถไฟฟ้าเส้นทางกรุงเทพ-อู่ตะเภา-ตราด แบบรถไฟฟ้า demu ประหยัดงบ ตอบโจทย์ทุกฝ่าย
https://www.facebook.com/share/p/1CizSfyFHS/
วิเคราะห์เปรียบเทียบเวลาเดินทางและแนวทางพัฒนาโครงสร้างพื้นฐานรถไฟเส้นทาง กรุงเทพฯ - ตราด (ระยะทาง 410 กิโลเมตร / 10 สถานีใหญ่ / ความเร็วสูงสุด 160 กม./ชม.)
จากการศึกษาและเปรียบเทียบประสิทธิภาพระหว่าง รถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU) และ รถไฟดีเซลรางไฟฟ้าที่มีระบบป้องกัน (DEMU) บนเส้นทางระยะไกลที่มีสถานีจอดหลัก 10 สถานี สามารถสรุปรายละเอียดเชิงลึกและแนวทางการพัฒนาเพื่อความคุ้มค่าสูงสุดได้ดังนี้ครับ
1. ผลการเปรียบเทียบเวลาเดินทาง (กรณีรูปแบบปกติ)
เมื่อรถไฟทั้งสองแบบวิ่งบนระยะทาง 410 กิโลเมตร โดยเฉลี่ยสถานีห่างกันประมาณ 37-41 กิโลเมตร ทำให้รถไฟสามารถทำความเร็วสูงสุดแตะระดับ 160 กม./ชม. และวิ่งแช่ยาว (Cruising) ได้เป็นส่วนใหญ่ โดยคิดเวลาจอดสถานีละ 1 นาที มีผลลัพธ์ดังนี้:
• รถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU): ใช้เวลาเดินทางรวมประมาณ 2 ชั่วโมง 54 นาที
• รถไฟดีเซลรางไฟฟ้า (DEMU) มีรั้วกั้นตลอดทาง: ใช้เวลาเดินทางรวมประมาณ 2 ชั่วโมง 58 นาที
• ผลต่างของเวลา: รถไฟฟ้าสายสีแดงทำเวลาได้เร็วกว่าประมาณ 3 นาที 46 วินาที
ปัจจัยที่ทำให้เวลาแตกต่างกันเล็กน้อย:
• อัตราเร่ง (Acceleration): รถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU) ใช้มอเตอร์ไฟฟ้าล้วนรับกำลังจากสายส่งเหนือหัว จึงมีกำลังขับเคลื่อนสูงและเร่งความเร็ว 0–160 กม./ชม. ได้เร็วกว่า ในขณะที่รถไฟ DEMU แม้จะขับเคลื่อนด้วยระบบไฟฟ้า แต่ต้องแบกน้ำหนักของเครื่องยนต์ดีเซลสำหรับปั่นไฟร่วมด้วย ทำให้ใช้เวลาไต่ความเร็วนานกว่าเล็กน้อยในการออกตัวจากทั้ง 10 สถานี
• ระยะทางวิ่งแช่ยาว: เนื่องจากสถานีห่างกันมาก รถไฟทั้งสองแบบจึงใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการวิ่งที่ความเร็วสูงสุด 160 กม./ชม. เท่ากัน อีกทั้งการมีรั้วกั้นทางตลอดแนวยังช่วยให้รถไฟ DEMU สามารถทำความเร็วได้อย่างเต็มที่และปลอดภัยไม่แพ้ระบบรถไฟฟ้าปิด
2. แนวทางการยกระดับประสิทธิภาพ: ระบบรถไฟจ่ายไฟเป็นช่วงๆ (Discious Electrification) สำหรับรถไฟ Bi-mode Train
หากต้องการให้รถไฟ DEMU สามารถทำเวลาได้เทียบเท่ากับรถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU) 100% (หรือมีความต่างกันไม่เกิน 30 วินาที) โดยไม่ต้องลงทุนขยายระบบไฟฟ้าตลอด 100% ของเส้นทาง ทางออกทางวิศวกรรมที่คุ้มค่าที่สุดคือการทำ ระบบรถไฟจ่ายไฟเป็นช่วงๆ (Discontinuous Electrification) เพื่อเปลี่ยนให้เป็น รถไฟสองระบบ (Bi-mode Train)
• สัดส่วนที่เหมาะสมที่สุด: ประมาณ 35% ถึง 40% ของระยะทางทั้งหมด (คิดเป็นระยะทางประมาณ 145–165 กิโลเมตร) ซึ่งช่วยประหยัดงบประมาณค่าโครงสร้างพื้นฐานได้มหาศาล และไม่ต้องปรับปรุงสะพานหรืออุโมงค์เก่าตลอดทาง 410 กม
จุดที่ควรติดตั้งระบบจ่ายไฟเหนือหัว (Overhead Catenary):
ตามหลักวิศวกรรม พลังงานจะถูกใช้มากที่สุดในช่วงออกตัวและทางลาดชัน จึงควรติดตั้งเฉพาะจุดสำคัญดังนี้:
1. บริเวณรอบสถานีใหญ่ (10 สถานี): ติดตั้งสถานีละ 10 กิโลเมตร (เข้า 5 กม. / ออก 5 กม.) เพื่อใช้ไฟฟ้าแรงบิดสูงดึงกระแสไฟจ่ายให้มอเตอร์ลากจูงโดยตรง ทำให้ได้อัตราเร่งตอนออกตัวแรงเท่ากับรถไฟฟ้าสายสีแดง ปลดล็อกจุดอ่อนเรื่องอัตราเร่ง
2. ช่วงทางลาดชันหรือขึ้นเนิน: ติดตั้งยาวตลอดแนวลาดชัน เพื่อช่วยให้รถไฟรักษาความเร็ว 160 กม./ชม. ได้โดยที่เครื่องยนต์ไม่ต้องรับภาระหนักเกินไป
3. เขตเมืองและอุโมงค์: ติดตั้งเพื่อช่วยลดมลพิษทางอากาศและมลภาวะทางเสียงในชุมชน
เหตุผลทางวิศวกรรมที่ไม่ควรทำ 0% หรือ 100%:
• ถ้าทำ 100%: ควรก่อสร้างเป็นระบบรถไฟฟ้าล้วน (EMU) ไปเลย เพราะการใช้ DEMU จะทำให้รถต้องแบกน้ำหนักเครื่องยนต์ดีเซลไปโดยเปล่าประโยชน์
• ถ้าทำ 0% (ดีเซลล้วน): รถจะอืดตอนออกตัว กินน้ำมันสูง และทำความเร็วเฉลี่ยได้ช้าลงเมื่อต้องจอดถึง 10 สถานี
• ถ้าทำ 35% - 40%: เป็นจุดคุ้มทุนที่ประหยัดค่าเสาและสายไฟได้มากกว่าครึ่ง
รูปแบบการทำงานของรถไฟ Bi-mode:
1. ช่วงเข้า-ออกสถานี / ทางชัน: ยกแผงรับไฟ (Pantograph) ขึ้นเพื่อดึงกระแสไฟฟ้ามาเร่งความเร็ว 0–160 กม./ชม. อย่างรวดเร็ว
2. ช่วงวิ่งทางตรงยาว (Cruising): เมื่อรถทำความเร็วคงที่ได้แล้ว (ซึ่งใช้กำลังเครื่องยนต์น้อยลงกว่าช่วงออกตัวมาก) ระบบจะลดแผงรับไฟลงแล้วสลับมาใช้เครื่องยนต์ดีเซลวิ่งแช่ยาวที่ความเร็ว 160 กม./ชม. ได้อย่างสบายๆ
3. สรุปเปรียบเทียบเวลาเดินทาง (หลังปรับปรุงระบบจ่ายไฟเป็นช่วงๆ)
• รถไฟฟ้าสายสีแดง (EMU): ประมาณ 2 ชั่วโมง 54 นาที
• รถไฟ DEMU (ติดระบบไฟ 40% เป็นช่วงๆ): ประมาณ 2 ชั่วโมง 55 นาที
• ผลลัพธ์: เวลาเดินทางรวมจากกรุงเทพฯ ถึงตราด บนระยะทาง 410 กิโลเมตร จะสามารถทำได้เทียบเท่ากันอย่างไร้รอยต่อ ช่วยประหยัดงบประมาณการลงทุนโครงสร้างพื้นฐานได้อย่างคุ้มค่าพร้อมรักษาประสิทธิภาพความเร็วสูงไว้ได้อย่างครบถ้วน
รถไฟทางคู่สายตะวันออกก็น่าทำแบบ demu ไปเลย คุ้มค่ามาก ตอบโจทย์การเดินทางมาก ทางคู่สายอุบลราชธานีก็เหมือนกัน น่าทำแบบ demu ด้วย ใช้เวลาการเดินทางใกล้เคียงสายสีแดงมาก แต่ประหยัดงบก่อสร้างกว่าสายสีแดง 50-60%