ડિઝાઇન આયુષ્ય દરમિયાન ટકાઉપણું સુનિશ્ચિત કરવા માટે ઊર્જા-કાર્યક્ષમ રોલિંગ સ્ટોકની રચના અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. ઓછો એક્સલ લોડ અને પ્રતિ સીટ ઓછી શક્તિ (Power/Seat) હાઈ-સ્પીડ રેલ (HSR) રોલિંગ સ્ટોકની ઊર્જા-કાર્યક્ષમ ડિઝાઇનના મુખ્ય સૂચકો છે. કોષ્ટક-1 માં વિશ્વના અગ્રણી હાઈ-સ્પીડ રેલ રોલિંગ સ્ટોકની તુલનાત્મક વિશેષતાઓ દર્શાવવામાં આવી છે. કોષ્ટક પરથી સ્પષ્ટ થાય છે કે જાપાન અને તાઇવાનમાં પ્રતિ સીટ શક્તિનો વપરાશ સૌથી ઓછો છે. તાઇવાનમાં પણ જાપાની શિંકાન્સેન ટેક્નોલોજીનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે. તેનું મુખ્ય કારણ ઓછો એક્સલ લોડ અને વધુ બેઠકોને સમાવી શકે તેવી પહોળી બોડી ડિઝાઇન છે.

કોષ્ટક-1 : વિશ્વના હાઈ-સ્પીડ રેલ રોલિંગ સ્ટોકની તુલનાત્મક વિશેષતાઓ (NA: માહિતી ઉપલબ્ધ નથી)

હાઈ-સ્પીડ રેલ (HSR) કાર્યક્ષમતાનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે હાઈ-સ્પીડ રોલિંગ સ્ટોકની વાસ્તવિક ઊર્જા કાર્યક્ષમતાને દર્શાવવા માટે કરવામાં આવે છે. વિશ્વભરમાં કાર્યરત વિવિધ HSR સિસ્ટમોની કાર્યક્ષમતાનો અંદાજ લગાવવા માટે અનેક અભ્યાસો હાથ ધરવામાં આવ્યા છે. વિવિધ HSR સિસ્ટમોની તુલનાત્મક માહિતી ઉપલબ્ધ છે. શિંકાન્સેન વિશ્વની સૌથી વધુ ઊર્જા-કાર્યક્ષમ HSR પ્રણાલીઓમાંની એક છે, જેની HSR કાર્યક્ષમતા 0.029 kWh/seat-km છે.

જ્યારે HSR રોલિંગ સ્ટોકની ઊર્જા કાર્યક્ષમતા સામાન્ય રીતે 0.029 kWh/seat-km થી 0.041 kWh/seat-km ની વચ્ચે હોય છે, ત્યારે વિવિધ HSR માર્ગોમાં ઊર્જા કાર્યક્ષમતા ઘણા પરિબળો પર આધારિત હોય છે, જેમ કે રૂટનું અંતર, સ્ટોપની સંખ્યા, રોલિંગ સ્ટોકનો પ્રકાર, બેઠકોની ક્ષમતા, સંચાલન ગતિ વગેરે.

કાર્યક્ષમ પુનર્જીવિત બ્રેકિંગ સિસ્ટમ, બુદ્ધિશાળી બ્રેક મિશ્રણ અને હાઇ-સ્પીડ રોલિંગ સ્ટોકના સ્માર્ટ ઓપરેશન સાથે, HSR કાર્યક્ષમતા વધારવામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

500 કિમીની લાક્ષણિક HSR લાઇન પર 320 કિમી/કલાકની મહત્તમ ઓપરેટિંગ ગતિ સાથે લગભગ 10 મેગાવોટ પાવરના પ્રમાણભૂત રોલિંગ સ્ટોકને ધ્યાનમાં રાખીને હાઇ-સ્પીડ રોલિંગ સ્ટોક રનિંગના સિમ્યુલેશન હાથ ધરીને ઊર્જા કાર્યક્ષમતા પર સતત ગતિ પર કોસ્ટિંગની અસરનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. અભ્યાસ દર્શાવે છે કે સ્માર્ટ ટાઇમ ટેબલિંગ અને સ્ટેશનો વચ્ચે કોસ્ટિંગનો આશરો લેવાથી ઊર્જા કાર્યક્ષમતામાં ઘણો સુધારો થઈ શકે છે.

50 કિમીની સરેરાશ સ્ટેશન અંતર સાથે 500 કિમીની લાઇનમાં 10 સ્ટોપેજ ધ્યાનમાં લેવામાં આવ્યા છે. અભ્યાસ માટે ન્યૂનતમ ઇન્ટર સ્ટેશન અંતર 35 કિમી અને મહત્તમ 75 કિમી ગણવામાં આવે છે.

પ્રદર્શન-2 અને 3 સતત ગતિ મોડ અને કોસ્ટિંગ મોડમાં 50 કિમી વિભાગમાં રોલિંગ સ્ટોકનું શો રનિંગ. જેમ જોઈ શકાય છે, સતત ગતિ મોડ કરતાં કોસ્ટિંગ મોડમાં મુસાફરીનો સમય 7% વધે છે જ્યારે ચોખ્ખી ઉર્જા વપરાશ 3% ઘટે છે.

પ્રદર્શન-૪ વિવિધ ઇન્ટર સ્ટેશન અંતર માટે સતત ગતિએ દોડવાને બદલે દરિયા કિનારાનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે ત્યારે ઊર્જા કાર્યક્ષમતા અને મુસાફરીના સમય પર અસર દર્શાવે છે.

*નોંધ:
(i) ગણતરીઓ લેવલ સેક્શનને ધ્યાનમાં લઈ રહી છે
(ii) શરૂઆત અને ગંતવ્ય સ્ટેશન પર રાહ જોવાનો સમય 5 મિનિટ ગણવામાં આવે છે
(iii) નાના સ્ટેશનો પર મધ્યવર્તી સ્ટેશનો પર રોકાવાનો સમય 1 મિનિટ અને મોટા સ્ટેશનો પર 2 મિનિટ ગણવામાં આવે છે.

(iv) વળાંકોને કારણે કોઈ ગતિ પ્રતિબંધો ધ્યાનમાં લેવામાં આવ્યા નથી
(v) સંપૂર્ણ દોડ માટે 100% સહાયક ઉર્જા વપરાશ ધ્યાનમાં લેવામાં આવ્યો છે
(vi) 320 કિમી/કલાકથી 120 કિમી/કલાક સુધી રિજનરેટિવ બ્રેકિંગ ધ્યાનમાં લેવામાં આવ્યું છે
(vii) વ્હીલથી લાઇન સુધી કાર્યક્ષમતા 82% માનવામાં આવે છે

આંતર સ્ટેશન અંતર માટે લગભગ 40 કિમી સુધી સતત ગતિ કાર્ય ફાયદાકારક છે કારણ કે જ્યારે સતત ગતિ દોડવાની જગ્યાએ કોસ્ટિંગ કરવામાં આવે છે ત્યારે ઊર્જા કાર્યક્ષમતા વધે છે. જ્યારે 45 કિમીથી વધુ અંતર માટે, કોસ્ટિંગ ફાયદાકારક છે કારણ કે ઊર્જા કાર્યક્ષમતા ઘટે છે જોકે રન સમય વધે છે.

આમ, ટૂંકા ઇન્ટર સ્ટેશન અંતર પર સતત ગતિથી દોડીને અને લાંબા ઇન્ટર સ્ટેશન અંતર પર કોસ્ટિંગ કરીને, સામાન્ય 500 કિમી HSR લાઇન પર મુસાફરીના સમયમાં લગભગ 14% વધારો કરીને લગભગ 8% ની ઉર્જા કાર્યક્ષમતામાં સુધારો પ્રાપ્ત કરી શકાય છે. સમય કોષ્ટકોમાં સામાન્ય રીતે ટૂંકા વિલંબને મંજૂરી આપવા માટે ન્યૂનતમ રનિંગ સમયમાં ઉમેરવામાં આવેલ પુનઃપ્રાપ્તિ સમયનો સમાવેશ થાય છે. આ પુનઃપ્રાપ્તિ સમય સામાન્ય રીતે ન્યૂનતમ રનિંગ સમયના 5% થી 12% ની વચ્ચે હોય છે. તેથી, આ 14% સમયનો વધારો પુનઃપ્રાપ્તિ સમયમાં ગોઠવી શકાય છે. ભારતમાં HSR કાર્યરત થયા પછી આ અભ્યાસની ચકાસણી કરવી રસપ્રદ રહેશે.

1.MAHSR પ્રોજેક્ટ માટે સંયુક્ત શક્યતા અભ્યાસ અહેવાલ

2.MAHSR પ્રોજેક્ટ માટે સપ્ટેમ્બર 2018 નો પૂરક EIA અહેવાલ

3.જર્નલ ઓફ મોર્ડન ટ્રાન્સપોર્ટેશન: માર્ચ 2016, વોલ્યુમ 24, અંક 1, પૃષ્ઠ 1–21 / HSR (હાઇ-સ્પીડ રેલ) સિસ્ટમ્સના પ્રદર્શનની બહુપરીમાણીય પરીક્ષા

4.UIC