Šedesáté výročí zahájení provozu japonského Šinkansenu

Na 1. října 2024 případlo šedesáté výročí otevření prvé tratě japonského rychlovlaku Šinkansen, 553 km dlouhého klíčového spojení z Tokia do Osaky - proto i slovní spojení Šinkansen mělo dosti prozaický význam: Nová hlavní dráha.

Na 1. října 2024 případlo šedesáté výročí otevření prvé tratě Šinkansenu, 553 kilometrů dlouhého spojení vedoucího z Tokia do Osaky – stalo se tak expresem Hikari No. 1 (hikari – světlo). Tato trasa byla po staletí v Japonsku nejdůležitější, byl a je to hlavní dopravní tah, a tak i slovní spojení Šinkansen mělo dosti prozaický význam: Nová hlavní dráha. Úsek Tokio-Kyoto má tradiční jméno Tokaido (cesta Východního moře), a vedla tudy po staletí důležitá silnice, od centralizace moci spojující tehdejší sídlo císaře v Kyotu a vládu shoguna v Edu, dnešním Tokiu. Tokaido Šinkansen byl spuštěn 1. října 1964, deset dnů před začátkem 18. olympiády v Tokiu. Obé představovalo spektakulární úspěch a svým způsobem tečku za tragickou válkou a těžkým poválečným obdobím. Přicházela éra prosperity podložené usilovnou prací. A tak v současnosti má Tokaido Šinkansen denně v jízdním řádu 372 spojů, které v průměru přepraví 430000 cestujících.

Šinkansen hned od počátku jezdil rychlostí až 160km/h, záhy pak až 200 km/hod, později 220 km/h, nyní až 320 km/h (a to na úseku mezi stanicemi Utsunomiya a Morioka na trati Tohoku, další metou je rychlost 360 km/h). Doprava Šinkansenem se okamžitě stala velmi vyhledávanou, a tak již 13. července 1967 byla překročena hranice prvních sto miliónů cestujících. Rychlost Šinkansenu je mimo jiné umožněna úplným vyloučením nákladní dopravy. Pověstná je též přesnost - průměrné zpoždění je kolem deseti vteřin. K zpoždění dochází hlavně v důsledku sněhových kalamit, tajfůnů a zemětřesení, kdy je cestovní rychlost snižována, popr. i krátkodobě je provoz přerušen. Příslovečná je i bezpečnost, neb dodnes nedošlo na Šinkansenovych tratích ku ztrátě jediného života v důsledku železničního neštěstí. Vyjímečně zde končí život sebevrazi, ale i to je zcela zřídkavé, neb celý železniční koridor i přejezdy přes něj jsou ohrazeny obtížně překonatelnými ploty. Provoz je zastaven mezi půlnocí a šesti ráno, kdy po trati pouze projíždějí diagnostické soupravy, které testují svršek i vedení. Síť Šinkansenu se postupně rozšiřuje, řada tratí je zatím jen ve stádiu přípravných projektů. Z Tokia dnes vede Šinkansen i na sever do Sendai a Aomori (s cílem dovést do roku 2030 provoz až do Sappora na ostrově Hokkaido), či na severozápad do Niigaty či Nagana. Délka Šinkansenové sítě dnes už překročila 2950 km.

Jak už řečeno, provoz vyniká nejen rychlostí, ale i bezpečností. K prvému vykolejení Šinkansenu za provozu došlo 23. října 2004 - desetivozová souprava č. 325 na trati Tokio-Nigata byla poblíž stanice Nagaoka při rychlosti kolem 200 km/h vykolejena zemětřesením. Strojvůdce Šinkansenu aktivoval tísňové brzdění a vlak zastavil po 1.6 km, a po sedmdesáti vteřinách. Tou dobou už bylo vykolejeno osm vagónů, z nich čtyři zcela mimo svou kolej. Toto historický prvé vykolejení Šinkansenu se obešlo bez jediného zranění. Došlo však ke značnému poškození svršku, takže trať byla tehdy zprovozněna až koncem prosince. Příčinou vykolejení bylo zemětřesení sedmého stupně, které toho 23. října 2004 postihlo prefekturu Niigata. Šinkansenový zabezpečovací systém je vybaven seismickou registrací, a normálně při signálech nastupujícího zemětřesení prostě provoz na trati zastaví. Pak se i několik hodin čeká na uklidnění. Systém podchytí drobnější záchvěvy, které předchází hlavní úder (nedestruktivní tzv. P – primary - vlny), a tak v předstihu začne s brzděním. V závislosti na odlehlosti od epicentra se tak může získat náskok cenných desítek vteřin, ba i jedné minuty. I trénovaný seismolog-amatér dokáže zachytit hukot jakoby se blížil vlak, jak začnou rezonovat kovové části budovy – signál blížícího se zemětřesení. Japonsko je kromě tratí Šinkansenu vybaveno nezávislou sítí více jak 4000 seismografů, a pokud aspoň dva z nich signalizují blížící se zemětřesení, automatický systém vstoupí do televizního a rozhlasového vysílání a vydá pro příslušné prefektury varování. Někdy se pravda jedná jen o planý poplach. V daném případě se však souprava právě nalézala prakticky nad samotným epicentrem a tak došlo k splynutí fáze slabých otřesů a hlavního úderu. Teprve tehdy automatický systém zareagoval, souběžně s akcí strojvůdce. To zemětřesení si v celé prefektuře Niigata tenkrát vyžádalo 39 obětí na životech. Zemětřesení v r. 1995 v Kobe, které mělo intensitu 7.8 stupně, si vyžádalo na 6400 životů. Zemětřesení v oblasti Tohoku 11.3.2011 v 14:46 tokijského času mělo sílu přes 9, bylo pátým celosvětově největším zaznamenaným zemětřesením známé historie, a počet obětí byl kolem 20000, většina však v důsledku následného tsunami. Čas 14:46 je dodnes zaznamenán na zaseklých hodinách, co visely na stěně ve vestibulu fakulty a v důsledku otřesů se utrhly. Vzhledem k odlehlosti epicentra v moři však systém předběžného varování stačil jedoucí Šinkanseny zastavit, takže k žádnému vykolejení tehdy nedošlo. Otřesy však poničily vedení i svršek, takže opravy trvaly tehdy až do konce dubna.

K historicky druhému vykolejení pak došlo 2. března 2013, kdy řádil na japonském severu sněhový blizard, a tak Šinkansen č. 25 z Morioky do Akity jel sníženou rychlosti 20km/h. Krátce po čtvrté odpoledne zaslechl strojvůdce abnormální hluk a začal nouzově brzdit. Došlo k vykolejení přední části šesti-vozové soupravy Komači, nikdo však nebyl zraněn. Cestující byli ale evakuováni až po šesti hodinách.

Posléze ve dnech 14.-15. dubna 2016 postihlo zemětřesení prefektury Kumamoto a Oita na nejjižnějším z hlavních japonských ostrovů Kjúšú. Velikost maximálního otřesu na desetibodové Richterově stupnici byla nakonec určena na 6.5, byť na sedmibodové škále používané v Japonsku mu byla přiřazena až ta nejvyšší hodnota 7. Po řadě následných otřesů přišlo pak 16. dubna v 01:25 zemětřesení o velikosti 7.3 na Richterově škále, které se považuje za největší na Kjúšú od počátku moderních měření, s epicentrem přímo ve vlastním městě Kumamoto. Považuje se tak za srovnatelné s tím zemětřesením ve velkoměstě Kobe z roku 1995, nicméně zemětřesení v Kumamotu mělo jen 48 obětí na životech a kolem 3000 zraněných. Rozdíl souvisí s tím, že velmi hornatá centrální část ostrova má hustší osídlení jen při pobřeží. Nepřístupnost středu ostrova zvyšuje sopka Aso, označovaná za největší aktivní japonský vulkán. První z obou velkých otřesů způsobil též vykolejení soupravy Šinkansenu poblíž nádraží v Kumamotu. Vozy sice tehdy byly prázdné, celkově však na trati vznikly značné škody, jako třeba na 25 místech došlo k potrhání nosných sloupů podpírajících estakádu s kolejištěm. Na dalších 80 místech se zhroutily protihlukové stěny.

Dnes se však již pracuje i na prvé trati maglevu (magnetický vznášeného vlaku - známé jako magnetic levitation), která vytvoří se stávající tratí Tokaido osmičku v jejímž průsečíku bude město Nagoya. Magnetické pole vytváří supravodivá slitina niobu a titanu chlazená kapalným heliem. Zatím se provozuje jen úsek cca 20 km, na kterém byl dosažen i rychlostní rekord 581km/h. Úsek maglevu Tokio-Nagoya měl sice být původně zprovozněn do r. 2027. To už ale není reálné, takže se předpokládá zprovoznění až někdy později po roce 2027, třeba 2034. A u úseku Nagoya-Osaka pak kolem roku 2037. Po dokončení by měl tento maglev zkrátit cestu Tokio-Nagoya zkrátit na nějakých 40 minut, a cestu Tokio-Osaka na 60 minut.

Skutečně systematické používání supravodivých materiálů by vedlo k významným úsporám elektrické energie. Existuje třeba odhad pro EU, že s pomocí supravodivých materiálů by roční úspora elektrické energie mohla činit 31 TWh, což představuje redukci o 1.2%. Pokud se to ale převede na tuny kysličníku uhličitého, vedlo by to ku snížení jeho produkce představující už 20% hodnoty redukce požadované podle Kyotského protokolu. Je tedy zavádění maglevové dopravní technologie i nezanedbatelným příspěvkem k řešení problému skleníkového jevu.

Existují ale kratší tratě maglevu, které jsou už i v provozním režimu. U příležitosti světové výstavy v r. 2005 u města Nagoya byla postavena 8,9 km dlouhá linka Linimo, vedoucí z konečné jedné trasy Nagojského metra právě do oblasti Expa 2005, tedy dost rurální krajinou. Tento maglev je dodnes pravidelně provozovaný, pravda s rychlostí do 100 km/h. A dokonce snadněji dostupný je provoz maglevu, který vede k metru ze šanghajského letiště Pudong. Na této 30 km dlouhé trati je provozní rychlost 431 km/h.

O dálkových maglevových tratích se uvažuje i v Číně. Ta ostatně má dnes tak jak tak celosvětově nejdelší systém konvenčních rychlostních vlaků CRH (China Railway High-speed - CRH, již kolem 40000km takových tratí, s rychlostmi až 400 km/h). V Japonsku byla stavba prvé zkušební dráhy pro maglev zahájena v r. 1975 v prefektuře Miyazaki na nejjižnějším ostrově Kjúšú. Tato dráha je dlouhá 7km, a v roce 1987 na ní prototyp maglevu dosáhl s posádkou rychlosti 401 km/h. V r. 1990 byl projekt maglevu zařazen mezi celostátně podporované priority. Začala se propracovávat koncepce trasy prvého maglevu pro osobní dopravu. Tato trasa je známá též jako Lineární Šinkansen či Čuo Šinkansen. Japonské slovo čuo značí střed, můžeme proto hovořit o Centrálním Šinkansenu. Nová trasa skutečně nevede po pobřeží, nýbrž vnitrozemím. To je rozdíl oproti úplně prvé trase Šinkansenu, která vede z Tokia do Osaky převážně po pobřeží Tichého oceánu, a je známá jako Tokaido (neboli Cesta podél východního moře). Nová trasa bude také spojovat obě největší japonská města vzdálená přibližně 500 km, ale z Tokia povede přes jižní část Japonských Alp, prefekturou Jamanaši severně od sopky Fudži, městem Kofu, a ještě dál na sever. Poté by se vrátila k pobřeží ve čtvrtém největším japonském městě Nagoya, a přes historickou oblast Nary pokračovala do Osaky. Vytváří tak trasy Tokaido a Čuo Šinkansenu tu řečenou osmičku se středem ve městě Nagoya. To je právě důležité pro případ nějakého velkého zemětřesení či sopečné erupce, po kterém by si alespoň jedna trasa měla zachovat provozuschopnost.

S vytyčením trasy prvého Šinkansenu pracujícího na principu maglevu se též přistoupilo k zřízení druhé, delší pokusné tratě. Tato nová pokusná trať stojí v prefektuře Jamanaši na západ od Tokia a je nazývána Jamanaši maglev. Ježto došlo k odstátnění a rozdělení japonských státních drah JNR, projekt maglevu nyní spadá pod ekonomický silnou sekci Central JR. Testovací trať se fakticky v budoucnu stane součástí trasy Čuo Šinkansenu. Původně byla dlouhá 18,4 km a od dubna 1997 zde probíhaly rychlostní zkoušky prototypů maglevu. Postupně zde bylo dosaženo několika světových rekordů - nejprve 12.12.1997 to byl rekord pro vlak s posádkou, a to rychlostí 531 km/h. Na Štědrý večer téhož roku byl vytvořen rychlostí 550 km/h rekord pro vlak bez posádky. Pak 14. dubna 1999 byl rekord pro vlak s posádkou na tomto okruhu posunut na 552 km/h. Této rychlosti bylo dosaženo s magneticky vznášenou soupravou o pěti vozech, která vezla 13 cestujících a 10 tun železné zátěže. Pak 2.2.2003 třívozová experimentální jednotka MLX-01 ustavila rychlostní rekord 581 km/h. Poté probíhalo prodlužování pokusné trasy na délku 42,8 km. Na nové trase probíhají zkoušky již provozního maglevu série L0, ten zde 21.4.2015 posunul rychlostní rekord pro vlak s posádkou na 603 km/h.

Alternativní název Lineární Šinkansen má dvojí význam. Jednak obráží skutečnost, že nová trať ma spojovat tři japonská centra o něco příměji, než stávající Tokaido Šinkansen (což ale může doznat změny, neb dosud existují tři tvarově různé varianty pro průchod prefekturou Nagano). Ale též se vztahuje ku způsobu pohonu maglevu, totiž tzv. lineárním elektromotorem. Magnetické pole totiž v systému maglev zajišťuje nejen vznášení se nad železničním svrškem, ale i vlastní pohyb vpřed, a též udržování směru. Všechny tyto tři funkce jsou obstarávány interakcí magnetů umístěných podél svršků a na podvozku vagónů. V běžném elektromotoru je jeho pohyb odvozen od interakce magnetických polí statoru a rotoru. Na pohon maglevu můžeme pohlížet jako na elektromotor, jež byl rozříznut a jeho stator a rotor byly rozloženy do roviny. Další vynutí pak poskytují magnetické pole pro nadnášení a pro udržování směru. Použitým supravodivým materiálem je slitina niobu a titanu. Ta je chlazená kapalným heliem, předchlazovaní je prováděno kapalným dusíkem.

Za plného provozu nedochází k žádnému kontaktu maglevu a železničního svršku. Tím je vyloučeno mechanické tření, zbývá pouze tření se vzduchem. Tím je též snížena hladina hluku a produkce zemních vibrací. Musí se ale řešit problém vzduchové nárazové vlny tvořící se při vjezdu do tunelu rychlostí kolem 500 km/h, zatím se tak děje pomocí svislých odvodných komínů v tunelech. Provoz maglevu by ale mohl být bezpečnější pro seismicky aktivní oblast – stabilita oproti vykolejení při prudkém zemském otřesu by u tohoto řešení měla být vyšší.

Foto u perexu: Japonský magneticky vznášený maglev L0 na testovní trati v prefektuře Jamanaši (Odkaz)

XXXVI. díl seriálu: 666@Sky - Je naprosto nezbytné, aby nebe bylo blankytné [blankyt:666THz]; XXXV. díl seriálu: Odkaz

This work is licensed under CC BY-NC-ND 4.0