مركبة الطريق والسكك الحديدية

المركبة ثنائية الوضع (الطريق-السكك الحديدية أو السكة الحديدية-الطريق) هي مركبة قادرة على العمل على كل من خطوط السكك الحديدية والطرق . [ 1 ] [ ^{2 ] وتُعرف أيضاً بالمركبات ثنائية} الاتجاه ( بالألمانية : Zweiwegefahrzeug ) ، ^{[ 3 ]} ومركبات السكك الحديدية العالية (من الطريق السريع والسكك الحديدية ، أو بصيغ مختلفة مثل high-rail، HiRail، Hy-rail )، ^{[ 4 ]} ومركبات السكك الحديدية والطرق . ^{[ 5 ]}

هي في الغالب مركبات طرق مُعدّلة تحتفظ بعجلاتها الأصلية ذات الإطارات المطاطية، ولكنها مُجهزة بعجلات فولاذية إضافية ذات حواف للسير على القضبان. ويتم الدفع عادةً عبر الإطارات التقليدية، بينما تكون العجلات ذات الحواف حرة الدوران، وتُستخدم للحفاظ على المركبة على القضبان؛ ويتم رفع وخفض عجلات السكك الحديدية حسب الحاجة. وهناك أيضًا مركبات مصممة خصيصًا للطرق والسكك الحديدية. في حالة قطارات الجيب ، تُستبدل عجلات الطريق مباشرةً بعجلات السكك الحديدية. وتحتاج المركبات ذات الإطارات إلى مناطق خاصة، مثل معابر السكك الحديدية، لتغيير وضعيتها. وقد اقترح مهندسون صينيون نموذجًا لمركبة تسير على مسارات مجنزرة ، بدلاً من عجلات الطريق، مما يسمح بتغيير الوضعية في أي مكان دون الحاجة إلى استخدام معبر سكة حديدية. ^{[ 6 ]}

تُستخدم معظم المركبات الهجينة (الطرق والسكك الحديدية) في صيانة مسارات السكك الحديدية خلال فترات الصيانة الهندسية، حيث يُسلّم جزء من الخط للصيانة ويُمنع دخول القطارات العاملة إليه. أما المركبات العسكرية، فتستفيد من خطوط السكك الحديدية السليمة للتنقل، أو تُستخدم كقاطرات طوارئ. ويُعدّ استخدامها كحافلات ركاب نادرًا، وغالبًا ما يكون تجريبيًا. ويمكن قيادة مركبات صيانة السكك الحديدية على الطرق حتى الوصول إلى موقع العمل، ثم تحويلها إلى مركبات سكك حديدية للرحلة النهائية إلى موقع العمل. وهذا يُجنّب المناورات المعقدة التي تتطلبها المركبات البرية للوصول إلى موقع عمل بعيد عن الطرق.

بما أنها في الأصل مركبات طرق مُعدّلة، فإنها لا تتحمل الاصطدام بعربات السكك الحديدية الثقيلة ، ولذلك لا يُسمح لها عادةً بالسير إلا على خطوط السكك الحديدية الخاضعة لإدارة هندسية، عندما يكون الخط مغلقًا أمام حركة المرور العادية. وهي مصممة عمومًا لتكون معزولة، وبالتالي لا تُفعّل دوائر إشارات السكك الحديدية . مع ذلك، يُفضّل بعض مشغلي السكك الحديدية أن تكون غير معزولة حتى تتمكن أنظمة سلامة القطارات من رصدها . وعادةً ما يستخدم هؤلاء المشغلون هذه المركبات على الخطوط النائية التي لا تحتوي على حواجز أو ما شابه.

كان العميد روبرت ستروناخ من أوائل الداعمين لنظام النقل البري-السككي، وهو عضو في شركة "رودريلز المحدودة" التي تأسست حوالي عام 1920. امتلكت "رودريلز المحدودة" عددًا من براءات الاختراع المتعلقة بمركبات يمكنها السير على الطرق أو السكك الحديدية. ^{[ 7 ]} وتقوم الفكرة على أن السكك الحديدية توفر مقاومة دحرجة أقل ، بينما توفر الطرق قوة جر أكبر، ومن شأن هذا الجمع أن يسمح بنقل أحمال أكبر وعلى منحدرات أكثر حدة، مما يقلل بشكل كبير من تكلفة بناء السكك الحديدية. في عام 1922، حصل ستروناخ على براءة اختراع لجرار نقل بري-سككي، يمكن قيادته على الطريق أو خفض مجموعة عجلاته الأمامية المخصصة للسكك الحديدية لتمكينه من جر حمولة على السكك الحديدية، حيث يتم توجيهه بواسطة السكك الحديدية بينما يتم دفعه بواسطة عجلات الطريق الخلفية. كان هذا الجرار، الذي يشبه شاحنة عادية، جزءًا من معرض الإمبراطورية البريطانية عام 1924 في ويمبلي، حيث قام بجر عربات في أرجاء منطقة المعرض. ^{[ 8 ]}

كانت إحدى مشكلات جرار الطريق-السكك الحديدية هي الرجوع للخلف أثناء سيره على القضبان، لكن إمكانية رفع العربة وتحويله إلى وضع الطريق سمحت له بالالتفاف حول القطار. وفي الاجتماع العام السنوي لعام 1923، أُعلن أن الطريقة الجديدة للتحويل من الطريق إلى السكك الحديدية تستغرق الآن دقيقتين فقط  . وكانت الشركة "تُكمل تصميمات نوع مجنزر" ونوع آخر لخدمة الترام. ^{[ 9 ]}

لسوء الحظ، ركزت شركة رودريلز المحدودة لاحقًا على قاطرات مخصصة للسكك الحديدية فقط، لكنها تستخدم عجلات الطرق للجر على جانبي السكة، مبتعدةً بذلك عن نمط المركبات المعروضة في المعرض، والتي كانت مفيدة في ساحات المصانع وأحواض بناء السفن وغيرها، حيث يمكن تشغيلها على الطرق أو السكك الحديدية. أُنشئ فرع "للطرق والسكك الحديدية" في جنوب إفريقيا، واستخدم هذا الفرع قاطرتين من هذا النوع، تم تحويلهما من محركات بخارية. إحداهما قابلة للاستخدام على الطرق أو السكك الحديدية، بينما استخدمت الأخرى براءة اختراع لشركة داتون (انظر جرارات داتون للطرق والسكك الحديدية في جنوب إفريقيا )، حيث تستخدم مركبة السكك الحديدية جر عجلات الطرق، مما يتطلب وجود كل من الطريق والسكك الحديدية للعمل. في النهاية، باءت التجربة بالفشل، وعاد الفرع إلى استخدام المحركات البخارية العادية بحلول عام 1927 تقريبًا، وأُغلقت شركة رودريلز المحدودة في نفس الفترة تقريبًا.

كانت المركبة BAD-2 سيارة مدرعة برمائية تجريبية سوفيتية الصنع، أُنتجت لأول مرة عام 1932، وكانت قادرة أيضاً على السير على خطوط السكك الحديدية. ^{[ 10 ]} استغرق التحويل إلى وضعية السكك الحديدية 30  دقيقة.

بدأ إنتاج أعداد قليلة من قطارات FAI-ZhD منذ عام 1933. ^{[ 11 ]} كانت FAI-ZhD نسخة معدلة من FAI لاستخدامها في السكك الحديدية. بلغت سرعتها على القضبان 85  كم/ساعة للأمام و24  كم/ساعة للخلف، بينما بلغت سرعتها على الطريق 40  كم/ساعة. استغرق تغيير وضعيات التشغيل 30  دقيقة.

بدأت الإمبراطورية اليابانية في إنتاج مركبة سوميدا إم.2593 عام 1933. ^{[ 12 ]} كانت مركبة مدرعة بوزن 7.7  طن وسماكة 10 ملم، مزودة بست عجلات. ويمكن استبدال عجلاتها المخصصة للطرق بعجلات ذات حواف للسكك الحديدية. تبلغ سرعتها 40 كم/ساعة على الطرق و60 كم/ساعة على السكك الحديدية. ^{[ 13 ]}    

كانت دبابة سو-كي من النوع 95 دبابة صغيرة أُنتجت في الإمبراطورية اليابانية بين عامي 1935 و1943. ^{[ 14 ]} زُوّدت بجنازير للسير على الأرض وعجلات قابلة للسحب ذات حواف للسكك الحديدية. استغرق التحويل من وضعية السكك الحديدية إلى وضعية الأرض دقيقة واحدة، بينما استغرق التحويل من وضعية الأرض إلى وضعية السكك الحديدية ثلاث دقائق. إضافةً إلى ذلك، كان بالإمكان تعديل العجلات ذات الحواف لتناسب السكك الحديدية الضيقة والقياسية والعريضة . ^{[ 15 ]}

كانت ناقلة الجنود المدرعة BTR-40 ZhD نسخةً من ناقلة الجنود المدرعة BTR-40 مزودة بعجلات سكك حديدية إضافية. ^{[ 16 ]} وتم تطويرها لاحقًا إلى نسخة السكك الحديدية من BTR-40A في عام 1969. ^{[ 17 ]} وكانت عملية إعادة توجيهها إلى السكة تستغرق من 3 إلى 5 دقائق. وبلغت سرعتها على الطريق 78  كم/ساعة، وعلى السكة الحديدية 65  كم/ساعة.

بُذلت محاولات على مر السنين لتصميم حافلات ومركبات يمكنها العمل على الطرق وخطوط السكك الحديدية. عرضت شركة سيمنز وهالسكه حافلة كهربائية ( بالألمانية : Straßenbahn-Omnibus ) في عام 1898 في برلين. ^{[ 18 ]} كانت هذه المركبة تعمل بالبطاريات ويبلغ مداها 6 كيلومترات (3.7 ميل) .  

وقد تم تنفيذ بعض المحاولات في بريطانيا خلال ثلاثينيات القرن العشرين على خط نيكي بواسطة شركة LMS ، باستخدام Ro-Railer . ^{[ 19 ]}

في ثلاثينيات القرن العشرين، سوّقت شركة إيفانز برودكتس في الولايات المتحدة الأمريكية حافلة إيفانز أوتو-ريلر، المصممة أيضاً للسير على خطوط السكك الحديدية. ^{[ 20 ]} كما استطاعت حافلة إيفانز أوتو-ريلر نقل بضائع تتراوح حمولتها بين 2.5 و  3 أطنان، والسير على خطوط السكك الحديدية المبتلة والجليدية والمغطاة بالثلوج. ^{[ 21 ]} وفي شتاء 1934/1935، قطعت وحدة تجريبية منها مسافة 2500 ميل (4023 كيلومتراً) . 

في أوائل أربعينيات القرن العشرين، طوّر المهندس تالون نظامًا يسمح لحافلة عادية بالسير على قضبان حديدية، مع إمكانية جرّ عربة جانبية خفيفة من طراز ديكوفيل . كانت الحافلة تعبر منحدرًا خاصًا إلى عربات ذات مسارين، وبعد ذلك لم تعد العجلات الأمامية تلامس القضبان، بينما يبقى الجزء الداخلي من العجلات الخلفية المزدوجة ملامسًا لها. استُخدمت إحدى هذه المركبات التي تعمل بغاز الخشب على الأقل في صيف عام ١٩٤٣ على خط السكة الحديدية الذي يبلغ طوله ٥٤ كيلومترًا (٣٤ ميلًا) بين كاركاسون وكويلان. ^{[ ٢٢ ]}  

قامت شركة السكك الحديدية الألمانية Deutsche Bundesbahn بتشغيل حافلات تسمى Schi-Stra-Bus ، والتي كان من الممكن تجهيزها بعربات منفصلة في مناطق مختلفة من الخمسينيات إلى السبعينيات.

في عامي 1967/1968، تم تحويل حافلتين تعملان بالديزل تابعتين لشركة ريد آرو لاين لتتمكنا من السير على السكك الحديدية. ^{[ 23 ] [ 24 ]} لم تنجح هذه التجربة لأن متطلبات عربات السكك الحديدية ومركبات الطرق كانت مختلفة تمامًا.

في عام ١٩٨٣، نظر مجلس لندن الكبرى في استثمار ٢٣٠ ألف جنيه إسترليني في مشروع حافلة لوكاس للسكك الحديدية ، القادرة على السير على الطرق وخطوط السكك الحديدية. ^{[ ٢٥ ]} طُوِّر المفهوم الأصلي من قِبَل عمال شركة لوكاس للفضاء في سبعينيات القرن الماضي. وفي عامي ١٩٨٠ و١٩٨١، قامت مجموعة من العمال ببناء نموذج أولي باستخدام حافلة بريستول مستعملة. ^{[ ٢٥ ]} نشأ الحماس من فرصة خفض تكاليف إنتاج مركبات السكك الحديدية من خلال دمج أجزاء من الحافلات جزئيًا. ^{[ ٢٥ ]} كان لا بد من حل تحديين: عواقب الاصطدامات مع مركبات السكك الحديدية الأثقل وزنًا، والإشراف على عملية الانتقال من السير على الطرق إلى السير على السكك الحديدية. ^{[ ٢٥ ]}

طُوّرت حافلات السكك الحديدية في اليابان أيضًا، من قِبل شركة JR Hokkaido عام 2002، تحت اسم DMV (مركبة ثنائية الوضع). ^{[ 26 ]} لم يعد طراز DMV920 يستخدم عربات خارجية ؛ إذ يتم إنزال المحورين المحمولين على السكة الحديدية المفردة فقط. بدأت تجارب مركبة اختبارية (DMV901) في يناير 2004، وطرازَي DMV911/912 في سبتمبر 2005. بدأت اختبارات إضافية في 4  أبريل 2007، على خط سينمو بين موكوتو وهاما -كوشيميزو . يمتد أحد مساري الرحلة من هاما-كوشيميزو إلى موكوتو (حوالي 11  كم) كرحلة قطار، ومن موكوتو إلى هاما-كوشيميزو كحافلة ركاب (حوالي 25  كم). اكتمل بناء DMV920 في يونيو 2008 بسعة 28 راكبًا. ^{[ 27 ]} بدأت شركة سكة حديد آسا كايجان بتشغيل الحافلات ذات الوضع المزدوج في 25  ديسمبر 2021. ^{[ 28 ]}

على خط سكة حديد أبيلين وسموكي فالي ، تُستخدم حافلة سيلفر فلاير للسكك الحديدية للرحلات، وهي قادرة على السير على الطرق والسكك الحديدية على حد سواء. ^{[ 29 ] [ 30 ]}

في عام 2022، قدمت شركة SNCF مفهوم FLEXY، وهو عبارة عن حافلة نقل ذاتية القيادة تعمل بالكهرباء بالكامل، وتجمع بين خصائص النقل البري والسككي، ومخصصة للمناطق ذات الكثافة السكانية المنخفضة. ^{[ 31 ] [ 32 ]} ومن المقرر إجراء التجارب الأولى في عام 2024.

في عام 2026، تختبر شركة الهندسة الفرنسية SICEF مركبات كهربائية خفيفة لإعادة استخدام ما يقارب 5700 كيلومتر من خطوط السكك الحديدية الثانوية المهجورة. ^{[ 33 ]} هذه المركبات قادرة على السير على كل من خطوط السكك الحديدية والطرق. يُطلق على المشروع اسم "أوبر على السكك الحديدية". ^{[ 34 ]} تسير هذه المركبات تلقائيًا على القضبان.

كانت شركة إيفانز أوتو-ريلر رائدة في الولايات المتحدة في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين. ^{[ 35 ]} ويبدو أن إيفانز قد أنتجت جميع تعديلات المركبات البرية والسكك الحديدية للجيش الأمريكي خلال الحرب العالمية الثانية، ولكن سرعان ما تفوقت عليها شركة فيرمونت مباشرة بعد الحرب.

تُصنّع مركبات علامة Aries Hyrail التجارية في أستراليا منذ عدة عقود. ولا تزال شركة Aries Rail تُصنّع هذه المركبات. ^{[ 36 ]}

تقوم شركة بيرماكويب، ومقرها المملكة المتحدة، بتصنيع مركبات الطرق والسكك الحديدية والمقطورات والملحقات الخاصة بها. ^{[ 37 ]}

شركة كونتيننتال ريل ووركس هي شركة مصنعة لوحدات تحويل الطرق إلى سكك حديدية مقرها مونتريال ، كندا، وتنتج وحدات السكك الحديدية العالية منذ عام 1997. وتشتهر منتجاتها بميزة القفل/الفتح التلقائي وبقوة الضغط السفلية الناتجة عن زنبرك مطاطي يتم تطبيقها على القضبان. ^{[ 38 ]}

اقترح مهندسون صينيون نموذجاً لمركبة تسير على جنازير بدلاً من عجلات الطريق، مما يسمح بتغيير نمط الحركة في أي مكان دون الحاجة إلى استخدام معبر سكة حديد. ^{[ 6 ]}

قامت شركة Vollert Anlagenbau GmbH بتطوير مركبة VLEX غير مأهولة تعمل بالطرق والسكك الحديدية ويتم التحكم فيها عن بعد، وذلك لمناورة ما يصل إلى 800  طن. ^{[ 39 ] [ 40 ]}

تُعد شركة غولدشميت السويدية، ومقرها السويد، واحدة من الشركات الرائدة في تصنيع مركبات الطرق والسكك الحديدية. وتشمل منتجاتها مركبات صيانة الأسلاك العلوية، ومركبات فحص الأنفاق والجسور، ومركبات القياس، ومركبات الطحن واللحام، وغيرها من حلول الطرق والسكك الحديدية المصممة حسب الطلب.

القاطرة القابلة للنقل على الطرق هي عربة مزودة بعجلات سكك حديدية يمكن خفضها أثناء سيرها على خطوط السكك الحديدية. ^{[ 41 ]} وقد طُورت هذه القاطرة لأول مرة في أوائل التسعينيات من قبل شركة السكك الحديدية الوطنية الأسترالية ، ثم جرى تطويرها لاحقًا في ولاية فيكتوريا. كانت الفكرة هي امتلاك قاطرة قادرة على الانتقال من خط فرعي، تحمل بشكل رئيسي القمح، إلى خط فرعي موازٍ آخر، حيث يكون اتصال السكة الحديدية معقدًا للغاية. وقد عانت هذه القاطرة من عدة عيوب، منها محدودية الأحمال بشكل كبير عند انحدار المسار بشدة، وانزلاق عجلات الجر المطاطية على القضبان الفولاذية عند البلل، وقصر عمر الإطارات المطاطية.

قامت شركة براندت الكندية بتحويل شاحنات جرّ كبيرة إلى قاطرات قادرة على السير براً إلى مواقع العمل. ورغم أنها لا تزال تُستخدم في الغالب لصيانة السكك الحديدية ، إلا أنه يمكن استخدامها أيضاً كقاطرات إنقاذ أو حتى في الخدمة العادية، حيث تُناسب الشركات الصغيرة.

في ألمانيا الشرقية ، تم استخدام بعض جرارات Fortschritt ZT 300 في خدمة النقل البري والسكك الحديدية.

التحويل

تُستخدم مركبات الطرق والسكك الحديدية أيضًا كقوة دافعة لعمليات المناورة (التحويل)، وهي عملية فرز عناصر عربات السكك الحديدية إلى قطارات كاملة أو العكس. ^{[ 42 ]}

في بلجيكا، تُنتج شركة UCA مركبات UCA-TRAC، وهي مركبات برية وسكك حديدية مبنية على هيكل جرافة JCB Load-All (UCA-TRAC B) وجرافة JCB Fastrac (UCA-TRAC F). توفر UCA-TRAC قوة جرّ بفضل عجلاتها المطاطية، وهي مصممة للعمل كقاطرة عربات سكك حديدية .

في أستراليا، تقوم شركة آريس ريل بتصنيع مركبات مماثلة باستخدام رافعات فولفو ورافعات تلسكوبية من إنتاج شركة أوسا . ويمكن استخدام هذه المركبات لأغراض أخرى مثل التجريف أو رفع الشوكة عندما لا تعمل على السكك الحديدية.

غالبًا ما تحتوي هذه المركبات على أدوات تحكم مثبتة في الكابينة لنظام فرامل الهواء في السكك الحديدية، مما يُمكّن السائق من تشغيل فرامل القطار وإيقافها أثناء مناورات المناورة. ولشحن خرطوم هواء فرامل القطار، يلزم تركيب ضاغط هواء في المركبة المخصصة للطرق والسكك الحديدية. ^{[ 43 ] [ 44 ]}

شاحنة يونيموج للطرق والسكك الحديدية

تُستخدم شاحنة يونيموج للطرق والسكك الحديدية في أعمال الصيانة والمناورة. ^{[ 45 ]} يمكنها سحب ما يصل إلى 1000  طن وتشغيل كاسحة ثلج. تستطيع يونيموج السير على السكك الحديدية ذات العرض القياسي، بالإضافة إلى العديد من السكك الحديدية الدولية ذات العرض العريض، بعجلاتها الخاصة. تبلغ قوة محركها الميكانيكي 160  كيلوواط، وتصل سرعتها إلى 90  كم/ساعة على الطرق و50  كم/ساعة على السكك الحديدية. تحتاج إلى مساحة مستوية  بطول 5 أمتار للتحويل بين السكة الحديدية والطريق.

تعرضت مركبات النقل البري والسككي، وخاصة تلك المستخدمة لأغراض الفحص، لعدد من الحوادث الخطيرة، بما في ذلك حوادث مميتة. ويجري نقاش مستمر حول معايير الصيانة والفحص، بما في ذلك الحمولة وتوزيعها، للحد من مخاطر الأعطال.

تشمل العوامل المؤدية إلى خروج القطار عن القضبان أعطال معدات القفل، وفشل العجلات، وتلف أنظمة دعم عجلات السكك الحديدية، والإطارات غير المناسبة، ومشاكل التحميل غير المتساوي أو الزائد.

في المملكة المتحدة، تخضع المتطلبات الفنية لمركبات النقل البري والسككي لمعيار صناعة السكك الحديدية (RIS-1530-PLT). أما في أستراليا، فيعمل مجلس سلامة ومعايير صناعة السكك الحديدية (RISSB) مع المصنّعين والمشغلين لوضع معيار أسترالي يجب أن تلتزم به مركبات النقل البري والسككي.

عند القيادة على الطرق المعبدة، يجب على السائقين مراعاة أن ديناميكيات المركبة ستتغير نتيجة زيادة الوزن في مقدمة ومؤخرة الهيكل. وقد طوّر بعض المصنّعين أنظمة تسمح بتخزين عجلات السكك الحديدية بالكامل تقريبًا داخل الهيكل الأصلي، مما يُقرّب مركز الثقل من محاور الطريق ويُحسّن بشكل كبير أداء القيادة على الطرق المعبدة.

• عربة نقل سيارات إيفانز موديل 1935، جاكسون، ميشيغان
• مفهوم FLEXI لعام 2022
• بريكينا شيسترا باص
• ناقل ثنائي الوضع
• روبوت VLEX لتحويل مسار القطارات بين الطرق والسكك الحديدية