Rangkaian kereta rel

Rangkaian kereta rel (bahasa Inggris: multiple unit train) atau kereta api berpenggerak mandiri adalah kereta api yang bergerak sendiri dengan mesin di bawahnya tanpa bantuan lokomotif berupa satu rangkaian kereta penumpang tidak bermesin yang dirangkaikan dengan kereta lain yang bermesin sehingga dapat dikendalikan oleh satu orang masinis di kabin ujung depan meskipun kabin ujung belakang sangat jarang/tidak sama sekali digunakan^[1] dengan kendali kerja majemuk (multiple-unit control).

Meskipun rangkaian kereta rel terdiri dari rangkaian kereta penumpang, rangkaian tunggal, railmotor (kereta rel versi primitif), atau bus rel – juga dianggap sebagai "kereta api berpenggerak mandiri" jika dua atau lebih kereta dalam satu rangkaiannya terhubung melalui kendali kerja majemuk (terlepas dari apakah penumpang dapat berjalan di antara unit-unit tersebut atau tidak).

Sejarah

Kendali kerja-majemuk pertama kali digunakan dalam kereta rel listrik pada tahun 1890-an.

Liverpool Overhead Railway dibuka pada tahun 1893 dengan dua unit KRL,^[2] kendali di kabin masinis langsung mengendalikan arus traksi ke motor di kedua kereta.^[3]

Kendali kerja-majemuk dikembangkan oleh Frank Sprague dan pertama kali diterapkan dan diuji di South Side Elevated Railroad (sekarang bagian dari Chicago 'L') pada tahun 1897. Pada 1895, memanfaatkan penemuan kendali lift arus searah oleh perusahaannya, Frank Sprague menemukan kendali kerja-majemuk untuk pengoperasian KRL. Hal ini memicu proyek KRL dan sistem troli di seluruh dunia. Setiap unit dalam KRL memiliki motor traksi sendiri melalui relai kontrol motor di setiap gerbong yang dialiri kabel jalur kereta dari kereta depan, semua motor traksi di KRL dikendalikan secara serempak.

Desain

Sebagian besar kereta rel ditenagai oleh motor traksi, yang menerima tenaganya melalui rel ketiga atau kabel listrik aliran atas (KRL), atau oleh mesin diesel yang menggerakkan generator listrik untuk menggerakkan motor traksi.

Komponen daya dan traksi dari rangkaian kereta rel mirip lokomotif, hanya saja komponen-komponennya tidak hanya dipasang pada satu kereta, tetapi tersebar pada seluruh kereta-kereta penyusunnya, sehingga menghasilkan rangkaian semipermanen. Dalam banyak kasus, kereta-kereta ini hanya dapat berfungsi saat mereka dirangkaikan sebagai kesatuan yang utuh. Misalnya, pada KRD, satu kereta mungkin dipasangi mesin diesel dan motor traksi, dan kereta lainnya dipasangi generator daya untuk mengaliri listrik; sedangkan pada KRL, satu kereta mungkin mengangkut pantograf dan transformator, dan kereta lain mengangkut motor traksi.

Kereta penumpang dalam kereta rel dapat bermesin (motor), atau tidak (trailer), tidak harus selalu bermotor. Kereta trailer dapat berisi perlengkapan tambahan seperti kompresor udara, baterai, dll.; dan kadangkala dilengkapi kabin masinis jika ditempatkan di muka atau di belakang.

Dalam sebagian besar kasus, kereta rel hanya dapat digerakkan/dikendalikan dari kereta khusus. Namun, pada beberapa kereta rel, setiap kereta dapat diperlengkapi dengan konsol dan kendali masinis, sehingga setiap kereta dapat digunakan sebagai kereta berkabin masinis baik bermotor atau tidak, jika berada di ujung kereta api. Contoh pengaturan ini adalah NJ Transit Arrows.

Operasional untuk penumpang

Hampir semua bakal pelanting angkutan cepat seperti Kereta Bawah Tanah Kota New York, London Underground, Paris Metro, dan sistem kereta bawah tanah lainnya—menggunakan rangkaian kereta rel (umumnya KRL). Kebanyakan kereta api di Belanda dan Jepang adalah kereta rel, yang cocok digunakan di daerah berpenduduk padat.

Kereta kecepatan tinggi kebanyakan menggunakan rangkaian kereta rel, seperti Shinkansen Jepang dan Intercity-Express ICE 3 Jerman. Kereta rel berkecepatan tinggi generasi baru, AGV, diluncurkan oleh Alstom Prancis pada tanggal 5 Februari 2008. Ini memiliki kecepatan layanan yang diklaim sebesar 360 km/jam (220 (mil per jam). ICF India mengumumkan kereta kecepatan tinggi tanpa mesin pertama di negara itu yang diberi nama 'Train 18', yang akan melaju pada kecepatan maksimum 250 km/jam.^[4]

Operasional untuk barang

Kereta rel kadang-kadang digunakan untuk lalu lintas barang, seperti mengangkut peti kemas untuk pemeliharaan. Kereta seri M250 Jepang memiliki empat gerbong depan dan belakang yang merupakan KRL, dan telah beroperasi sejak Maret 2004. CargoSprinter Jerman telah digunakan di tiga negara sejak 2003.

Perbandingan dengan KA yang ditarik lokomotif

Keuntungan

Efisiensi energi

Kereta rel lebih hemat energi daripada kereta api lokomotif.^{[butuh rujukan]}

Gradien

Adhesi yang dihasilkan kereta rel lebih baik daripada kereta api, karena lebih banyak beban kereta yang ditopang oleh roda penggerak, dibandingkan lokomotif yang harus menarik berat mati kereta/gerbong yang tidak bertenaga.

Perlajuan

Kereta rel mempunyai rasio daya-ke-berat yang lebih tinggi daripada KA lokomotif. Hal ini KA jenis ini tidak menggunakan lokomotif yang, meski bukan untuk pelayanan penumpang, tetapi berkontribusi banyak pada berat keseluruhan kereta api. Hal ini khususnya penting apabila layanan kereta api sering berhenti, karena energi yang digunakan untuk mempercepat kereta akan meningkat secara signifikan seiring dengan peningkatan berat. Karena efisiensi energi dan nilai rasio berat-adhesi-ke-berat-total yang lebih tinggi, KA jenis ini umumnya memiliki kemampuan akselerasi yang lebih tinggi daripada KA lokomotif dan lebih disukai di KA perkotaan dan metro yang sering berjalan dan berhenti.

Waktu pergantian masinis

Kereta rel umumnya memiliki kabin masinis di kedua ujung, sehingga menyingkat waktu perputaran, menghemat beban awak sarana, dan meningkatkan keselamatan. Waktu perputaran yang lebih cepat dan ukurannya yang lebih kecil (karena frekuensi yang lebih tinggi) dibandingkan dengan KA yang ditarik lokomotif besar, telah membuat kereta rel menjadi tulang punggung layanan KA komuter di banyak negara. Kereta rel juga digunakan oleh sebagian besar sistem angkutan cepat. Kebutuhan untuk memutar lokomotif sebenarnya tidak menjadi masalah bagi kereta yang ditarik lokomotif, seiring meningkatnya penggunaan sistem tarik-dorong.

Kegagalan dalam menjalankan fungsi

Rangkaian kereta rel biasanya dapat disambung dan dipisah menjadi set dengan panjang yang bervariasi. Beberapa rangkaian kereta rel dapat berjalan sebagai satu rangkaian tunggal, lalu dipecah di stasiun persimpangan menjadi kereta yang lebih pendek untuk tujuan berbeda. Karena ada beberapa mesin/motor, kerusakan pada satu mesin tidak menghalangi KA lain untuk melanjutkan perjalanannya. KA yang ditarik lokomotif biasanya hanya mempunyai satu unit tenaga; jika lokomotifnya rusak atau mogok, kereta tidak dapat berjalan. Namun, kereta api yang ditarik lokomotif dapat saja menggunakan lebih dari satu unit lokomotif dan dengan demikian dapat terus melaju dengan kecepatan yang berkurang akibat rusak atau mogok pada salah satu unit.

Beban gandar

Rangkaian kereta rel memiliki beban gandar yang lebih ringan, sehingga memungkinkan pengoperasian jalur rel ringan, tempat lokomotif mungkin dilarang. Akibatnya, laju keausan rel dapat ditekan, karena gaya traksi dapat disalurkan melalui banyak gandar, dan bukan hanya melalui empat atau enam gandar lokomotif. Mereka umumnya memiliki perangkai kaku, bukan perangkai fleksibel yang sering digunakan pada kereta yang ditarik lokomotif. Akibatnya,, tuas rem dan gas dapat diatur dengan segera tanpa entakan berlebihan yang dialami pada KA lokomotif. Pada KA lokomotif, jika jumlah kereta diubah untuk memenuhi permintaan, kinerja perlajuan dan pengereman juga akan berubah. Hal ini memerlukan perhitungan kinerja yang dilakukan dengan memperhitungkan susunan kereta terberat. Hal ini terkadang dapat menyebabkan beberapa KA di luar jam sibuk menjadi kelebihan daya dibandingkan dengan kinerja yang dibutuhkan. Ketika dua atau lebih kereta rel digabungkan, kinerja kereta hampir tidak berubah. Namun, pada rangkaian kereta api yang ditarik lokomotif, menggunakan lokomotif yang lebih kuat saat kereta lebih panjang dapat mengatasi masalah ini.

Kekurangan

Pemeliharaan

Lebih mudah merawat satu lokomotif daripada satu rangkaian kereta. Pada masa lalu, sering kali lebih aman untuk menempatkan sumber tenaga KA jauh dari penumpang.

Keadaan darurat atau gangguan

Jika lokomotif rusak, kendaraan tersebut dapat segera diganti dengan sedikit langsiran. Penumpang tidak perlu dilibatkan untuk menolong rangkaian yang rusak. Mogoknya kereta rel sering kali ditangani dengan pengadaan satu kereta baru pengganti serta langsiran yang memakan banyak waktu; penumpang juga mungkin diminta untuk menolong kereta yang sedang rusak dan menaiki kereta lain. Akan tetapi, jika layanan kereta terdiri dari lebih dari satu trainset, kereta tersebut sering dirancang sedemikian rupa sehingga jika terjadi kegagalan pada satu rangkaian kereta, rangkaian lain masih dapat menariknya dalam posisi netral jika rem dan sistem keselamatan lainnya beroperasi.

Kondisi saat kereta menganggur

Kereta yang menganggur tidak membuang-buang bahan bakar yang mahal. Dengan adanya lok terpisah, berarti nilai aset sumber tenaga penggerak yang mahal dapat dipindahkan sesuai kebutuhan dan dapat digunakan untuk mengangkut KA barang. Susunan kereta rel akan membatasi sumber tenaga penggerak yang mahal ini untuk digunakan dalam KA penumpang.

Sambungan antargang

Rangkaian kereta rel umumnya dirancang aerodinamis pada kedua ujungnya, sehingga saat dua trainset digabungkan, tidak memungkinkan adanya sambungan antarrangkaian. Pengaturan ini umumnya dijumpai pada sambungan rangkaian kereta rel kecepatan tinggi, meskipun sambungan rangkaian kecepatan rendah memiliki sambungan antarrangkaian.^{[butuh rujukan]} Hal ini mungkin memerlukan lebih banyak anggota kru, sehingga kondektur dapat berada di masing-masing satu rangkaian. Hal ini menyebabkan biaya pengoperasian mahal. Pada KA yang ditarik lokomotif, satu awak sarana dapat melayani semua rangkaian kereta asalkan batas beban kerja individu tidak terlampaui. Demikian pula, dalam kasus KA rangkaian panjang, kereta makan kemungkinan perlu ada dua di setiap unit, sehingga mengurangi efisiensi.

Fleksibilitas

Pada kereta api lokomotif, lokomotif besar dapat digunakan alih-alih lokomotif kecil jika tenaga yang dibutuhkan lebih besar. Selain itu, berbagai jenis kereta penumpang dapat dengan mudah disambung atau dilepas dari kereta yang ditarik lokomotif. Hal ini tidak mudah untuk rangkaian kereta rel, karena kereta individu hanya dapat disambung atau dilepas di depo atau balai yasa. Hal ini juga memungkinkan kereta yang ditarik lokomotif menjadi fleksibel dalam hal jumlah kereta. Kereta dapat dilepas atau ditambahkan satu per satu, tetapi pada kereta rel, dua unit atau lebih harus dirangkai, sehingga tidak begitu fleksibel.

Kebisingan

Suasana penumpang di dalam rangkaian kereta rel sering kali jauh lebih berisik dibandingkan dengan KA lokomotif, karena adanya mesin di bawah lantai. Hal yang sama berlaku untuk guncangan kereta. Ini adalah masalah khusus yang dialami KRD.

Keusangan sarana

Memisahkan tenaga penggerak dari kereta berarti bahwa salah satu dapat diganti ketika sudah usang tanpa mempengaruhi kereta yang lain.

Lihat pula

Referensi

^ "Rulebook Master: Glossary of Railway Terminology, Train Working "Coupled in multiple - Traction units coupled to allow through controls by one driver"" (PDF). Rail Safety and Standards Board. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 10 August 2018. Diakses tanggal 28 September 2017.
^ "Liverpool Overhead Railway Motor Coach Number 3, 1892". National Museums Liverpool. Diakses tanggal 21 January 2011. This is one of the original motor coaches which has electric motors mounted beneath the floor, a driving cab at one end and third-class accommodation with wooden seats.
^ Sprague, Frank (18 January 1902). "Mr Sprague answers Mr Westinghouse". The New York Times. Diakses tanggal 16 June 2012.
^ "France unveils super-fast train", BBC News, 5 February 2008. Retrieved 5 February 2008.

Daftar pustaka

Martin, T. Commerford (1924). Kaempffert, Waldemar Bernhard, ed. A Popular History of American Invention. 1. London; New York: Charles Scribner's Sons. hlm. 122–123. Diakses tanggal 11 March 2017 – via Internet Archive.

[Gloss-1] "Rulebook Master: Glossary of Railway Terminology, Train Working "Coupled in multiple - Traction units coupled to allow through controls by one driver"" (PDF). Rail Safety and Standards Board. Diarsipkan dari versi asli (PDF) tanggal 10 August 2018. Diakses tanggal 28 September 2017.

[2] "Liverpool Overhead Railway Motor Coach Number 3, 1892". National Museums Liverpool. Diakses tanggal 21 January 2011. This is one of the original motor coaches which has electric motors mounted beneath the floor, a driving cab at one end and third-class accommodation with wooden seats.

[3] Sprague, Frank (18 January 1902). "Mr Sprague answers Mr Westinghouse". The New York Times. Diakses tanggal 16 June 2012.

[4] "France unveils super-fast train", BBC News, 5 February 2008. Retrieved 5 February 2008.

[1]

[2]

[3]

[4]