وحدات متعددة

إنها أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من القطارات التي تجرها القاطرات.

تتمتع هذه العربات بتماسك أفضل ، حيث يتم حمل جزء أكبر من وزن القطار على العجلات الدافعة، بدلاً من أن تضطر القاطرة إلى جر الوزن الميت للعربات غير المزودة بمحركات.

تتميز هذه القطارات بنسبة طاقة إلى وزن أعلى من القطارات التي تجرها قاطرات، وذلك لعدم وجود قاطرة ثقيلة لا تحمل ركابًا وتزيد من وزن القطار الإجمالي. ويكتسب هذا الأمر أهمية خاصة في القطارات التي تتوقف بشكل متكرر، حيث تزداد الطاقة اللازمة لتسريع القطار بشكل ملحوظ مع زيادة وزنه. وبفضل كفاءتها في استهلاك الطاقة ونسبة وزنها إلى وزنها الإجمالي المرتفعة، تتمتع هذه القطارات عمومًا بقدرة تسارع أعلى من القطارات التي تجرها قاطرات، ولذا فهي الخيار المفضل في قطارات المدن وأنظمة المترو نظرًا لكثرة عمليات التوقف والانطلاق.

معظمها مزود بكابينة قيادة في كلا الطرفين، مما يُسهم في تقليل وقت التوقف، وخفض تكاليف الطاقم، وتعزيز السلامة. وقد جعل وقت التوقف الأسرع والحجم الأصغر (بفضل زيادة عدد الرحلات) مقارنةً بالقطارات الكبيرة التي تجرها قاطرات، من القطارات متعددة الوحدات جزءًا أساسيًا من خدمات السكك الحديدية للضواحي في العديد من البلدان. ​​كما تستخدم معظم أنظمة النقل السريع القطارات متعددة الوحدات. ومع ذلك، لم تعد الحاجة إلى تدوير القاطرة مشكلةً بالنسبة للقطارات التي تجرها قاطرات، وذلك بفضل الاستخدام المتزايد لقطارات الدفع والسحب .

يمكن عادةً تجميع عدة وحدات بسرعة أو فصلها إلى مجموعات بأطوال مختلفة. قد تسير عدة وحدات كقطار واحد، ثم تُفصل عند نقطة تفرع إلى قطارات أقصر متجهة إلى وجهات مختلفة. ونظرًا لوجود عدة محركات، فإن تعطل أحدها لا يمنع القطار من مواصلة رحلته. عادةً ما يحتوي القطار الذي تجره قاطرة على وحدة طاقة واحدة فقط، ويؤدي تعطل هذه الوحدة إلى توقف القطار. مع ذلك، قد تحتوي بعض القطارات التي تجرها قاطرة على أكثر من وحدة طاقة، وبالتالي يمكنها مواصلة السير بسرعة منخفضة بعد تعطل إحدى وحدات الطاقة.

تتميز هذه القطارات بأحمال محاور أخف، مما يسمح بتشغيلها على مسارات أخف وزنًا، حيث قد يُحظر استخدام القاطرات. ومن الآثار الجانبية الأخرى لذلك تقليل تآكل المسار، إذ يمكن توزيع قوى الجر على محاور متعددة بدلًا من المحاور الأربعة أو الستة للقاطرة فقط. وعادةً ما تحتوي على وصلات صلبة بدلًا من الوصلات المرنة الشائعة في القطارات التي تجرها القاطرات. وهذا يعني إمكانية استخدام المكابح/الخانق بسرعة أكبر دون الاهتزاز المفرط الذي يحدث في عربات الركاب. في القطارات التي تجرها القاطرات، يؤثر تعديل عدد العربات لتلبية الطلب على أداء التسارع والكبح. وهذا يستدعي إجراء حسابات الأداء، مع مراعاة أثقل تكوين للقطار. قد يؤدي هذا أحيانًا إلى زيادة قوة بعض القطارات خلال فترات انخفاض الطلب مقارنةً بالأداء المطلوب. عند ربط وحدتين أو أكثر من القطارات المتعددة، يظل أداء القطار ثابتًا تقريبًا. مع ذلك، في تكوينات القطارات التي تجرها القاطرات، يمكن حل هذه المشكلة باستخدام قاطرات أقوى للقطارات الأطول.

قد يكون من الأسهل صيانة قاطرة واحدة مقارنةً بالعديد من العربات ذاتية الدفع. في الماضي، كان من الأسلم في كثير من الأحيان وضع أنظمة الطاقة في القطار بعيدًا عن الركاب. كان هذا هو الحال بشكل خاص بالنسبة لقاطرات البخار، ولكنه لا يزال ذا أهمية في حالات الإصابات مقارنةً بقاطرة ثقيلة (حيث تعمل القاطرة الثقيلة كمنطقة امتصاص للصدمات).

في حال تعطل قاطرة، يمكن استبدالها بسهولة بأقل قدر من عمليات المناورة. ولن يكون هناك حاجة لإخلاء الركاب من القطار. أما تعطل قطار متعدد الوحدات، فغالباً ما يتطلب قطاراً جديداً بالكامل وعمليات مناورة تستغرق وقتاً طويلاً؛ كما سيُطلب من الركاب إخلاء القطار المعطل والصعود إلى قطار آخر. مع ذلك، إذا كان القطار يتكون من أكثر من وحدة متعددة، فغالباً ما يُصمم بحيث يمكن للوحدات الأخرى في القطار، في حال تعطل إحداها، سحبها في وضع الحياد إذا كانت المكابح وأنظمة السلامة الأخرى تعمل.

لا تُهدر القطارات المتوقفة موارد الطاقة المكلفة. فوجود قاطرات منفصلة يسمح بنقل هذه الموارد حسب الحاجة واستخدامها في جر قطارات الشحن. أما نظام الوحدات المتعددة فيُقيد استخدام هذه الموارد المكلفة لنقل الركاب فقط.

يصعب إنشاء ممرات ربط بين الوحدات المتصلة مع الحفاظ على انسيابية المقدمة. ولهذا السبب، لا يوجد عادةً ممر بين الوحدات المتصلة عالية السرعة، بينما غالبًا ما توجد ممرات بين الوحدات المتصلة منخفضة السرعة. قد يتطلب ذلك عددًا أكبر من أفراد الطاقم، لضمان وجود مفتشي التذاكر، على سبيل المثال، في جميع الوحدات. يؤدي هذا إلى ارتفاع تكاليف التشغيل وانخفاض كفاءة استخدام موارد الطاقم. في القطار الذي تجره قاطرة، يمكن لطاقم واحد خدمة القطار بغض النظر عن عدد عرباته، شريطة عدم تجاوز حدود عبء العمل الفردي. وبالمثل، في مثل هذه الحالات، قد يلزم تكرار عربات البوفيه وغيرها من المرافق المشتركة للركاب في كل وحدة، مما يقلل من الكفاءة.

يمكن استخدام قاطرات كبيرة بدلاً من القاطرات الصغيرة عند الحاجة إلى مزيد من الطاقة. كما يمكن إضافة أنواع مختلفة من عربات الركاب (مثل عربات المقاعد القابلة للإمالة، وعربات المقصورات، وعربات النوم، وعربات المطاعم، وعربات البوفيه، إلخ) أو إزالتها بسهولة من قطار تجره قاطرة. لا يُعدّ هذا الأمر سهلاً في نظام القطارات متعددة الوحدات، إذ لا يمكن توصيل أو فصل العربات إلا في مرافق الصيانة. يُتيح هذا النظام أيضاً مرونة في عدد عربات القطار الذي تجره قاطرة، حيث يمكن إضافة العربات أو إزالتها واحدة تلو الأخرى، بينما في القطارات متعددة الوحدات، يجب ربط وحدتين أو أكثر، مما يحدّ من مرونته.

غالباً ما تكون بيئة الركاب في القطارات متعددة الوحدات أكثر ضجيجاً بشكل ملحوظ من القطارات التي تجرها قاطرة، وذلك بسبب وجود الآلات الموجودة أسفل أرضية القطار. وينطبق الأمر نفسه على الاهتزازات. وتُعد هذه مشكلة خاصة في القطارات متعددة الوحدات التي تعمل بالديزل .

إن فصل قوة المحرك عن عربات نقل الحمولة يعني أنه يمكن استبدال أي منهما عند تقادمه دون التأثير على الآخر.

تمتلك الجزائر 17 وحدة من قطار كوراديا الجزائر، وهو قطار متعدد الوحدات من إنتاج شركة ألستوم. تشبه هذه الوحدات النسخة الفرنسية من قطار ريجيوليس، الذي ينتمي إلى عائلة كوراديا. ^{[ 17 ]}

تُشغّل شركة مترورايل ، التي تُقدّم خدمة قطارات الركاب في المدن الرئيسية بجنوب إفريقيا، معظم خدماتها بقطارات كهربائية متعددة الوحدات من طراز 5M2A . وتخضع هذه القطارات حاليًا لعملية تجديد تدريجية، وسيتم تصنيفها لاحقًا إلى 10M3 (كيب تاون)، و10M4 (غوتنغ)، و10M5 (دربان). وتنقسم خدمات مترورايل إلى أربع مناطق: غوتنغ ، وكوازولو ناتال ، وكيب الشرقية ، وكيب الغربية .

يعمل نظام قطارات غوترين ، وهو نظام قطارات ركاب في جوهانسبرغ ، بوحدات كهربائية متعددة من طراز بومباردييه إلكتروستار .

بدأ مفهوم القطارات متعددة الوحدات بالظهور في الصين منذ حملة تسريع السكك الحديدية الصينية السادسة عام 2007. ومع تحديث خطوط سكك حديد جينغهو ، وجينغوانغ الشمالية ، وجينغها ، وهوكون ، واستكمال إنشاء خطوط مخصصة جديدة للركاب، دخلت قطارات السكك الحديدية الصينية فائقة السرعة ( CRH ) الخدمة، لا سيما في شمال وشمال شرق الصين وشرقها. جميع هذه القطارات كهربائية متعددة الوحدات. وكانت هذه بداية التشغيل العام للقطارات متعددة الوحدات في شبكة السكك الحديدية الوطنية الصينية.

قبل وقت طويل من إطلاق علامة CRH التجارية، كانت القطارات متعددة الوحدات تعمل على خطوط المترو في جميع المدن الرئيسية في الصين.

في اليابان، تُعدّ جميع قطارات الركاب تقريبًا، بما فيها قطار شينكانسن فائق السرعة ، قطارات متعددة الوحدات، حيث تُستخدم معظم القاطرات حاليًا لنقل البضائع فقط. أما بالنسبة لخدمات نقل الركاب التي لا تزال تعمل بالقاطرات، فإنّ غالبيتها موجهة للسياحة، بما في ذلك العديد من القطارات البخارية التي تُسيّر موسميًا على خطوط ذات مناظر خلابة في جميع أنحاء البلاد، بالإضافة إلى بعض قطارات الرحلات البحرية الفاخرة.

اليابان بلد ذو كثافة سكانية عالية، حيث يقطن عدد كبير من ركاب السكك الحديدية في مناطق حضرية صغيرة نسبياً، مما يستدعي تشغيل قطارات المسافات القصيرة بشكل متكرر. ولذلك، تُعدّ قدرة القطارات متعددة الوحدات على التسارع العالي وسرعة دورانها من المزايا المهمة، مما يشجع على تطويرها في هذا البلد. إضافةً إلى ذلك، تمنح التضاريس الجبلية هذه القطارات ميزةً على المنحدرات الأكثر حدةً من تلك الموجودة في معظم البلدان، لا سيما على الخطوط الخاصة الصغيرة، التي يمتد العديد منها من المدن الساحلية إلى البلدات الجبلية الصغيرة.

كانت القاطرات تُشغّل معظم قطارات المسافات الطويلة في اليابان حتى خمسينيات القرن العشرين. ومع ذلك، من خلال الاستفادة من تقنية قطارات النقل الحضري متعددة الوحدات (MU) قصيرة المدى وتحسينها، تم تطوير قطارات سريعة متعددة الوحدات (MU) للمسافات الطويلة، وتم إدخالها على نطاق واسع بدءًا من منتصف خمسينيات القرن العشرين. أدى هذا العمل إلى تطوير قطار شينكانسن الأصلي ، الذي حسّن كفاءة القطار الكهربائي متعدد الوحدات (EMU) لزيادة سرعته إلى أقصى حد. تم تقديمه عند اكتمال خط توكايدو شينكانسن (الذي يعني حرفيًا "الخط الرئيسي الجديد") في عام 1964. بحلول سبعينيات القرن العشرين، اعتُبرت قوة جر القاطرات بطيئة وغير فعالة، وأصبح استخدامها الآن مقتصرًا في الغالب على قطارات الشحن.

منذ عام ١٩٩٩، تُبذل جهود لتطوير تكنولوجيا قطارات الشحن الكهربائية متعددة الوحدات . ومع ذلك، لا تزال هذه التكنولوجيا تُستخدم حاليًا فقط لخدمة الشحن السريع على خط توكايدو الرئيسي بين طوكيو وأوساكا. وتسعى الحكومة جاهدةً لتبني هذه التكنولوجيا انطلاقًا من اعتبارات كفاءة الطاقة، على أمل أن يُسهم انتشارها الواسع في تحقيق أهداف خفض انبعاثات _ثاني أكسيد الكربون . وقد انصبّ التركيز بشكل أساسي على شحن الطرود السريعة التي كانت ستُنقل برًا لولا ذلك.

في كوريا الجنوبية، يُعدّ قطارا KTX-I و KTX-Sancheon ، اللذان لا يزالان يعملان بنظام الطاقة المركزية، القطارين الرئيسيين، بينما يُعدّ قطارا KTX-Eum ، الذي افتُتح عام 2021، و KTX-Cheongryong ، الذي افتُتح عام 2024، قطارين متعددي الوحدات. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

تم إدخال أولى القطارات الكهربائية متعددة الوحدات في بلجيكا في ثلاثينيات القرن العشرين. وقد تبعتها عدة نماذج منذ ذلك الحين، مثل AM75 .

قدمت شركة CIÉ أولى وحداتها التي تعمل بالديزل ، وهي من فئة 2600، في عام 1951.

إليكتريتشكا ( بالروسية : электри́чка ، بالأوكرانية : електри́чка ، بالحروف اللاتينية :  elektrychka ) هي كلمة غير رسمية لـ elektropoezd ( بالروسية : электропо́езд )، قطار ركاب كهربائي متعدد الوحدات سوفيتي أو ما بعد الاتحاد السوفيتي (معظمه من الضواحي ) . تنتشر الكهرباء على نطاق واسع في روسيا وأوكرانيا وبعض دول الاتحاد السوفيتي السابق. تمت أول رحلة بالكهرباء في أغسطس 1929 بين موسكو وميتيشي .

خُصخصت السكك الحديدية السويدية على مراحل خلال حوالي 25 عامًا، واليوم، تُشغّل العديد من الشركات أنواعًا مختلفة من القطارات متعددة الوحدات. وتتألف غالبية قطارات الركاب حاليًا من قطارات متعددة الوحدات، والتي تُستخدم حصريًا في النقل الإقليمي.

تستخدم السكك الحديدية الفيدرالية السويسرية العديد من الوحدات المتعددة، وخاصة على الخطوط الإقليمية ( S-Bahn ).

• الخطوط الإقليمية
  • RBDe 560
  • رابي 514
  • RABe 520 "Thurbo"
  • RABe 523 "FLIRT" ومتغيراته
  • RABe 511 "KISS"
• خطوط النقل بين المدن
  • RABDe 500 "ICN"
• الخطوط الدولية
  • ETR 610 ^{[ 20 ]}
  • RABe 501

في المملكة المتحدة، تعد الوحدات المتعددة الكهربائية والديزل شائعة على خطوط الضواحي والخطوط بين المدن، بعد أن تم إدخالها منذ أوائل القرن العشرين.

تشمل الوحدات الكهربائية المتعددة المبكرة قطارات Southern Railway 3Subs ، وقطارات London and North Western ' Oerlikons '، وقطارات London Underground 1903 Stock . بدأ التوسع في استخدام الوحدات المتعددة، وخاصةً وحدات الديزل المتعددة (DMUs)، في خمسينيات القرن الماضي، عندما سعت هيئة السكك الحديدية البريطانية إلى استبدال خدمات القطارات التي تجرها القطارات البخارية . وقد نتج عن ذلك بناء عدة فئات من الجيل الأول من وحدات الديزل المتعددة ، جميعها متشابهة في التصميم. تم سحب الغالبية العظمى من هذا التصميم من الخدمة في ثمانينيات وتسعينيات القرن الماضي، على الرغم من استخدام الفئة 121 في خدمة Chiltern Railways من عام 2003 إلى عام 2017.

تشمل الأمثلة على الوحدات المتعددة الحديثة عائلتي سبرينتر وإلكتروستار ، بالإضافة إلى عائلة أفينترا الأحدث .

يتم تشغيل نظام نقل الركاب في مترو أنفاق لندن حصرياً بواسطة وحدات القطارات الكهربائية المتعددة. أما قطارات العمل في مترو الأنفاق فتستخدم قاطرات منفصلة، ​​بعضها يعمل بنظام البطاريات المزدوجة/الكهرباء المباشرة.

في أيرلندا الشمالية، تم تشغيل غالبية خدمات نقل الركاب بواسطة وحدات الديزل المتعددة منذ منتصف الخمسينيات من القرن الماضي في عهد كل من هيئة النقل في أولستر (1948-1966) وسكك حديد أيرلندا الشمالية (منذ عام 1967).

كانت قطارات تايت أولى القطارات متعددة الوحدات في أستراليا ، وهي قطارات كهربائية متعددة الوحدات ذات هياكل خشبية كانت تعمل في ملبورن ، فيكتوريا . وقد تم تقديمها في الأصل كعربات تجرها قاطرات بخارية، ولكن تم تحويلها إلى جر كهربائي ابتداءً من عام 1919 خلال مشروع كهربة ملبورن. ^{[ 21 ]}

أطلقت السكك الحديدية الهندية مؤخرًا قطارًا كهربائيًا فائق السرعة يُدعى " فاندي بهارات إكسبريس" ، قادرًا على السير بسرعة 183 كم/ساعة (114 ميل/ساعة) . وتواصل استخدام القطارات الكهربائية والديزل المتعددة على شبكتها الوطنية. وتخدم القطارات الكهربائية جميع خطوط الضواحي وخطوط النقل السريع.  

تستخدم إندونيسيا الديزل منذ عام 1976 والقطارات الكهربائية متعددة الوحدات منذ عام 1925. وقد تم بناء معظم هذه القطارات متعددة الوحدات في اليابان.

حصلت شركة سكك حديد مانيلا (MRR) على أولى وحداتها المتعددة في ثلاثينيات القرن العشرين. كانت فئة MC المصنعة محليًا تعمل في البداية بالبنزين، ثم حُوِّلت إلى الديزل خلال الحرب العالمية الثانية . ومنذ ذلك الحين، حصلت كل من شركة سكك حديد مانيلا وخليفتها، سكك حديد الفلبين الوطنية (PNR)، على فئات مختلفة من الوحدات المتعددة التي تعمل بالديزل. جميع الوحدات المتعددة المملوكة لشركة سكك حديد مانيلا، وجميع الوحدات المتعددة القديمة التابعة لسكك حديد الفلبين الوطنية، صُنعت من قبل شركات يابانية. في المقابل، صُنعت عرباتها الأحدث في كوريا الجنوبية وإندونيسيا . كما ستُصنع وحدات متعددة تعمل بالديزل في الصين . ^{[ 22 ]}

تم اقتناء أولى وحدات القطارات الكهربائية المتعددة في عام 1984 لخط النقل السريع الخفيف رقم 1 الذي بنته شركة لا بروجواز إيه نيفيل في بلجيكا . ^{[ 23 ]} وستدخل أولى وحدات القطارات الكهربائية المتعددة المستخدمة خارج نطاق النقل السريع الخدمة بين عامي 2021 و2022. ^{[ 24 ]}