Cer Aracı Teknolojisi Lokomotif Değerlendirmeleri 6-8 Temmuz 2015

Transkript

1 Cer Aracı Teknolojisi Lokomotif Değerlendirmeleri 6-8 Temmuz 2015

2 Gündem Cer gücü hız diyagramına karşı; elektrik ve dizel lokomotifler Lokomotif kütlesi, dingil yükü; hat gücü, boji tasarımı Lokomotif boyutları, mekanik güç, çarpışma, gürültü İnsan-makine arayüzü, kumanda masası, tren arayüzleri Katener arayüzleri, lokomotif itme sistemi, hibrid lokomotifler, kontrol ve iletişim Güvenlik ekipmanı, frenler, ATP, ETCS Güvenlik ve tasdik UNIFE sunumu: 2008/57/AK Direktifini takiben yetki süreci

3 İnsan-makine arayüzü, kontrol masası ve tren arayüzleri

4 Lokomotiflerde operasyon konseptleri tarihi 1957/1963 / Sınıf Class Sınıf Sınıf Class Sınıf Class

5 Sınıf 66 Kontrol masası

6 Brezilya da Amerikan Dizel Lokomotifi

7 Prima II kontrol masası

8 Skoda 109e driver s desk

9 Vectron Kontrol Masası

10 TRAXX kontrol masası

11 TRAXX kontrol masası Light Running direction Window Starting ATP Driving Braking Doors / PIS KVB/ SCMT HVAC / Pressure lock 11

12 European kontrol masası 12

13 Uluslararası Demiryolu Sendikası Görünürlük kriteri Uluslararası Demiryolu Sendikası 651 Görünürlük Kriteri 13

14 Kontrol masası Sürücü koltuğunun pozisyonu nadiren güvenlikle bağlantılıdır. En önemli konu görünürlüktür. Ekranlar geniş çapta kullanılır güvenlikle bağlantılı bilgiler de dahil örn. Hız ve fren basıncı Tüm Avrupa için standart tek bir kontrol masası kullanışlı değildir Önde gelen demiryolu şirketleri Avrupa standartlarını belirliyorlar 14

15 Katener arayüzü

16 Avrupa da önemli katener voltajları 15 kv, 16.7 Hz 750 V DC Sistem 3 kv %100 15/25 kv % /3 kv DC %115 15/25 kv Fiyat(yaklaşık) 25 kv, 50 Hz 1.5 kv DC 3 kv DC 16

17 Pantograflar zorluklar Acht verschiedene Stromabnehmer werden in Europa benötigt! NSB VR Aber lediglich vier können auf einer Lok montiert werden! Panto, 1950 mm, Carbon Panto 1950 mm, Copper Panto 2050 mm, Carbon Panto 1950 mm, Metallized carbon IE BR SNCF NS SNCB CFL SBB DSB DB AG SJ CD ÖBB PKP ZSR MAV EVR LDZ LG BZD RZD UZ CFM Panto 1450 mm, Carbon Panto 1450 mm, Copper - steel CP Panto in 25 kv-system 1450 mm, in 1,5/3 kv-system 1950 mm RENFE FS SZ HZ ZBH HSH JZ SNCFR BDZ Panto 1950 mm, depending on voltage OSE 17 LOC/EPS - Ralf

18 E 186 D / A / PL - Stromabnehmer Bezeichnung Typ Breite Schleifleiste Land Ober spannung SA 3 DSA mm Kohle D/A (AC) 15 KV/AC SA 1 WBL mm Kupfer PL (DC) 3 KV/DC SA 2 WBL mm Kupfer PL (DC) 3 KV/DC SA 4 DSA mm Kohle D/A (AC) 15 KV/AC SA 4 SA 2 SA 1 SA 3 18

19 Katener zigzagı pantografı tanımlar Katener voltajı kabloyu ve panto bağlantı parçasını tanımlar 19

20 Boji merkezi üzerindeki panto bağlantı parçası 20

21 Cer Tekerlek Gücü This project is co-financed by the European Hat voltajı fonksiyonu olarak cer gücü Sürüş Yenilemeli fr Katener Voltajı 21

22 Cer gücü Tractive Power [MW] braking [MW] U min MCB off U min U nom U max 1b U max 1d This project is co-financed by the European Hat voltajı fonksiyonu olarak cer gücü U max 2d U max MCB off Power Sürüş tekerleğinde at wheel for driving güç 22 Power at wheel for regenerative braking Yenilemeli fren için tekerlek gücü

23 Elektromanyetik Arayüz Katener cereyan akışı araçtan geçerek raylar (ve yer) aracılığıyla alt istasyona geri döner. Bu durum altyapıda (sinyal, dingil,sayaç) problemler oluşturur. Ray

24 Kombine dönüştürücü Asinkron cer motoru Converter phase switching signal DSCCF control range of the induction motor f tsdr t 0 1 Phase voltage of the induction motor ur t t Dönüştürücü makas modeli tork ve hıza bağlı olarak motor sargısında dalga akımı oluştururlar. Bu dönüştürücünün ve duraçın akım yükünü arttırır ve tork akımına neden olur ve bu gerektiği gibi tasarlanamazsa akımı bozabilir. Phase current of the induction motor t Rotor barında ortaya çıkan ek kayıplar yüzey etkisi, fazladan kayıplar da büyük ölçüde sinüs voltaj arzı tarafından yoğunlaştırılır ir t otating vector of motor voltage t Rotating vector of motor current 24

25 Lokomotif itme sistemi Hat dönüştürücü Motor dönüştürücü AC Hat endüktif kapasitif endüktif ~ Trafo Cer motoru 25 ÖZEL VE GİZLİ

26 Lokomotif Dönüştürücüsü 26 ÖZEL VE GİZLİ

27 A A V V This project is co-financed by the European Cer dönüştürücü Dönüştürücü Rezonant devre, DC bağlantı kapasitörü Cer motoru M 3~ Fazla voltaj koruması ve fren kesici şekilde göste Hat dönüştürücüsü + Motor Dönüştürücüsü 2000 Spannung Spannung Strom Strom Zeit s Zeit s Phasenbausteine 27 Özel ve gizli

28 TRAXX lokomotif dönüştürücüsü 28 ÖZEL VE GİZLİ

29 Hat Harmoniği Simülasyonu Rsub Lsub Rs Ls R600 R1200 R50 MC1 U L600 L1200 Cdc L50 MC2 Rb Rb C600 C1200 C50 AUX Substation (12-pulse) Alt istasyon (12-atım) Lokomotif Locomotive 29

30 Hat bozulmaları Hat voltajı harmoniği Hat voltajı harmoniğiyle Hat voltajı harmoniği olmadan IR Limiti 30 ÖZEL VE GİZLİ

31 Hat Bozulmaları 31 ÖZEL VE GİZLİ

32 Hat Bozulmaları Bozulmuş ağda operasyon 2 adım evre açısı kontrollü TGV den kaynaklanan çok bozulmuş katener voltajı Katener voltajı TGV+Lokomotif Re 460. Re 460 katener voltajını iyileştirir: Düşük hat harmoniği Sabit katener voltajı 32 ÖZEL VE GİZLİ

33 Tren Dönüş Akımı This project is co-financed by the European Hat bozulması limit değerleri Tren akımı vs. frekans Frekans 33 ÖZEL VE GİZLİ

34 Örnek Amtrak: Hat bozulmaları limit değerleri 34

35 Örnekler: Elektrik ve Dizel Lokomotifler Güç Devresi 12 / 25 kv AC supply TR 1 3 M Auxiliary Converter Lsk Cs k 3 M TR 2 ROVP Diesel- Generator 3 M 3 M 3 M 3 M CON 3 M 3 M Train line supply 3 5

36 Genel güç devresi elektrikli araçlar Bataryalar ve tapalar Dizel Motorlar Kablo başı gücü Yardımcılar Katener/ Dönüştürücü AC DC DC AC Cer motorları Yakıt hücreleri Üçüncü ray Diğer yükler Çift yönlü enerji akışı 36 dc-bağlantı Tek yönlü enerji akışı

37 2200 tonla dizel işleyen TRAXX Son Km Lokomotifi 37

38 Elektrischer Antrieb Die bekannte Streckenlok mit voller Leistung am Rad Diesel für Last Mile Son Km TRAXX E187 Antrieb Für das Befahren von nicht elektrifizierten Kurzstrecken Stromrichter Zwischenkreis Energiespeicher Die Traktionsbatterie ermöglicht emissionsfreies Fahren mit geringer Leistung Die Traktionsbatterie kann zukünftig auch in Lithium-Ionen-Technik ausgeführt werden. Damit kann die Leistung erhöht werden. 38

39 Son Km TRAXX E kn Flattop unter Fahrdraht kn 250 Last Mile: Diesel + Batterie Anhängelast (Velim) = t 200 Last Mile: Nur Diesel Max. erreichte Geschwindigkeit ohne Batterie km/h 50

40 Örnek: ALP-45DP with elektrik ve dizel itici gücü 12 / 25 kv AC supply TR 1 3 M Lsk Cs k 3 M TR 2 ROVP G 1600kW RBrake BAT G 1600kW RBrake CON 3 M 3 M 40

41 The ALP-45DP. İki motor ile hem elektrik hem dizel motorunun ikili fonksiyonlarını yerine getirir. Katener Boji #1 Dizel motoru HEP Dizel motoru dc-bağlantı Yardımc ılar Katener 41 Boji #1

42 Kontrol Arayüz Ağ Görüntüleme Yol kenarı treni Tren Kontrol ve Yönetim Sistemi Cellular Hücresel/WLAN / Antenna Anteni GPS Tren otobüsü (WTB ya da Train Tren Bus IP) (WTB or Train IP) Gateway I/O Geçit Gateway Görünüm Display VCU-C Geçit MCG VCU-C I/O Vehicle Bus (MVB or IP) 42

43 Elektrik Lokomotifinde İletişim IEC TCN standardı Kablo tren otobüsü(wtb) A B TCN Geçit MVB Otobüs dito Radyo Kablo İle tren iletişimi Tren iletişim ağı şunlardan oluşur: Kablo tren otobüsü (WTB) Çok fonksiyonlu araç otobüsü(mvb) IEC standartları uyarınca, IEC (son oylama May 31, 1999) A B Kablo tren otobüsü(wtb) TCN Geçit dito

44 Tren İletişimi, Ağır Yük WTB (TCN) Şunlardan oluşur Radyo, örn. Locotrol* Kablo ECP Fren Vagonlar WTB (TCN) Şunlardan oluşur Kablo ECP Fren (Tren iletişimi)

45 Güvenlik ekipmanları

46 Fren sistemleri 4 6

47 Lokomotif disk frenleri, BR

48 Lokomotif disk frenleri, BR 185 ve Vectron Disk frenlerinin avantajları Yuvarlanma yüzeyi frenlerinin tekerleklere ekstra aşınma yapma durumu yok Yuvarlanma yüzeyi freni nedeniyle aşırı ısınma yok Serbest yanal hareket Düşük bakım maliyeti 4 8

49 Lokomotif disk frenleri, AVE S

50 Yanal Gresleme ağ bazlı tekerlek yanal gresleme sistemleri tüm Avrupa da standarttır. u ana kadar hiçbir önemli problem rapor edilmemiştir. iraz bakım gerektirir tomizerlerin yerleştirilmesi sürekli kontrol edilmelidir ve tekerleğe tekrar profil verme işleminden nra tekrar kontrol edilmelidir. 5 0

51 Her ülkenin kendi ATP sistemleri vardır. Bazı ülkelerin 3 kadar farklı ATP sistemleri vardır! Yeni Avrupa Tren Kontrol Sistemleri sunuluyor (ETCS). İlk sistemler hizmette. Geçici geleneksel sistemlere ve ETCSlere ihtiyaç vardır. Ayrıca birinden diğerine geçiş de uygulanmalıdır. ATB-EG, ATB-NG Ebicab 700 AWS, TPWS Ebicab 900 TBL, RPS ZUB 123 TVM, KVB, RPS Indusi (PZB), LZB ASFA, LZB, Ebicab 900 SHP Ebicab 700 EVM Signum, ZUB 121/262 BACC, RSDD 51 Ebicab 700 Indusi, LZB

52 ATP Sistemleri, Almanya Indusi 52

53 ATP Sistemleri, Almanya ETCS LZB Radar (hız ölçümü) 53

54 ATP Sistemleri, İtalya SCMT ve 4-Codici 54

55 2004 yılında ilk kez entegre bir çözüm sunuldu Standart Şanzıman Modülleri (STM) eski ATP sistemlerini ETCS ye bağlar Fazladan Ekranlar Avantajları: MVB Daha küçük alan ve daha hafif kütle MVB / Profibus STML ZB ETCS STM PZB BTM ETCS Dinamik geçişler Sürücüye tek ekran Tren bilgisinin yalnızca bir kere girişi Yalnızca 1 fren testi ETCS ETCS tarafından merkezi olarak sistemler arası geçiş 55

56 STM dinamik geçişleri idare etmek için idealdir UNISIG standartlarını temel alır ve eski ATP sistemlerini değiştirebilir KVB MMI Fazla ekranlar Araç otobüsü, MVB Kullanımda olan STMler PZB (Almanya) LZB (Almanya, İspanya) ATB-EG (Hollanda) I/O KVB Fransa I/O Memor Belçika/Fransa Uni- STM Uni- STM STM s Almanya, Hollanda ETCS (EVC) BTM Hollanda, İsviçre, ETCS L1 & L2 ASFA, Ebicab 900 (İspanya) Gelişmekte olan STMler Ebicab 700 (İsveç, Norveç) Değerlendirmede olan diğerleri UNI-STMler STMler olmadığında 56 Hedef: Tüm yerleşik ATP sistemlerinin Master kullanımı için ETCS kullanılması

57 AATP sistemlerinin entegrasyonu için tek arayüz gerekir UIC, IEC ve IEEE standart veri yolu olduğu için MVB idealdir SCMT MMI Fazladan ekranlar I/O SCMT I/O Signum ZUB (+ ETM) STML ZB ETCS (EVC) STM PZB Araç data otobüsü, MVB #2 Kabin #1 STM ATB-EG BTM ETCS İtalya İsviçre 57 Almanya, Avusturya Hollanda i Betuweroute dahil ETCS (NL, CH) 20 anten gereklidir, + 4 ETCS anten (1xETCS, 2xSCMT, 1xEuroZUB)

58 Eski sistemler çeşitli antenler gerektirir 58

59 ETCS sürekli gelişme ETCS Seviye 1 Sinyal kullanan var olan sinyal sistemiyle birleştirilmiş lokomotif semaforu sinyal sistemi 59

60 ETCS, sürekli gelişme ETCS Seviye 1 Telsiz Blok Sisteminden(RBC) kontrol edilen telsiz temelli sistem. Sinyal yok 60

61 ETCS, sürekli gelişme ETCS Seviye 3 Telsiz temelli tren açıklığı eklemesiyle ETCS Seviye 2. Kritik konu: tren bütünlüğü Bu nedenle bu yol sabit hat kısımlarında daha fazla açılmamaktadır. Bu açıdan 3. seviye klasik operasyonda sabit aralıklarla hareket etmektedir. 61

62 Bugünkü Durum:,SRS Referans Hattı 3 ile ETCS Seviye 2 5 Ocak 2015 tarihli 2015/14/AB sayılı Avrupa Komisyonu kararıyla, karar SRS Referans hattı 3 için alınmıştır. SRS = Sistem gereksinimleri özellikleri 62

63 Endüstri açısından hedefler Açık FFFIS arayüzleriyle gerçek STMler (kapalı hibrid çözümlerle karşılaştırıldığında) ETCS ve her koridor için eski ATP sistemlerinin modüler ve esnek düzenine izin verirler. Ağ taşınması maliyetlerinin azalması Hat hat test etmektense, standart test alanlarıyla karşılıklı işletilebilirlik testi Maliyetin azalması ve daha kısa homologasyon süresi Farklı makamlarda aynı sistemler için çapraz kabul Onayların tekrarını ortadan kaldırır. 63

64 Değişik ulusal ATP lerin (otomatik tren koruması) entegrasyonu çok zordur. NS SNCF SJ CD MAV DSB ZS Merkezi ETCS ekranı FS DB; ÖBB SBB; PKP Basitçe ATP sistemlerini eklemek bir fayda sağlamaz! 64