Transport public urban si periurban cu tramvaiul

Vehiculul de transport urban tip tramvai ULF (Ultra Low Floor-Podea ultra-joas) a fost conceput special pentru urcarea i coborrea rapid a cltorilor precum i pentru urcarea cu scaun cu rotile i crucior pentru copii. Deschiderea

total mare a uilor n raport cu lungimea vehiculului, spaiul ncptor pentru urcare, nivelul foarte jos al scrii de urcare (la nivelul peronului) i podeaua

dreapt asigur :l

- un flux optim de pasageri i o distribuire optim a acestora n vehicul,

- un grad nalt de igien cu cheltuieli reduse de curare i

- economii n ceea ce privete infrastructura la construcia de noi peroane (nivel variabil al scrii de urcare).

Vehiculul de tip ULF poate parcurge circa 40 milioane km i a fost optimizat n noua serie. Astfel acest vehicul dotat cu tehnic modern ofer toate avantajele unui vehicul testat. Pentru confortul sporit al pasagerilor vehiculul este dotat cu o instalaie de

reducere a temperaturii,de control a sistemului de frnare i cu o instalaie central i de comand (UCC) cu rol de coordonare,control i reglare a tuturor celorlalte instalaii.

Vehicule de transport urban pe sina cu podea joas Spre deosebire de vehiculul ULF,concepia actual pentru tramvaie cu podea 100 % cobort a condus la construcia i proiectarea urmtoarelor vehicule:

- Combino Classic

-Combino Plus

Aceste vehicule se caracterizeaz printr-o construcie multiarticulat i modular.

Lungimea unui modul este de 9 metri, iar n funcie de traseu lungimea maxim a unei

garniture este de 72 m.La alegerea corespunztoare a lungimii se au n vedere: -vitezele maxime admise n curbe i n aliniament (70 km/h la Combino Classic i 80

km/h la Combino Plus)

-razele curbelor pentru a da posibilitatea nscrierii geometrice n cadrul acestora,deci se pune problema dac un vehicul avnd o anumit lungime (ampatament) se poate nscrie

sau nu ntr-o curb de o anumit raz de pe un traseu existent. Circulaia prin curbe a vehiculelor feroviare se deosebete esenial de cea a vehiculelor rutiere, la care

construcia i modul de fixare a roilor permite dispunerea radial a lor n curb, ceea ce diminueaz alunecarea ntre roat i cale. La vehiculele feroviare roile sunt fixate rigid pe osie iar osiile, n majoritatea

cazurilor, sunt ghidate rigid n asiul vehiculului sau al boghiului, ceea ce nu permite aezarea radial n curb. Mai recent au aprut i construcii cu ghidarea elastic a osiilor,

cu posibilitatea apropierii acestora de poziia radial, sau chiar i roi independente precum i ghidare cu ajutorul mecanismelor de tip paralelogram articulat,aa cum exist la vehiculele de transport urban tip tramvai Combino.

-masele de transportat pentru anumite densiti de cltori impuse de indicii de confort (ntre 4 i 7 cltori pe metrul ptrat) i de capacitatea de transport impus.Caracteristic

acestor tipuri de vehicule este faptul c posibilitatea de rotire a boghiului intermediar (cu 1,5 grade la Combino Classic si cu 4,5 grade la Combino Plus) reduce uzura la contactul lateral dintre roat i in.Aceasta reduce cheltuielile de imobilizare i prelucrare la

refacerea profilului exterior al roilor.

Boghiu Combino Classic (suspensie cu arcuri elicoidale metalice)

Boghiu Combino Plus (suspensie cu arcuri de cauciuc) Se observ n ambele variante constructive lipsa total a osiilor.Acestea sunt nlocuite cu mecanisme paralelograme articulate.

nscriere geometric n curbe

Micarea roilor prin curb nu este ns o rostogolire pur nici dac se mic liber, deci

dac se pot orienta radial. Pentru determinarea condiiei de rostogolire pur se consider o roat care se deplaseaz liber ntr-o curb de raz R ,axa roilor pereche (portal 1 sau

portal 2) rotindu-se cu unghiul fa de centrul curbei i cu unghiul fa de axa proprie. Dac raza de rulare medie a roii este r, atunci spaiul (arcul) parcurs de o roat

care trece din poziia I n poziia II pe cercul cu raz R se poate exprima prin:

Rr

Cele dou roi rulnd pe cercuri cu raze diferite ale cii: R+s i R-s, condiia ar fi satisfcut numai dac razele roilor ar fi diferite: reri. n acest scop suprafeele de rulare

ale roilor sunt conice, avnd nclinaia i ( de 1/20 sau 1/40). Dac roata conductoare este n contact cu firul exterior al cii (deplasat cu j),

atunci are raza de rulare:

re=r+ij

unde:

2

jjj 21

j - jocul dintre roat i in n poziia medie a portalului. Raza de rulare a roii interioare n acest caz este:

jirri

Scriind condiia pentu ambele roi, rezult:

jirsR

jirsR

de unde rezult:

jir

jir

sR

sR

,

respectiv raza minim a curbei prin care osia montat circul fr alunecare este:

ji

srR

La i=0 (roi cilindrice) sau j=0 (fr joc) rezult R , deci osia poate circula fr alunecare numai n aliniament. La un ecartament dat diametrul roilor (2r) este

elementul de baz care influeneaz raza minim a curbei prin care se poate trece fr alunecare.

Alunecarea este cea care produce uzur ,deci ar trebui,pe ct posibil,evitat.

Constructia cutiei

Construcia cutiei impune folosirea unor materiale noi,uoare n urmtorale variante:

Combino Classic (pereii cutiei din aluminiu-construcie sudat)

Combino Plus (pereii cutiei din oel inoxidabil-construcie sudat)

Limea cutiei (pentru ecartament normal de 1435 mm) poate fi variabil ,n funcie de

gabarirul feroviar (locul geometric, n seciune transversal, n care vehiculul se poate nscrie cu toate punctele sale).Aceasta poate varia ntre 2,3 i 2,65 metri n funcie de restriciile traseului,aparatele de semnalizare din vecintatea cii i nlimile

platformelor din staii.Limea vehiculului are o importan foarte mare n asigurarea confortului cltorilor,influennd decisiv i capacitatea de transport. n conformitate cu forma boghiurilor,nu exist diferene de nlime la nivelul

podelei.Designul de interior se poate modifica n funcie de cerinele clienilor (culoare,numrul de locuri pe scaune,tipul i materialul scaunelor,adaptarea unor

platforme pentru persoane cu disabiliti motorii ,sistemul de ventilaie,sistemul de afiaj interior etc.). Ambele variante de vehicul asigur parametri de confort interior de nalt calitate:

Combino Classic

Combino Plus

Unitate central de comand

Unitatea central de comand (asemntoare sistemului de transport uzinal cu robocare) include pe lng controlul central al vehiculului, dispozitivul central de diagnosticare precum i sistemul de raportare a defeciunilor (martori i

display).

Semnalele comutatorului pentru cuplarea mecanismului de rulare sunt procesate i trimise la dispozitivul de frnare/reglare/traciune a vehiculului. Unitatea

central de comand este montat n peretele din spatele conductorului (vatmanului).

Memoria de erori (deviere de la axa de circulaie) poate fi citit cu ajutorului

unui PC.

Sistemul este folosit pn acum la mai mult de 6000 de vehicule pe ine.

Concept hardware

-sistem microprocesor modular, a crui performan poate fi adaptat flexibil la orice cerine prin adugarea unor module co-procesoare.

Componentele principale ale sistemului sunt:

-Structur cu compatibilitate electromagnetic pentru adugarea de module. Plcile de metal servesc la blocarea i codarea individual a modulelor i fielor frontale.

-Memoriile pot fi terse electric. Programarea sistemului de comand se realizeaz printr-o interfa serial RAM cu dou domenii: domeniu mai mic cu timp

rapid de acces i domeniu mai mare pentru memoria erorilor.

-Interfa cu toate nivelurile vehiculului prin intrri/ieiri directe i interfee cu magistrale de date .

-Circuite integrate

Montaj

Pentru mbuntirea lipsei de sensibilitate la perturbaii unitatea central de comand este montat ntr-o cutie nchis, cablurile sunt incluse n bare

speciale i sunt legate de masa vagonului.

Sarcinile unitii centrale de comand

Unitatea central de comand preia toate sarcinile de comand din vehicul.

Acestea se mpart n urmtoarele categorii:

- Management

- Controlul vehiculului

- Diagnoza

- Comunicare om-masina

Un modul central de gestionare a datelor coordoneaz schimbul de date i semnale dintre modulele unitii centrale de control i modulele de la periferie.

- Management

- Controlul vehiculului

- Diagnoza

- Comunicare om-masina

Management magistral de date

Magistrala de date exist n dublu exemplar att fizic ct i din punct de

vedere al aplicaiei software, ceea ce nseamn c la defectarea unei magistrale se folosete o alt magistral pentru transferul datelor . n principiu pe ambele

magistrale sunt transferate aceleai informaii.

Sistem de control al vehiculului:

Un mare numr de funcii, care n tehnica tradiional se realizeaz cu multe relee, relee auxiliare i cabluri, se pot realiza mult mai confortabil i uor

n unitatea central de control. Mutarea acestui nivel de legturi n software permite o structur hardware clar i simpl. Astfel nivelul de emitere a comenzilor precum i cel de execuie pot fi realizate foarte simplu i compact. n

acelai timp se reduce la minimum frecvena defeciunilor datorit reducerii numrului mare de contacte.

Aceste funcii sunt:

-Blocare i supraveghere precum i blocarea pornirii dac o u este deschis

-Iluminat

-Controlul dispozitivelor de climatizare

-Prelucrarea valorii dorite pentru mers i frnare

-Interfee cu sistemele de frnare

-Controlul nivelului de rezerv (control de rezerv)

-Transmitere la distan a datelor

Diagnoza

Diagnoza proprie:

Imediat dup pornire ncepe s ruleze un program de verificare cu urmtoarele funcii:

-Verificarea posibilitii de scriere/citire a tuturor memoriilor de lucru RAM.

-Monitorizarea tensiunii din bateria memoriei interne a erorilor (RAM)

Unitatea central de comand i control joac un rol important n sistemul de diagnoz din vehicul.

Aceasta ndeplinete urmtoarele funcii:

-Diagnoza subsistem

-Proces verbal de erori

-Raportare, evaluare i afiare cu text pe display

-Pre-prelucrare n funcie de situaie a datelor de procesare i diagnosticare

-Afiare personalizat (de exemplu pentru conductor altfel dect pentru personalul din atelier)

Comunicare om-main:

Interfaa de diagnoza" nu servete numai la diagnoza, ci este n general interfaa cu aplicaia software din unitatea central de comand. Cu ajutorul unui PC i a unui modul software special aceast interfa permite citirea memoriei erorilor.

Exist de asemenea posibilitatea de a schimba parametri sau de a citi starea actual a sistemului de control al vehiculului.

Interfaa de diagnoza reprezint conectorul cu modulul central.

Mijloace infrastructurale pentru creterea siguranei transportului public urban si periurban cu tramvaiul

1.Supralrgirea cii n curb

n curbele de cale ferat cu raze mici, pentru a uura nscrierea vehiculului, se

mrete jocul dintre buza bandajului i ciuperca (capul) firului interior al inei, prin

deplasarea spre centrul curbei a firului interior al cii cu j (sau s), joc suplimentar, care se numete supralrgire n curb.

Jocul total n curb este:

21t jjj

n cazul curbelor cu R>400m practic nu se mai utilizeaz supralrgire, dar se face

verificarea la nepenire n cazul vehiculelor cu mai mult de dou osii ntr-o ram rigid.

2.Supranlarea cii n curb

La trecerea vehiculului feroviar cu viteza v[m/s] n curba de raz R[m] apare acceleraia normal (centripet):

Ra 2n , respectiv RR

va

2

n

Asupra corpurilor de mas mc care se gsesc n vehiculul ce reprezint un sistem

de referin neinerial cu acceleraie an = as acioneaz o for de inerie fictiv,

sci amF , care este chiar fora centrifug:

RR

vmF

2

f c

Cnd valoarea acestei fore centrifuge este prea mare poate produce efecte

nedorite ca: nrutirea confortului cltorilor, rsturnarea mrfurilor, etc. Echilibrarea total sau parial a efectului forei centrifuge se obine prin ridicarea

firului exterior al cii fa de firul interior. Diferena de nivel dintre firul interior i cel exterior al cii de rulare se numete supranlare, i se noteaz cu h[mm].

Se consider un vehicul cu dou osii, cu rigiditatea kz a arcurilor pe un punct de

suspensie, care circul cu viteza v ntr-o curb de raz R, cu supranlarea h, ca n figura urmtoare :

Echilibrarea complet a forei centrifuge apare atunci cnd componenta orizontal

a greutii cutiei, datorit supranlrii, devine Gt=Fcf, deci compenseaz complet fora centrifug, adic rezultanta F a forelor Fcf i Gc este perpendicular pe planul cii. n

acest caz avem deci:

R

vmgtgm

2

ctc

adic, la valorile reale (mici) ale unghiului :

2s

h

gR

vtg t

2

t

respectiv

Rv

g

2sh

2

t ,

numit supranlare teoretic.

Exprimnd viteza n V km/h ,avnd v=V/3,6, v[m/s], considernd g=9,81m/s2, n cazul cii cu ecartament normal En=1435mm, deci 2s=1500 mm, rezult:

mmR

V11,8h

2

t ,

iar ecartamentul ngust de E=760 mm rezult mmR

V6,0h

2

t ,

Valoarea maxim admisibil a supranlrii, din motive de stabilitate a liniei, la

C.F.R. este de 150 mm, iar dup U.I.C. de 180 mm. La o anumit supranlare h, condiia Gt=Fct se ndeplinete numai la viteza de

echilibru:

R2s

ghv0 [m/s] respectiv,

11,8

hRV0 [km/h]

La aceast vitez podeaua (asiul) cutiei rmne paralel cu solul, respectiv axa de

simetrie va fi normal fa de planul cii. Realizarea supranlrii teoretice se recomand n cazul n care, n curba dat,

toate vehiculele circul cu aceeai vitez (metrouri, tramvaie).

Capacitatea de ghidare a vehiculelor inteligente pe in. Criterii de apreciere a siguranei contra deraierii

n timpul rulrii osiei montate pe in, n punctele de contact se dezvolt un

sistem de fore, care n anumite situaii produce urcarea buzei bandajului pe in i deraierea osiei.

La studiul siguranei circulaiei este necesar s se determine raportul dintre forele

care tind s produc deraierea i cele care se opun, raport care nu trebuie s depeasc o anumit limit.

Din studiile efectuate s-a stabilit c deraierea este influenat de urmtorii factori: - sarcina efectiv pe roat, ,,Q , creterea creia mrete stabilitatea; - unghiul de nclinaie al buzei bandajului ,,, creterea cruia mrete

stabilitatea; - coeficientul de frecare dintre buza bandajului i in ,,b, creterea cruia

reduce stabilitatea, favorizeaz deraierea, iar ungerea buzei bandajului reduce pericolul deraierii i uzura;

- unghiul de atac ,,, la >10 crete pericolul deraierii;

- diametrul roilor ,,D, la creterea cruia deraiaz mai uor roata interioar; - raza curbei ,,R, i=tg conicitatea bandajelor, viteza ,,v, etc.

n cazul conducerii n dou puncte scade fora vertical pe in, Q = Vi, ,iar la un moment dat roata se descarc complet n punctul A, cnd se atinge valoarea limit a forei

de ghidare i sarcina vertical se transmite numai prin punctul B.

Dac roata nu mai rmne n echilibru din cauz c domin forele orientate n

sus, n scurt timp se produce deraierea, fenomen ce limiteaz viteza maxim admisibil n curb.

Fenomenul de deraiere a fost studiat de unii cercettori ca : Nadal, Wagner, Heumann i alii, admind diferite ipoteze de calcul. Ceea ce este comun n toate ipotezele este faptul c forele orizontale favorizeaz deraierea, iar cele verticale orientate

n jos o mpiedic. Dup Nadal se presupune c roata conductoare atac ina sub un unghi oarecare

,, destul de mic ca s nu influeneze procesul de deraiere, iar contactul dintre in i roat se realizeaz numai n punctul de conducere B, cnd roata are tendina de a deraia. n acest caz asupra roii acioneaz forele ,,Q i ,,Y din partea vehiculului i fora

normal ,,N din partea inei. Pentru a evita deraierea, roata trebuie s coboare din aceast poziie napoi la contactul n dou puncte.

n timpul coborrii roii apare fora de frecare de-a lungul buzei bandajului:

NT b

unde: b - coeficientul de frecare ntre in i buza bandajului.

La o coborre uniform a roii (echilibru la limit) ecuaiile de echilibru ale forelor pe orizontal i pe vertical sunt:

0sincos QTN

de unde:

,sincossincos)cos(sincossin

b

b

NTNQ

NTNY

cu care rezult:

tg

tg

Q

Y

b

b

1

care reprezint criteriul de siguran mpotriva deraierii dup Nadal. Cu b=tg rezult i forma:

tgQ

Y

cos sin 0 Y T N

unde - unghiul de frecare.

Admind c =600 i 25,0b , rezult:

0,1Q

Y

care este criteriul Nadal propriu-zis, azi depit, deoarece nu ine seama de valoarea real a lui i b ( de eventuala ungere a buzei bandajului).

Comitetele ORE B55 i B136 admit pentru buze uscate b =0,36 (coeficientul de

frecare fizic) i recomand pentru raportul Y/Q valorile (Q - sarcina real pe roata conductoare ) :

=600 respectiv 700 (Y/Q)lim=0,85 respectiv 1,2 Se observ c la scderea lui ,,b i creterea lui ,, va crete valoarea limit

pentru Y/Q ceea ce contribuie la evitarea deraierii. Cnd locomotiva este prevzut cu instalaie de ungere a buzei bandajului se

poate obine b=0,05...0,1 i la =600 sau 700 se pot obine valori mai mari pentru Y/Q. Transport public urban cu autobuzul si trloeibuzul SMARTBUS

Solutia SMARTBUS are ca obiectiv realizarea de solutii inovative si integrate

care sa raspunda cerintelor de management modern si de informare a calatorilor in transportul public.

Solutia SMARTBUS presupune:

plati electronice in transportul pubic

sisteme de informare in timp real

sisteme de localizare cu GPS

comunicatii de date mobile

cresterea confortului si a sigurantei calatorilor.

Obiectivele specifice ale proiectului SMARTBUS se refera la sisteme care se

vor implementa si integra in infrastructura vehiculelor de transport public, in

statiile de autobuz, aplicatii si servicii suport.

implementarea unui sistem de taxare electronica ("ticketing") - SMARTBUS-ETIC pentru transportul de calatori, care sa asigure securitatea tranzactiilor,

identificarea si reducerea fraudelor, confortul sporit al calatorilor, mobilitatea si tranzitul in mediul urban/suburban, integrarea viitoare a modurilor de transport;

implementarea unui sistem de localizare a vehiculelor - SMARTBUS-AVL, care sa asigure monitorizarea vehiculelor de transport aflate in circulatie,

cresterea sigurantei calatorilor in cazul unor incidente, prin transmiterea de mesaje intre vehicule si un sistem central de control. Se vor utiliza tehnologii

AVL (Automatic Vehicle Location) care sa fie eficiente din punct de vedere al costurilor;

implementarea unui sistem de informare a calatorilor in statii - SMARTBUS-SICS, privind orele estimate de sosire a vehiculelor in statii, modificari de

trasee, alte informatii de interes general;

implementarea unui sistem de informare a calatorilor in vehicul - SMARTBUS-SICV, privind linia curenta de circulatie, statia care urmeaza,

legaturi, alte informatii de interes general;

implementarea mai multor sisteme suport pentru calatori -SMARTBUS-SS privind sistemul de taxare electronica, serviciile de transport, rutele, orarul

vehiculelor, care vor functiona pe diferite platforme hardware si software (info-chioscuri, pe Internet, in vehicul);

implementarea de aplicatii de monitorizare, gestiune, analiza, suport decizional si raportare pentru managementul sistemelor si al serviciilor de transport realizate in cadrul proiectului - SMARTBUS-SBOF (back-office).

Pentru sistemul de ticheting se va asigura facilitarea decontarilor electronice

intre operatorii de transport, imbunatatirea si adaptarea serviciilor la cerintele de transport. Pentru sistemul de localizare a vehiculelor se vor realiza functii de dispecerat al parcului de vehicule de transport. Pentru

toate sistemele realizate se vor asigura functii de raportare si analiza.

Un "vehicul modern poate fi definit ca un vehicul cu capacitatea de a prelua date att din interior cat si din exterior, respectiv capabil sa realizeze procesarea

autonoma a acestora si adaptarea proceselor proprii in funcie de informaiile din trafic si a celor provenite din interiorul vehiculului.

Un sistem de taxare electronic ("ticketing") cuprinde: o titluri electronice de calatorie implementate cu carduri contactless

o posturi de lucru si aplicatii pentru emiterea si reincarcarea titlurilor electronice,

o validatoare contactless si aplicatie consola master pentru validarea in vehicul a

titlurilor electronice,

o retea wireless pentru comunicatii la nivel de depou cu vehiculele si echipamentele mobile (transmiterea tranzactiilor zilnice, respectiv receptia de

informatii referitoare la linii, tarife s.a.),

o comunicatii de date prin GPRS pentru transmisii de date intre depou si centrele de emitere a titlurilor electronice,

o aplicatie de chiosc-informatic pentru citirea starii titlurilor de calatorie si declararea titlurilor pierdute sau deteriorate, pentru a fi incluse pe lista neagra. Un sistem de localizare a vehiculelor (AVL) cuprinde: o echipament de localizare si comunicatii mobile de date in vehicul realizat cu

receptor GPS

o aplicatie AVL la nivel de vehicul, integrata in aplicatia consola master de la bordul vehiculului,

o aplicatie AVL la nivel central (dispecerat) pentru gestiunea comunicatiilor mobile cu vehiculele,

o aplicatii suport pentru digitizare trasee, simulare si administrare/planificare

circulatie autobuze si soferi. Un sistem de informare pentru cltori cuprinde: o in vehicul

din dotarea autobuzelor, referitor la linia curenta de

circulatie, statia care urmeaza, legaturi cu alte linii,

consta in afisare pozitiei autobuzului pe harta orasului. o in statii

autobuz,

statiile de autobuz si transmiterea de mesaje de interes general,

Infrastructura logica consta din retea de calculatoare, servere de baze de date, servere analitice, baze de date, depozite de date, cuburi multidimensionale, un pachet de servicii si aplicatii.

Pentru sistemul de ticketing se asigura facilitarea decontarilor electronice

intre operatorii de transport, planificarea serviciilor in functie de cerintele de transport. De asemenea, sunt realizate aplicatii de suport decizional prin analiza multidimensionala a datelor istorice stocate in depozite de date. Pentru sistemul

AVL se asigura functii de monitorizare in timp real a circulatiei autobuzelor si analiza incadrarii in schema de parcurs planificat.