千叶城市单轨新型车辆URBAN FLYER 0型的概要

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  中图分类号:U463文献标识码:A文章编号:2306-1499-(2014)11-0071-05
  在千叶城市单轨中,作为1987年(昭和62年)引进的1000型1期车辆的替代车辆,引进了新型0型车辆,从2012年(平成24年)7月8日开始营运。
  这款0型车辆通过采用本公司首次开发的VVVF变频控制方式、再生(发电)制动等,为了在谋求高性能、节能的同时,符合省令对于涉及铁路技术标准的修改,采用了新的功能、设备,从而提高了安全性。
  另外在外观及内饰方面,在采用与以往的通勤型电车不同的崭新设计基础上,通过在乘客车厢内大量使用玻璃面,发挥了悬挂型单轨的特点,使乘客能够从车内眺望享受美景。
  本稿将针对新型0系列车辆的概要进行介绍。
  1.序言
  千叶城市单轨被亲切地称为Town Liner,于1988年(昭和63年)3月28日1期营运(运动中心~千城台)8.1km,1991年6月12日2期营运(运动中心~仮千叶)3.8km,1995年8月1日3期营运(千叶港~千叶)1.5km,1999年3月24日4期营运(千叶~县厅前)1.7km,全线开通了15.2km。
  关于车辆的选定,采用了最适合千叶市内道路情况及环境的萨费齐式悬挂型单轨,作为充分考虑到舒适性、经济性以及安全对策的电阻控制式2辆固定编组的ONE-MAN车辆。
  图-1 千叶城市单轨路线图以及路线概要
  
  SUZUKI,Yasuo:千叶城市单轨株式会社运输部车辆课
  1000型车辆按照其各个阶段的运营时间,一共有20个编组(40辆),分别配置如下:1987年1期8个编组(16辆);1991年2期4个编组(8辆);1993年3期5个编组(10辆);1998年4期3个编组(6辆)。
  关于车辆的更新,开始是以20年作为使用年限,来讨论车辆设计及规格等的,由于JR福知山线的脱轨事故以及韩国(大邱)的地铁火灾教训,出台了“制定关于铁路技术标准的省令”(以下称为“技术标准”),对符合该技术标准的车辆制作进行了研讨,随着已使用20年的1期车辆的老化,作为替代车辆,此次决定引进新生产的0型车辆。
  0型车辆的编组与现有车辆相同,采用2辆固定编组,由于满足了上述技术标准,因此确保了发生异常情况时乘客的安全,同时又提升了对于乘客的服务,加强了无障碍设施的建设,与以往的通勤型车辆外观相比,无论是在外观还是内饰上其设计都进行了革新。
  表-1 URBAN FLYER 0型 主要规格
  车型 2轴转向架电动控制客车(Mc1) 2轴转向架电动控制客车(Mc2)
  电气方式 DC 1500V
  自重 21.5t
  载客量 78人(座位数30人/站客人数48人)
  车体尺寸 长 14,800mm(最大:15,400mm)
   宽 2,580mm(最大:2,647mm)
   高 3,085mm
  台车相关尺寸 台车中心间距离:9,500mm,行驶踏面间隔:880mm,固定轴距离:1,650mm,导向轮间隔:890mm
  台车 橡胶轮胎空气弹簧式2轴台车
  驱动装置 带差动齿轮1级减速直角驱动方式齿轮比41:6 (6.833)
  车轮 行驶车轮:钢帘线橡胶轮胎(直径1,050mm/315/75R22.5)
  导向轮:尼龙线橡胶轮胎(直径600mm/6.50-10 10P.R)
  行驶辅助车轮:尼龙(直径200mm).
  导向辅助车轮:铝合金铸件(直径540mm)
  悬挂装置 带梯形连杆左右衰减用油阻尼器
  耦合装置 驾驶台:紧耦合器耦合面:棒耦合器
  性能 最高运行速度:65km/h 加速度:3.5 km/h/s
  减速度:3.5 km/h/s (常用最大)4.5 km/h/s (紧急)
  主电动机 MB-5101-A3型三相笼式感应电动机 电流50A 转速1500r/min
  极数4 频率51.5Hz质量450kg自通风式 1小时额定:65kw 1,100V
  主电路控制装置 MAP-606-15VD123.VVVF变频器控制,带再生•发电制动器(带负载自适应设备)
  制动装置 再生•发电制动器并用带电气指令式空气制动器 安保制动器、停车制动器
  空气压缩机 C1000LA 往复运动型1000L/min
  笼式三相感应电动机AC440V 7.5kw
  辅助空气压缩机 往复运动型80L/min 直流串联DC80V 7.5A
  辅助电源装置 MELSIV-8000
  直流IGBT变频器 容量45KVA
  蓄电池 烧结Ni-Cd碱性电池 40Ah/5小时率
  开门装置 双动式、向左右两面开、车门联动、车门安保装置、带再开关功能、检测到障碍物时车门力量减弱控制功能
  灯装置 车厢灯AC100V、40W•20W荧光灯(悬挂装置正下方筒灯/18W荧光灯)
  制冷装置 CU774B顶棚集中单元制冷器23,000kcal/h
  冷媒:无氟型(R407C)带干燥功能 微电脑控制
  制暖装置 反射型铝加热器(吊座式、面板加热器)暖风风扇加热器
  ATC装置 接收部:双系统并行
  列车检测装置 连续检入•检出式
  列车无线装置 通话无线(数字:5K80 G1D, G1E)发报无线(数字:G1D)
  带误操作时指令的无线通报功能带根据指令的广播功能
  广播装置 乘务员操作式车内及车外广播用异常时向车厢内播放指令的功能
  紧急通报装置 带异常时指令和乘客通话功能
  车辆信息管理系统 监控装置(含运行情况记录装置)
  
  图片-1 URBAN FLYER 0型外观
  
  2.车辆概要
  2.1设计
  关于0型车辆的设计,在2006年(平成18年)成立了由具有丰富经验和高度见识的人员组成的“千叶单轨新型车辆设计研讨委员会”,作为工作组得到了株式会社GK设计总研广岛的配合,确定了主要的设计。
  作为设计理念,虽然乘坐单轨列车的大部分人都是上下班的乘客,但是并不是单纯为了移动的交通手段,与以往的通勤电车形象不同,我们以设计出乘客希望搭乘的车辆为目标,发挥国内数量较少的悬挂型单轨列车的特点,将“天空”作为了设计理念。
  
  2.1.1车辆样式与象征标志
  新型车辆首先确定了“URBAN FLYER”这个爱称,在其缩写的“UF”中加上字母“O”就变为“UFO”,因此将“0”视为“O”,采用了0型这个代号。
  因此一般记载为“URBAN-FLYER 0型”。关于象征标志,我们采用了来自星星从天空中降落,逃离窘境这个与千叶市有缘的“千叶氏”天空物语的月星纹,在车辆的各个部位进行了标识。
  2.1.2外观
  ①以代表天空的蓝色为基调,采用与黑色的双色涂装,车头部采用一条斜楔形线,营造出升空感。另外在侧面及底部设计了代表飞机云的白色条纹。
  ②在驾驶台的正面安装了一面玻璃,包括侧面在内也与车体为相同面,使得外观整齐。
  ③在驾驶台的正面上部配置有4盏(远光灯和近光灯各2盏)作为前部标识灯的卤素前照灯,其内侧配置了2盏LED发光信号灯(特殊信号的一种,通过红色灯亮度的增强减弱,来实时显示停车信号)。在正面下部配置了3串后部标识灯。
  ④中间耦合器通过棒耦合器2辆固定编组,车头配置了紧耦合器,在1000型上3•4期的车辆为了应对4辆编组,配备了电耦合器。此次为了替代1期的车辆,未装备电耦合器,仅装备了MR管,采用了在0型车辆之间混编列车救援时,能够给故障车辆供应压缩空气的结构。
  ⑤无线天线设置在驾驶台的正面,2条列车无线电(通话)和1条防护无线电。
  ⑥目的地显示器设置在正面助手一侧和侧面,正面驾驶员一侧设置了运行编号显示器。
  2.2乘客车厢
  ①乘客车厢内通过采用大量玻璃,空间变得明亮和具有开放感,使乘客享受到空中散步的感觉。
  ②为了发挥悬挂型单轨的特点,通过增大驾驶台正面门、驾驶座分隔门、上下门的玻璃面,使得享受乘车眺望的感觉超过了以往任何车型。而且在驾驶台地板的中央也设置了玻璃,获得了其他交通工具无法模拟的眺望感觉。
  ③乘客车厢内的配色也采用了崭新的配色方案,地板和广告框采用蓝黑色,墙面采用浅灰色,座椅采用黑色底色,头枕采用橙色,优先座位的颜色正好相反,采用橙色底色,头枕采用黑色。
  ④扶手为了表达月星这个象征标志,采用曲线设计。
  ⑤乘客车厢内的引导标识,株式会社GK设计总研广岛采用了配合车辆外观的综合设计,对现有的引导标识设计进行了创新。
  ⑥车体为了减小由于比一般车辆小而带来的车厢内压迫感,在墙面上使用了玻璃,但是由于同时也会感受到玻璃的冰冷感,因此通过采用木纹来提高了质感。
  图片-2 从下看车辆时的驾驶座地板窗玻璃以及新型车辆的象征标志
  
  图片-3 正面设计
  
  图片-4 乘客车厢
  
  ⑦座椅采用了提高支撑感的独立式(座椅宽度470mm)高靠背,这种座椅通过在后背较高的位置来支撑身体,使得以不把脚伸出的姿势也能坐下,因此对于站客来说也会感觉到很舒适。另外即使对于行驶中的晃动,肩部也不容易摆动,因此坐着的乘客也会感觉到很舒适。
  ⑧通过采用无障碍对策,在车头部的上下门旁边设置了轮椅位置,在各上下门上部设置了引导标识装置等。
  ⑨在优先座位的上部,本公司首次配置了网架。
  2.3驾驶台
  ①一部分采用了木纹,检测仪器周围采用黑色,增加了稳重感。
  ②1000型车辆上虽然只在驾驶座配置了车内外引导广播用话筒,但是由于各车门关闭操作时需要话筒,因此在各个车门关闭操作器一侧分别配置了车内外引导广播用话筒。
  ③在紧急情况下的逃离装置中,下部逃离装置(逃离到地面上的门)与以往一样收纳在助手一侧。与救援车连接换乘的侧面逃离装置(列车间设置的紧急通道)收纳在驾驶台地板的中央,使用时取出安装。
  ④在驾驶桌上配置有监控器,驾驶员能够输入运行所需的数据以及一目了然的掌握各设备的运行情况。
  图片-5
  乘客车厢两侧的座位左侧为优先座位右侧为普通座位
  
  图片-6
  驾驶台(助手侧)后部的轮椅位置
  
  图片-7 驾驶座中央配置的地板窗玻璃
  
  2.4台车
  2.4.1集电装置
  MC1的各个台车上设置有1个正导电功,MC2的各个台车上设置有2个负导电功。普通铁路车辆是由架线(+)在导电功上集电,通过车轮电流流动到轨道(-)上,但是在使用橡胶轮胎的单轨上,由于即使是负电一侧也需要导电功,所以设置了负导电功。
  图片-8驾驶座
  
  图片-9台车外观
  
  图-3
  台车结构图
  
  
  
  
  
  2.4.2主电动机以及动力传递
  各个台车上配置有2个笼式三相感应电动机,每个电动机的额定输出是65kW/h。驱动力矩通过带差动齿轮的1级减速驱动装置传递给各行驶轮胎,通过行驶轮胎与轨道的摩擦阻力产生牵引力,按照台车架→吊管→悬挂连杆→车体的路径进行传递。
  2.4.3轮胎
  各个台车都是采用橡胶轮胎独立车轮的方式,各配备4个行驶轮胎以及导向轮胎。考虑到爆胎的情况,在设置备用车轮的同时,设置了爆胎监测装置,显示在驾驶桌的监控器上。
  2.4.4停车制动器
  停车制动器安装在MC1的第1、第2台车以及MC2第-台车的主电动机旋转轴上。
  2.4.5 ATC/TD天线
  MC1•MC2的第1台车上各配置了2个接收ATC信号以及监测列车用的天线。
  2.5 车顶上的主要设备
  2.5.1主电路控制装置
  VVVF变频控制装置(1C4M)在各个车辆上均有搭载。配备了定速运行功能,提高了驾驶操作性。
  图-4
  主电路图
  
  图-5 性能曲线
  2.5.2制动装置
  采用再生•发电制动并用电气指令式电磁直通制动器,当再生失效时,由每台车辆上搭载的制动电阻器来消耗发电电力。
  作为其它制动器,装备了安保制动器。
  2.5.3辅助电源装置(SIV装置)
  在MC2上设置有容量45kVA的直流IGBT变频器,输出AC440V、AC100V、DC100V。
  
  2.5.4电动空气压缩机(笼式三相感应电动机)
  在MC1上设置有主压缩机,通过辅助电源装置输出的AC440V电压,在1分钟内可排出1000L压缩空气。
  2.5.5辅助电动空气压缩机(直流串联电动机)
  在MC1上设置有小型压缩机,通过蓄电池电源的DC80V电压,1分钟内可排出80L压缩空气。
  2.5.6制冷装置
  各车辆上设置有23,000kcal/h×1台,由于带有除湿功能,因此即使在梅雨时节也能保持乘车舒适度。
  2.6基于技术标准修改的装置
  为了符合制定关于铁路技术标准的省令,新设了1000型车辆上未装备的设备。
  2.6.1防护无线装置的双电源
  搭载了专用蓄电池,确保即使由于事故等电源被切断时,防护无线电也能工作。
  2.6.2驾驶员发生异常时停车装置的通报
  驾驶员发生异常时,停车装置(自动停车装置)作为当驾驶员的手从主控制手柄上离开5秒后,紧急制动工作的安保装置。其在现有的车辆上也有搭载,但是新增加了该装置工作时向运输调度所进行通报的功能。
  2.6.3监控装置
  新搭载了带运行情况记录装置的监控装置,在驾驶桌上配置有监控显示器,能够输入运行所需的各设备数据以及监视各装置的运行情况。
  2.6.4紧急通报装置
  1000型车辆上设置了乘客在紧急情况下,向驾驶员进行通报的装置,新增加了对于乘客的通报,在10秒内驾驶员未应答时,能够与运输调度所进行通话的功能。另外还新增了运输调度所可进行车内广播的功能。
  2.6.5连接面的贯通门
  为了防止车辆发生火灾时火势的蔓延,采用了连接部的贯通门自动关闭的结构。
  2.6.6防坠落装置
  在车辆的连接部,设置了防止从车厢坠落的防坠落装置。
  3.今后的计划
  0型车辆的第1编组(第21编组)在2011年(平成23年)12月、第2编组(第22编组)在2012年3月分别由三菱重工业和田冲工厂通过陆运送达,今后经过对使用第2编组的乘务员进行培训等,预定从2012年7月8日(周日)开始营运。
  另外,计划在2012年7月引进第3编组(第23编组),在2013年11月引进第4编组(第24编组)。
  
  图-6 车顶上的设备配置图
  
  
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