AGV (列車)
AGV(法語:Automotrice à grande vitesse,意即「高速動力分散列車」)是一款由阿爾斯通獨立研發的法國高速鐵路車輛,原計劃代替TGV作為法國高速鐵路的下一代車型。採動力分散驅動是AGV與動力集中式的TGV最大的不同處,此設計上的優勢讓AGV得以在相同的路線上達到較TGV更高的營運車速,其目標為世界最快高速鐵路,運營車速為360km/h,即每秒前進100米。
AGV (Automotrice à grande vitesse) | |
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概覽 | |
類型 | 電力動車組 |
原產國 | 法國 |
製造 | 阿爾斯通 |
主要用戶 | 新旅客運輸 |
技術數據 | |
列車編組 | 5M2T |
編組長度 | (7節編組)132.1[n 1]m |
車輛長度 | 中間車廂:17300 mm[1] 兩端車廂:22800 mm[1] 兩端車廂轉向架樞軸距離:17100 [2]mm |
車體闊度 | 2985[n 1]mm |
編組重量 | (7節編組)272[n 1]t |
軸距 | 3000[1]mm |
軌距 | 1435mm |
車體材質 | 鋁合金、碳複合材料(車廂聯結部位)[1][n 2] |
設計最高速度 | 25kV 50Hz交流供電條件下:360 km/h[n 1] 15kV 16.7 Hz交流供電條件下:320 km/h [n 1] 3000V直流供電下:250 km/h [n 1] 1500V直流供電條件下:200 [n 1]km/h |
供電制式 | AC 25kV 50Hz AC 15kV 16.7 Hz DC 1.5kV DC 3kV |
電動機功率 | 6.080MW[n 1][n 3] |
其它事項 | |
備註 | 地板高度:1155mm[3][n 4] 集電方式:集電弓 UIC分類: Bo'(2)(2)(Bo')(Bo')(2)(2)Bo'[n 1] 以上數據僅適用於Pégase原型車(7節編組) |
阿爾斯通為AGV提供7節到14節的不同編組。列車由3節小單元組成,每個單元都具有位於車底的1組變壓器和2組牽引電氣組件;兩個上述單元加上1節拖車構成整列7節編組。7節編組有2個3節單元,1節拖車居中分隔,提供約245個座位;11節編組則有以2節拖車分隔的3個3節單元,座位數約為446個。[6]最高營業速度為360 km/h。
據阿爾斯通稱,AGV的優點在於:與相同長度單層TGV列車相比提供更多座位;關節式轉向架的採用,令列車轉向架數目降低,從而降低維護費用;高功重比與高效永磁同步電動機[7]的使用,以及其他設計改進,令列車擁有更高的能源效率,更低的噪音水平,和車廂兩端貫通部位的更多空間。[6]
2008年,阿爾斯通的董事長菲利普·梅利耶宣布,將會開發「AGV Duplex」,作為在TGV 2N2之後提供給法國國家鐵路的後續車型。[8]2011年6月回聲報報道稱阿爾斯通正在開發最高速度達400 km/h的新型高速列車,並同時有單層和雙層版本。回聲報的報道中指新設計會採用動力集中於機車的設計。[9]回聲報方面將此設計稱為「AGV II」。[10]根據2011年9月的報道,為競逐法國國鐵預計於2014/2015年或之後開展的競標,一款雙層列車的設計方案正在發展當中。[11]
歷史與設計
與AGV有關的第一個設計方案研究開展於1998年。[3]一項最初名為「TGV 400」的AGV設計,於2000年年初在巴塞羅那展出,作為阿爾斯通競標馬德里-巴塞羅那高速鐵路車輛的一部分。此列車初始性能規格為:180米長,359個座位,動力輸出總功率為7.2MW(動力分散式);其中一個版本使用電渦流制動,最高速度為350 km/h,另一個擺式列車版本最高速度為320 km/h。設計方案繼承了TGV的關節式轉向架。[12]
與TGV由阿爾斯通和法國國家鐵路合作開發不同,因歐盟方面關於國家援助的規定,限制了作為國有企業的法國國鐵與阿爾斯通的合作,AGV由阿爾斯通自籌資金研發。[13][14]2002年AGV作為TGV Duplex的補充進行推廣,以較高的行車速度緩解線路壓力;[13]雙層AGV則被阿爾斯通定位為未來可能發展的方向。[15]
新的設計方案(AGV)是首款採用關節式轉向架和動力分散式的現代高速列車。[n 5] 方案使用了阿爾斯通的Onix IGBT牽引逆變器;IGBT技術帶來的減重效益令軸重保持在17噸以下。整個列車編組由數個3節單元組成,每個單元有2個動力轉向架。每個動力轉向架上均安裝有2台自然風冷電動機,每台負責驅動一個車軸,輸出功率為600 kW。牽引電氣設備使用3節單元上變壓器的2個分接頭,每個分接頭都帶動2部並聯逆變器(每部逆變器負責一台電動機)。方案中有兩種車廂:駕駛-控制車廂和中間車廂;轉向架則分為有動力與無動力兩種。[15][18]
AGV的初始設計集成了數項新特點:電控主動懸掛系統(橫向),用於控制車體與轉向架之間的震動;電渦流制動裝置,安裝於兩端轉向架。上述技術均曾在TGV車輛上進行驗證。車廂以與TGV Duplex相同的鋁合金材料製造。因前轉向架能使重量分散至三個而非兩個車軸上,重量為6.5噸的變壓器安裝在兩端車廂。車廂內部結構的設計令乘客環境的翻新和更動更容易。全列車的地板高度幾乎保持一致——包括車廂聯結部位。[18][n 4]
至2005年,永磁同步電動機技術已經成熟至可用於商用產品的水準,被整合到轉向架電動機的設計中(代替安裝在車體框架上的設計),帶來更高效率和更低的整體重量。2005年版規格中的車體比TGV更寬(3米),相應地車廂長度更短。阿爾斯通稱每客座的營運和投資成本與TGV Duplex相當。[3][14]
2007年,一列改裝過的TGV Duplex——「V150」,裝有AGV使用的轉向架、牽引電氣設備和牽引電動機(1000kW[1])——創造了新的鐵路列車速度紀錄:574.8 km/h。[19]
2006年7月,AGV的設計已完成至可定案的程度。[3]方案正式定編為7節或14節編組,也確定了3節單元的設計。每個3節單元中的車廂下,都設有變壓器,或是兩部逆變器之一。額外的拖車(被稱為「關鍵」車廂)則在3節單元之外增加列車長度,並聯結兩單元使之成為完整編組。列車可在歐洲全部四種電氣化規格下運作:在25kV交流電氣化條件下極速為360 km/h; 在15kV 16.7Hz電氣化下最高速度為320 km/h;在3000V和1500V直流供電下則最高速分別為250 km/h和200 km/h。[1]
轉向架來自於TGV列車所使用的款式,為適應牽引電動機型式和安裝方式的變更,轉向架以高強度鋼製造,具有更輕的重量;轉向架的軸距與TGV的3米一致。制動裝置為電阻制動與再生制動,無動力轉向架加設3碟式剎車應對低速下制動。電渦流制動未安裝。[1]列車亦整合了碳複合材料結構——車廂兩端次級懸掛上方的U型梁。[3][n 2]
2008年1月,意大利新旅客運輸(NTV)以6.5億歐元訂購了25列11節編組列車,用於意大利的鐵路網絡。[20]
AGV原型車「飛馬」(Pégase)於2008年2月揭曉,[6]至此阿爾斯通已在列車開發項目上投資約1億歐元。[3]
原型車
Elisa測試列車(2001年)
至2000年5月,為次年測試準備的原型車輛已進入建造狀態。2節車廂已完成——一輛有駕駛室和一輛中間車,均有動力和無動力轉向架。為進行測試,上述編組被聯結至一列4節TGV Reseau列車。[18]測試列車(名為「Elisa」[21])於2001年後期開始測試,包括運行測試和噪音水平測量,以及為在4種歐洲電氣化規格下運作而設的「Europantograph」系統。動態測試包括對牽引電動機、制動電阻、高速運行中變壓器和逆變器的冷卻,以及高速下對空調系統性能的空氣動力學測試。[15]初步測試於2002年5月完成。[13]
「飛馬」演示列車(2008年)
2004年,藉由稀土磁鐵帶來的高磁場強度,阿爾斯通開發出了用於鐵路車輛的永磁同步電動機。新型電機有着與異步電動機相比更高的效率,以及更佳的功重比,同時具有達到更低噪音水平的潛力。 AGV是使用新型電動機設計的早期車型之一,使用720 kW原型電動機(重量為730千克)。[5][22]截止2008年,電動機的持續輸出功率規格已升至760 kW。[2][3]
2005年後期,阿爾斯通開始製造7節編組AGV演示列車——列車裝有永磁異步電動機,半數車軸帶動力。[14]演示列車命名為「飛馬」( Pégase ,Prototype Evolutif Grande vitesse Automotrice Standard Européen),使用阿爾斯通勒克魯佐工廠生產的轉向架,於拉羅謝爾廠房組裝。[23]2008年2月5日,原型車在法國總統尼古拉·薩爾科齊見證下於拉羅謝爾揭幕。[3][6]
變壓器設置在兩端駕駛車,3節單元的其他兩節則各載有一台牽引逆變器(Onix 233水冷型),併集成有輔助逆變器;中間的「關鍵」車廂下方設置輔助裝置。高壓交流電設備安裝在車頂上。內部直流逆變器供電總線電壓為3600V。[2][4]
測試列車於2008年中開始,在捷克的Velim環狀試驗鐵路進行4個月的動態測試項目,最高速度達到210 km/h。[24]
連續4個周末在東線上進行的測試於2008年末開始;列車完成了7500公里里程的測試,之後回到捷克策黑尼策Velim試驗線路進行與NTV列車認證有關的測試,包括與SCMT安全系統集成的部分。[25]
2010年AGV測試列車開始在意大利進行測試,在羅馬-那不勒斯高速鐵路上達到了300 km/h的速度。動態測試於當年3月完成。[26]
用戶
NTV
阿爾斯通的首個AGV用戶是意大利公司新旅客運輸(NTV,義大利語:Nuovo Trasporto Viaggiatori)。
阿爾斯通於2006年3月投標NTV的高速列車項目。[23]2008年1月17日,NTV訂購了25列11節編組的460座AGV列車,總價6.5億歐元。[20][27]訂單包含了追加10列訂購的選擇權。14列車將在阿爾斯通的拉羅謝爾廠房製造,餘下11列將在意大利薩維利亞諾廠區製造。[n 6] 同時雙方簽署了30年列車維護合同,合同同時包含了在意大利諾拉建造維護中心的內容。[29]
NTV公司計劃開展在都靈-米蘭-博洛尼亞、羅馬-威尼斯和博洛尼亞-佛羅倫薩-羅馬-那不勒斯高速鐵路線上的服務,並有部分列車從那不勒斯直通到巴里。2010年9月首列AGV交付時開業日期被定在2011年年中。[20]NTV塗裝於2008年7月揭幕。[27][29]
價值9000萬歐元的AGV維護設施的建築在2010年5月竣工;首列NTV AGV列車於當月5日完成。[30]2011年3月,NTV宣布因為列車須進行認證測試,無法於原定的2011年9月如期開業。 [31]2011年11月,開業日期確定為2012年內。[28]第一列在薩維利亞諾製造的AGV在2011年11月正式亮相。[28]至2011年12月,認證測試已經完成。[32]2012年3月30日,NTV宣布將於2012年4月28日首先在那不勒斯至米蘭鐵路線上開展「Italo」服務;Italo將是世界上首個以開放運營方式投入服務的高速列車。[33]
NTV列車為乘客提供Wi-Fi、衛星電視和UMTS移動網絡連接,並將在列車一端車廂設置電影院。 [34]
Italo服務於2012年4月28日開業,截止當年5月21日客運量達45000人次,平均客座率為41%。[35]
腳註
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- ^ 2.0 2.1 NTV(新旅客運輸)2008年訂購的列車使用了傳統的鋼梁。
- ^ 最初為5.76MW(使用720kW電動機)[1][5]2008年始牽引電動機輸出改為760kW。[2][3]
- ^ 4.0 4.1 Pégase原型車上,轉向架上方的地板高度由1155mm提升95mm至1250mm[3]
- ^ 1941年由美國芝加哥北岸和密爾沃基鐵路引入的Electroliner,為一款動車組,未設機車,並且車廂間使用轉向架聯結,最高速度超過100 mph(160 km/h)。[16][17]
- ^ 2011年,在薩維里亞諾製造的列車減至8列,拉羅謝爾將製造17列AGV。[28]
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外部連結
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