GRÖNA TÅGET ETT FUD-PROGRAM FÖR NORDISKA HÖGHASTIGHETSTÅG Bakgrund

Transkript

1 GRÖNA TÅGET ETT FUD-PROGRAM FÖR NORDISKA HÖGHASTIGHETSTÅG Bakgrund Banverket är en statlig myndighet med ansvar för banhållning och trafikledning. Banverket har också ett sektorsansvar som innebär att verket tillsammans med operatörer, brukare och andra intressenter skall främja utvecklingen av järnvägstrafiken. Som en del av detta ansvar ska Banverket svara för sådan FUD som behövs för att utveckla spårtransportsektorn och försörja hela samhället med ökad kunskap om denna. I Banverkets FUD-program för perioden anges fyra särskilda initiativ som ska tas under programperiodens början. Det fjärde initiativet har formuleringen Samverkan med tillverkare av fordon och annan utrustning vad gäller FUD-insatser för att utveckla och vidmakthålla kompetens för konstruktion av järnvägsmateriel lämpad för specifika svenska förhållanden. Sådan kompetens skall kunna nyttjas gemensamt av operatörer, fordonsleverantörer och infrastrukturförvaltare vid beställning och utveckling av nya fordon. De svenska förhållandena (klimat m.m.) ställer krav på fordon och annan utrustning som i vissa avseenden avviker från vad som generellt gäller för de tongivande länderna på den europeiska kontinenten. Svensk och nordisk höghastighetstrafik för persontransporter kommer under överskådlig tid att ske på banor för blandad trafik. De speciella krav på fordonskonstruktion och underhållsmetoder som detta medför förutsätter en fortsatt kunskapsuppbyggnad. Även utvecklingen mot en snabbare och effektivare regionaltågstrafik kräver FUD-insatser för att ge kunskaper om vilka krav som ska ställas på fordonen avseende gång- och köregenskaper och ur trafikeringssynvinkel. Gröna Tåget som begrepp syftar på järnvägens inneboende möjligheter att bidra till ett långsiktigt hållbart transportsystem genom hög kapacitet, energieffektivitet och mycket god säkerhet samt goda miljöprestanda. I takt med att vägfordons- och flygindustrin förbättrar sina miljöprestanda måste framtida generationers tåg bli ännu mer miljövänliga liksom betydligt mer kostnadseffektiva. Gröna Tåget fokuserar på framtidens persontåg för hastigheter på 250 km/h och däröver.

2 Vision Svensk järnvägsforskning ska ha en ledande roll i Europa och bidra till utveckling av nya fordonslösningar och standarder. Gröna tåget ska vara en inspirations- och kunskapskälla för järnvägsföretag och fordonstillverkare vid utveckling av framtida tågoch trafikeringskoncept, med speciell fokus på persontåg i Norden. Syfte med programmet Gröna tåget Syftet med fordonsforskningsprogrammet Gröna tåget är att vidareutveckla och vidmakthålla den kompetens som behövs för att säkerställa att framtida persontåg som trafikerar det svenska bannätet uppfyller tekniska och affärsmässiga krav som de speciella nordiska förhållandena medför. Ett koncept för ett sådant fordon beräknas finnas framme inom fem år. Syftet skall uppnås genom att programmets intressenter tar fram ny och vidareutvecklar befintlig kunskap som kan ligga till grund för fortsatt utveckling och tillverkning av fordon anpassade för nordiska förhållanden. Med nordiska förhållanden avses bland annat banor i kallt klimat med blandad trafik och stor andel enkelspårsdrift. Kunskapen skall även kunna användas vid pågående diskussioner och utredningar om framtida svenska höghastighetsbanor. Därutöver ska kunskapen kunna användas för framtida revideringar av tekniska standarder för driftskompatibilitet (TSD) som kan krävas för att möjliggöra införandet av innovativa tekniska lösningar. Programmet ska också stärka möjligheterna för de nordiska länderna att på egna meriter delta i och påverka europeiska FUD-program. Programmet skall ligga i linje med de ERRAC:s strategiska forskningsprogram. Programområden I programmet finns nio områden för FUD-insatser. 1. Baskrav, koordinering, konceptstudier 2. Trafik- och marknadsförutsättningar 3. Passagerarkrav och behov 4. Tågpersonalens roll samt utformning av förarplatsen 5. Produktkalkyl för höghastighetsfordon - Design for Manufacturing 6. Miljöprestanda ljud/vibrationer/energi- och resurseffektivisering/partikelemissioner. 7. Driv-, broms- och styrsystem. Tillståndsmätning på vitala komponenter och informationshantering 8. Korg bärande struktur och aerodynamik 9. Boggi, hjul, fjädring och dämpning samt korgupphängning

3 1. Baskrav, koordinering, konceptstudier Området innefattar att på systemnivå identifiera grundläggande krav på framtida fordon och ha en sammanhållande funktion för att integrera resultaten från övriga delområden i ett samlat koncept för det framtida fordonet. Det omfattar också framtagning av tekniska grundkrav (TSD, specifika nordiska krav) samt funktionella baskrav för det framtida fordon. Utformning av konceptfordonet med utgångspunkt från resultatet i de tekniska delprojekten. Utförare: Operatörer och tillverkare av fordon Avnämare: Brukare, banhållare. 2. Trafik- och marknadsförutsättningar Identifiering av den framtida regionala och interregionala marknader för persontransporter med tåg och hur dessa påverkar potentiella flöden, utformning av trafikupplägg, fordonens funktionella egenskaper och framtida behov av nya fordon. Vilka är förväntade totalvolymer av fjärrtåg med hastigheter på 250 km/h och däröver, med en aktionsradie på ca km samt med kapacitet att köra på konventionella moderniserade banor men med liten kurvradie? Utförare kan vara universitet och konsulter med samhällsvetenskaplig och transportekonomisk inriktning Avnämare: Operatörer, fordonsägare, leverantörer, infrastrukturförvaltare. 3. Passagerarkrav och behov. Hur resenären uppfattar sin resa och tågets komfort är en integrerad del av hur tåget fungerar, säkerheten, trafikens punktlighet och om det finns tilläggstjänster eller service ombord. Hur skapar man en god tillgänglighet, en attraktiv interiör och en upplevelse av komfort, effektivitet och tillförlitlighet hos Gröna tåget? Genomförande av funktionskostnadsanalys för olika designlösningar. System för insamling, bearbetning och information till och från passagerare. Utförare kan vara Designhögskolor och konsulter inom fordonsdesign eller företag och institutioner som arbetar med produktionstekniska kalkyler för designlösningar. Avnämare: Leverantörer av fordon, köpare av fordon, brukare/resenärer.

4 4. Tågpersonalens roll samt utformning av förarplatsen Identifiera de specifika frågeställningar som kan gälla för Gröna Tåget i förhållande till de forsknings- och utvecklingsinsatser som redan pågår. State of the art tillämpning vad gäller ergonomi och informationssystem Utförare kan vara forskare och konsulter med speciell inriktning på Människa Maskin Interaktion (MMI), Simulatorteknik samt Designkonsulter inriktade på informationshantering och ergonomi. Avnämare: Tågtrafikledningar, leverantörer av informationssystem, leverantörer av förarplatser, leverantörer av information till och från tågpersonal. Förare och utbildningsansvariga inom järnvägssektorn. Säkerhetsmyndigheter. 5. Produktkalkyl för höghastighetsfordon Design for Manufacturing Funktionskostnadsanalys för passagerarfordon inom järnvägssektorn. Fordonsviktens betydelse för produktkostnaden/priset. Kalkylsystem för rationalisering i tillverkningsprocessen val av produktionsteknik/produktionssystem mekaniseringsgrad/automatiseringsgrad. Kalkylsystem som ger möjlighet att tydliggöra vad som är påverkbart i en fordonskonstruktion för att sänka kostnaden med hjälp av andra konstruktionslösningar och ny produktionsteknik/strategi. Utförare kan vara institut och institutioner med inriktning på tillverkningsteknik och rationalisering av produktion inom tung verkstadsindustri/fordonsindustri i samverkan institutioner för transportekonomi. Avnämare: Leverantörer av järnvägsfordon. Köpare av järnvägsfordon. Operatörer. 6. Miljöprestanda ljud/vibrationer/energi- och resurseffektivisering/partikelemissioner. Fastställa vilka potentiella riskfaktorer som föreligger i förhållande till gällande gränsvärden och hur de kan åtgärdas samt lämna förslag och utvärdera dessa i den mån det kan tänkas vara möjligt att implementera dem på fordonen. Ta fram förslag till energi- och resurseffektivisering, förbättrad materialanvändning och återvinning. Utförare kan vara företag och institutioner med inriktning mot förebyggande miljöforskning. Institutioner med inriktning på ljud och vibrationer och miljöanpassad produktutveckling och design. Avnämare: Konstruktörer och leverantörer av fordonskomponenter.. Leverantörer av hela fordon.

5 7. Driv-, broms- och styrsystem. Tillståndsmätning på vitala komponenter och informationshantering Utformning av moderna elektromekaniska drivsystem med lågt vikt/effektförhållande samt med en anpassning till driftförhållanden i Norden och Nordeuropa (acceleration, elektrisk energiåtermatning, kontaktledningens samspel med pantograf, pantografmoduler). Viktsreducerande insatser på drivsystemet för att minska spårslitage och för att förbättra accelerations- och retardationsförhållandena Utformning av bromssystem med hänsyn till prestanda, energiåtermatning, vinterförhållanden, underhåll mm. Övervakningssystem med tillhörande sensorer fordonens funktionalitet för ökad tillförlitlighet och prestanda. Informationssystem i realtid inriktade på förebyggande underhåll och fleet management Utförare kan vara företag och institutioner med inriktning på effektiva mobila elbaserade drivsystem. Produktionstekniskt inriktade institutioner och institut. Institut och institutioner med inriktning på sensorer samt mät-och informationshantering Avnämare: Leverantörer av järnvägsfordon. Operatörer. Driftledningscentraler. Elleverantörer. Infrastrukturhållare. Underhållsföretag. 8. Korg, bärande struktur och aerodynamik Funktionskostnadsbaserad konstruktion av korgmoduler mellandel samt förardel/drivdel. Utvärdering av olika material (höghållfast stål, aluminium, komposit etc.) Skiss på provprogram för att prova deformationsbaserad energiupptagning i korgen vid olika kollisionsscenarier. Aerodynamik är en parameter inom flera områden som energiförbrukning, miljöpåverkan, akustik, säkerhet, komfort, krafter på omgivningen, kylning och snöproblematik Luftmotståndet utgör ca % av totala gångmotståndet på plant spår vid km/h. Fokus skall hållas på koncept eller lösningar som ger minskad energiförbrukning varvid också inverkan på omgivningen vid högre hastigheter begränsas - möjligen mer än aktuell TSD Viktiga områden att arbeta med: - Underredet kring boggier och vagnsmellanrum - Frontutformningen. - Koncept för takutrustning hänsyn till tryck vid tunnelpassage.samt - Sidvindssäkerhet Utförare kan vara företag och institutioner med inriktning på aerodynamik, akustik, innovation, hållfasthetsberäkning och provning. Leverantörer av material för korgbyggnad. Provningsinstitut.

6 Säkerhetskonsulter. Avnämare: Fordonsleverantörer, operatörer, banförvaltare och myndigheter för säkerhetskontroll. Konstruktions- och designleverantörer. 9. Boggi, hjul, fjädring och dämpning samt korgupphängning Utformning av boggi/korglutningssystem efter upplevelsekriterier och säkerhetskriterier. Fjädrings/dämpningsparametrar fastställs Med avseende på komfort, säkerhet, kurvtagningsförmåga på ickeperfekta spår. Känslighetsanalyser av påverkan på boggiparametrarna av en viktsminskning av överbyggnad och boggiram samt påverkan på hjulens livslängd och spårslitage. Utförare: kan vara företag och institutioner som besitter och vill utveckla den tekniska kompetensen för att uppnå kriterier för komfort samt andra körbarhetskriterier: Avnämare: Leverantörer av kompletta fordon, operatörer, banförvaltare, fordonsköpare samt resenärer med olika preferenser Organisation Organisationen finns beskriven i bilaga statuter. Ansökningsförfarande Programmet utlyses samtidigt med Banverkets FUD-program. Anvisningar för utlysningar, ansökningsförfarande mm finns på Banverkets hemsida. Kontaktpersoner Programansvarig Tohmmy Bustad Adress: Banverket. HK. Järnvägssystem, Borlänge E-post: tohmmy.bustad@banverket.se Telefon: Programsekreterare Malcolm Lundgren Adress: Banverket, Forskningssamordning, Borlänge E-post: malcolm.lundgren@banverket.se Telefon: