AGV阿尔斯通第四代高速列车

François Lacôte Senior Vice President, Technical 弗朗索瓦·拉哥特 高级技术副总裁 DecemberDecember, 2009, 2009 2009 2009 年年 1212月月 The 4th generation of Alstom high speed trains: The AGV AGV: 阿尔斯通第四代高速列车 Agenda 议程 2 • High speed technology 高速技术 • The AGV AGV (超高速列车) High speed technology 高速技术 3 � Constant evolution for already 30 years... 不断演进—已达30年 maturity and experience 成熟业绩和丰富经验成熟业绩和丰富经验成熟业绩和丰富经验成熟业绩和丰富经验 Performance 性能性能性能性能 Comfort 舒适度舒适度舒适度舒适度 Economy 经济性经济性经济性经济性 � …but still 仍有全新的改进之道全新的改进之道全新的改进之道全新的改进之道 new ways of improvement First Delivery: 1978 首次交付首次交付首次交付首次交付：：：： 1978年年年年 Revenue Service: 1981 商业运营商业运营商业运营商业运营：：：： 1981年年年年 536 trainsets sold ( 5310 cars ) 已售出已售出已售出已售出 536 列列列列 （（（（ 5310 节车厢节车厢节车厢节车厢）））） Very High Speed TGVs ™: 超高速列车TGV™: A long and successful story 历时已久的成功演进 By far the largest Very High Speed experience worldwideBy far the largest Very High Speed experience worldwide 我们拥有迄今为止世界上最为丰富的超高速列车经验我们拥有迄今为止世界上最为丰富的超高速列车经验我们拥有迄今为止世界上最为丰富的超高速列车经验我们拥有迄今为止世界上最为丰富的超高速列车经验我们拥有迄今为止世界上最为丰富的超高速列车经验我们拥有迄今为止世界上最为丰富的超高速列车经验我们拥有迄今为止世界上最为丰富的超高速列车经验我们拥有迄今为止世界上最为丰富的超高速列车经验 All TGV fleet today runs at speeds of 300 to 320 km/h 目前目前目前目前，，，，所有的所有的所有的所有的TGV列车运行速度高达列车运行速度高达列车运行速度高达列车运行速度高达 300 to 320 km/h PSE巴黎东南线巴黎东南线巴黎东南线巴黎东南线 Duplex 双层双层双层双层TGV Spain 西班牙西班牙西班牙西班牙 Eurostar 欧洲之星欧洲之星欧洲之星欧洲之星 Thalys “大力士大力士大力士大力士”国际国际国际国际 高速列车高速列车高速列车高速列车 Réseau TGV (路网运营路网运营路网运营路网运营) POS Germany（（（（德国德国德国德国）））） Atlantique大西洋线大西洋线大西洋线大西洋线 Postal Korea 韩国韩国韩国韩国 Operated in 9 Countries 在在在在9个国家投入运营个国家投入运营个国家投入运营个国家投入运营 4 Alstom’s four generations 阿尔斯通的四代列车 260 km/h -> 300 km/hTGV™ Sud EstTGV (东南线) 1st generation 第一代第一代第一代第一代 300 km/hTGV™ Réseau TGV (路网) 2nd generation第二代第二代第二代第二代 320 km/hTGV™ Duplex 双层TGV 3rd generation第三代第三代第三代第三代 360 km/h AGV™ 4th generation第四代第四代第四代第四代 May 90 1990年年年年5月月月月: 515,3 km/hApril 07 2007年年年年4月月月月: 574,8 km/h February 81 1981年年年年2 月月月月 : 380 km/h 5 高铁运营开发成果 高铁运营开发成果高铁运营开发成果 高铁运营开发成果 最高运营速度 最高试验速度 Mastering innovations 卓越的创新 Proven solutions 已经证实的解决 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 Minimised technical risks, but low performance improvements 技术风险最小化，但性能改进低 Innovations 创新 • Speed 速度 • Capacity versus weight 运能与重量的对比关系 • Cost per seat 每坐席成本 • Flexibility 灵活性 • Comfort 舒适度 • Interoperability 互通性 • Aesthetics 美感 Breakthrough in performances, but risks if development is not mastered 性能方面 有所突破，然而一旦没有掌握开发成果， 存在风险 6 The Alstom response 阿尔斯通的应对方案 Continuous improvement of Technical & Economical Performance, Operation Flexibility, Comfort. 在技术和经济、性能、运营灵活性和舒适度方面 持续不断进行改进 A step by step and consistent development… 我们的开发循序渐进而又协调一致 Always capitalizing on feedback from previous generations 每次新开发均应用上一代列车的反馈 With technological continuity. 保持了技术上的连续性 7 Keep to constant principles 所遵循的一贯原则 � Articulated train 铰接式列车 � Bogie 转向架 � Reduction of overall trainset weight 降低列车整体自重 � Reduction of LCC & Maintenance costs 降低列车寿命周期费用及维修费用 8 The advantages of an articulated train 铰接式列车的优点 � High level of safety in case of derailment 一旦脱轨，安全等级高 � High stability under cross-winds 横风下稳定性高 � Low maintenance costs because of reduction of number of bogies 转向架数量减少，因而维护费用降低 � Lightweight train 轻量化列车 � Low aerodynamic drag : Réduction du coût énergétique 空气阻力更低: 降低能耗 � Low acoustic impact 声音冲击更低 � High level of passenger comfort 旅客舒适度高 � No ballast flying 无道砟飞溅 9 Agenda 议程 10 • High speed technology 高速技术 • The AGV AGV (超高速列车) 11 The 4th generation: The AGV 第四代： AGV (超高速列车) 360 km/h - Interoperable – Flexible 360 km/h -互通性-灵活性 Low duty轻型 : AGV 7 1 2 3 4 65 6 7 Medium duty中载: AGV 11 High duty重载 : AGV 14 12 The AGV : distributed motorisation AGV （超高速列车）: 动力分散 1 2 3 5 876 111094 1 2 3 5 764 11 1413128 109 Main Transformer主变压器主变压器主变压器主变压器 Power Train动力车动力车动力车动力车 Auxiliaries辅助辅助辅助辅助 Brake Rheostat制动变阻器制动变阻器制动变阻器制动变阻器 Bogie motor动力转向架动力转向架动力转向架动力转向架 Other Bogie其它转向架其它转向架其它转向架其它转向架 Higher Capacity; Higher Traction 能效更高能效更高能效更高能效更高；；；；牵引力更高牵引力更高牵引力更高牵引力更高 AGV : a Modular Train AGV （超高速列车）: 铰接式列车 880980 880 1st Class一等车厢 2nd Class二等车厢 654593252AGV 14350 km/h 510458200AGV 11350 km/h 462374183AGV 10330 km/h 378321149AGV 8300 km/h 312245132AGV 7300 km/h High density 乘客较 乘客较乘客较 乘客较 多时 多时多时 多时 Std capacity 定员 定员定员 定员Length 长度 长度长度 长度(m)Train 列车列车列车列车Trainset configuration 列车配置列车配置列车配置列车配置 ClefClefKey ClefClefKey ClefClefKey ClefClefKey ClefClefKey 13 Seat Pitch 座椅前后 间隔(mm) AGV 11 DC : Driver car 带司机室车厢 TC : Transformer car 带变压器车厢 AC : Auxiliary car 辅助车厢 MC : Motor car 动力车厢 Main transformer + common case 主变压器 + 通用箱 Traction case 牵引箱 Inductor case 感应器箱 Braking rheostat 制动变阻器 Carrying bogie 支撑转向架 Motor bogie 动力转向架 MC31 TC3MC32 AC1MC11 MC12DC1 MC21MC22 DC2AC2 AGV platform – Train modularity AGV（超高速列车）平台: 列车模块化 14 MOTOR BOGIE 动力转向架动力转向架动力转向架动力转向架 � Traction motor resilient mounted on bogie frame 牵引牵引牵引牵引 电机弹性安装在转向架构架上电机弹性安装在转向架构架上电机弹性安装在转向架构架上电机弹性安装在转向架构架上 � Teeth joint with torque limitation device 带力矩限制装置的轮齿接头带力矩限制装置的轮齿接头带力矩限制装置的轮齿接头带力矩限制装置的轮齿接头 � Gearbox with aluminium case 齿轮箱带铝质外壳齿轮箱带铝质外壳齿轮箱带铝质外壳齿轮箱带铝质外壳 � One braking unit per wheel 每个车轴一个制动单元每个车轴一个制动单元每个车轴一个制动单元每个车轴一个制动单元 � “T” shape bogie/body longitudinal link ( TGV type) “T”型转向架型转向架型转向架型转向架/车体制动纵向连接车体制动纵向连接车体制动纵向连接车体制动纵向连接 （（（（TGV 型型型型）））） � Bogie weight: 7900 kg (traction motor included) 转向架重量转向架重量转向架重量转向架重量：：：： 7900 kg （（（（含牵引电机含牵引电机含牵引电机含牵引电机）））） Motor and Trailer Bogies 动力转向架和非动力转向架 TRAILER BOGIE 非动力转向架非动力转向架非动力转向架非动力转向架 � 4 or 3 brake disks per axle 每根轴每根轴每根轴每根轴 4 个或个或个或个或 3 个制动盘个制动盘个制动盘个制动盘 � “Z” shape bogie/body longitudinal link ( TGV type) “Z”型转向架型转向架型转向架型转向架/车体制动纵向车体制动纵向车体制动纵向车体制动纵向 连接连接连接连接（（（（TGV 型型型型）））） � Bogie weight 转向架重量转向架重量转向架重量转向架重量: 6550 kg 15 � Motor type 电机型号 12 LCS 3550 � Synchronous PMM motor同步永磁电机 � Self-ventilated自通风 � Weight重量 750 kg � Continuous power 750 kW from 3000 to 4570 tr/min 持续功率 750 kW 3000 到 4570 tr/min � Max speed 最高转速 4570 rpm PMM Permanent Magnet Motor PMM 永磁电机 16 Traction converter + HV aux. box 牵引变流器牵引变流器牵引变流器牵引变流器 + 高压辅变箱高压辅变箱高压辅变箱高压辅变箱 2800 Kg per 1,8 MW 每每每每 1,8 MW为为为为 2800 Kg AGV platform – Traction Equipment AGV（超高速列车）平台: 牵引设备 Permanent Magnet Motor 永磁电机永磁电机永磁电机永磁电机 Self ventilated 自通风式自通风式自通风式自通风式 750 kW - 740 kg PF(M) A M1 M2 M1 M2 ) ) Q1L(M) TFI-TFI-Q1L(M) Q1L(M) PTPT PF(C) DJ(C) H(O-C) DJ(M) H(O-M) C3/4-HT 17 AGV platform – Bodyshell: Passive safety 被动安全性 � Bodyshell in Aluminium extruded profiles 车体 为挤压铝型材 � Crashworthiness fully compliant with TSI (3 scenario)防撞性能完全符合TSI(欧洲铁路联运 技术规范）要求（3种情形） � MEGA module : 4,5 MJ energy absorption吸收 4,5 MJ 的能量 18 Safety: European Union interoperability crash standards 安全性：欧盟互通性撞击 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 Crash tests at the Alstom site of Reischoffen 在阿尔斯通 Reischoffen的碰撞试验 19 Safety: European Union interoperability crash standards 安全性：欧盟互通性撞击标准 Crash tests at the Alstom site of Reischoffen 在阿尔斯通 Reischoffen的碰撞试验 20 New technologies 新技术 � Friction Stir Welding搅拌摩擦焊 � Welding without welding material and with a reduced heating 焊接无需焊料, 加热可以更低 �Improved fatigue strength characteristics in comparison to other welding processes ( MIG, Laser,…)与其它焊接工艺（MIG 焊、激光焊等） 相比，疲劳强度特性改进 �Reduced deformations减少变形 � Carbon Fiber Composites 碳纤维复合材料 � End Beams尾梁 � 700 kg weight savings per car 每节车厢降低重量高达700kg 21 Main technical innovations主要技术创新 Composite structure 复合结构 Supported end 带支撑端 Carrying end 支撑端 New diagram with composite material 使用复合材料的新型布局 With composite material, the With composite material, the structurestructure weight is reduceweight is reduced by d by 15%15% 使用复合材料将该结构重量降低使用复合材料将该结构重量降低15%15% 22 Composite Platform: Pegase 复合平台: Pegase Delivery: Dec 06 交付时间： 2006年12月 Weight Saving: 700 kg 减少重量：700 kg 23 Aerodynamics 空气动力学 24 Aeroacoustics: Confort optimisation 空气声学：舒适度的优化 Front car shape & Front bogie encapsulation 头车形态以及前方转向架包覆 To limit vortices creation and to keep them below the window line 限制涡流出现，并将其控制在车窗沿线以下 25 Second calculation (April 2006) 第二次计算（2006年4月） First calculation (August 2005) 首次计算（2005 年 8月） Turbulence under Turbulence under Turbulence under Turbulence under passenger windowpassenger windowpassenger windowpassenger window 客室车窗下波动客室车窗下波动客室车窗下波动客室车窗下波动 Pressure Fluctuation 压力波动 Aero-acoustic tool box applied to AGV AGV适用的空气声学工具箱 ���� Less turbulence level atLess turbulence level atLess turbulence level atLess turbulence level at bogie cavity levelbogie cavity levelbogie cavity levelbogie cavity level 转向架腔层转向架腔层转向架腔层转向架腔层 面波动水平更低面波动水平更低面波动水平更低面波动水平更低 26 CCN Aerodynamics: Aero-acoustics studies CCN 空气动力学：空气声学研究 Correlation Simulation – Experiment 拟合模拟— 试验 27 • 1D Tool for Heating & Cooling Calculation (Perfex) available 可使用一维工具进行加热和冷却计算（Perfex) • CFD Calculation available based on Star CD to allow for early issues ID 可应用 Star CD进行CFD ( 流体力学) 计算，可知前期发布结果用户名 Air Flow 气流 (m/s) Temperature温度 (°C) High Air velocity along the centerline中心线沿线气流速度高中心线沿线气流速度高中心线沿线气流速度高中心线沿线气流速度高 Unstructured Air flow: floor & roof diffusion not cooperative 非结构化气流非结构化气流非结构化气流非结构化气流：：：：地板和车顶分布不均地板和车顶分布不均地板和车顶分布不均地板和车顶分布不均 Low temperature along the windows.车窗沿线温度低车窗沿线温度低车窗沿线温度低车窗沿线温度低 AGV in Heating Mode AGV 在加热模式下 HVAC : Calculation Tools 暖通空调: 计算工具 28 AGV platform – Driving Cab AGV （超高速列车）平台：司机室 � European Driver Desk 欧式司机台 � Driver Desk in a SNCF simulator from March 2006 2006年3月开始，SNCF模拟室内司机台 （注：SNCF: 法国国营铁路公司 ） 29 Driving cab: based on recommendations of the EU-DD* workgroup 司机室：基于 EU-DD* 工作组的建议 •European Unified Driver’s Desk 欧洲统一司机台 • Validated on a driving simulator 经过驾驶模拟器的验证 • Tested with international drivers 在各国司机中间完成了试 验 • Over 100 functions controlled 可控的功能超过 100 项 30 符合人机工程学的通用司机台符合人机工程学的通用司机台符合人机工程学的通用司机台符合人机工程学的通用司机台 On board the AGV: AGV车载： accessibility, space and comfort 可接近性、空间和舒适度 Gangway width 风挡宽度 > 1m Interior width内部宽度 2750mm Closed Fairing of the roof (minimizing of noise and aerodynamic drag) 车顶封闭导流（将噪音和空气阻力最小化） + 15% of windows surface 车窗面积增加 15% Floor height 地板高度 1150 mm 31 AGV platform: Interiors AGV （超高速列车）平台：内装 20% extra space for passengers 客室空间增加 20% 32 A 7-car prototype 7节车厢的原型车 � Wheel-rail dynamics 轮轨动力学 � Pantograph-catenary pairing 弓网配合 � Traction drive control 牵引驱动控制 � Functional elements 功能性元件 � Fitted with over 2000 sensors 所安装传感器超过 2000个 � Tested over 80 000 km 试验里程超过80 000 km � Tested up to 360 km/h 最高试验速度达360 km/h � 15 engineers from Alstom manufacturing sites 从阿尔斯通制造基地共派出15位工程 师 A laboratory train…试验列 车 configured for the dynamic tests 动态试验 配置 � Braking system 制动系统 � Aerodynamic drag 空气阻力 � Acoustic tests 声学试验 33 Test program of the AGV 7 prototype AGV 7 原型车试验 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 � Tests up to 200 km/h at Velim test ring in Czeck Republic 200 km/h：在捷克共和国 Velim环线试验速度 – 4 months in 2008 under 25 kV 2008年，25 Kv网压下， 4个月 – 3 months in 2009 under 3 kV 2009年，3 Kv网压下， 3个月 – 45 000 km covered 共运行45 000 km � Tests up to 360 km/h on East HSL line in France 360 km/h: 在法国东线（高速线）试验速度 – 4 weeks in 2008 / 10 000 km 2008 年 4 星期/ 10 000 km � Tests up to 335 km/h on classical and HSL lines in Italy 335 km/h: 在意大利普通线路和高速线路试验速度 – Beginning of 2010 for 5 months 2010 年初，5 个月 34 NTV contract: on the way to Italy 与NTV（意大利铁路公司）的合同： 与意大利合作中 Alstom: 25 AGV sold to NTV (+ 10 options): start of operation early 2011 阿尔斯通：共 25列 AGV 出售给 NTV (以及 10项备选项 ):2011年初开始运营 Maintenance contract: 30 years 维修合同： 30年 Daily operating speed: 日常运营速度： 300 km/h 35 www.alstom.com