Consortium Transrapid Nederland p/a Siemens Nederland N.V. Prinses Beatrixlaan 26 Postbus 16068 2500 BB Den Haag tel : 070 - 333 6950 e-mail :
[email protected] internet: www.magneetzweefbaan.nl
“High-tech – Zweven over de grond”
Ultrasnelle magneetzweefbaan Transrapid
Internationale projecten: www.project-transrapid.de www.calmaglev.org www.projektruhr.de/de/metrorapid The individual details given in the publication are to be regarded as guaranteed qualities if they are, individually and in each case, expressly confirmed to be so in writing.
Testbaan Duitsland: www.mvp.de
Transrapid International GmbH & Co. KG Pascalstraße 10 F · D-10587 Berlin Telephone: +49 (0) 30 / 3 98 43 - 0 Telefax: +49 (0) 30 / 3 98 43 - 599
[email protected] www.transrapid.de
Rijden zonder Wielen – Vliegen zonder Vleugels De ultrasnelle magneetzweeftrein Transrapid is een baan gebonden vervoerssysteem voor personen en hoogwaardig vrachtverkeer met hoge snelheden. Het is de eerste fundamentele innovatie op het gebied van spoorwegtechnologie sinds de bouw van de eerste spoorbaan. De contactloze technologie van de ultrasnelle Transrapid – die gebruik maakt van elektronica in plaats van mechanische componenten – ondervangt voor het eerst de technische en economische beperkingen van ‘wiel-spoor’ - technologie. De Transrapid is geruislozer, kostenefficienter en zuiniger dan enig ander spoorwegsysteem. Het is nagenoeg onmogelijk te ontsporen en de Transrapid rijdt comfortabel op alle snelheden. De baan van de Transrapid neemt minder ruimte in beslag en kan gemakkelijk worden ingepast in het bestaande landschap.
2
De ultrasnelle magneetzweeftrein Transrapid belichaamt de vervoerstechnologie van de toekomst. Deze nieuwe technologie van Duitse bodem is gereed voor commerciële inzet en heeft een voorsprong op de wereldwijde concurrentie dankzij haar superieure systeemkenmerken.
3
De belangrijkste systeemkenmerken van de Transrapid zijn:
• de contactloze en niet aan slijtage onderhevige hef-, geleidingsen aandrijftechnologie kent geen wrijving;
• synchrone lineaire statormotor, geïntegreerd in de magneetzweefbaan; • hoge mate van veiligheid en comfort in alle mogelijke toepassingen, van (delta)metropolitane metro met een snelheid van 200 tot 350 km/u tot en met ultrasnel intercityvervoer met snelheden tot 500 km/u;
• het hoge acceleratie- en remvermogen; • het flexibele tracé van de magneetzweefbaan door kleine boogstralen en een sterk klimvermogen (10%);
• de relatief lage geluidsemissie, ongeacht de snelheid; • het geringe specifieke energiegebruik en de lage exploitatiekosten; • het minimale grondverbruik van de magneetzweefbaan voor zowel de gelijkvloerse als de verhoogde variant.
Elektriciteit en Elektronica – In plaats van Mechanica
De magneetzweeftrein Transrapid heeft geen wielen, assen, overbrengingen of bovenleidingen. De Transrapid rolt niet, hij zweeft. De wielen en rails van de spoorbaan zijn vervangen door contactloze elektromagnetische hef-, geleidings- en aandrijfsystemen. ‘Wiel-spoor’
Elektromagnetische levitatie
Geleiding
Aandrijfsysteem
Geleiding
Aandrijving Aandrijving Draagvlak Draagvlak (Heffing)
4
Hef- en Geleidingssysteem Het contactloze hef- en geleidingssysteem van de magneetzweeftrein Transrapid werkt volgens het principe van elektromagnetische heffing. Het maakt gebruik van de aantrekkingskrachten tussen de afzonderlijke elektronisch bestuurde elektromagneten in het voertuig en de ferromagnetische reactierails die aan de onderzijde van de baan zijn aangebracht. De hefmagneten trekken het voertuig van onder naar de baan terwijl de geleidingsmagneten het zijwaarts langs de baan houden. De hef- en geleidingsmagneten zijn op beide zijden aangebracht over de gehele lengte van het voertuig.
Een uiterst betrouwbaar en volledig dubbel uitgevoerd elektronisch besturingssysteem zorgt ervoor dat het voertuig op gemiddeld 10 mm van de baan zweeft. Tijdens levitatie bedraagt de afstand tussen de bovenzijde van de baan en de onderzijde van het voertuig 150 mm zodat de magneetzweefbaan geen hinder ondervindt van voorwerpen of een laag sneeuw. Het ontwerp van de hef-, geleidings- en aandrijfsystemen van de Transrapid is modulair, foutbestendig en uitgerust met automatische diagnose-systemen waardoor de Transrapid ook bij uitval van afzonderlijke componenten kan blijven rijden.
Voortbewegend elektromagnetisch veld
Hef- en geleidingsmodule
In tegenstelling tot de conventionele spoorweg is de primaire aandrijfcomponent van de magneetzweeftrein Transrapid – de statorspoelen met driefasenmotorwikkeling – niet in het voertuig maar in de baan aangebracht.
Geleidingsmagneet Stator Hefmagneet
De synchrone lineaire statormotor van de magneetzweeftrein Transrapid wordt gebruikt voor zowel aandrijven als voor remmen. De werking van dit contactloze aandrijf- en remsysteem kan worden vergeleken met het werkingsprincipe van een roterende elektrische motor waarvan de stator is opengemaakt en gestrekt langs beide zijden van de baan is gemonteerd. In plaats van een roterend magnetisch veld genereert de motor een verschuivend elektromagnetisch veld. De hefmagneten in het voertuig doen dienst als de rotor (bekrachtigingelement) van de elektrische motor.
tot volle bedrijfssnelheid, door de frequentie van de wisselstroom te variëren. Indien de richting van het magnetische veld wordt omgekeerd, wordt de motor een generator, die het voertuig zonder enig contact afremt. De remenergie kan worden teruggevoed aan het openbare energie netwerk. De lineaire statormotor in de magneetzweefbaan bestaat uit verschillende motoronderdelen, die alleen worden bekrachtigd wanneer het voertuig passeert. De locatie en het vermogen van de substations hangt af van de belasting van het aandrijfsysteem. Op baansecties waar een grote stuwende kracht vereist is, bijvoorbeeld hellingen, acceleratie en remsecties, is het vermogen van de substations hoger dan op vlakke baansecties die met een constante snelheid worden afgelegd. En omdat de primaire component van het aandrijfsysteem is aangebracht in de magneetzweefbaan, hoeven Transrapid-voertuigen niet het volledige motorvermogen te bezitten voor piekbelastingen, zoals het geval is bij andere typen voertuigen. De hef- en geleidingssystemen worden contactloos van energie voorzien via de lineaire generators in de hefmagneten. De Transrapid heeft daarom geen bovenleiding. Bij een stroomstoring wordt de energie geleverd door boordaccu’s, die tijdens de rit worden opgeladen door de lineaire generators.
Motorsectie ingeschakeld
Geleidingsmagneet
Geleidingsrail Hefmagneet
Een wisselstroom door de driefasen-motorwikkeling genereert een variërend elektromagnetisch veld dat het voertuig voortbeweegt, samen met de hefmagneten die optreden als bekrachtigingcomponent. De snelheid kan continu worden geregeld, van stilstand
5
Motorsectie uitgeschakeld
Motorsectie uitgeschakeld
Stroomvoorziening
Duurzame Technologie – voor Comfortabel Reizen Transrapid – Voertuigen voor Personnenvervoer en Hoogwaardig Vrachtverkeer De Transrapid voertuigen zijn zodanig ontworpen dat ze voor de meest uiteenlopende toepassingen kunnen worden ingezet. De voertuigen zijn gemaakt van lichtgewicht modulaire componenten en kunnen worden ingepast in treinen van twee tot tien sectie’s, al naar gelang de toepassing en het vervoersvolume. Behalve reizigers kan de Transrapid ook hoogwaardige vracht vervoeren in speciaal daarvoor ontworpen goederenwagons. Deze kunnen worden gebruikt voor speciale ultrasnelle goederentreinen of toegevoegd worden aan passagierstreinen voor een gecombineerde dienstregeling.
6
De voertuigopbouw en het magnetisch zwevende onderstel vormen samen een voertuig. Ieder voertuig heeft vier hefframes die de aandrijvings-, hef-, geleidings- en remkrachten overbrengen. Om optimaal reiscomfort te garanderen, zijn de hefframes verbonden met de voertuigbak via een zelfnivellerende luchtveer en slingerophanging. Alle bewegende mechanische componenten tussen de voertuigopbouw en de magneten zijn aangebracht op trillingsdempende rubberen/metalen elementen. Een hef- en geleidingsmag-
Luchthaven-shuttle: 2 of meer sectie’ s
Lange afstand: Tot 10 sectie’ s
neet of een hef- en remmagneet zijn aangebracht op twee levitatieframes en vormen één magneetmodule.
Technische gegevens
Gestandaardiseerde bevestigingselementen worden gebruikt voor het binnenmeubilair van de voertuigen. Dit meubilair kent een modulair ontwerp, zodat op efficiënte en flexibele wijze aan de wensen van de exploitant kan worden voldaan.
Lengte
eindsectie midden sectie
Breedte Hoogte Maximale snelheid
Net als de hef- en geleidingssystemen wordt de energie voor de boordapparatuur via het magnetisch veld in de baan contactloos overgedragen. In de buurt van stations en andere lagesnelheidsgebieden wordt de energie aan boord geleverd door stroomrails die zijn aangebracht op de magneetzweefbaan. Bij de bouw van Transrapid-voertuigen kan vrijwel alle aandacht worden besteed aan aërodynamische aspecten. Daarom is er weinig luchtturbulentie als een Transrapid-voertuig passeert. De drukverdeling langs het voertuig en het effect op tegemoetkomende voertuigen is berekend met behulp van methoden die zijn ontwikkeld in de lucht- en ruimtevaartindustrie en waarvan de effectiviteit is gebleken uit metingen uitgevoerd in het Transrapid Testcentrum in Lathen. Het reiscomfort wordt niet nadelig beïnvloed wanneer het ene voertuig het andere passeert, omdat het voertuig luchtdrukdicht is.
27,0 m 24,8 m 3,7 m 4,2 m 500 km/u
Leeggewicht, passagierstrein Leeggewicht, goederentrein
per sectie per sectie
ca.53 ton ca.48 ton
Nuttige last, goederentrein
per sectie
ca.15 ton
Aantal stoelen, passagierstrein
eindsectie max. 92 midden sectie max. 126
7
Op het juiste spoor – Precisie op ieder Niveau
8
Bij conventionele spoorwegsystemen is de functie van de spoorbaan beperkt tot het dragen van de last van het voertuig en het geleiden van het voertuig. De magneetzweefbaan van de Transrapid daarentegen heeft een ingebouwd aandrijfsysteem dat samen met het voertuig een geïntegreerd geheel vormt. Om zoveel mogelijk passagierscomfort te verkrijgen, moet aan bijzonder hoge eisen worden voldaan ten aanzien van fabricage, apparatuur, beschikbaarheid en levensduur. Gelijkvloers of verhoogd, van beton of staal, de magneetzweefbaan voldoet aan al deze eisen. De precisie van de werkingsoppervlakken wordt gegarandeerd door het gehele proces te integreren (tracéontwerp, vervaardigen baancomponentenen, uiteindelijke installatie en inbedrijfstelling) met behulp van de modernste apparatuur en technieken. De enkele of dubbele magneetzweefbaan bestaat uit afzonderlijke balken van staal of beton uitgevoerd in standaardlengten van 6,2 m tot 62 m. De magneetzweefbaan kan ondergronds, gelijkvloers of verhoogd worden uitgevoerd, afhankelijk van de omstandigheden ter plaatse. De middenafstand van de dubbele magneetzweefbaan bedraagt 4,4 m bij een snelheid tot 300 km/u of 5,1 m bij een snelheid tot 500 km/u. Het profiel voor vrije ruimten bedraagt respectievelijk 10,1 m en 11,4 m.
Gelijkvloerse magneetzweefbaan
Verhoogde magneetzweefbaan Een verhoogde magneetzweefbaan is met name geschikt voor gebieden die om ecologische of landbouwtechnische redenen niet doorkruist mogen worden en/of waar bestaande verkeersroutes geen hinder mogen ondervinden. Dankzij variabele pilaarhoogten van maximaal 20 m en standaard balkafmetingen van maximaal 31 m kan de magneetzweefbaan flexibel worden aangepast aan het landschap. De verhoogde magneetzweefbaan rust op een niet continue funderingen met pilaren die architectonisch aansluiten op de infrastructuur van de omgeving. In gebieden met ongunstige bodemomstandigheden kan een magneetzweefbaan ook laag bij de grond worden ingepast. Een verhoogde magneetzweefbaan veroorzaakt nagenoeg geen verstoring van het bestaande landschap en heeft dan ook praktisch geen invloed op het grond- en oppervlaktewater. Magneetzweefbaanuitrusting
Gelijkvloerse magneetzweefbaan De magneetzweefbaan wordt in principe gelijkvloers aangelegd wanneer deze kan worden ingepast in bestaande verkeersroutes (wegen, spoorwegen), evenals verdiept, in een tunnel en op primaire civieltechnische constructies zoals bruggen en stations. Tot de specifieke kenmerken behoren de standaard balkafmetingen van 6,2 m en een hoogte tussen van 1,25 m tot 3,5 m. Gelijkvloerse magneetzweefbanen worden aangebracht op continue funderingen en zijn om veiligheidsredenen veelal omheind.
9
verhoogd. In de rechte stand kan het voertuig zonder snelheidsbeperkingen de wissel passeren; in de aftakpositie is de snelheid beperkt tot 200 km/u (snelle wissel) of 100 km/u (langzame wissel). Bij rangeer- en onderhoudsfaciliteiten kan ook van magneetzweefbaan worden gewisseld met behulp van een omzettingstafel. Deze werken door het zijwaarts verplaatsen van een recht stuk magneetzweefbaan (met het voertuig er stilstaand bovenop) om daarmee toegang te krijgen tot meerdere sporen.
Wissels De magneetzweeftrein Transrapid verandert van magneetzweefbaan met behulp van buigzame stalen wissels. Deze bestaan uit doorgaande stalen kokerbalken met een lengte van 78 tot 148 meter, die elastisch gebogen zijn door middel van elektromechanische aandrijvingen en in hun eindstand worden vergrendeld. De wissels worden elektronisch bestuurd en bewaakt.
Verhoogde magneetzweefbaan
Buigzame wissels kunnen worden uitgevoerd als tweeweg- of driewegwissels, hetzij gelijkvloers hetzij
31 m
Rechte positie
Aftakpositie 3,60 m
78/148 m
Op het juiste spoor – Precisie op ieder Niveau Onderbouw De hoeveelheid grondwerk voor de fundering van de magneetzweefbaan is afhankelijk van de plaatselijke bodemgesteldheid. Vlakke funderingen zijn doorgaans toereikend. Paalfunderingen zijn alleen noodzakelijk wanneer de plaatselijke bodemomstandigheden problemen opleveren. In alle gevallen liggen de funderingen ongeveer 30 cm onder het bodemoppervlak om de waterafvoer en dieren zo min mogelijk te hinderen. Onder de gelijkvloerse magneetzweefbaan zijn doorgangen voor dieren aangebracht.
10
Tunneldoorsnee bij een snelheid van
250 km/u
(tunnellengte > 150 m) 400 km/u 450 km/u
Dubbelsporige tunnel
70 m2
180 m2
225 m2
Enkelsporige tunnel
36 m2
85 m2
120 m2
Transrapid Terminals
Tunnels
Flexibele tracéparameters
Dankzij de flexibele tracéparameters kan de magneetzweefbaan van de Transrapid in hoge mate worden afgestemd op het landschap. Daarom zijn tunnels zelden noodzakelijk, zelfs op heuvelachtig en bergachtig terrein. En wanneer ze nodig zijn, zijn de tunneldoorgangen voor de Transrapid kleiner dan die van conventionele spoorwegen. Dit is te danken aan de gladde, aërodynamische vorm van het voertuig en de geringe benodigde tussenruimte.
Twee eigenschappen van de magneetzweeftrein Transrapid maken dat deze uitermate gunstige tracéparameters heeft. Dit zijn de actieve geleiding van het voertuig over de magneetzweefbaan en het aandrijfsysteem (de motor) in de magneetzweefbaan. Hiermee kunnen hellingen van 10% moeiteloos worden bedwongen en kunnen scherpe bochten of verkantingen tot 16º probleemloos worden genomen. Deze gunstige parameters zorgen er tevens voor dat de magneetzweefbaan zonder al te veel graafwerk kan worden aangepast aan het landschap en kan worden opgenomen in bestaande verkeersroutes, waardoor waardevol gebied en kosten worden gespaard.
Voor tunnels langer dan 150 meter en voertuigen met 2 tot 8 sectie’ s is de tunneldoorsnede in de bijgaande tabel weergegeven:
Voor optimaal gemak en maximale klanttevredenheid kennen de Transrapid - Terminals (stations van de Transrapid magneetzweeftrein) altijd verbindingen met de andere vervoersmiddelen (spoor, weg, lucht). De Terminals zijn multimodaal, gunstig gelegen voor passagiers en dienstverleners en bieden eenvoudige aansluiting op andere transportmiddelen voor reizen naar verder weg gelegen bestemmingen. Afhankelijk van de Terminal en de ligging kan het hierbij gaan om intercitytreinen, regiotreinen, sneltrams, bussen, taxi’s, metro’s, (huur)auto’s en/of vliegtuigen. Zo wordt de Transrapid-service opgenomen in het overkoepelende verkeersnetwerk om de samenleving maximale voordelen en vervoerscapaciteit te bieden. De acceptatie en rentabiliteit van de magneetzweeftrein zijn mede afhankelijk van de bereikbaarheid van de Terminal. Daarom wordt bij de routeplanning gelet op de nabijheid van alle beschikbare systemen, niet alleen van wegen. Wegverkeer kan alleen worden ontlast als automobilisten snel en eenvoudig kunnen
helling (10%) Transrapid (aandrijfsysteem in de magneetzweefbaan)
helling (max. 4%) Conventioneel railsysteem (aandrijfsysteem in het voertuig)
overstappen op de Transrapid-trein om hun bestemming te bereiken. En dit vereist snelle, betrouwbare en voordelige toegang tot verkeersaders en de aanwezigheid van voldoende P&R - faciliteiten.
11
Het Beste Systeem – Innovatie voor meer Veiligheid
Ondanks de hoge snelheden (tot 500 km/u) bent u aan boord van de Transrapid veiliger dan in welk ander willekeurig vervoersmiddel. Het voertuig kan praktisch niet ontsporen, omdat het zich om de magneetzweefbaan heen ‘grijpt’. En omdat magneetzweefbaan-overgangen niet toegestaan zijn, kan er niets op zijn pad komen. Botsingen tussen Transrapid-voertuigen zijn uitgesloten door het technische systeemontwerp en de sectiematige schakeling van de lineaire stator motor. Het voertuig en het verschuivend magnetisch veld van de lineaire stator motor bewegen synchroon, dat wil zeggen met dezelfde snelheid en in dezelfde richting. Verder wordt de sectie van de lineaire statormotor waarin het voertuig zich beweegt pas ingeschakeld op het moment dat het voertuig voorbijkomt. 12
Wat betreft brandbeveiliging voldoet de Transrapid aan de meest stringente normen. Er zijn geen brandstofreservoirs of brandbare materialen aan boord. In de voertuigen worden uitsluitend PVC-vrije materialen gebruikt die niet ontvlambaar zijn, slecht warmte geleiden en bestand zijn tegen doorbranden en hitte. Als extra veiligheidsvoorziening kunnen de sectie’s worden afgesloten door middel van brandwerende deuren.
Andere belangrijke elementen binnen het veiligheidsconcept zijn: • automatische treinbeveiliging; • passieve beveiligingsapparatuur ter voorkoming van schade aan de baanconstructie en ter zekerstelling van het profiel van vrije ruimte; • automatische inspectie van de magneetzweefbaan; • bescherming van de passagiers tijdens in- en uitstappen op de stations door middel van platformdeuren en opstapjes. Zelfs wanneer de stroom van het openbare net wegvalt terwijl de Transrapid zweeft, valt alleen het aandrijfsysteem (de motor) uit. Het levitatiesysteem en alle boordapparatuur wordt van stroom voorzien door boordaccu’s, waardoor het voertuig blijft zweven en met hetzelfde ‘momentum’ vooruit blijft bewegen. Als het volgende station te ver weg ligt, wordt het voertuig automatisch tot stilstand gebracht bij de volgende hulpstopplaats, waarvan er langs de route verscheidenen staan. Deze plaatsen zijn goed bereikbaar voor hulpdiensten. In deze gevallen wordt het voertuig afgeremd met behulp van wervelstroomremmen die in ieder sectie aanwezig zijn en die ook worden gevoed door de boordaccu’s. De wervelstroomremmen vertragen het voertuig tot 10 km/u, waarna het voertuig daalt op de remblokken en tot stilstand komt. Zelfs in het onwaarschijnlijke geval dat zich een ernstige technische storing in het Transrapid-systeem voordoet, wordt het voertuig altijd automatisch tot stilstand gebracht op een hulpstopplaats. Bij brand stopt het voertuig uit voorzorg ook automatisch bij de volgende hulpstopplaats. Indien nodig kan het voertuig daar snel en gemakkelijk worden ontruimd.
Besturingssysteem Het besturingssysteem van de magneetzweeftrein Transrapid wordt gekenmerkt door centrale automatische besturing aan de hand van geprogrammeerde dienstregelingen in combinatie met decentrale bewaking en beveiliging van alle routes en voertuigbewegingen. De conventionele taken van de treinbestuurder, dat wil zeggen de juiste bediening van de Transrapid al naar gelang de locatie, worden volledig overgenomen door het Transrapid-besturingssysteem. De beveiligingsapparatuur bevindt zich in het voertuig en in stationaire faciliteiten. Een uiterst betrouwbaar en direct radiotransmissiesysteem wordt gebruikt om gegevens uit te wisselen. De specifieke opstelling van de radiomasten langs de route zorgt ervoor dat de tweevoudige antennes op het voertuig altijd en overal signalen kunnen ontvangen van twee aparte radiomasten.
De voertuigen kunnen nauwkeurig worden getraceerd met behulp van digitaal gecodeerde ‘vlaggen’ op de magneetzweefbaan en de snelheid van het voertuig wordt voortdurend bewaakt. Het automatisch buiten werking stellen van de aandrijfstroom en de activering van de wervelstroomremmen van het voertuig zijn primaire veiligheidsfuncties van het besturingssysteem zodra een snelheidslimiet wordt overschreden. Verder wordt de afstand tussen achter elkaar rijdende voertuigen op de route, de bediening van de magneetzweefbaanwissels, de veiligheid van passagiers op de stations, en nog vele andere functies en processen geregeld en bewaakt door het besturingssysteem. Uitvoerend personeel, dat zelf geen verantwoordelijkheid draagt voor de operationele veiligheid en de gecertificeerde veiligheidsnorm voor de in de Transrapidapparatuur verwerkte signaaltechnologie, garandeert een hoge mate van veiligheid in het gehele systeem. Tot de andere taken van het besturingssysteem behoren het vastleggen van de voertuigwerking en het verstrekken van up-to-date informatie aan uitvoerend personeel en passagiers.
13
Een Vergelijking van Rentabiliteit: Goede Redenen voor Nieuwe Wegen Investeringskosten De productie en constructie van de baaninfrastructuur vormen een belangrijk deel van de algehele investeringskosten voor de magneetzweeftrein Transrapid. Ondanks het hogere prestatieniveau zijn de investeringskosten voor Transrapid magneetzweefbanen vergelijkbaar met die voor hogesnelheidstreinen.
14
Kijkend naar de investeringen in infrastructuur komt de Transrapid nog beter uit de bus als de route door onherbergzaam terrein voert. Hier kunnen de flexibele tracéparameters van de Transrapid (kleine boogstralen, groot klimvermogen, standaard verhoogde magneetzweefbaan) worden ingezet om de magneetzweefbaan af te stemmen op de omgeving in plaats van andersom. De noodzaak van kostbare civieltechnische constructies als bruggen en tunnels kan daardoor aanzienlijk worden teruggebracht. De hoge gemiddelde snelheden van de Transrapid vertalen zich in korte reistijden. Ook zorgen ze voor kleinere voertuigvloten dan bij vergelijkbare hogesnelheidssystemen, omdat minder voertuigen nodig zijn om hetzelfde verkeersvolume af te handelen. Minder voertuigen betekent lagere investeringskosten, zowel voor de treinen zelf als voor de onderhouds- en rangeerfaciliteiten langs de route, die ook geringer in aantal kunnen zijn.
Exploitatie- en onderhoudskosten De exploitatie- en onderhoudskosten van de magneetzweeftrein Transrapid zijn lager dan die van vergelijkbare transportsystemen. In principe vallen de exploitatie- en onderhoudskosten uiteen in drie categorieën: personeel, onderhoud en energiegebruik. Voor de Transrapid geldt het volgende:
Onderhoud Centrale en decentrale onderhoudsfaciliteiten voor de voertuigen zijn opgesteld langs de route, al naar gelang de operationele eisen.
De magneetzweefbaan wordt geïnspecteerd en bewaakt vanaf de magneetzweefbaan zelf met behulp van een speciaal onderhoudsvoertuig dat is uitgerust met modules voor verscheidene activiteiten, zoals:
• de kleinere voertuigvloot vergt minder uitvoerend- en onderhoudspersoneel en minder reserveonderdelen en accessoires;
De faciliteiten zijn zodanig uitgerust dat defecte componenten en modules snel kunnen worden vervangen om later te worden gerepareerd, ter plaatse of elders.
• meetsystemen voor het opsporen van veranderingen aan de magneetzweefbaan, met name aan de statorspoelen, geleidingsrails en balklagers;
• dankzij de volautomatische besturing zijn de eisen die aan het personeel worden gesteld lager dan bij andere transportsystemen;
Door de contactloze en niet-slijtagegevoelige technologie is onderhoud aan de magneetzweefbaan en de magneetzweefbaanapparatuur grotendeels beperkt tot de civieltechnische constructie, tenzij schade ontstaat door onvoorziene externe invloeden.
• optisch inspectiesysteem met digitale beeldverwerking om de conditie van de magneetzweefbaancomponenten en -oppervlakken te controleren en te bewaken.
• de contactloze technologie beperkt de slijtage van de mechanische onderdelen (exploitatie leidt niet tot verkeerde afstelling of slijtage aan de magneetzweefbaanconstructie, apparatuur en oppervlakken);
Een toegangsweg langs de magneetzweefbaan voor onderhoudsdoeleinden is niet nodig. Algehele kosten voor systeemonderhoud
Investeringen in infrastructuur voor Duitse ICE en Transrapid- • de meeste aan slijtage onderhevige mechanische routes (kosten in miljoenen Euro/ dubbelsporig km) componenten zijn vervangen door niet-slijtagegevoelige elektronische en elektromagnetische componenten; • de belasting van de magneetzweefbaan wordt gespreid (geen puntbelasting), hetgeen zorgt voor een lagere statische en dynamische belasting over het gehele snelheidsspectrum en daardoor minder spanning op de magneetzweefbaan; • het specifieke energiegebruik (per stoel) is bij gelijke snelheden lager dan dat van vergelijkbare transportsystemen.
15
Waar de Lucht Schoon is – een Milieuvriendelijk Systeem Geluidsniveau van op 25 m afstand passerende voertuigen
Vriendelijk voor het milieu
Geluidsemissie
De ontwikkeling en invoering van een nieuw transportsysteem als de magneetzweeftrein Transrapid is vooral zinvol als het ook ecologische voordelen met zich meebrengt en bijdraagt aan het terugdringen van de vervuiling veroorzaakt door verkeer.
Geluid kan onplezierig en zelfs pijnlijk zijn, maar ook iets plezierigs waaraan we ons vrijwillig blootstellen (concerten, sportevenementen). Of een geluid al dan niet onplezierig is en als overlast wordt ervaren, hangt af van de persoonlijke beleving van ieder individu. Een dergelijke subjectieve beleving kan niet objectief worden gemeten.
Milieuvoordelen van de Transrapid: • geen frictie- of aandrijfgeluiden dankzij de contactloze technologie; • geen uitstoot van verbrandingsgassen of andere vervuilende stoffen langs de route; • onafhankelijk van het type primaire energie;
Geluidsniveaus kunnen echter wel worden gemeten, en wel aan de hand van de drukverschillen die een geluidsbron in de lucht veroorzaakt. Geluidsdrukniveaus worden uitgedrukt in dB (A). Deze internationale meeteenheid bootst de gevoeligheid van het menselijk oor na. De schaal loopt van 0 dB (A) (hoorbare drempel) tot 130 dB (A) (pijndrempel).
• verhoogde en gelijkvloerse magneetzweefbaan nemen weinig grond in beslag; 16
• ruimte onder de verhoogde magneetzweefbaan kan worden gebruikt, bijv. voor landbouw; • geen compartimentering van het landschap, ontwikkelde structuren en biologische leefgebieden door gebruik van de verhoogde magneetzweefbaan; • wild kan zich vrij bewegen bij een verhoogde magneetzweefbaan en amfibieën en kleine dieren kunnen ongehinderd onder de gelijkvloerse magneetzweefbaan door; • weinig ophogingen en verdiepingen, dus minimale verstoring van het landschap; • verschillende magneetzweefbaantypen en flexibele tracéparameters voegen zich naar de topografische omstandigheden.
Tussen de hoorbaarheids- en pijndrempels kent het menselijk oor vele gevoeligheden voor akoestische druk. Om deze gevoeligheid te kunnen uitdrukken tussen 0 en 130 dB (A), wordt gebruik gemaakt van een logaritmische decibelschaal.
Dagelijks geluid Een toename van 10 dB (A) wordt waargenomen als een verdubbeling van het geluidsniveau. Vergeleken met andere transportsystemen is de Transrapid uitzonderlijk stil. Er is geen frictie- of aandrijfgeluid. Bij snelheden tot 250 km/u zweeft de Transrapid vrijwel geruisloos door steden en grootstedelijke gebieden. Door de contactloze levitatie- en aandrijftechnologie is de geluidsemissie van de ultrasnelle magneetzweeftrein bij snelheden boven de 250 km/u hoofdzakelijk aërodynamisch van aard. De geluidsniveaus van passerende Transrapids zijn gemeten in het Transrapid Testcentrum. De niveaus voor de verhoogde baan vergeleken met andere spoorwegsystemen zijn hierboven weergegeven. Voor gelijkvloerse banen zijn de waarden zelfs nog lager.
17
Waar de Lucht Schoon is – een Milieuvriendelijk Systeem
Grondverbruik vergeleken m2/m
Energiegebruik Het gunstige energiegebruik van de Transrapid is te danken aan de toepassing van moderne vermogenselektronica, het ontbreken van elektromechanische vermogensomzetting met behulp van wrijvingsgebaseerde elementen voor aandrijving en stroomvoorziening aan boord, de hoge efficiëntie van de synchrone statormotor met bekrachtiging door de hefmagneten van het voertuig, en de gunstige voertuigeigenschappen (bijv. de lage massa van circa 0,5 ton per stoel en de lage bedrijfsweerstand van circa 0,2 kN per stoel bij een snelheid van 400 km/u). Over vergelijkbare afstanden is het specifieke primaire energiegebruik van autoverkeer driemaal zo hoog en dat van luchtverkeer zelfs vijf maal zo hoog als dat van de Transrapid.
CO2-uitstoot
Grondverbruik
Een lager energiegebruik betekent ook minder uitstoot van CO2. De CO2-uitstoot hangt voornamelijk samen met het primaire energiegebruik, de methode en grondstoffen die worden gebruikt om de energie op te wekken, en de wijze van verspreiding van de opgewekte energie.
De magneetzweeftrein Transrapid neemt ten opzichte van andere transportsystemen de minste ruimte en grond in beslag voor de magneetzweefbaaninfrastructuur en de bijbehorende faciliteiten.
18
De specifieke waarden voor CO2-uitstoot per 100 stoel-km zijn onderstaand weergegeven:
De benodigde ruimte voor een verhoogde dubbelsporige magneetzweefbaan inclusief substations en apparatuur langs de route bedraagt circa 2,1 m2/m. De benodigde ruimte voor een gelijkvloerse dubbelsporige magneetzweefbaan inclusief substations en apparatuur langs de route bedraagt circa 12 m2/m.
Specifiek energiegebruik per stoel
De magneetzweeftrein Transrapid wordt van energie voorzien door het openbare elektriciteitsnetwerk.
Een toegangsweg langs de magneetzweefbaan is niet nodig, noch om veiligheidsredenen noch ten behoeve van onderhoud van de magneetzweefbaan en langs de route opgestelde apparatuur. De grond wordt dan ook na de aanleg in de oorspronkelijke staat teruggebracht. In het Transrapid Testcentrum is de oorspronkelijke constructieweg dan ook grotendeels verwijderd. De weg is echter op sommige locaties op verzoek van de eigenaar intact gelaten om de toegang tot het testterrein te verbeteren en voor de plaatselijke boeren om beter toegang te hebben tot hun akkers onder en langs de magneetzweefbaan.
19
Waar de Lucht Schoon is – een milieuvriendelijk Systeem
Magnetische velden Het effect van de door de magneetzweeftrein Transrapid voortgebrachte magnetische velden op passagiers en het milieu is te verwaarlozen. Het is te vergelijken met het magnetische veld van de aarde en ligt derhalve ver onder de veldsterkte die wordt geproduceerd door vele huishoudelijke apparaten. Een föhn, een broodrooster of een elektrische naaimachine worden omgeven door veel sterkere magnetische velden dan die in de passagierscompartimenten van de Transrapid. De magnetische velden langs de magneetzweefbaan zijn zelfs nog zwakker.
20
De elektromagnetische velden die worden gegenereerd in de statormotor, het hef- en geleidingssysteem en het radiotransmissiesysteem zijn in opdracht van de Duitse overheid gemeten door verscheidene deskundigen van onder meer het Duitse onderzoeksinstituut Forschungsgesellschaft für Energie und Umwelttechnologie. Over het gehele frequentiebereik genomen liggen de elektromagnetische veldsterkten 20 tot 1000 maal onder de toegestane wettelijke grenswaarden. Nadelige invloeden op pacemakers of magneetkaarten (bijv. creditcards) zijn derhalve uitgesloten.
Magnetische veldsterkten [ µ T ]
Aërodynamische effecten De luchtstroom rondom de Transrapid is uitvoerig onderzocht in het Transrapid Testcentrum, met de volgende resultaten: • er zijn geen aërodynamische effecten waarneembaar onder de verhoogde magneetzweefbaan, ongeacht de snelheid waarmee de Transrapid rijdt; • de aërodynamische effecten, te vergelijken met een licht briesje, kunnen worden gevoeld wanneer de Transrapid over de gelijkvloerse magneetzweefbaan rijdt. Kleine kiezels op de grond direct onder het voertuig en de baan worden niet weggeblazen;
Weersinvloeden
• de snelheid van de luchtstroom langs het voertuig op een afstand van 1 m bij een snelheid van 350 km/u is minder dan 10 km/u.
Een enorm voordeel van spoor baan gebonden transportsystemen is dat ze betrekkelijk weinig hinder ondervinden van de weersgesteldheid. Dit geldt ook voor de magneetzweeftrein Transrapid. De contactloze technologie blijft ook onder extreme weersomstandigheden naar behoren functioneren.
Trillingen
• De aandrijfcomponenten van de Transrapid worden onder de magneetzweefbaan beschermd tegen sneeuw- en ijsafzetting.
Als de Transrapid voorbijkomt, worden de trillingen van de magneetzweefbaan via de funderingen verder afgeleid naar de grond. Het toegestane trillingsniveau is in Duitsland wettelijk vastgelegd. Conform DIN 4150 wordt de sterkte van de trillingen uitgedrukt in KB, waarbij gekeken wordt naar de duur en intensiteit van de invloed ervan (vergelijkbaar met de beoordeling van geluidsemissie). Metingen in het Transrapid Testcentrum hebben aangetoond dat de trillingen op een afstand van 25 m bij een snelheid van 250 km/u (de gangbare snelheid in stedelijke gebieden) onder de ‘gevoelsdrempel’ voor mensen liggen. Op een afstand van 50 m is geen enkele trilling waarneembaar, ongeacht de snelheid van de trein.
• Als zich teveel sneeuw en ijs op de magneetzweefbaan ophoopt, maakt een speciaal voertuig de magneetzweefbaan schoon. Dit schoonmaken wordt vergemakkelijkt door de gladde bovenzijde van de magneetzweefbaan. • Zijwind en windstoten hebben weinig invloed op de Transrapid vanwege het actieve besturings- en geleidingssysteem. Windsnelheden tot 30 m/s hebben geen enkele nadelige invloed. Uit onderzoeken in het Transrapid Testcentrum is gebleken dat het voertuig bij windstoten tot 150 km/u probleemloos kan worden bediend, zelfs bij een voertuigsnelheid van 350 km/u.
21
Aantrekkelijke Reistijden – op Alle Verbindingen
De Transrapid is veelzijdig en daardoor geschikt voor vele toepassingen. Als een snelle verbinding tussen een stadscentrum en een perifeer gelegen vliegveld, als een snel regionaal transportsysteem in grootstedelijke gebieden, of als een snelle en kosteneffectieve verbinding tussen steden. Allemaal in het kader van een geavanceerd en krachtig intermodaal netwerk waarin alle transportsystemen op vernuftige wijze met elkaar zijn verbonden. Niet alleen voor ultrasnel passagiersvervoer, maar ook voor hoogwaardig goederen die snel afgeleverd moeten worden.
22
De Transrapid is niet alleen snel, maar kan ook vliegensvlug accelereren naar hoge snelheden. Na slechts 5 km heeft de Transrapid een snelheid van 300 km/u. Moderne hogesnelheidstreinen hebben meer dan 28 km nodig om dezelfde snelheid te bereiken. De magneetzweeftrein Transrapid kan daarom worden ingezet op lange afstanden, maar ook op korte en middellange trajecten in grootstedelijke gebieden, met korte intervallen tussen de haltes.
Moderne luchthavens liggen vaak ver buiten de stad. Niet zelden duurt de reis van en naar het vliegveld even lang als de vlucht zelf. Een city-to-airport Transrapidverbinding kan de totale reistijd aanzienlijk verkorten. De beschikbare capaciteit wordt beter benut en het verkeersvolume wordt optimaal afgewikkeld. Een Transrapid-shuttle kan een afstand van ongeveer 30 km binnen 10 minuten afleggen.
Afstanden tot bestemming met Transrapid (in uren)
23
Moderne hogesnelheidstreinen rijden doorgaans met een topsnelheid van 300 km/u op speciaal daarvoor ontworpen en gebouwde trajecten. De contactloze levitatie- en aandrijftechnologie van de magneetzweeftrein Transrapid zorgt voor een kosteneffectieve exploitatie bij aanzienlijk hogere snelheden (500 km/u). Hierdoor zijn de reistijden voor middellange en lange afstanden (tot 800 km) veel korter dan die van hogesnelheidstreinen.
Reissnelheid Acceleratie tot 300 km/u Dankzij de buitengewone dynamiek, hoge gemiddelde snelheid en een aandrijfsysteem dat kan worden aangepast aan het landschap en de plaatselijke omstandigheden, zijn de reistijden van de Transrapid op middellange en lange afstanden vergelijkbaar met die van vliegtuigen. Tussenstops verlengen de reistijd met slechts enkele minuten.
Consortium Transrapid Nederland p/a Siemens Nederland N.V. Prinses Beatrixlaan 26 Postbus 16068 2500 BB Den Haag tel : 070 - 333 6950 e-mail :
[email protected] internet: www.magneetzweefbaan.nl
“High-tech – Zweven over de grond”
Ultrasnelle magneetzweefbaan Transrapid
Internationale projecten: www.project-transrapid.de www.calmaglev.org www.projektruhr.de/de/metrorapid The individual details given in the publication are to be regarded as guaranteed qualities if they are, individually and in each case, expressly confirmed to be so in writing.
Testbaan Duitsland: www.mvp.de
Transrapid International GmbH & Co. KG Pascalstraße 10 F · D-10587 Berlin Telephone: +49 (0) 30 / 3 98 43 - 0 Telefax: +49 (0) 30 / 3 98 43 - 599
[email protected] www.transrapid.de
