R.R.T.M. FMB01 Cirkelstad Eindrapportage. Hogeschool Rotterdam Instituut voor Engineering and Applied Science Studierichting Autotechniek

R.R.T.M FMB01 Cirkelstad Eindrapportage

Versie: Datum: Groep:

2.6 08-11-2010 G

Hogeschool Rotterdam Instituut voor Engineering and Applied Science Studierichting Autotechniek

Colofon Opdrachtnemer Projectteam Team naam: Naam Niels Albrechts Jelle Dalm Lesley van Dijk Abdelilah Elbachiri Wouter van der Ende Kevin van den Heuvel Dennis Poot Tyas Ramkisoen Tim Schotman Ronald Suttorp

Email [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected] [email protected]

School: Adres: Postcode en plaats: Telefoonnummer:

Hogeschool Rotterdam Heijplaatstraat 1 3008KA Rotterdam 010-7949200

Opleiding: Cluster:

Autotechniek Engineering and Applied Science

Opdrachtgever Opdrachtgever: Adres: Postcode en plaats: Telefoonnummer:

FMB01 Eindrapportage

Kenniskring Transurban Heijplaatstraat 23 3089 JB Rotterdam 010-7944853

2/77

Telefoon 06-34002607 06-36486758 06-83176399 06-42613637 06-29206225 06-14855161 06-42688465 06-21681378 06-46741216 06-30976002

Management Summary This document describes the possibilities of a new concept in the automotive sector. This concept is based on project Cirkelstad. Cirkelstad is a project mainly intended to transport building materials in the center of Rotterdam. Besides moving building materials there is also the possibility to transport people. This all will be C02 neutral. The rail road transport module is an compact and flexible vehicle. Because the vehicle is flexible and compact it is possible to deliver building materials in hard to reach places in Rotterdam. In the middle of the vehicle there is an crane which can load and unload the vehicle where needed. Traffic problems are also reduced to a minimum because there is the possibility to drive on the road or by tracks. This feature makes the concept unique and flexible.


3/77

Inhoudsopgave 1

Inleiding ..........................................................................................................................5

2

Werkwijze .......................................................................................................................6

3

Conceptkeuze .................................................................................................................7

4

Resultaten ....................................................................................................................10

5

4.1

Technische en functionele packaging ............................................................................... 10

4.2

Energieomzetting; aandrijving en remmen ....................................................................... 12

4.3

Body, chassis en wielophanging ....................................................................................... 14

4.4

Ontwikkeling en productie ............................................................................................... 18

4.5

Infrastructuur en logistiek ................................................................................................ 21

4.6

Marketing en promotie .................................................................................................... 23

Conclusies en aanbevelingen ........................................................................................28 5.1

Technische en functionele packaging ............................................................................... 28

5.2

Energieomzetting; aandrijving en remmen ....................................................................... 28

5.3

Body, chassis en wielophanging ....................................................................................... 29

5.4

Ontwikkeling en productie ............................................................................................... 29

5.5

Infrastructuur en logistiek ................................................................................................ 30

5.6

Marketing en promotie .................................................................................................... 30

6

Bronnen ........................................................................................................................32

7

Bijlage ...........................................................................................................................34 7.1

Bijlage Technische en functionele packaging .................................................................... 34

7.2

Bijlage Energieomzetting; aandrijving en remmen ............................................................ 42

7.3

Bijlage Body, chassis en wielophanging ............................................................................ 61

7.4

Bijlage Ontwikkeling en productie .................................................................................... 63

7.5

Bijlage Infrastructuur en logistiek ..................................................................................... 67


4/77

1

Inleiding

Voor het project Cirkelstad wordt een compleet nieuw voertuigsysteem ontworpen. Dit voertuigsysteem is in hoofdzaak bedoeld om bouwmaterialen van een centraal gelegen depot te vervoeren naar een bouwlocatie in de binnenstad van Rotterdam. Naast het vervoeren van bouwmaterialen is het ook mogelijk de werknemers van en naar de bouwplaats te vervoeren. Dit alles op CO2 neutrale wijze. De Rail Road Transport Module, afgekort RRTM, is een voertuig bestaande uit twee delen. Het voorste deel bestaat uit een cabine waar zich een controle- en besturingspaneel bevindt. Dit alles kan in de gaten gehouden worden door de bestuurder. Achter de cabine kan een module geplaatst worden. Deze module kan een vrachtcontainer zijn maar ook een module in de vorm van een bouwkeet. Het achterste deel is in feiten een normale trailer zoals deze in de transportsector wordt gebruikt voor het vervoeren van containers. Wat de RRTM bijzonder maakt is dat het voertuig over zowel de weg als de tramrails kan rijden. Dit biedt de mogelijkheid het voertuig elektrisch uit te voeren. Het ontwerp is opgebouwd uit de volgende specialisaties: - Technische en functionele packaging - Energieomzetting; aandrijving en remmen - Body, chassis en wielophanging - Ontwikkeling en productie - Infrastructuur en logistiek - Marketing en promotie Zeven tweedejaars studenten van de Hogeschool Rotterdam en drie derdejaars MBO deelnemers van het Albeda College hebben deze specialisaties ingevuld en zijn aan de hand van bepaalde keuzes tot het eindconcept gekomen van de RRTM.


5/77

2

Werkwijze

Op het moment dat een doelstelling voor het ontwerpproces is neergezet, kan er een eisenpakket opgesteld worden. Aan alle te ontwerpen systemen worden eisen gesteld. Dit zijn eisen welke zijn vastgesteld door de overheid, ook wel wettelijke eisen genoemd. Tevens bevat een programma van eisen, eisen welke door consumenten worden gesteld. Deze eisen zijn te bepalen door een uitgebreid literatuur- en marktonderzoek. Aan een technisch ontwerp gaat een uitgebreide literatuurstudie vooraf. De literatuurstudie is voornamelijk gericht op marktverkenning en een onderzoek naar de behoefte aan dit product. Omdat alle ontwerpactiviteiten financiële consequenties hebben, kan een goed uitgevoerd vooronderzoek een beter inschatting van het benodigde ontwerpbudget opleveren. Ook kunnen hiermee betere probleemstellingen worden geschetst.


6/77

3

Conceptkeuze

De onderstaande tabel geeft de eisen weer waaraan de concepten worden getoetst. Hierin wordt onderscheid gemaakt tussen vaste eisen, variabele eisen en wensen. De fases zijn onderverdeeld in concept idea, concept definition en priciple solutions. Nummer

Omschrijving

Vast/variabel/wens

Belanghebbend

Geen c02 uitstoot

Ontwerp fase concept idea (D0) concept definition (D1) principle solutions (D2) D0

1

Wens

Overheid

2

Duurzame technieken

D0

Vast

Overheid

3

D0

Variabel

Producent

D0

Vast

Overheid

5

Comfortabel personen transport Geen uitstekende onderdelen Maximaal geautomatiseerd

D0

Wens

Producent

6

Snel transport mogelijk

D0

Variabel

Producent

7

Efficiënt transport

D0

Variabel

Producent

8

Eenvoudig te besturen

D1

Vast

9

Diverse ladingen mogelijk

D1

Vast

Producent, consument Opdrachtgever

10

Zware ladingen mogelijk

D1

Vast

Opdrachtgever

11

D1

Variabel

Producent

12

Kan op meerdere ondergronden rijden Veilig

D1

Vast

Overheid

13

Wendbaar in bouwlocatie

D1

Vast

Producent

14

Lage productie kosten

D2

Wens

Opdrachtgever

15

Eenvoudig te produceren

D2

Wens

Opdrachtgever

16

Niet storingsgevoelig

D2

Vast

Producent

17

Past in de huidige infrastructuur Techniek innovatief maar toepasbaar

D2

Vast

Overheid

D2

Variabel

Producent

4

18


7/77

Concept 1 Vrachttram - 2 wagons; 1 voor personenvervoer en 1 voor vrachtvervoer - Maakt gebruik van huidige tramrails - Huidige infrastructuur wordt niet aangetast - Wordt gevoed via bestaande bovenleiding - Dimensies niet afwijkend van conventionele trams - Kan uitgevoerd worden met meerdere wagons - Kan d.m.v. opladen van accu’s ook rijden op trajecten zonder bovenleiding

Concept 2 Vrachtmetro - Goederencabine - Goederenlift - Geautomatiseerde elektrische vrachtwagens

Concept 3 Wegtransport - Modulesysteem - Geen aanpassingen infrastructuur - CO2 neutraal - Efficiënt voorraad beheer


8/77

Concept 4 Rails/weg - Ontlast het wegverkeer - CO2 neutraal - Elektromotor - Opladen via het tramnetwerk

Concept 5 Bakfiets - Maakt gebruik van trapondersteuning - Voeding d.m.v. opladen van accu’s aan het lichtnet - Makkelijk voor het vervoeren van kleine materialen en gereedschappen - Makkelijk te verplaatsten door de binnenstad - Door 1 persoon bestuurd - Huidige infrastructuur wordt niet aangetast

De onderstaande diagram geeft de toetsing weer van de concepten.


9/77

4 Resultaten 4.1

Technische en functionele packaging

Met packaging bedoeld men het concept met een duidelijk inzicht in de onderdelen verdeling en de onderbouwing van de keuzes die omtrent deze onderdelen en de indeling hiervan zijn gemaakt. Ons concept is te verdelen in de onderdelen chassis, cockpit, ophanging, containers, kraan, accu en de motoren. Voor de onderdelen cockpit, containers, packaging en kraan kunt u nog verdere informatie vinden in de onderzoeken, deze zitten bijgevoegd in de bijlagen. Voor ons concept hebben we gekozen voor een maximale lengte van 13.5 meter, dit is gekozen omdat het voertuig in stadsverkeer manoeuvreerbaar moet zijn omdat hij ook van deze wegen gebruik maakt. Deze lengte is onderverdeeld in 3 stukken, een hoofd chassis van 6 meter lang incl. een cockpit van 1,5 meter lang. Dit hoofd chassis zit verbonden met een flexibel tussenstuk van 1,5 meter en koppelingen. De trailer is een zelfde chassis van 6 meter lang. Het complete concept is 2,4 meter breed zodat het nog over de standaard tramrail kan blijven rijden zonder bijzonderheden. Door deze indeling met 2 flexibele stukken blijft het voertuig uiterst manoeuvreerbaar voor gemak bij laden en lossen en voor een goede verkeersdoorstroming. Het chassis wordt gedragen door 3 wielophangingen aan het begin en het eind van het voertuig zit een wielophanging gemonteerd onder het chassis. Het derde onderstel zit gemonteerd onder het flexibele tussenstuk. Door deze onderstellen meesturend te maken zal het voertuig nog makkelijker te manoeuvreren zijn. Door de loze ruimte in de ophanging te benutten kunnen we hier de motoren monteren waardoor er geen ruimte verloren gaat. De accu van het voertuig kan gemonteerd worden onder het chassis van het leidende voertuig omdat hier nog veel loze ruimte over is en het zwaartepunt dan ook lager komt te liggen. De cockpit van het voertuig is hightech met veel elektronica. Omdat het voertuig zo groot is en een potentiële grote bedreiging is voor de veiligheid moet de besturing simpel en overzichtelijk zijn. Er is dan ook gekozen om de cabine zo ruimtelijk mogelijk te maken met veel gebruik van glas voor overzicht en genoeg ruimte voor monitors en andere instrumenten. Om het ontwerp van de cockpit makkelijker te laten verlopen zal deze worden ontworpen aan de hand van een aantal punten: - Veiligheid - Overzichtelijk - Goed uitzicht - Geen uitstekende delen - Bestuurders ondersteuning - Comfort - Bekende cabine onderdelen - Comfortabele zitting - Besturing - Simpel - Geautomatiseerd - Beveiligd FMB01 Eindrapportage

10/77

- Bekende omgeving - Ergonomie - Comfort - Gebruiksvriendelijk - Rustig Voor de opslag van goederen is er gekozen voor standaard transport containers dit is om een aantal redenen gedaan omdat deze al in massa worden geproduceerd en goedkoop zijn, omdat ze op een milieuvriendelijke wijze kunnen worden geproduceerd en kunnen worden gerecycled en omdat er veel opties mogelijk zijn omtrent deze containers. Bij het transport zal er een keuze komen voor het gebruik omtrent de containers zo kan met kiezen om 4 containers van 3 meter lang te vervoeren of 2 containers van 6 meter lang of variaties hier van. De diversiteit van deze containers is groot, zo zijn er mogelijkheden tot container huizen, container toiletten, kantoren, opslag containers en personen transport containers. De personentransport container zal echter wel moeten worden ontworpen omdat deze nog niet bestaat. Voor het personen transport zullen wij standaard 6m containers nemen die we dan gaan inrichten met banken of stoelen om de ruimte optimaal te benutten. Voor een gemiddeld persoon is er ongeveer 1m bij 0.5m oppervlakte nodig om te zitten, met een optimale indeling van de containers is er in de container ruimte voor 2x 2 stoelen naast elkaar en 6 rijen lang dus 24 personen per container en 48 personen per voertuig. De container zal wel moeten worden verfraaid met ramen en intern zal hij worden ingericht om het een zo vriendelijk en natuurlijk mogelijke uitstraling te geven. Om de containers makkelijk snel en veilig te kunnen laden en lossen hebben we gekozen voor een opvouwbare hijskraan. De kraan is gedimensioneerd op het maximale gericht dat we kunnen vervoeren. En hij moet dit gewicht met gemak van de trailers kunnen halen. Om deze afstanden zo klein mogelijk te houden en om een stabiel platform te geven is de kraan op het koppelstuk in het midden van de voertuig gemonteerd. Bij het gebruik van deze kraan zal hij uitvouwen en worden de stempels uitgeschoven waardoor het voertuig een zeer goede stabiliteit zal creëren. De kraan zal vanuit de cockpit en met een afstandsbediening te besturen zijn waardoor overzicht altijd goed is, dit komt de veiligheid ten goede. Afbeelding packaging


11/77

4.2 Energieomzetting; aandrijving en remmen De Rail Road Transport Module aangedreven worden door middel van elektromotoren. De voeding van deze elektromotoren zal door middel van de bovenleiding van het tramnetwerk of door middel van een accupakket verzorgd worden. Wanneer de complete aandrijflijn van de Rail Road Transport Module wordt weergegeven zal de onderstaande schematische tekening ontstaan.

Om te berekenen welke soort elektromotoren en accupakketten er toegepast moeten worden zal er gekeken moeten worden welke weerstanden er overwonnen moeten worden om de Rail Road Transport Module aan te drijven. Deze weerstanden zijn respectievelijk lucht-, rol- en hellingsweerstand. Wanneer de waarde van deze weerstanden berekend worden kan hieruit bepaald worden welke grootte van elektromotoren er toegepast zal moeten worden. Voor de Rail Road Transport Module zijn twee verschillende prestatiecyclussen bepaald. De eerste omvat de minimale prestaties voor het voertuig. Met deze prestaties zal het voertuig zich binnen een vlak gebied (hellingspercentage <2,64%) met een gemiddelde snelheid (max. 55 Km/u) voortbewegen. Deze prestaties zijn voldoende om de pilot, welke over vijf jaar in Rotterdam zal plaatsvinden, te starten. Naast de minimale prestaties zijn er ook de maximale prestaties. Deze prestaties zullen ervoor zorgen dat het verzorgingsgebied van de Rail Road Transport Module groter zal zijn. De maximale voertuigsnelheid is toegenomen tot 75 Km/u en het maximale hellingspercentage waarop het voertuig kan voortbewegen is 3,49 %. Dit is voldoende om de Rail Road Transport Module binnen Nederland goed te laten meekomen in het verkeer. De resultaten welke vanuit de weerstandsberekening en hieruit het motorvermogens berekening komen zijn in onderstaande tabel te zien. Hierbij zijn de maximale getallen weergegeven. Luchtweerstand Hellingsweerstand Rolweerstand Totale weerstand Benodigd vermogen


Eenheid Newton Newton Newton Newton Kilowatt

12/77

Minimum 533,6 2648,7 4660,09 7842,39 119,81

Maximum 992,2 2648,7 6162,55 9803,45 204,23

Nu bekend is welke vermogens er maximaal benodigd zijn om de Rail Road Transport Module aan te drijven kunnen de voertuigacceleratie en acceleratietijden bepaald worden. In de onderstaande grafieken zijn de acceleratietijden weergegeven van beide prestatiecyclussen. In de tabel in het midden van de grafieken zijn de acceleratietijden weergegeven. De acceleratietijden zijn weergegeven in seconden.

010 20 30 40 50 60 70

90 80

Acceleratietijd [s]

70 60 50 40 30

Minimum 1,00 4,15 10,39 23,34 56,30

Maximum 0,67 2,28 5,63 11,14 18,56 33,44 68,07

Theoretische Acceleratietijd als functie van de voertuigsnelheid 100 90 80 70

Acceleratietijd [s]

Theoretische Acceleratietijd als functie van de voertuigsnelheid 100

60 50 40 30

20

20 10

10 0

0

5

10

15

20

25 30 v [Km/u]

35

40

45

50

55

0

0

10

20

30

40 v [Km/u]

50

Om het benodigde motorvermogen voor de Rail Road Transport Module te genereren zal er gebruik worden van asynchrone draaistroommotoren. Deze motoren hebben als voordelen dat ze onderhoudsvrij zijn en als in een compacte constructie is geplaatst. Deze motoren zijn juist zeer onderhoudsvrij doordat er geen koolborstels en commutatoren worden toegepast. Tevens is de prijsstelling van deze draaistroommotoren zeer gunstig. Voor het aandrijven van het de elektromotoren zal in eerste instantie gebruik gemaakt worden van de bovenleiding van het tramnetwerk. Wanneer het voertuig zal voortbewegen over het asfalt zal er gebruik gemaakt moeten worden van een accupakket. Er is vastgesteld dat de actieradius van het complete voertuig vijf kilometer onder volle belasting moet zijn. Dit houdt in dat het voertuig over een afstand van vijf kilometer bergop kan accelereren. De benodigde stroom hiervoor bij beide prestatiecyclussen staat in onderstaande tabel weergegeven.

Vermogen elektromotor Stroomverbruik per motor Totale stroomverbruik Benodigde accucapaciteit

Eenheid kW A A Ah

Minimum 22 475,2 2851,2 570,24

Maximum 37 805,2 4831,2 966,24

Vanuit de benodigde accucapaciteit is gekeken welke type accu’s het beste zou renderen voor de Rail Road Transport Module. Hier is de keuze gevallen op Lithium Ion Polymeer accu’s deze accu’s hebben een zeer lage interne weerstand waardoor ze een hoge stroomafname kunnen bewerkstelligen. Tevens is de levensduur van de Lipo-accu’s ongeveer 10 keer langer dan Lithium-ion accu’s. Er zullen diverse cellen in serie geschakeld moeten worden om het voltage (400 Volt) te bereiken waarop de elektromotoren functioneren. Tevens zullen er een aantal cellen parallel geschakeld moeten worden om aan de capaciteit te komen. De hoeveelheid cellen met


13/77

60

70

hierbij de gegevens omtrent het gewicht en de grootte van het complete accupakket staan in de onderstaande tabel weergegeven. Voltage Capaciteit Benodigd aantal cellen voltage Benodigd aantal cellen capaciteit Totaal benodigd aantal cellen Gewicht totaal accupakket Inhoud totaal accupakket

Eenheid Volt Ah

Minimum 400 570,24 37 671 24827 1092,388 0,84372

Kg M3

Maximum 400 966,24 37 1137 42069 1851,036 1,4296

Doordat het voertuigen op zowel de weg als over de tramrails zal moeten voortbewegen zal er een schakeling tussen bij wielen moeten plaatsvinden. Het is niet realiseerbaar om twaalf elektromotoren toe te passen vanuit financieel en gewichtsbelang. Deze schakeling is in onderstaand figuur weergegeven.

De bovenstaande constructie heeft een aantal voordelen welke in de keuze voor deze constructie hebben meegewogen, namelijk:  Lichte constructie  Constructie is onderhoudsvrij (Kettingen zijn de enige bewegende delen in de constructie).  Geen toepassing van extra elektromotoren  Overbrengingsverhouding en dus rijkarakter beïnvloedbaar.

4.3

Body, chassis en wielophanging

De RRTM is een voertuig wat materialen met een hoge massa moet kunnen vervoeren. Het is daarom van belang een stevig en toch zo licht mogelijk chassis te ontwikkelen. Het gebruik van materialen is hierbij zeer belangrijk. De RRTM kan zowel op asfalt als op de tramrails rijden. In het verleden zijn er bouwen grondverzet voertuigen geproduceerd waarbij dit ook mogelijk was, maar in combinatie met het vervoeren van zware en grote lading is dit een totaal nieuw idee.


14/77

Naast het functionele doel van het vervoeren van materialen is veiligheid ook van groot belang in het ontwerpproces. Zo moet worden voorkomen dat overige verkeersdeelnemers als fietsers en voetgangers onder het voertuig terecht kunnen komen. Een afschermende body biedt deze veiligheid. Om tot bepaalde keuzes in het ontwerpproces te komen is uitgebreide literatuurstudie een vereiste. In een keuzematrix worden verschillende mogelijkheden met elkaar vergeleken. En er kan een afweging gemaakt worden van wat de beste manier is en hoe en wat het best in het ontwerp past.

Passieve veiligheid De belangrijkste maatregel om de veiligheid in het verkeer te verbeteren is de snelheid omlaag te brengen. Als je een situatie schetst uit het stadsverkeer is duidelijk dat bij een snelheid hoger dan 45 km/h een voetganger slechts 50% of misschien nog wel minder kans heeft dit te overleven. Bij een snelheid van 30 km/h zal deze kans vele malen hoger liggen. Over het algemeen wordt er veel meer ontwikkeld aan actieve veiligheid dan aan de passieve veiligheid van voertuigen. Dit is op zich goed want voorkomen is beter dan genezen maar mocht er toch een aanrijding plaats vinden, is het toch wel van belang dat de bestuurder en passagiers van welk voertuig dan ook veilig zijn en een grote kans op overleven hebben. Dit kan enkel door de bestuurder en passagiers binnen een veilige en stevige ruimte onder te brengen en er voor te zorgen dat ten tijden van een aanrijding zo veel mogelijk botsenergie opgenomen wordt door componenten in het voertuig en niet door een mens. Belangrijk is ook dat bij een botsing niet alle energie door één voertuig opgenomen wordt maar over alle voertuigen verdeeld wordt. Dit kan alleen maar als de kreukelzones van alle voertuigen dus vrachtauto’s en alle personenauto’s op elkaar worden afgestemd.

Actieve veiligheid Bij vrachtauto’s is de laatste jaren net als bij personenauto’s veel ontwikkeling geweest in actieve veiligheidssystemen zoals een groot aantal elektronische systemen waaronder ABS, ESP, ASR ed. Bij een aanrijding, dus eigenlijk op het moment dat het kwaad al geschiedt, is heb je veel meer aan iets dat er voor zorgt dat de bestuurder beschermd wordt. Nu is een vrachtauto lekker stevig en zul je als chauffeur niet heel snel iets overkomen. Maar het probleem ligt meer in de hoek van de omgeving. Het is namelijk zo dat als een klein personenautootje tegen een grote truck aan rijdt, de personenauto in verhouding veel meer botsenergie op zal nemen.

Materialen Voor het chassis is het van groot belang dat het sterk genoeg is om geladen containers te kunnen dragen. Staal is een legering dat bestaat uit ijzer en koolstof. De hoeveelheid koolstof bepaald de sterkte van het staal. Staal heeft een uitstekende bewerkbaarheid. Titanium daarentegen is lichter, sterker maar moeilijker te bewerken en erg duur. Zo zijn er nog meer materialen maar voor een chassis is staal de beste oplossing. Voor het chassis en


15/77

het frame van de cabine wordt hoog sterkte staal gebruikt. Deze staalsoort heeft een soortelijke massa van 7,84 kg/dm³. De kostprijs van hoog sterkte staal is € 0,60 per kg. Voor de wielophanging is het van belang dat het de grote massa van het chassis en lading kan dragen. Het voertuig moet zowel op de tramrails als op het asfalt kunnen rijden. Dit houdt in dat de wielophanging dubbel moet worden uitgevoerd. Voor het rijden op asfalt worden onafhankelijke Mc Pherson veerpoten met luchtvering gebruikt. Voor het rijden op de tramrails worden starre assen gebruikt. Deze starre assen worden door middel van hydraulische cilinder op en neer bewogen. De fuseestukken zijn gemaakt aluminium. De soortelijke massa hiervan is 2,71 kg/dm³. De kostprijs van aluminium is € 3,10 per kg. De basis van de wielophanging en de draagarmen worden vanwege hun grote dragende werking van hoog sterkte staal gemaakt. De soortelijke massa hiervan is 7,84 kg/dm³. Voor de body wordt koolstofvezel gebruikt. Koolstofvezel heeft als eigenschap dat het niet oxideert onder invloed van water en zuurstof. Het heeft een aanmerkelijk lagere dichtheid dan staal, een grote treksterkte en een lage uitzettingscoëfficiënt. De soortelijke massa van koolstofvezel is 1,8 kg/dm³. De kostprijs van koolstofvezel is € 50,- per kg.

Chassis Hoog sterkte staal geconstrueerd in profielen zou wat massa en sterkte betreft optimaal zijn voor het chassis. Voor de langsliggers en korte dwarsliggers worden H-profielen toegepast. Voor de dwarsliggers die de containers moeten dragen worden balken met kokerprofiel toegepast.

Op het voorste deel van het voertuig is een cabine geplaatst. Deze cabine wordt evenals het chassis van hoog sterkte staal gemaakt. Op de uitstekende delen van het chassis worden twistlocks geplaatst voor het bevestigen van containers. De massa van het voorste deel van het voertuig inclusief de cabine is ongeveer 830 kg. En de massa van het achterste deel van het voertuig inclusief koppelstuk is ongeveer 1.000 kg.


16/77

Op onderstaande afbeeldingen zijn het chassis met koppelstuk en wielophanging weergegeven.

Onderstaande afbeelding geeft het totale voertuigconcept weer


17/77

Onderstaande tabel geeft de massa’s en kosten van de body, chassis en wielophanging weer. Onderdeel Massa Kosten per kg Totale kosten Chassis voorste deel inclusief cabine 830 kg € 0,60 € 480,Chassis achterste deel inclusief koppelstuk 1.000 kg € 0,60 € 600,Wielophanging voor 800 kg € 2,50 € 2.000,Wielophanging midden 800 kg € 2,50 € 2.000,Wielophanging achter 800 kg € 2,50 € 2.000,Body voorste deel 170 kg € 50,€ 8.500,Body achterste deel 100 kg € 50,€ 5.000,Totaal 4.500 kg Bedragen zijn exclusief productie- en montagekosten

€ 20.580,-

In onderstaande afbeelding is het rolcentrum van het voertuig weergeven

4.4 Ontwikkeling en productie Het project FMB01 Cirkelstad staat in het teken van een mobiliteitssysteem ontwerpen welke de inefficiëntie van het huidige transport van goederen en werknemers van en naar bouwlocaties moet verbeteren. Dit concept wordt in 2015 gelanceerd als pilot en na drie jaar testen en evalueren wordt in 2018 ook buiten de regio de serie productie gelanceerd. Dit tot wellicht internationale productie.


18/77

Voordat er überhaupt over internationaal gesproken kan worden moet het concept door ontwikkelt worden tot een pilot en dan tot een serie productie en daar staat het specialisme ontwikkeling en productie. Het opstellen van een pilot voor een mobiliteitssysteem heeft vele factoren om mee rekening te houden. Zo begint men met een investeringsplan om alle kosten en baten duidelijk in kaart te brengen. Na het in kaart brengen van alle kosten en baten, moet er naar een consortium gekeken worden. Externe partijen die allen dezelfde visie delen en willen meewerken tot het daadwerkelijk uitvoeren van de visie tot werkelijkheid. Door middel van een productie voortstel kan dan de pilot daadwerkelijk beginnen, maar dan is het concept nog steeds geen vaste werkelijkheid. Echter is wel de eerste stap gezet. Na deze eerste stap van kijken, wat kan er beter, waar moet nog op gelet worden, kan er voorbereidingen worden gedaan tot uitbreiding tot een groter gebied. Meer locaties in de regio, maar ook toepassing buiten de regio, of zelfs buiten de landsgrenzen. Het doorontwikkelen tot een daadwerkelijke serieproductie.

Pilot Om van een concept een daadwerkelijk product te maken wordt er eerst een proef periode gehouden, de pilot. In drie jaar vanaf 2015 wordt het product uitvoerig gebruikt in alledaags gebruik tijdens de bouw op verschillende locaties. Dit alles wordt geëvalueerd en daarna weer verwerkt. Voordat je daadwerkelijk een pilot neer kan zetten moet je mensen hebben die mee willen doen aan de pilot en ook mee willen investeren. Dus zet je een consortium op. Dat consortium moet je overtuigen van jouw visie door middel van een investeringsplan. Als dat alles rond is, kan de eerste serie producten worden geproduceerd om deel te nemen aan de pilot.

Investeringsplan Het mobiliteitssysteem welke wij leveren, geeft een vervangende oplossing op de inefficiënte manier van het vervoeren van mensen en goederen van en naar de bouwlocatie. Door middel van dit rapport zijn de kosten en baten welke in een jaar langs komen overzichtelijk in 3 categorieën onderverdeeld: vaste activa, realiseerbare activa en beschikbare activa. Daar voor het bedrijfspand nog geen specificatie is of het een huur of een koop pand is, zijn beide mogelijke kosten in kaart gebracht.

Consortium Een pilot opzetten voor een nieuw mobiliteitssysteem vraagt om hulp van derden. Bedrijven die geïnteresseerd zijn in de visie die achter een concept zit en ook geloven in de haalbaarheid van de pilot tot een daadwerkelijke serie productie. Om een regionale pilot op te zetten is het handig dat het consortium ook regionaal is. Wel is er ook de mogelijkheid tot landelijke of zelfs internationale uitbreiding.


19/77

De volgende deelnemers vormen het consortium RRTM: - BAM Woningbouw (Koninklijke BAM groep nv) - Projectontwikkelaar - Rabo Vastgoed Groep - Ontwikkelen, financieren en investment management - Moes Bouwgroep - Projectontwikkeling, woningbouw, utiliteitsbouw, renovatie en onderhoud - RET N.V. - "RET Infrastructuur B.V." voor het beheer van de infrastructuur (rails, bovenleidingen, stations, etc.) - "RET Materieel B.V." voor het beheer van alle voertuigen (metro's, trams, bussen, etc.) opgericht Dit consortium is gebaseerd op een eerder samenwerkingsproject uit 2008 in samenwerking met RET. Bij het samenwerkingsproject werden de woningen Nessegaarde (RotterdamNesselande) gebouwd. Omdat bij dit concept ook uit wordt gegaan van woningbouw in Rotterdam als klant, sluit dit aan bij het concept. De RET speelt uiteraard mee door het gebruik van het aanwezige tramnet en materieel in dit concept.

Serie productie De serie productie is de volgende stap om het concept een werkelijk product te maken. Na deze stap staat het product werkelijk op de markt en is het tijd om verder te gaan met de ontwikkeling van het product buiten de regio. Echter moet eerst deze stap nog komen. Door middel van een overzicht van gebruikte technologieën en de uitkomst van de pilot kan men het product waar nodig nog bijstellen of oplossingen vinden voor drastische problemen mocht dit nog nodig zijn na de pilot.

Uitkomst pilot De pilot is een belangrijke mijlpaal. Op de uitkomsten van de pilot wordt het vertrouwen van de investeerders gebaseerd. En zonder vertrouwen zullen er weinig investeerders zijn. De pilot heeft voertuigen waarbij uit is gegaan van de Rotterdamse maatstaven voor tram eigenschappen. Maar in elke stad of regio zijn er weer andere maatstaven. De Rotterdamse trams zijn wel de dunste variant van de trams die voorkomen in Nederland, zodat bij de nationale invoering daar gaan problemen mee konden ontstaan. Maar wanneer de tramrails of perrons niet overal hetzelfde zijn, zal er per klant een lichte variatie op het product moeten worden gemaakt.


20/77

Voorstel van productie voertuigen De pilot zal de bouwplaatsen Hillesluis en Spaanse Polder beslaan vanuit het depot naast het Sparta Stadion. De bouwlocatie Hillesluis heeft het grootste gedeelte van de weg ernaartoe een trambaan ter beschikking. Door de berekeningen bij infrastructuur is vastgesteld dat daar maximaal 82 voertuigen per uur kunnen rijden. Dit is gelijk aan 3936 werknemers of 984.000 kg aan materiaal per uur. Voor de hoeveelheid aan materialen is het wel degelijk nodig bij een nieuwbouwwijk bijna volledige capaciteit te gebruiken. Voorstel is dan ook 20 voertuigen voor bouwlocatie Hillesluis te gebruiken. Met 7 containers arbeiders: 336 en 33 containers materialen: 198.000 kg. Dit is gebaseerd op een piek verbruik tijdens spitsuur als alle werknemers beginnen of klaar zijn. Tussendoor kunnen materialen altijd worden geleverd. De bouwlocatie Spaanse Polder heeft meerdere bouwprojecten in een project ter verbetering van bedrijventerrein Spaanse Polder. Dit gebeurd gefaseerd en gaat een lange tijd duren. Ook in deze situatie zal worden uitgegaan van 20 voertuigen met een capaciteit van 7 containers arbeiders: 336 en 33 containers materialen: 198.000 kg tijdens het spitsuur. Tijdens de serie productie kunnen aan de hand van de pilot waargenomen resultaten de hoeveelheid voertuigen per project worden bijgesteld. Ook zal het voorkomen dat de hoeveelheden over meerdere locaties onderling verdeeld kunnen worden tijdens mijlpalen in het project.

4.5 Infrastructuur en logistiek In het kader van de ‘Cirkelstad’ wordt een nieuw vervoerssysteem ontworpen voor het transport van bouwmaterialen. De RRTM wordt toegepast om deze bouwmaterialen via een depot te leveren aan diverse bouwplaatsen te Rotterdam. De bebouwing in Rotterdam is vrij compact gebouwd waardoor vele files en vertragingen ontstaan door de dichtheid van voertuigen, voornamelijk auto’s, trams, bussen en vrachtwagens. Om de hedendaagse infrastructuur te ontlasten is het noodzakelijk dat niet alleen het logistiek plan aangepast wordt maar ook het gebruik van grote logge voertuigen als vrachtwagens wordt teruggedrongen. Deze vrachtwagens hebben namelijk een beperkte maximumsnelheid in de stad, een grote draaicirkel en een grote kans op lichamelijke en materiële schade door hun ‘dode hoek’. Rotterdam is reeds voorzien van een uitgebreid tramnetwerk, welke maar voor een klein deel wordt gebruikt. In tijd uitgedrukt, wordt namelijk maar 20% gebruikt. De overige 80% van de tijd is het spoor leeg, welke efficiënt gebruikt kan worden door de RRTM. De capaciteit van het huidige tramnetwerk wordt dan hierdoor optimaal gebruikt. Voor het project wordt een pilot opgezet welke zal bestaan uit één depot en twee bouwplaatsen. Deze bouwplaatsen staan reeds in bestemmingsplannen van de gemeente Rotterdam, wat het voor dit project nog aantrekkelijker maakt. Het depot is gevestigd direct naast het Sparta stadion, Spartapark-Noord 1. Het depot is makkelijk te bereiken via de A20 wat er nog geen vierhonderd meter vandaan ligt. Vrachtwagens die het depot komen bevoorraden hoeven FMB01 Eindrapportage

21/77

daarom niet meer de drukke en compact bebouwde stad in. Dit zorgt ervoor dat de binnenstad niets meer te maken heeft met het logge vrachtverkeer, wat verkeershinder nummer 1 is voor een stad als Rotterdam. De bouwplaatsen hebben een bestemmingsplan welke gemaakt zijn om de betreffende wijken een nieuw, fris en modern uiterlijk te geven. Het gaat vooral om kleinere (bedrijfs)panden en woningen die opnieuw gebouwd moeten worden. De Spaanse Polder is een gebied welke enkel bedrijven bevat. Er is weinig uniformiteit tussen elk bedrijf in dit gebied, wat ervoor zorgt dat het straatbeeld vooral rommelig overkomt. In de Spaanse Polder bevindt zich geen enkele tramlijn wat ertoe leidt dat de RRTM gedwongen is om op de openbare weg te rijden zonder externe voeding. Het logistiek plan moet hierop perfect worden afgestemd om te voorkomen dat de RRTM zonder brandstof komt te staan. Vanaf het depot is het echter een kleine 3 kilometer om tot aan de ‘verste’ rand te komen. Het logistiek plan met betrekking tot de actieradius van de RRTM is hierop afgestemd, zodoende dat de RRTM van en naar het depot en veel kan manoeuvreren op de bouwplaats. Hillesluis is een wat verouderd en compact bebouwde wijk. Vele gebouwen hebben een ouderwetse uitstraling en hebben een rommelige indeling gekregen. Gemeente Rotterdam wilt deze wijk een modernere uitstraling en een betere, rustigere indeling geven. In deze wijk bevinden zich enkel rijtjeshuizen en appartementencomplexen. De maximale hoogte in deze wijk bedraagt 12 meter volgens de bestemmingsplannen. In deze wijk lopen reeds 3 tramlijnen, lijn 20, 25 en 77, welke ervoor zorgen dat de RRTM direct naar de bouwplaats kan rijden zonder daarbij gebruik te hoeven maken van de openbare weg. Dit komt ten goede van de maximale vermogenscapaciteit die de RRTM met zich mee kan brengen. De afstand van en naar het depot is 9,6 kilometer, met zowel gedeeltes op de openbare weg als op het hedendaagse tramnetwerk. De afstand op het tramnetwerk is ruim 8,3 kilometer waarop de RRTM zijn interne accu’s kan opladen. De maximale afstand wat de RRTM moet afleggen op de openbare weg is een kleine 500 meter wat voor de interne energievoorziening makkelijk is te doen. Op het traject naar de bouwplaats te Hillesluis is, op basis van het hedendaagse trambezetting, berekend dat de maximale capaciteit voor de RRTM op 82 voertuigen per uur ligt. Dat komt erop neer dat op een gemiddele werkdag zo’n 738 ritten bevat waarbij goederen en personen geleverd en opgehaald kunnen worden van en naar de bouwplaats. Dit is ruim voldoende om de bouwplaats te voorzien van de juiste hoeveelheid goederen. Het depot moet drie belangrijke functies kunnen voldoen, wilt deze een sterke schakel vormen in het logistiek plan binnen de distributieketen; Voorraadfunctie: het opslaan van goederen Groepagefunctie: het hergroeperen van goederen Overslagfunctie: het overladen op een ander transportmiddel FMB01 Eindrapportage

22/77

Om deze functies te kunnen volbrengen, moet het depot uiteraard goederen hebben. Een sterke leverancier voor deze goederen is daarbij zeer belangrijk. In Schiedam, aan de andere kant van de snelweg tegenover het depot, is de Bouwmaat gevestigd. Dit bedrijf is een bouwmarkt, gespecialiseerd op groothandel en grote orders. Voor een bouwproject is dit goed geschikt, niet alleen vanwege de mogelijkheid van direct leveren van order gedaan bij Bouwmaat, voor bij het depot maar ook vanwege de bulkprijzen. Een order kan geplaatst worden bij Bouwmaat met bijbehorende afspraken dat de leveranciers van de Bouwmaat direct leveren bij het depot. Dit scheelt een tijdrovende tussenstop en overheveling van goederen. Mocht de voorraad bij het depot tekortschieten, kunnen er vrachtwagens ingezet worden om goederen vanaf de Bouwmaat naar het depot te brengen. De RRTM’s hebben uiteraard een remise nodig om gestald te worden. Er is reeds een bouwproject gaande welke ruimte biedt voor de RRTM’s. Dit complex is een project van Tramstore 21, welke het doel heeft een milieuvriendelijke en duurzame remise te bouwen. Deze remise ligt weliswaar aan de andere kant van Rotterdam, wat nadelig is voor het logistiek plan. De remise ligt echter wel langs een belangrijke toegangsweg van Rotterdam. Overigens kunnen de overige twee remises ook gebruikt worden voor de RRTM aangezien deze niet aangepast dienen te worden om onderdak te bieden aan de RRTM’s.

4.6 Marketing en promotie Een product goed in de markt positioneren is zeer belangrijk. Het positioneren van een nieuw product als de RRTM is extra lastig omdat hier nog geen concurrentie voor is. Dit biedt aan de ene kant een voordeel en aan de andere kant een nadeel. Bedrijven zullen immers nu willen vervoeren met een vervoersconcept dat zij kennen, namelijk de vrachtwagen. Dit is dus de voornaamste concurrent. De vrachtwagen heeft een solide reputatie bij veel bedrijven. Het is lastig de vrachtwagen per direct te vervangen met een concept als de RRTM. De RRTM biedt wel betere mogelijkheden voor het goederen/personen vervoer binnen de stad. Het doel van het product positioneren is het een plaats geven in de gedachtegang van mogelijke klanten. Netwerk

Flexibiliteit

Tijdsgebonden

Meerdere wegen

Files Uitstoot

Nieuwe techniek - accu - bovenleiding

De RRTM is een fris concept dat inspeelt op de behoeftes van de klanten. Uit onderzoek is gebleken dat veel vervoersconcepten een gebrek aan flexibiliteit hebben. Wij spelen hiermee op in door de RRTM wel flexibel te maken. De RRTM kan namelijk op twee verschillende wegtypen rijden. Verder biedt de RRTM het voordeel van elektrisch rijden


23/77

waardoor er geen CO2 wordt uitgestoten. Naast het voordeel van het groene karakter van de RRTM zijn er de voordelen in de exploitatiekosten. Deze kunnen oplopen tot een besparing van wel 50%. Diesel is niet langer de brandstof voor zwaar vervoer de RRTM is een krachtig en toch groen alternatief.

Verbruikskosten Met ons concept bieden wij de mogelijk te investeren in innovatie en daarmee in de toekomst. Het groene karakter van een bedrijf kan verder worden uitgerold en dit alles met een concept dat net zo betrouwbaar is als de huidige manier van zwaar transport namelijk de vrachtwagen. De vrachtwagen die binnen de grote stad last heeft van de beperkte bewegingsvrijheid en last heeft van files. Ook hebben vrachtwagens last van de hoge exploitatie kosten door de hoge brandstofprijzen en het zeer inefficiënte stadsverbruik. De RRTM sluit aan op de wensen van de klanten door flexibiliteit te bieden en lage exploitatie kosten. De lagere exploitatiekosten worden opgebouwd uit twee belangrijke pijlers, namelijk:  Geen dieselkosten meer  Geen last van files Met name de laatste peiler: Door minder dan wel geen last meer te hebben van files gaat de efficiëntie flink omhoog een ritje door de binnenstad van Rotterdam zal u immers vele malen minder tijd kosten. Op de laatste peiler is dus het spreekwoordelijk “Tijd is geld” van toepassing. De uitsparing van de dieselkosten zal hoog oplopen waardoor de investering aantrekkelijker wordt.

Concrete cijfers Natuurlijk zijn de bovengenoemde punten voordelen. Maar wat levert het nu concreet op? Een bedrijf zal immers geen grove bedragen willen investeren voor enkel een groen karakter. Men wil er aan verdienen of op zijn minst geen extra kosten voor hoeven te maken. Hiermee hebben we dus de voornaamste concurrent bepaald namelijk, De vrachtwagen. De prijs van één RRTM voertuig zal echter niet kunnen concurreren met de aanschafprijs van een vrachtwagen. Wij richten ons daarom op de lagere exploitatie kosten. Hieronder een voorbeeld. Voor de berekening nemen we aan dat het gemiddelde verbruik van een vrachtwagen die stadsverkeerd rijd 1 liter op 3 km is. Brandstof Euro 95 Super plus Diesel LPG

GLA 1.549 1.614 1.229 0.733

Verschil 0.0 0.0 0.0 0.0

BP 1.549 nvt 1.229 0.745

Esso 1.549 nvt 1.229 0.719

Shell 1.549 nvt 1.229 0.735

De kilometerkostprijs van alleen de brandstof bedraagt: € 0,41


24/77

Texaco 1.549 nvt 1.229 0.739

Total 1.549 1.619 1.229 0.729

Elektrisch verbruik Voor het berekenen van het elektrisch verbruik zijn we uitgegaan van twee scenario’s. Een maal bij een snelheid van 75 km/h en één bij een snelheid van 55 km/h. Voor de prijs van één kWh zijn we uitgegaan van een getal gevonden in een artikel over grootverbruikers. De prijs van één kWh komt neer op: 0,0883 cent. Bij een snelheid van 75 km/h is een kostenwinst van 35,4 % realiseerbaar in vergelijking met een diesel gestookt voertuig. Bij een snelheid van 55 km/h is een kostenwinst van 52,6 % realiseerbaar in vergelijking met een diesel gestookt voertuig. Dit kom overeen met een kilometerkostprijs van: Snelheid Benodigd vermogen 75 km/h 204 kW 55 km/h 120 kW

Kosten per km ± 0,25 cent ± 0,19 cent

De vermogensberekeningen en uitleg hierbij vind u in de bijlage eveneens zal de berekening van de kilometer kostprijs hier te vinden zijn.

Rail Road Transport Module Voor u als gebruiker ! Het Voertuig De RRTM of voluit Rail Road Transport Module combineert de voordelen van een vrachtwagen met die van een totaal nieuw vervoersconcept. U als bestuurder van het voertuig heeft de volledige controle over het voertuig. Zo kunt u kiezen om gebruik te maken van de trambaan of de openbare weg. U kunt het voertuig naar u wens laden/ontladen op verschillende locaties. De RRTM biedt u als bestuurder een comfortabele en solide werkplek!

Ergonomie en Gebruiksgemak De RRTM is niet enkel uitgerust met vooruitstrevende technologie met betrekking tot de aandrijving. Het voertuig biedt u een ergonomisch verantwoorde werkplek die van alle gemakken voorzien is. Zo is er bij de ontwikkeling rekening gehouden met zitcomfort en gebruiksgemak. De bediening van het voertuig spreek voor zich en is overzichtelijk geplaatst. Werkelijk alles is binnen handbereik. De cabine biedt u de ruimte met de bijbehorende actieve en passieve veiligheidsvoorzieningen. De combinatie van veiligheid, zitcomfort en gebruiksvriendelijkheid maakt de RRTM tot een verantwoorde werkplaats. Voor het laden en ontladen beschikt u over een opgebouwde kraan. Deze kraan kunt u met een afstandsunit bedienen zodat u maximaal zicht op u werk heeft. Dit maakt u als bestuurder van het voertuig onafhankelijk van derden voor het in en uitladen van uw voertuig. Dit betekend concreet voor u dat u meer lading kunt wegzetten in uw werkdag. Hierdoor zal de tijdsdruk minder zijn waardoor u uzelf volledig op het uitvoeren van uw werk kunt richten.


25/77

Flexibiliteit Flexibiliteit is al het ware het kernwoord van de RRTM, u kunt volledig zelfstandig uw voertuig bedienen. Ook heeft u de mogelijkheid het voertuig voort te bewegen over twee type wegen. Binnen de steden kunt u gebruik maken van het bestaande tramnetwerk. Dit heeft als voordeel dat u geen last zult hebben van files. Ook is het probleem van de vele spiegels op vrachtwagens hiermee opgelost. In de RRTM komt u geen ogen tekort om uw omgeving in de gaten te houden wanneer u gebruik maakt van de tramrails. Deze is immers hoofdzakelijk vrij van personen en andere voertuigen. Dit bevorderd de doorstroming waardoor de kans op vertraging voor u vele malen kleiner wordt.

Voordelen voor u !    

Comfortabele werkplek Geen last van files Onafhankelijk van derden Veilig

Rail Road Transport Module Voor u als investeerder ! Hoe ziet het voertuig eruit ? De rail road transport module is compact van opbouw en uiterst wendbaar. Hierdoor is het mogelijk om materialen af te leveren op moeilijk bereikbare locaties. De rail road transport module is voorzien van een eigen hef installatie om gebruiksgemak te vergroten. Het is met dit systeem mogelijk gebruik te maken van de tramrails. Hierdoor heeft u al vervoerder geen last van files in de binnenstad. De exploitatie kosten van de RRTM liggen vele malen lager dan het rijden met een vrachtwagen. Wij hebben met dit systeem ingespeeld op het gebrek aan flexibiliteit. Door gebruik te maken van elektromotoren en de bovenleiding van de tram is de RRTM emissie vrij. Bijkomend voordeel is dat de bestaande infrastructuur niet of nauwelijks dient te worden aangepast.

Hoe werkt het voertuig ? Het voertuig werk met modules. Deze modules zijn aangepast op de te vervoeren lading. Het voertuig werkt op elektriciteit. Deze elektriciteit wordt verkregen doormiddel van de bestaande bovenleiding. De RRTM kan hiermee via het tramnetwerk zo dicht mogelijk bij een bouwlocatie worden gereden. De RRTM is dan in staat zichzelf van de tramrails te scheiden en door te rijden op de accupakketten naar de exact gewenste locatie. Daar is het mogelijk om met de aanwezige kraan de modules uit te laden. De RRTM wordt bestuurd door één persoon.

Wat is de capaciteit ? Uit ons concurrenten onderzoek kwam naar voren dat er een gebrek is aan flexibiliteit. Hier wordt op ingespeeld door een diversiteit aan modulemogelijkheden aan te bieden. De FMB01 Eindrapportage

26/77

modules zijn beschikbaar in twee maken en kunnen onafhankelijk van elkaar worden verwijderd. De capaciteit van de RRTM is vier modules van drie meter lang. Er kan ook gebruikt worden gemaakt van een zes meter lange module. Het maximale gewicht van één module bedraagt 6.000 kg.

Wat zijn de aanschafkosten ? De aanschafkosten is een voorlopige schatting van de kosten. De bedoeling is dat dit systeem in de toekomst zal worden gaan gebouwd. De verwachting is dan ook dat bijvoorbeeld de technologie van de accu’s verder zal worden uitgediept waardoor deze hoge kostenpost lager zou worden. De aanschafkosten van één RRTM voertuig zonder modules zal gaan neerkomen op ongeveer 700.000 euro bij minimale prestaties.

Wat zijn de exploitatiekosten ? De aanschafsom van de RRTM is zoals hierboven te lezen is erg hoog. Het grote voordeel van dit systeem zit hem in de efficiency waardoor meer in minder tijd vervoert kan worden. Een meer concretere vorm van voordeel zijn de lagere exploitatie kosten. Dit zal ongeveer overeen komen met € 0,23 per kilometer dit in tegenstelling tot de 0,41 cent per kilometer aan Brandstof voor een vrachtwagen.


27/77

5

Conclusies en aanbevelingen

5.1 Technische en functionele packaging Door de ruimte in de ophanging te optimaliseren kan deze hoogte verminderd worden waardoor het voertuig minder hoog word en het zwaartepunt zal dalen en meer stabiliteit geeft. De accu’s kunnen eventueel individueel bij de motoren gemonteerd kunnen worden waardoor er minder bekabeling nodig is. Als de trailer wordt ontkoppeld zal er ook minder accu’s worden vervoerd omdat het overschot aan accu’s dan ook achter blijft. 5.2 Energieomzetting; aandrijving en remmen Na het uitwerken van de specialisatie “Energieomzetting” voor de Rail Road Transport Module zijn er een aantal aspecten welke nader onderzocht moeten worden om de toepassing van dit concept te kunnen realiseren. De stroomvoorziening van de elektromotoren door middel van de pantogram is een toepassing welke nu bij tram wordt gebruikt. Er zal gekeken moeten worden of de pantogram de maximale stroom voor de voeding van de elektromotoren plus het opladen van het accupakket kan hebben. Tijdens de specialisatie is er aangenomen dat de pantogram dit kan hebben omdat een tram relatief gezien hetzelfde vermogen vraagt als de Rail Road Transport Module. De stroomregeling van de asynchrone draaistroommotor moet geregeld worden door middel van een speciale aanloopschakeling. Voorbeelden van deze aanloopschakelingen zijn aanlooptransformatoren, frequentieregelaars en ster-driehoekschakelingen. Er zal onderzocht moeten worden welke van deze aanloopschakelingen het beste van toepassing zal zijn voor de Rail Road Transport Module De nu toegepaste accupakketten van Lithium Ion Polymeer worden al regelmatig toegepast in de voertuigtechniek. De prijzen welke op dit moment betaald moeten worden voor de accupakketten zijn dusdanig hoog dat dit nog niet rendabel is voor productie van de Rail Road Transport Module. Er zal onderzocht moeten worden of er goedkopere accu’s leverbaar zijn en of er een eventuele andere mogelijkheid is om op een goedkopere manier de stroomvoorziening van het voertuig te regelen. Het aandrijfmechanisme is voorzien van een ketting en twee spoelen. Hier is er vanuit gegaan dat deze constructie de kracht welke nodig is om een wiel rond te draaien overwonnen kan worden. Er zal onderzocht moeten worden of deze manier van aandrijven mogelijk is en op welke manier de eventuele slijtagedelen, ketting respectievelijk, vervangen zou kunnen worden. In eerste instantie zal de levensduur van de ketting getest moeten worden. Het stroomverbruik van de Rail Road Transport Module is gebaseerd op het aandrijven van het voertuig met een gemiddelde snelheid van 25 Km/u. Dit doordat het voertuig optrekt en afremt. Om de complete actieradius van de Rail Road Transport Module te kunnen onderzoeken. Zal er een gespecificeerde berekening moeten komen van het stroomverbruik


28/77

per elektromotor bij een bepaalde belasting. Op deze manier kan de actieradius van de Rail Road Transport Module beter beschreven worden. In het concept is er vanuit gegaan dat het voertuig voorzien is van een regeneratief remsysteem. Er zal door middel van het vertragen van het voertuig op de elektromotor stroom teruggewonnen kunnen worden voor het accupakket. Dit onderdeel is in deze specialisatie nog niet verwerkt. Alle energie welke teruggewonnen kan worden door middel van het regeneratieve remsysteem kan de actieradius van de Rail Road Transport Module verbeteren. Zodoende zal de nu aangegeven actieradius van vijf kilometer waarschijnlijk met minimaal 30 procent verbeterd worden. De Rail Road Transport Module bestaat uit 3 segmenten. Hierbij is het achterste los koppelbaar. Bij het loskoppelen van het achterste segment zal de verbinding tussen de accu pakketen verbroken moeten worden. Op welke manier deze verbinding tot stand komt en op welke manier deze verbinding onderbroken zal moeten worden zal verder onderzocht moeten worden. 5.3 Body, chassis en wielophanging De body bestaat uit verschillende delen. Er is getracht de body te ontwikkelen met zo min mogelijk uitstekende delen, dit om de veiligheid van het voertuig te verhogen. De body zorgt er ook voor dat het voertuig aantrekkelijk is en niet schaad met het stadsbeeld van Rotterdam. Er zal verder onderzoek gedaan moeten worden naar de aerodynamische eigenschappen van het voertuig. Het chassis is een ladder chassis bestaande uit hoog sterkte staal. Het chassis heeft als voornaamste reden het dragen van de containers. De RRTM beschikt over een nieuw soort ophanging. Met deze ophanging is het mogelijk om zowel over de weg als over het spoor te rijden. De straatbanden kunnen onafhankelijk bewegen. Dit is gerealiseerd door gebruik te maken van een mc pherson wielophanging. Voor de ophanging van de tramwielen wordt er gebruikt gemaakt van een starre as. De starre as wordt gebruikt omdat de spoorbreedte niet mag veranderen tijdens het inveren van het voertuig. Er zal meer onderzoek gedaan moeten worden naar de manier van monteren van de wielophanging op het chassis. 5.4 Ontwikkeling en productie Het concept RRTM zal de pilot in gaan met een doorgewinterd consortium en een goede fundering aan aantalen van voertuigen. Uit de pilot kunnen we leren hoe het concept reageert op de verschillende situaties in de bouw. De drukke en de stillere periodes en de verschillende weersomstandigheden. Aanbeveling is dan ook de resultaten goed vast te leggen en deze te evalueren voor de door ontwikkeling naar serie productie.


29/77

5.5 Infrastructuur en logistiek De RRTM is gebaseerd op het hedendaags tramnetwerk, daarbij zijn dus geen tot minimale aanpassingen benodigd. Dit is goed voor de kosten en het straatbeeld, aangezien aanpassingen aan het netwerk veel tijd en geld kosten. De gekozen bouwplaatsen stellen de RRTM op proef aangezien het twee verschillende trajecten moet afleggen. Beide trajecten zullen laten zien dat de RRTM is staat is om zich naar de bouwplaatsen te verplaatsen. In het logistiek plan is de zwakste schakel een gevoelige criteria wat funest kan zijn voor een geheel vervoerssysteem. Het spreekwoord ‘een ketting is zo zwak als zijn zwakste schakel’ geldt ook voor dit project. Aanlevering – verwerking – uitlevering van goederen naar de bouwplaats moet op elkaar afgestemd worden om de keten zo sterk mogelijk te maken. Door het gebruik van een sterke leverancier, een groot en vakkundig depot en efficiënt vervoerssysteem, kan het hedendaagse infrastructuur ontlast worden van verkeershinder gevoelige factoren.

5.6 Marketing en promotie Duurzaam vervoeren blijkt een dure keuze te worden voor investeerders. De voordelen die met de huidige techniek haalbaar zijn wegen nog niet op tegen de kosten. Met de eerste pilot van de RRTM hebben wij bewezen geacht dat het echter wel mogelijk is om op een duurzame en efficiënte mannier te vervoeren. De RRTM heeft een groot aantal voordelen ten opzichte van het goederen vervoeren met vrachtwagens. Door hoge mate van onafhankelijkheid en flexibiliteit biedt de RRTM toekomstperspectief. Met de door ontwikkeling van accutechnieken zal het daarom in de toekomst ook goedkoper worden voertuigen als de RRTM te gaan produceren. Door middel van het inspelen op gebrek aan flexibiliteit is terrein te winnen bij ondernemers. De lagere exploitatiekosten is hierbij een voordeel. Een ander voordeel van een voertuig als de RRTM is een hogere efficiëntie door het minder dan wel geen last meer hebben van files. File rijden met vrachtwagen is immers zeer inefficiënt en ook gezien te tijd erg kostbaar. Een investeerder moet dus niet alleen de lagere exploitatiekosten als voordeel zien. Ook de hogere efficiëntie door meer doorstroming is een voordeel van RRTM. De RRTM biedt de gebruiker een comfortabele werkplek. Het complete voertuig is te bedienen door één persoon. Het laden en ontladen van het voertuig gebeurt doormiddel van de opgebouwde kraan. Deze kraan heeft een hoge capaciteit waardoor ook zware lading makkelijk in en uit geladen kan worden. Doormiddel van het gebruik van bovenleiding is opladen niet nodig zo bespaard met kostbare tijd en verhoogt men de efficiëntie. De RRTM is in staat volledig elektrisch te rijden op de accupakketten. De RRTM dient te worden gepositioneerd als vervanging voor de vrachtwagen binnen stedelijk verkeer. Het is immers niet mogelijk grote afstanden te rijden buiten te bebouwde kom. Dit komt omdat de accupakketten dan te zwaar worden wat ten kosten gaat van het laadvermogen. De RRTM kan dus gecombineerd worden met vrachtwagens tot er betere accutechnieken voor handen zijn.


30/77

De promotie van een dergelijk voertuig moet vooral worden gericht op bedrijven die willen innoveren, die geloven in duurzaam vervoeren en die bereid zijn te investeren in een groen imago. Om draagvlak te creëren is denkbaar om met een prototype van de RRTM op bedrijfswagen en autobeurzen te gaan staan. Een promotieteam bestaande uit technici en marketeers zullen dan de voor en nadelen kunnen uitleggen aan geïnteresseerden. In de bijlage vind u een tweetal folders gericht op de investeerder en de gebruiker. Er is in dit document rekening gehouden met het creëren van draagvlak zowel bij mogelijke investeerders als de toekomstige gebruikers. Zo bereiken we een groot publiek waardoor er sneller naamsbekendheid zal worden gecreëerd. De RRTM is een voertuig met een focus naar de toekomst. De toekomst waarin duurzaam vervoeren een steeds belangrijkere positie zal gaan innemen. Kostenoverzicht Onderdelengroep Body,chassis,wielophanging Kraan/bediening Motoren/accupakket Totale kosten


Minimaal € 20.580 € 50.000 ± € 664.125 € 734.705

Maximaal € 20.580 € 50.000 ± € 1.030.690,50 € 1.101.270,50

31/77

6

Bronnen

Boeken [1] Methodisch ontwerpen, F.J. Siers [2]

Leidraad inpassing tram in stedelijk gebied, M. Ludeking

[3]

Werken met logistiek, Visser en Van Goor

[4]

Handboek Wegontwerp, basiscriteria; ir. M. Ludeking

[5]

Verkeersveiligheidpalet voor vracht- en bestelverkeer, Peter Rus

[6]

Voertuigtechniek MBO Niveau 4, Delta Press

Readers [1] Reader Voertuigontwerpen, R.M.M. Hogt [2]

Reader Voertuigontwerpen, Mindmaps, R.M.M. Hogt

[3]

Reader Aandrijving A004, R.M.M. Hogt

[4]

Reader Ophanging, R.M.M. Hogt

[5]

Reader Professioneel schrijven, R.M.M. Hogt

Internetsites [1] www.mercedes-benz.nl [2]

www.top010.nl

[3]

www.indumex.nl

[4]

www.netshop.nl

[5]

www.dutchi.com

[6]

www.rotterdam.nl/bestemmingsplannen

[7]

www.timloto.org

[8]

www.amt.nl

[9]

www.koning-avenhorn.nl


32/77

[10]

www.conceptcars.com

[11]

www.ret.nl

[12]

www.unizo.be

[13]

www.bam.nl

[14]

www.nessegaarde.nl

[15]

www.rabovastgoedgroep.nl

[16]

www.moesbouw.nl

[17]

www.skyscrapercity.com

[18]

www.spaansepolder2015.nl

Overige [1] PDF-file, Goodyear, Invloeden op het brandstofverbruik [2]

Matlab bestanden, ADR01, Wouter van der Ende

[3]

Casus OPH 01


33/77

7

Bijlage

7.1 Bijlage Technische en functionele packaging Het hoofdstuk packaging gaat over de keuzen voor onderdelen en de indeling van het voertuig. Voor het voertuig is in de packaging een aantal onderdelen verwerkt containers, chassis, accu’s, motoren, ophanging, wielen, cabine, kraan, trailer chassis en kraan chassis. Bij het ontwerp van de packaging hebben we ons aan een aantal richtlijnen gehouden, het voertuig moet op de tramlijnen kunnen rijden, het moet stabiel zijn en het moet manoeuvreerbaar zijn op de autowegen. Om deze reden hebben we gekozen voor een uiterste lengte van het voertuig die gelijk of minder is dan de lengte van een vrachtwagen met trailer (16.5m), deze ruimte hebben we gebruikt om een indeling te maken. Het voertuig zal in zijn totale lengte 16 m met 2 container ladingen van 6m lang of 4 van 3 m lang, een koppelstuk van 2.5m, en een cabine van 1.5m. Door de kraan op het koppelstuk te plaatsen van de trailer en het leidend voertuig wordt niet alleen plaats bespaard maar zit de kraan ook in het midden van het voertuig waardoor til afstanden kleiner worden en de kraan ook minder zwaar hoeft te zijn. We hebben geprobeerd zoveel mogelijk onderdelen onder het chassis te verwerken zodat al de ruimte op het voertuig voor de ladingen over blijft, dit is om de lengte van het voertuig minimaal te houden maar ook om het zwaartepunt lager te krijgen. Om deze reden zit het accupakken de ophanging en de elektromotoren onder het chassis verwerkt. Het voertuig is hierdoor 4m hoog geworden wat nog onder de maximale hoogste van 5.10 komt Voor de cabine is een ruimte van 1.5 m gekozen omdat dit de gemiddelde cabine grote is in voertuigen zoals dit concept, door er zoveel mogelijk glas in te plaatsen blijft overzicht maximaal en geeft het een vrije indruk. Boven op de cabine is nog wat ruimte ingeschat voor een antenne of stroom contact voor de bovenleidingen Door de elektromotoren in de loze ruimte van de ophanging te monteren gebruiken we deze ruimte optimaal maar zal eventueel gewichtstoenamen door grote aandrijfassen ook voorkomen worden. De kraan is voor een aantal redenen in het midden van het voertuig gemonteerd namelijk zodat de kraan van beide containers een minimale afstand heeft waardoor het hefboomeffect minimaal is en er een kleinere kraan kan worden gemonteerd, maar ook voor gewichtsverdeling. Als de kraan een container tilt zal al deze kracht aan het chassis worden afgegeven en aan de aarde, om deze krachtlijn zo direct mogelijk te laten lopen staat de kraan direct boven een wiel stel gemonteerd, ook is de kraan uitgevoerd met inklapbare poten om stabiliteit te verhogen en om extra ondersteuning te bieden. De accu is onder het leidend voertuig gemonteerd maar omdat het mogelijk is om de trailer en het leidende voertuig te ontkoppelen zal het voertuig een minder grote accu nodig hebben als deze zonder trailer rijd. Een aanbeveling is om te kijken of het makkelijker is om bij ieder onderstal een set accu’s te plaatsen voor een verbeterde gewichtsverdeling en minder kabels ipv een groot accupakket. Zie bijlagen voor afmetingen in werktekeningen en illustraties van de packaging.


34/77

Aanbeveling: Om stabiliteit te maximaliseren is een aanbeveling om een plattere ophanging te ontwerpen waardoor het zwaartepunt verlaagt en stabiliteit verhoogt. Er is nog veel ruimte over onder het voertuig waar accu’s ophanging en motoren beter verdeeld zou kunnen worden.


35/77


36/77

Voor het transport producten willen we zo divers mogelijk zijn, om deze redenen hebben we gekeken naar de mogelijkheden binnen de container vormen. Door het toepassen van verschillende types containers kunnen we met 1 voertuig veel verschillende ladingen vervoeren. We hebben in ons onderzoek gekeken naar bestaande containers en hebben hier een basis selectie van gemaakt die wij willen gebruiken voor ons transport. 6m lange dubbel deur container 6m lange toilet container (dames en heren) 6m lange office container 3m lange milieuvriendelijke container 3m lange office container Door het gebruik van niet alleen transport containers maar ook het toepassen van office, toilet en evenementen containers kunnen we niet alleen transport van materiaal aanbieden maar ook transport van gebouwen die op de bouwplaats benodigd zijn, hier door zal efficiëntie van het concept worden verhoogd. Men kan nu ‘s nachts voor de desbetreffende bouwlocatie al een complete werk, kantoor en vrijetijdsruimte opbouwen. Hierna kan materiaal geleverd worden wat geurend de dag aangevuld en afgehaald kan worden met de standaard containers worden vervoerd. Bij bijzondere ladingen zoals constructies kan er verkozen worden voor een half open top container of een platform container. Bij deze platform en half-opentop containers kan met dan de bijzondere lading die niet in een gewone container pas toch vervoeren onder het mom van bijzonder transport. Bij bijzonder transport zullen wel richtlijnen moeten worden gevolgd zoals bij ieder bijzonder transport voor uitstekende delen en veiligheid. Een belangrijk onderdeel van de goederen die wij transporteren zijn natuurlijk de werknemers, voor personen transport is er helaas nog geen container ontwikkeld dit zullen we dan ook zelf moeten doen. Doordat er een container wordt ontwikkeld waar personen in kunnen worden vervoerd kunnen we eigenlijk alles met een voertuig doen waardoor de diversiteit zeer hoog is. Voor het personen transport zullen wij standaard 6m containers nemen die we dan gaan inrichten met banken of stoelen om de ruimte optimaal te benutten. Voor een gemiddeld persoon is er ongeveer 1m bij 0.5m oppervlakte nodig om te zitten, met een optimale indeling van de containers is er in de container ruimte voor 2x 2 stoelen naast elkaar en 6 rijen lang dus 24 personen per container en 48 personen per voertuig. De container zal wel moeten worden verfraaid met ramen en intern zal hij worden ingericht om het een zo vriendelijk en natuurlijk mogelijke uitstraling te geven.


37/77

Afmetingen en Gewicht dubbeldeurs 6m container Extern/intern/gewicht Lengte: 6058 mm Breedte:2438 mm Hoogte: 2591 mm

Lengte: 5695 mm Breedte:2330 mm Hoogte: 2270 mm

Tarra: 2245 Kg Max belading:28235 Kg Max totaal: 30480 Kg

Afmetingen milieu container 3 m Extern/inten/gewicht Lengte: 2991 mm Breedte:2438 mm Hoogte: 2591 mm Intern



38/77

Tarra: 915 Kg Max belading:5085 Kg Max totaal: 6000 Kg

Afmetingen en gewicht dames en heren toilet 6m Extern/intern/gewicht Lengte: 6058 mm Breedte:2438 mm Hoogte: 2800 mm Intern en gewicht = N/A

Afmetingen gewicht office container 3m (ook in 6m) Extern Lengte: 2991 mm Breedte:2438 mm Hoogte: 2790 mm


Tarra: N/A Max belading:N/A Max totaal: N/A


39/77

Afmetingen en gewicht evenementen container 6m Extern\intern\gewicht Lengte: 6058 mm Breedte:2438 mm Hoogte: 2890 mm


Tarra: 2420 Kg Max belading: N/A Max totaal: N/A

De keuzen voor de kraan is gemaakt onder enkele voorwaarden. De belangrijkste voorwaarde is dat hij een volle container van 6m van het laadplatform kan tillen, een volle container weegt maximaal 6000KG. Een tweede belangrijk punt is dat de kraan lang genoeg is om een 6m container die achter op het platformstaat op te hijsen, dit betekend dat de kraan op een afstand van 10 meter nog een lift vermogen van 6000kg moet kunnen liften. Een derde belangrijk aspect is dat de kraan opvouwbaar is en in het voertuig past zonder dat er speciaal vervoer voor nodig is het zal dus in de dementie van het voertuig moeten passen met een platform van 2.55m bij 1.5m met een hoogte van 2.6m Een minder belangrijk punt maar wel iets waar op gelet moet worden is de wendbaarheid, de eisen stellen dat het voertuig het pakket alleen moet kunnen afzetten, maar wendbaarheid is altijd gewenst natuurlijk. Na een onderzoek gedaan te hebben zijn we uitgekomen o peen kraan die al deze aspecten waar maakt namelijk de F800BXP-25 De F800XP kraan komt in verschillende varianten iedere variant heeft een andere mogelijke lengte, omdat wij compact willen blijven en ook op onze ladingen vaak op vaste plekken kunnen aflossen hebben we geen overtollige lengte nodig. Met de F800XP-25 kunnen we op 10m afstand een gewicht van 6200KG liften met een maximale reikwijdte van 4500KG op 14m. Door zware ladingen te verdelen in de containers van 6 meter lengte en de minder zware ladingen in de 12meter containers te vervoeren zal deze kraan uitermate geschikt zijn voor ons doel.


40/77

Voordelen van dit systeem zijn dat ze zeer compact opvouwen terwijl zo grote krachten kunnen dragen, het werkt hydraulisch en verkrijgt zijn kracht van elektromotoren. Het systeem kan vanuit de cabine bestuurd worden of met een afstandsbediening van buiten. Bij lossen zullen 2 stempels aan iedere zijde van het voertuig uitvouwen waardoor stabiliteit verhoogt. Bij speciaal transport kan er worden gekozen voor een kraan met een langere reikwijdte voor speciale locaties.

http://www.fassigroup.com/Valxer/1014518/F800BXP_GB.pdf


41/77

7.2

Bijlage Energieomzetting; aandrijving en remmen

Voertuigeigenschappen De Rail Road Transport Module is een voertuig wat zich zal voortbewegen over de weg en over de tramrails. De aandrijving van de wielen zal gebeuren door middel van elektromotoren. Er wordt zoveel mogelijk gebruik gemaakt van het tramnetwerk, dit doordat er dan stroom gevraagd kan worden van de bovenleiding en zodoende geen gebruik gemaakt hoeft te worden van de accupakketten. De accupakketten welke in het voertuig verwerkt zitten zullen gebruikt worden om het voertuig aan te drijven wanneer deze de tramrails verlaat. Op deze manier wordt er gerealiseerd dat het voertuig op een CO2 neutrale manier voortbeweegt en geen belastende uitstoot voor het milieu heeft. Naast het voortbewegen over de weg en de tramrails heeft de Rail Road Transport Module nog een aantal eigenschappen welke meehelpen aan het CO2 neutrale karakter van het voertuig. Als eerste zal er bij het remmen energie worden teruggewonnen welke opgeslagen zal worden in het accupakket. Op deze manier wordt de bruikbaarheid van het accupakket vergroot en kan er langer met de energie van het accupakket gewerkt worden. Tevens zal er minder energie van de bovenleiding gevraagd worden, het resultaat hiervan is dat de kosten voor het energieverbruik lager zullen uitvallen en de kostprijs per kilometer van het voertuig lager zal worden. Een andere eigenschap welke invloed heeft op het energieverbruik van het voertuig is de opbouw van de Rail Road Transport Module, deze is uitvoerig beschreven is het specialisme “Technische en Functionele Packaging”. Om een het verhaal te verduidelijken zal er kort worden beschreven hoe de functionele packaging van de Rail Road Transport Module eruit komt te zien. Het voertuig zal bestaan uit drie verschillende onderdelen, hier onderstaand afzonderlijk beschreven worden. 1ste gedeelte: Dit gedeelte is de voorzijde van het voertuig, hierin bevindt zich de cabine van het voertuig. Vanuit dit gedeelte is het voertuig te besturen. Bovenop de cabine bevindt zich de verbinding tussen voertuig en bovenleiding. Deze verbinding wordt gerealiseerd door middel van een pantogram. Aan de onderzijde van het 1ste gedeelte van het voertuig zit het een gedeelte van de wielophanging gemonteerd, namelijk een combinatie van twee tramwielen en twee wielen welke het voertuig over de weg kunnen bewegen. 2de gedeelte: Aan de cabine (1ste gedeelte) zit door middel van een flexibele verbinding het 2de gedeelte gemonteerd, deze verbinding zorgt ervoor dat het voertuig wendbaar blijft in het drukke stadsverkeer. Het 2de gedeelte is een laadvloer met hierachter een kraan gemonteerd. Op deze laadvloer kunnen diverse containers geplaatst worden. De kraan wordt gebruikt voor het laden en lossen van de diverse containers. Onder het 2 de gedeelte van het voertuig wordt het zelfde gedeelte van de wielophanging als het 1ste gedeelte gemonteerd. De aanvoering van spanning zal door middel van kabels van het 1ste gedeelte komen. 3de gedeelte: Dit gedeelte is los aan te koppelen, op deze manier kan aan de hand van de toepassing worden gekozen voor 1 of 2 laadmogelijkheden. Het derde gedeelte is een kopie van het 2de gedeelte alleen ontbreekt de kraan. Hier wordt dus ook gebruikt gemaakt van 2 tramwielen en 2 wielen voor het vervoer over de weg. Tevens zal de spanning door middel van kabels van het 2de gedeelte worden afgetakt.


42/77

Door de mogelijkheid om het 3de gedeelte af te koppelen worden de functionele toepassingen vergroot, er kan afhankelijk van de situatie worden gekozen voor het vervoer van één of twee laadplateau(s). Aandrijflijn Concepttekening Voor het aandrijven van de Rail Road Transport Module is er gekozen voor elektromotoren. Deze zullen gevoed worden door middel van de bovenleiding van het tramnetwerk of door middel van een accupakket. Om het verhaal over de aandrijflijn te verduidelijken is in onderstaande afbeelding een schematische weergave van de aandrijflijn getekend.

Voertuigweerstanden Om te bepalen welke kracht nodig is om de Rail Road Transport Module voort te bewegen zal er bepaald moeten worden welke krachten er overwonnen moeten worden. Als deze krachten berekend zijn, kan er bepaald worden welke grootte van elektromotoren toegepast moeten worden. Wanneer we kijken naar de diverse weerstanden welke overwonnen moeten worden zijn de volgende bepaald en berekend:  Luchtweerstand  Rolweerstand  Hellingsweerstand Elk van de bovenstaande weerstanden zullen beschreven worden. Tevens zullen deze weerstanden berekend worden. Voor de weerstanden zijn een aantal gegevens van de Rail Road Transport Module nodig, deze gegevens zul hieronder als eerste te vinden zijn. De toepassing van de gegevens wordt in elk van de weerstand beschreven. Voor de energieomzetting van de Rail Road Transport Module is gekozen voor twee waardes. De eerste waarden worden de minimum waarden genoemd, deze waarden zijn genomen voor de minimale prestaties van het voertuig. Deze prestaties zorgen ervoor dat de FMB01 Eindrapportage

43/77

Rail Road Transport Module wel kan meekomen in het dagelijks verkeer, maar alleen toegepast kan worden in Rotterdam met een beperkte actieradius. Voor de pilot welke over vijf jaar zal gaan starten is Rotterdam gekozen als vestiging. Naast de minimum prestaties zijn er ook de maximum waarden van het voertuig. De waarden zijn gebaseerd op de minimum waarde maar er zijn ruime toleranties aangehouden. Wanneer de Rail Road Transport Module voorzien zal worden van deze prestaties betekent dit dat er een hogere topsnelheid, langere actieradius behaalt kunnen worden. Tevens zullen heuvels met een hellingspercentage van 3,49% overwonnen kunnen worden. Ter vergelijking kan met de Rail Road Transport Module met minimum prestaties een heuvel beklommen worden van maximaal 2,64%. Voertuigspecificaties minimum Maximaal haalbare snelheid: 55 Km/u Rolweerstand van de band: 0,015 Maximale massa van het voertuig: 18000 Kg = 18 Ton Gravitatieversnelling: 9,81 M/S2 Luchtweerstandcoëfficient: 0,45 Frontaal oppervlak van het voertuig: 8 M2 Soortelijke massa van de lucht: 1,27 Kg/M3 Maximale hellingspercentage: 2,64% Voertuigspecificaties maximum Maximaal haalbare snelheid: 75 Km/u Rolweerstand van de band: 0,015 Maximale massa van het voertuig: 18000 Kg Gravitatieversnelling: 9,81 M/S2 Luchtweerstandcoëfficiënt: 0,45 Frontaal Oppervlak van het voertuig: 8 M2 Soortelijke massa van de lucht: 1,27 Kg/M3 Maximale hellingspercentage: 3,49% Luchtweerstand Luchtweerstand ontstaat door wrijving- en doorstoomweerstand tussen de lucht en het voertuig. Tevens ontstaat er weerstand door de vervorming van de lucht bij raken van het voertuig. Luchtweerstand kan dus worden gezien als de weerstand tussen de lucht en het voertuig. De wetenschap waaruit de luchtweerstand is afgeleid heet de stromingsleer. Deze stromingsleer houdt zich in de basis bezig met de beweging van een onvervormbaar object (de Rail Road Transport Module) ten opzichte van een vervormbaar object (de lucht). Het grootste gedeelte van de luchtweerstand bij voertuigen, dus ook de Rail Road Transport Module, wordt veroorzaakt door de vervorming van de lucht door het raken van het voertuig. De luchtweerstandkracht wordt uitgedrukt in de onderstaande formule:


44/77

Cw= De luchtweerstandcoëfficiënt. Dit is een uitdrukking van de weerstand van de lucht. In het snelheidsgebied waar de Rail Road Transport Module zich bevindt is deze constant. Voor vrachtwagens en bussen is deze waarde respectievelijk tussen de 0,6 en 0,8. Waar de Rail Road Transport Module futuristisch is vormgeven zal er een waarschijnlijke waarde worden bereikt van 0,45. A= Het frontale oppervlak van het voertuig. De grootte van het voertuig heeft invloed op de benodigde kracht om lucht te verplaatsen, hoe groter het frontale oppervlak van het voertuig des te meer kracht is er nodig om het voertuig voort te bewegen. Voor de Rail Road Transport Module is een frontaal oppervlak gekozen van + 8 m2. Dit getal is voortgekomen na het bekijken van een tweetal voertuigen waaruit voor de Rail Road Transport Module een combinatie is gemaakt, namelijk een tram en een vrachtwagen. Voor de tram is gekozen voor één van de modernste trams van dit moment, de Alstom Citadis. Deze heeft een frontaal oppervlak van 2,4 x 3,02 = 7,248m2. Voor de vrachtwagen is gekozen voor de truck of the year 2011: de Mercedes Benz Atego, dit is een middelgrote vrachtwagen met een frontaal oppervlak van: 2,55 * 3,60 = 9,18m2. Wij hebben hiervan ongeveer de gemiddelde waarde genomen. ρ= De soortelijke massa van de lucht. De soortelijke massa van gassen wordt aangegeven door middel van de Wet van Boyle en Gay-Lussac oftewel de ideale gaswet. Hierin wordt beschreven hoe een bepaalde gas reageert bij een bepaalde druk en temperatuur. Aangezien lucht ook een gas is wordt deze ook beschreven door middel van de ideale gaswet. Voor de soortelijke massa van lucht wordt uitgegaan van 1,29 Kg/M 3. V= Voertuigsnelheid. Om te bepalen welke kracht er nodig is in beide (minimum en maximum) gevallen, zal er eerst bepaald moeten worden welke maximum snelheid er met de Rail Road Transport Module bereikt zal worden. Hierin zal afzonderlijk voor de tram en weg gekeken moeten worden. De trams welke op dit moment rondrijden in de Rotterdamse binnenstad hebben een maximale snelheid van 70 Km/u. Op de wegen waar ons voertuig zich zal gaan voortbewegen over de weg geldt een maximale snelheid van 50 Km/u. De maximale snelheid van trams van 70 Km/u is niet haalbaar is de binnenstad, dit zou teveel gevaar opleveren voor passagiers en omstanders. De waarde is voor ons dus niet van belang, de maximale snelheid van 50 Km/u zal vastgesteld moeten worden als de maximale snelheid van de Rail Road Transport Module. De maximum snelheid van het voertuig zal bij de minimale prestaties gebaseerd worden op 55 Km/u, dit doordat de theoretisch vastgestelde maximum snelheid in de praktijk niet gehaald zal kunnen worden. Voor de Rail Road Transport Module met de maximale prestaties is er gekozen voor een maximale snelheid van 75 Km/u. Deze waarde is gekoppeld aan de maximale snelheid welke de trams tegenwoordig kunnen bereiken. Luchtweerstand Resultaten Resultaat Minimum prestaties Wanneer de formule (pagina 5) voor de luchtweerstand wordt ingevuld voor de Rail Road Transport Module met minimale prestaties zullen onderstaande tabel (links) en grafiek (rechts) ontstaan. In de tabel staat aangeven welke kracht er geleverd moet worden om de luchtweerstand bij diverse snelheden te overwinnen. De maximum snelheid van de Rail Road Transport Module met minimale prestaties is 55 Km/u.


45/77

Luchtweerstand als functie van de voertuigsnelheid

Snelheid Luchtweerstand in Km/u in N 0 0 5 5,34 10 17,29 15 41,83 20 69,15 30 155,65 35 218,60 40 276,60 45 358,80 50 451,60 55 533,60

500 450

Luchtweerstand [N]

400 350 300 250 200 150 100 50 0

0

5

10

15

20

25 30 v [Km/u]

35

40

45

50

55

Luchtweerstand [N]

Resultaat Maximum prestaties Voor de Rail Road Transport Module met een maximale snelheid van 75 Km/u worden de volgende waarden voor luchtweerstand bereikt. De waarden zijn in de tabel (links) en in de Luchtweerstand als functie van de voertuigsnelheid grafiek (rechts) weergegeven. Snelheid Luchtweerstand 900 in Km/u in N 800 0 0 700 5 4,41 10 17,64 600 15 39,69 500 20 70,55 400 30 158,7 300 40 282,1 50 441 200 60 635 100 70 876,7 0 75 992,2 0 10 20 30 40 50 60 70 v [Km/u]

Rolweerstand Naast de luchtweerstand is de voornaamste weerstand welke overwonnen moet worden de rolweerstand. Rolweerstand ontstaat door de energieverliezen welke optreden bij het afrollen van de band over een ondergrond. De formule welke gebruikt wordt bij het bepalen van de rolweerstand is: frol = De rolweerstandcoëfficiënt. Deze rolweerstandcoëfficiënt wordt bepaald aan de hand van de volgende eigenschappen van een band: - De Bandenspanning, hoe hoger de bandenspanning des te minder indrukking van de band er ontstaat. Hierdoor wordt de lengte van het loopvlak langer en zal de rolweerstandcoëfficiënt dalen. - De hysterese in het rubber, hoe harder het rubber van de band des te minder warmteverliezen er optreden met als gevolg een lager rolweerstandcoëfficiënt.


46/77

-

De banddiameter en bandbreedte, door de diameter en/of de bandbreedte te vergroten zal de vervorming van het oppervlak afnemen met een positieve invloed op de rolweerstandcoëfficiënt. - Profielvorm, een profiel met langsgroeven heeft als resultaat een hogere stijfheid van het profiel en zodoende een lagere rolweerstandcoëfficiënt. M = Massa van het voertuig. De massa van het voertuig heeft invloed op de kracht welke nodig is om de band rond te draaien. Hoe zwaarder het voertuig des te moeilijker zal de band rondgedraaid kunnen worden. Voor de Rail Road Transport Module is er een maximaal gewicht van 18 ton vastgelegd. Dit is inclusief eventuele lading Voor de vergelijking zijn er een tweetal voertuigen bijgehaald. De Citadis-tram heeft een lengte van 31,8 meter en een gewicht van 36,7 ton. De Mercedes-Benz Atego heeft een maximaal gewicht van 16 ton, deze versie heeft een lengte van 9,2 meter. De MercedesBenz Atego is qua afmetingen een voertuig waarmee de Rail Road Transport Module te vergelijken valt. Aangezien de Rail Road Transport Module is voorzien van een dubbele wielophanging is er bovenop het standaardgewicht van de Mercedes-Benz Atego een twee ton bij opgeteld. G = gravitatieversnelling, deze versnelling duidt aan met welke snelheid voorwerpen in hun vrije val naar beneden vallen. Deze versnelling wordt veroorzaakt door de sterkte van de zwaartekracht. Aangezien in de rolweerstand geen rekening wordt gehouden met de snelheid van het voertuig, deze heeft dusdanig weinig invloed op de weerstand dat hij verwaarloost mag worden, zal er voor de Rail Road Transport Module alleen rekening gehouden moeten worden met de diverse ondergronden waarop het voertuig rijdt. De rolweerstand van het tramwiel is vele malen lager dan de weerstand van het vrachtwagenwiel. Voor een tramwiel wordt de rolweerstandcoëfficiënt vastgesteld op 0,005. Voor een vrachtwagenwiel is het zeer afhankelijk van de ondergrond, dit is duidelijk te zien in onderstaande tabel. Soort Wegdek Rolweerstandcoëfficiënt Droge Asfaltweg 0,007 Natte Asfaltweg 0,015 Goede Betonweg 0,008 Ruwe Betonweg 0,011 Klinkerweg 0,017 Slechte Weg 0,032 Wanneer er uit de bovenstaande tabel een gemiddelde waarde wordt genomen resulteert dit in een rolweerstandcoëfficiënt van 0,015. Voor het berekenen van de maximale weerstand zal er rekening gehouden moeten worden met de rolweerstandcoëfficiënt van een vrachtwagenwiel. De rolweerstand zal uiteindelijk uitkomen op een kracht van 2648,7 Newton. Deze waarde geldt voor zowel de Rail Road Transport Module met minimum als maximum prestaties. Hellingsweerstand De laatste van de drie afzonderlijke weerstanden is de hellingsweerstand. Aangezien niet alle wegen en bouwplaatsen vlak zijn zal de Rail Road Transport Module ook moeten voortbewegen over een helling.


47/77

De kracht welke nodig is voor het overwinnen van de hellingsweerstand wordt beschreven in de volgende formule:

Hellingsweerstandskracht [kN]

M = Massa van het voertuig, deze is vastgesteld op 18000 Kg, verdere uitleg wordt beschreven bij de rolweerstand G = Gravitatieversnelling, deze is vastgesteld op 9,81 m/s 2, verdere uitleg wordt beschreven bij de rolweerstand Sinß = Sinus ß, dit is de sinus van de hoek Beta, deze hoek is de hoek waarop het voertuig naar boven rijdt. De hellingsweerstand is net als de rolweerstand niet afhankelijk van de voertuigsnelheid. Bij de hellingsweerstand is de hoek Beta wel afhankelijk. Daarom is de hellingsweerstand bij diverse hoeken Beta berekend. De resultaten hiervan zijn in onderstaande tabel en grafiek te zien. Hellingsweerstand als functie van de hellingshoek Hoek ß Hellingspercentage Hellingsweerstan 30 in ° in % d in N 0 0 0 25 1 1,75 3082 20 2 3,49 6168 3 5,24 9241 15 4 6,99 12323 5 8,75 15405 10 6 10,51 18487 7 12,28 21569 5 8 14,05 24651 0 9 15,84 27733 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Hellingshoek [graden] 10 17,63 30815 Om een maximaal hellingspercentage vast te stellen welke overwonnen moet kunnen worden door de elektromotoren is gekeken naar eventuele obstakels welke in of rond Rotterdam voorkomen. De van Brienenoordbrug in Rotterdam is een goed voorbeeld om te bepalen welk hellingspercentage als maximum gesteld kan worden. De noordzijde van de brug stijgt over een lengte van 1020 meter 22 meter, dit komt neer op een hellingspercentage van 2,16 procent. Wanneer er gekeken wordt naar de zuidzijde van deze brug wordt er een hellingspercentage van 2,64 procent bereikt. Voor de Rail Road Transport Module met minimale prestaties zal gekozen worden voor een maximaal hellingspercentage van 2,64 procent. Dit doordat het voertuigconcept in eerste instantie als pilot in Rotterdam gaat rijden. Binnen de stadsgrenzen van Rotterdam en dus het verzorgingsgebied van de Rail Road Transport Module. De kracht welke geleverd moet worden zal uitkomen op 4660,09 Newton. Om de Rail Road Transport Module buiten Rotterdam te laten functioneren er is gekeken welk hellingspercentage in acht genomen moet worden. Bovenop de eerder genoemd 2,64 procent zal nog een veiligheidsmarge ingebouwd worden, daarom zal de maximale hellingspercentage vastgesteld worden op 3,49 %. De totale kracht welke overwonnen moet worden, om de Rail Road Transport Module buiten Rotterdam te laten functioneren, is 6162,55 Newton. FMB01 Eindrapportage

48/77

9

10

Samengestelde Weerstanden Na het berekenen van de lucht-, rol- en hellingsweerstand kan de totale weerstand welke overwonnen moet worden berekend worden. Dit gebeurt door de bovengenoemde weerstanden bij elkaar op te tellen. Omdat vanuit de weerstanden de kracht welke de elektromotor moet leveren berekend zal worden, wordt in alle situaties van de zwaarste kracht uitgaan. Dit houdt in dat bij de rolweerstand van een vrachtwagenwiel wordt uitgegaan en bij de hellingsweerstand wordt uitgegaan van de maximale hellingspercentage welke voor de desbetreffende prestatie is vastgesteld. Samengestelde weerstanden minimum prestaties Voor het aandrijven van de Rail Road Transport Module moeten de volgende krachten worden geleverd om de diverse weerstanden te overwinnen. Voor de volgende weerstanden moet betreffende krachten worden geleverd: - Luchtweerstand bij 55 Km/u = 533,60 N - Rolweerstand met een vrachtwagenwiel = 2648,70 N - Hellingsweerstand bij een hellingspercentage van 2,64% = 4660,09 N De totale kracht welke geleverd moet worden is 7842,39 Newton. Wanneer we bovenstaande drie weerstanden afzetten ten opzichte van de voertuigsnelheid zal de onderstaande grafiek verschijnen. Duidelijk hierin te zien is dat de luchtweerstand respectievelijk laag is ten opzichte van de hellingsweerstand en de rolweerstand. Tevens is de luchtweerstand de enigste weerstand welke afhankelijk is van de snelheid. Voertuigweerstanden als functie van de voertuigsnelheid 8000 7000

F F F F

zie legenda

6000

rol [N] lucht [N] tot,s [N] helling [N]

5000 4000 3000 2000 1000 0

0

5

10

15

20

25 30 v [Km/u]

35

40

45

50

55

Vanuit deze totale weerstand kan het motorvermogen welke nodig is om deze weerstand te overwinnen berekend worden, dit gebeurt met behulp van de volgende formule: Als deze formule ingevuld wordt ontstaat de volgende berekening:

Vanuit deze vermogens zijn de acceleratie en acceleratietijd te berekenen, op deze manier wordt er enig inzicht gegeven in de prestaties van het voertuig. Op de volgende pagina zijn een tweetal grafieken te zien, deze grafieken geven de acceleratie van het voertuig weer in m/s2 en de acceleratietijd. De linker grafiek zal hierbij de acceleratie weergeven en de rechter grafiek zal de acceleratietijd weergeven.


49/77

Voertuigacceleratie als functie van de voertuigsnelheid

Theoretische Acceleratietijd als functie van de voertuigsnelheid 100

9

90

8

80

7

70 Acceleratietijd [s]

10

a [M/s2]

6 5 4

60 50 40

3

30

2

20

1

10

0

0

5

10

15

20

25 30 v [Km/u]

35

40

45

50

0

55

0

5

10

15

20

25 30 v [Km/u]

35

40

45

50

55

Om de grafieken te verduidelijken, zijn er vanuit de grafieken enkele tabellen gemaakt om de prestaties van het voertuig te verduidelijken. Voertuigsnelheid Voertuigacceleratie Acceleratietijd Km/u M/s2 S 0 -0 10 1,47 1,00 20 0,64 4,15 30 0,34 10,39 40 0,17 23,34 50 0,05 56,30 55 0 -Samengestelde weerstanden maximum prestaties Voor het aandrijven van de Rail Road Transport Module met maximum prestaties worden dezelfde weerstanden overwonnen als voor het aandrijven met minimum prestaties. Wanneer deze weerstanden onder elkaar worden uitgezet en bij elkaar worden opgeteld verschijnen onderstaande getallen: - Luchtweerstand bij 75 km/u = 992,2 N - Rolweerstand met een vrachtwagenwiel = 2648,7 N - Hellingsweerstand = 6162,55 N Dit resulteert in een weerstand van 9803,45 Newton In de onderstaande grafiek zijn alle weerstanden afzonderlijk als functie van de voertuigsnelheid te zien, tevens is hier de totale voertuigweerstand in opgenomen. Voertuigweerstanden als functie van de voertuigsnelheid 9000

F F F F

8000

zie legenda

7000

rol [N] lucht [N] tot,s [N] helling [N]

6000 5000 4000 3000 2000 1000 0


0

10

20

30

40 v [Km/u]

50/77

50

60

70

Vanuit deze totale weerstand kan het motorvermogen welke nodig is om deze weerstand te overwinnen berekend worden, dit gebeurt met behulp van de volgende formule: Als deze formule ingevuld wordt ontstaat de volgende berekening:

Vanuit deze vermogens zijn de acceleratie en acceleratietijd te berekenen, op deze manier wordt er enig inzicht gegeven in de prestaties van het voertuig. In de onderstaande linker grafiek is de acceleratie van het voertuig weergegeven. In de onderstaande rechter grafiek is de theoretische acceleratietijd van het voertuig weergegeven. Theoretische Acceleratietijd als functie van de voertuigsnelheid

Voertuigacceleratie als functie van de voertuigsnelheid 100

9

90

8

80

7

70

Acceleratietijd [s]

10

a [M/s2]

6 5 4

60 50 40

3

30

2

20

1

10

0

0

0

10

20

30

40 v [Km/u]

50

60

70

0

10

20

30

40 v [Km/u]

50

60

Om de grafieken te verduidelijken, zijn er vanuit de grafieken enkele tabellen gemaakt om de prestaties van het voertuig te verduidelijken. Voertuigsnelheid Voertuigacceleratie Acceleratietijd Km/u M/s2 S 0 -0 10 2,44 0,67 20 1,22 2,28 30 0,70 5,63 40 0,44 11,14 50 0,28 18,56 60 0,15 33,44 70 0,04 68,07 75 0 -Elektromotoren In het vorige hoofdstuk voertuigweerstanden is berekend welk vermogen er benodigd is voor het aandrijven van het voertuig. Dit resulteerde in een tweetal vermogens van respectievelijk 119,81 en 204,23 kW. Nu bekend is welke vermogens de elektromotoren tezamen moeten leveren is het van belang te bekijken welke elektromotoren deze vermogens kunnen leveren. De Rail Road Transport Module heeft in totaal twaalf wielen (zes wielen voor de tramrails en zes wielen voor het voortbewegen over de weg), waarvan de achterste twee ontkoppelbaar zijn. Er wordt gekozen om elk set wiel, één wiel voor het rijden over de tramrails en één wiel FMB01 Eindrapportage

51/77

70

voor het voortbewegen over de weg, te combineren. Er zullen in totaal zes elektromotoren/generatoren toegepast worden in de Rail Road Transport Module. Wanneer er gekeken wordt naar de Rail Road Transport Module met minimum prestaties zal het te leveren vermogen van 119,81 kW gedeeld worden door het aantal motoren (zes respectievelijk). Dit zal resulteren in een vermogen van 19,97 kW per elektromotor/generator. Voor de Rail Road Transport Module met maximum prestaties zal het totale vermogen van 204,23 kW eveneens gedeeld moeten worden door zes. Hieruit komt een vermogen van 34,04 kW welke elke elektromotor/generator afzonderlijk moet leveren. Vanuit de literatuurstudie was bepaald dat de aandrijving van trams en elektrische voertuigen geschiede door middel van driefasen asynchrone motoren ook wel draaistroommotoren genoemd. Het grote voordeel van deze motoren is de onderhoudsvrije en compacte constructie. Deze motoren zijn juist zeer onderhoudsvrij doordat er geen koolborstels en commutatoren worden toegepast. Tevens is de prijsstelling van deze draaistroommotoren in verhouding tot andere type elektromotoren welke deze kracht kunnen leveren zeer gunstig. Specificaties Elektromotor minimum specificaties Hieronder een aantal specificaties van de elektromotor, in bijlage 1 is de complete datasheet van deze draaistroommotor bijgevoegd. Merk: Dutchi Type: DM1 180L4 Voltage: 400 / 690 Volt Vermogen: 22 kW Frequentie: 50 Hz Toerental: 1440 Rpm Prijs: 1125,- p/s Levertijd: 2 à 3 werkdagen Artikelcode: 34412018 Leverancier: Indumex B.V. Sloterweg 358 b 1171 VK Badhoevedorp www.indumex.nl Website: http://www.indumex.nl/webshop/index.php?item=dutchi-elektromotor-22kw_-1440-tpm-p_st&action=article&group_id=20000018&aid=178&lang=NL


52/77

Specificaties Elektromotor maximum specificaties Hieronder een aantal specificaties van de elektromotor, in bijlage 2 is de complete datasheet van deze draaistroommotor bijgevoegd. Merk: Dutchi Type: DM1 225S4 Voltage: 400 / 690 Volt Vermogen: 37 kW Frequentie: 50 Hz Toerental: 1440 Rpm Prijs: 1825,- p/s Levertijd: 2 à 3 werkdagen Leverancier: Indumex B.V. Sloterweg 358 b 1171 VK Badhoevedorp www.indumex.nl Website: http://www.indumex.nl/webshop/index.php?item=dutchi-elektromotor-37kw_-1440-tpm-p_st&action=article&group_id=20000018&aid=176&lang=NL Stroomverbruik Wanneer de specificaties van de elektromotor bekend zijn, kan berekend worden welke hoeveelheid stroom er benodigd is om de elektromotoren aan te drijven onder de zwaarste omstandigheden. Bij de zwaarste omstandigheden wordt er vanuit gegaan dat de elektromotoren vol belast worden. Op deze manier is het mogelijk om de maximale grootte van het accupakket te bepalen. In de praktijk zal de Rail Road Transport Module deze waarde waarschijnlijk niet halen met als gevolg dat de Rail Road Transport Module langer op de accu’s zou kunnen rijden dan de vooraf vastgestelde afstand. Stroomverbruik Minimum Specificaties Vanuit de specificaties van de gekozen elektromotoren is het mogelijk het stroomverbruik van de Rail Road Transport Module te berekenen. Hiervoor zijn een aantal specificaties van belang, de benodigde specificaties worden hieronder vermeld: Voltage: 400 Volt Amperage volle belasting: 39,6 Ampère Vermogen: 22 kW = 22000 Watt De afstand welke afgelegd moet worden door de Rail Road Transport Module naast de tramrails is vijf kilometer. Wanneer er met een gemiddelde snelheid van 25 km/u gereden zal worden, zal er in totaal twaalf minuten stroom gebruikt worden. In de twaalf minuten wordt er in totaal door één elektromotor (12 x 39,6) 475,2 Ampère opgenomen. De elektromotoren tezamen zullen (475,2 x 6) 2851,2 Ampère verbruiken. Dit is bij een spanning van 400 Volt. FMB01 Eindrapportage

53/77

De accu moet dus in twaalf minuten een stroom kunnen leveren van 2851,2 Ampère, na deze twaalf minuten zal de accu leeg zijn. De capaciteit van een accu wordt uitgedrukt in Ampère uur (Ah). Het accupakket wat in de Rail Road Transport Module komt moet een capaciteit hebben van (2851,2 / 5) 570,24 Ah. Stroomverbruik Maximum Specificaties De volgende specificaties van de elektromotoren zijn van belang op het aantal AH welke benodigd is uit te rekenen. Onderstaande getallen zijn gebaseerd op één elektromotor. Voltage: 400 Volt Amperage volle belasting: 67,1 Ampère Vermogen: 37 kW = 37000 Watt De afstand welke afgelegd moet worden door de Rail Road Transport Module naast de tramrails is vijf kilometer. Wanneer we ervan uitgaan dat er met een gemiddelde snelheid van 25 km/u gereden zal worden zal er in totaal twaalf minuten stroom gebruikt worden. In die twaalf minuten wordt er in totaal door één elektromotor 805,2 Ampère opgenomen. Dit is berekend door de twaalf minuten te vermenigvuldigen met de amperage bij volle belasting. De elektromotoren tezamen zullen (805,2 x 6) 4831,2 Ampère verbruiken. Dit is bij een spanning van 400 Volt. De accu moet dus in twaalf minuten een stroom kunnen leveren van 4831,2 Ampère, na deze twaalf minuten mag de accu leeg zijn. De capaciteit van een accu wordt uitgedrukt in Ampère uur (Ah). Het accupakket wat in de Rail Road Transport Module komt moet een capaciteit hebben van (4831,2 / 5) 966,24 Ah. Accupakket Om de Rail Road Transport Module aan te drijven naast de tramrails zal er gebruikt gemaakt moeten worden van een accupakket. Het accupakket verzorgt de stroom welke gebruikt zal worden voor de elektromotoren op het moment dat er geen stroom door de bovenleiding wordt geleverd. Na onderzoek welke bestudeerd is in de literatuurstudie is de keuze voor type accu’s uitgekomen op Lithium Ion Polymeer accu’s, ook wel Lipo accu’s genoemd. Deze type accu’s zijn een doorontwikkeling van de Lithium Ion accu’s. Deze accu’s worden tegenwoordig in vele toepassingen toegepast zoals elektrische fietsen, laptops en elektrische scooters. De grote voordelen van de lithium polymeer accu’s zijn de lage interne weerstand waardoor ze een hoge stroom kunnen afgeven. Het opladen van Lipo-accu’s gebeurt vrij snel in vergelijking met de ouderwetsere accu’s als de Lithium Ion accu’s. De Lipo accu’s zijn tegenwoordig qua technologie voorbij gestreefd door Lithium Zwavel accu’s, maar de prijs voor deze typen accu’s heeft de doorslag gegeven deze accu’s niet toe te passen voor de Rail Road Transport Module.


54/77

Specificaties Accu’s Voor het accupakket is er een keuze gemaakt tussen de verschillende soorten Lithium Polymeer accu’s. De specificaties van de accu’s zijn in onderstaande tabel weergegeven. Eenheid: 1 2 3 Merk VTEC VTEC VTEC Type LRP79060 LRP79330 LRP79860 Capaciteit Ah 0,85 3,3 5,0 Voltage Volt 11,1 14,8 7,4 Afmeting MM 59 139 137,5 (Lengte) Afmeting MM 32 46,5 46 (Breedte) Afmeting MM 18 37,5 24,5 (Hoogte) Gewicht Gram 44 410 268 Prijs € 24,50 156,75 105,00 Alle bovenstaande accu’s worden door de volgende leverancier geleverd: Netshop B.V. Nieuweweg 22 9711 TE Groningen Website: http://www.netshop.nl/shop/krikkem/contents/nl/d509.html Benodigde Accu’s minimum prestaties Om de Rail Road Transport Module met minimum prestaties aan te drijven is in onderstaande tabel een overzicht van het aantal benodigde accu’s welke zijn beschreven bij de accu specificaties. Type Benodigd aantal voor: Voltage (400 V) Capaciteit (570,24 Ah) Totaal benodigd Totaal gewicht (Kg) Totale inhoud (m3) Prijs compleet accupakket (€)


1

2

3

36,036 ≈ 37 670,87 ≈ 671 24827 1092,388 0,84372 1.092.388,-

27,027 ≈ 28 172,8 ≈ 173 4844 1986,04 1,1741 759.297,-

54,054 ≈ 55 114,048 ≈ 115 6325 1695,1 0,9801 664.125,-

55/77

Benodigde Accu’s maximum prestaties Om de Rail Road Transport Module met maximum prestaties aan te drijven is in onderstaande tabel een overzicht van het aantal benodigde accu’s welke zijn beschreven bij de accu specificaties. Type Benodigd aantal voor: Voltage (400 V) Capaciteit (966,24 Ah) Totaal benodigd Totaal gewicht (Kg) Totale inhoud (m3) Prijs compleet accupakket (€)

1

2

3

36,036 ≈ 37 1136,75 ≈ 1137 42069 1851,036 1,4296 1.030.690,50

27,027 ≈ 28 292,8 ≈ 293 8204 3363,64 1,9671 1.285.977,-

54,054 ≈ 55 193,248 ≈ 194 10670 2859,56 1,6534 1.120.350,-

Vanuit bovenstaande tabellen valt te concluderen dat het toepassen van accu’s een zeer kostbare zaak is. Wanneer de Rail Road Transport Module aangedreven moet worden met accu’s zal er uiteindelijk gekozen worden voor de eerste type accu’s VTEC LRPO79060. Aandrijfmechanisme Eén van de bijzondere eigenschappen van de Rail Road Transport Module is de eigenschap dat het voertuig op zowel de op de tramrails als op de weg kan voortbewegen. Dit heeft een aantal grote voordelen welke alle eerder besproken zijn. Om deze manier van aandrijven realiseerbaar te maken zal er in de aandrijving een schakeling gemaakt moeten worden tussen de tramwielen en de wielen welke het voertuig over de weg kunnen voortbewegen. Een andere mogelijkheid zou zijn om voor elk wiel zowel tram als weg een elektromotor toe te passen, deze mogelijkheid is door de volgende nadelen niet toegepast:  De kosten voor het toepassen van twaalf elektromotoren zijn te hoog.  Het gewicht zal extra toenemen, vanuit het oogpunt voor de elektrische aandrijving is het van belang het gewicht laag te houden. Er zal dus een aandrijving gerealiseerd moeten worden waarbij één elektromotor kan schakelen tussen twee verschillende wielen. Tevens zullen deze wielen gedeeltelijk van elkaar bevestigd zitten om de bewegingsvrijheid van de wielen te waarborgen. De elektromotor zal in het midden van beide wielen geplaatst worden. Aan het uiteinde van de elektromotor zal een as gemonteerd worden, op deze as zitten twee afzonderlijke elektromagnetische spoelen gemonteerd. In de cabine van het voertuig is het mogelijk om te selecteren welke spoel er geactiveerd wordt. Wanneer er een spoel geactiveerd wordt zal deze een verbinding verzorgen tussen de elektromotor en de poelie waarop de ketting voor het aandrijven van het tramwiel of het wegwiel zit gemonteerd. Op deze manier wordt een gedegen verbinding bewerkstelligd.


56/77

In het onderstaande schema is de opbouw van de schakeling weergegeven. Hierdoor zal het bovenstaande verhaal worden verduidelijkt.

De bovenstaande constructie heeft een aantal voordelen welke in de keuze voor deze constructie hebben meegewogen, namelijk:  Lichte constructie  Constructie is onderhoudsvrij (Kettingen zijn de enige bewegende delen in de constructie).  Geen toepassing van extra elektromotoren  Overbrengingsverhouding en dus rijkarakter beïnvloedbaar. Aanbevelingen Na het uitwerken van de specialisatie “Energieomzetting” voor de Rail Road Transport Module zijn er een aantal aspecten welke nader onderzocht moeten worden om de toepassing van dit concept te kunnen realiseren. De stroomvoorziening van de elektromotoren door middel van de pantogram is een toepassing welke nu bij de tram wordt gebruikt. Er zal gekeken moeten worden of de pantogram de maximale stroom voor de voeding van de elektromotoren plus het opladen van het accupakket kan hebben. Tijdens de specialisatie is er aangenomen dat de pantogram dit kan hebben omdat een tram relatief gezien hetzelfde vermogen vraagt als de Rail Road Transport Module. De stroomregeling van de asynchrone draaistroommotor moet geregeld worden door middel van een speciale aanloopschakeling. Voorbeelden van deze aanloopschakelingen zijn aanlooptransformatoren, frequentieregelaars en ster-driehoekschakelingen. Er zal onderzocht moeten worden welke van deze aanloopschakelingen het beste van toepassing zal zijn voor de Rail Road Transport Module De nu toegepaste accupakketten van Lithium Ion Polymeer worden al regelmatig toegepast in de voertuigtechniek. De prijzen welke op dit moment betaald moeten worden voor de accupakketten zijn dusdanig hoog dat dit nog niet rendabel is voor productie van de Rail Road Transport Module. Er zal onderzocht moeten worden of er goedkopere accu’s leverbaar zijn en of er een eventuele andere mogelijkheid is om op een goedkopere manier de stroomvoorziening van het voertuig te regelen. FMB01 Eindrapportage

57/77

Het aandrijfmechanisme is voorzien van een ketting en twee spoelen. Hier is er vanuit gegaan dat deze constructie de kracht welke nodig is om een wiel rond te draaien overwonnen kan worden. Er zal onderzocht moeten worden of deze manier van aandrijven mogelijk is en op welke manier de eventuele slijtagedelen, ketting respectievelijk, vervangen zou kunnen worden. In eerste instantie zal de levensduur van de ketting getest moeten worden. Het stroomverbruik van de Rail Road Transport Module is gebaseerd op het aandrijven van het voertuig met een gemiddelde snelheid van 25 Km/u. Dit doordat het voertuig optrekt en afremt. Om de complete actieradius van de Rail Road Transport Module te kunnen onderzoeken, zal er een gespecificeerde berekening moeten komen van het stroomverbruik per elektromotor bij een bepaalde belasting. Op deze manier kan de actieradius van de Rail Road Transport Module beter beschreven worden. In het concept is er vanuit gegaan dat het voertuig voorzien is van een regeneratief remsysteem. Er zal door middel van het vertragen van het voertuig op de elektromotor stroom teruggewonnen kunnen worden voor het accupakket. Dit onderdeel is in deze specialisatie nog niet verwerkt. Alle energie welke teruggewonnen kan worden door middel van het regeneratieve remsysteem kan de actieradius van de Rail Road Transport Module verbeteren. Zodoende zal de nu aangegeven actieradius van vijf kilometer waarschijnlijk met minimaal 30 procent verbeterd worden. De Rail Road Transport Module bestaat uit 3 segmenten. Hierbij is het achterste los koppelbaar. Bij het loskoppelen van het achterste segment zal de verbinding tussen de accupakketten verbroken moeten worden. Op welke manier deze verbinding tot stand komt en op welke manier deze verbinding onderbroken zal moeten worden zal verder onderzocht moeten worden.


58/77

Bijlage 1: Datasheet Elektromotor Dutchi DM1 180L4


59/77

Bijlage 2: Datasheet Elektromotor Dutchi DM1 225S4


60/77

7.3

Bijlage Body, chassis en wielophanging


61/77


62/77

7.4 Bijlage Ontwikkeling en productie Pilot Om van een concept een daadwerkelijk product te maken wordt er eerst een proef periode gehouden, de pilot. In drie jaar vanaf 2015 wordt het product uitvoerig gebruikt in alledaags gebruik tijdens de bouw op verschillende locaties. Dit alles wordt geëvalueerd en daarna weer verwerkt. Voordat je daadwerkelijk een pilot neer kan zetten moet je mensen hebben die mee willen doen aan de pilot en ook mee willen investeren. Dus zet je een consortium op. Dat consortium moet je overtuigen van jouw visie door middel van een investeringsplan. Als dat alles rond is, kan de eerste serie producten worden geproduceerd om deel te nemen aan de pilot. Investeringsplan Het mobiliteitssysteem welke wij leveren, geeft een vervangende oplossing op de inefficiënte manier van het vervoeren van mensen en goederen van en naar de bouwlocatie. Door middel van dit rapport zijn de kosten en baten welke in een jaar langs komen overzichtelijk in 3 categorieën onderverdeeld: vaste activa, realiseerbare activa en beschikbare activa. Daar voor het bedrijfspand nog geen specificatie is of het een huur of een koop pand is, zijn beide mogelijke kosten in kaart gebracht. Vaste activa Investeringen die jaarlijks in het bedrijf worden gestoken. Deze investeringen zitten vast. Terughalen zou het einde van de onderneming zijn. Materiële vaste activa Investeringen in gebouwen, materieel of transportmiddelen. Locatie (onderhoud, mits koop) Gereedschap (onderhoud/aanschaf) Machines (onderhoud/aanschaf) Transportmiddelen in en om het bedrijf Er kan altijd wat kapot gaan, maar producten verouderen ook en dat vraagt om investeren. Ook kan een investering een toekomstplan zijn voor uitbreiding of verbetering. De locatie is een belangrijk investeringspost, zonder kan je namelijk niets. Wanneer de machines in de regen staan, door slecht onderhoud van het dak en deze niet gerepareerd kan worden. Dan riskeer je meer kosten dan jaarlijks of tweejaarlijks onderhoud uit te voeren. Dit geldt natuurlijk ook voor gereedschap, machines en transportmiddelen. Dit zijn essentiële onderdelen welke nodig zijn om de taken uit te voeren. Ook is het belangrijk te kijken naar verbeteringen voor de aanwezige gereedschappen, machines en transportmiddelen welke het werk nog efficiënter kunnen laten verlopen. Immateriële vaste activa Belangrijke investeringen die niet tastbaar zijn. Uitbreiding productie capaciteit Octrooien en patenten Research & Development Goodwill (activa nodig om klanten binnen te halen)


63/77

Zoals eerder genoemd is uitbreiding altijd aanwezig. Zonder kan je vrijwel niet ontwikkelen. Veel uitbreidingen worden gedaan door meer of betere producten te kopen, maar sommige investeringen zie je niets meer van terug en helpen toch bij de ontwikkeling van je bedrijf. Bijvoorbeeld onderzoek naar de mogelijkheid voor nieuwe machines in de huidige fabriekshal. Octrooien en patenten zijn eenvoudig aan te vragen. Echter is het een grotere kostenpost een octrooi of patent te onderhouden. Men kan een octrooi of patent breken en dan zal er een rechtszaak aangespannen moeten worden. Deze kosten kunnen uiteindelijk wel teruggewonnen worden, maar soms gaat daar veel tijd overheen. Research en Development is de essentie van een bedrijf. Zonder de wil te blijven verbeteren en voor de concurrentie te blijven, kan een bedrijf niet blijven bestaan. Goodwill wil zeggen de klant een helpende arm toesteken op financieel gebied, maar dan wel graag de klant terug willen zien in jouw producten. Door de klant een gevoel van vertrouwen te geven, zijn klanten sneller geneigd met jouw product in zee te gaan. Financiële vaste activa Huur/hypotheek Verzekeringen Personeelskosten (belastingtechnisch en salaris) Service kosten Wagenpark (lease kosten) Communicatie kosten Bankkosten (om rekening tot stand te houden) Kantoorkosten (kantoor en kantine artikelen) De financiële vaste activa spreken voor zich en kunnen worden beschreven als de vaste lasten die maandelijks of per kwartaal wederom in rekening worden gebracht. Oprichtingskosten Kamer van Koophandel Notariskosten Bankgarantie (huurpand ) Oprichtingskosten zijn eenmalige kosten die komen kijken bij het oprichten van een vennootschap. De kamer van koophandel is nodig om te registreren in het handelsregister dit ben je verplicht als vennootschap. Notariskosten zijn bedoeld voor het opstellen en verwerken van de rechtsgeldige stukken. Bankgarantie is alleen een kwestie bij een huurpand en is niets anders dan een gereserveerd bedrag bij de bank dat nodig is als zekerstelling voor de verhuur, een vergrote waarborgsom. Realiseerbare activa Investeringen die binnen een jaar in omzet omgezet kunnen worden zoals bijvoorbeeld voorraad of krediet van bepaalde klanten. Bouwmaterialen en grondstoffen Halffabricaten Krediet Bij een fabricage of montage hal zijn de enige aanwezige producten waar winst uit te halen valt hetgeen je produceert. Dus ook alle onderdelen die daarvoor nodig zijn en in je opslag staan. Na de productie kan er om meerdere redenen een uitstel van betalen, of een verrekening zijn. Dit kan worden gezien als krediet. Beschikbare activa Geld wat meteen beschikbaar is. FMB01 Eindrapportage

64/77

Bankrekeningen Renterekeningen Kas Men heeft altijd een cashflow nodig. Zonder een cashflow kan je nog zoveel geld in het bedrijf hebben zitten of als krediet hebben staan, maar moment dat je moet betalen en je kan dit niet door te korten in je cashflow. Dan is het over. Daarom is dit deel van de activa minstens zo belangrijk. Cashflow komt in twee vormen voor: Contant geld en geld op de rekening. Ook kan er geld op een speciale spaarrekening voor bedrijven staan. Dit kan een dag langer duren om bij de hand te hebben, maar kan toch gezien worden als een beschikbare activa. Consortium Een pilot opzetten voor een nieuw mobiliteitssysteem vraagt om hulp van derden. Bedrijven die geïnteresseerd zijn in de visie die achter een concept zit en ook geloven in de haalbaarheid van de pilot tot een daadwerkelijke serie productie. Om een regionale pilot op te zetten is het handig dat het consortium ook regionaal is. Wel is er ook de mogelijkheid tot landelijke of zelfs internationale uitbreiding. De volgende deelnemers vormen het consortium RRTM: BAM Woningbouw (Koninklijke BAM groep nv) Projectontwikkelaar Rabo Vastgoed Groep Ontwikkelen, financieren en investment management Moes Bouwgroep Projectontwikkeling, woningbouw, utiliteitsbouw, renovatie en onderhoud RET N.V. "RET Infrastructuur B.V." voor het beheer van de infrastructuur (rails, bovenleidingen, stations, etc.) "RET Materieel B.V." voor het beheer van alle voertuigen (metro's, trams, bussen, etc.) opgericht Dit consortium is gebaseerd op een eerder samenwerkingsproject uit 2008 in samenwerking met RET. Bij het samenwerkingsproject werden de woningen Nessegaarde (RotterdamNesselande) gebouwd. Omdat bij dit concept ook uit wordt gegaan van woningbouw in Rotterdam als klant, sluit dit aan bij het concept. De RET speelt uiteraard mee door het gebruik van het aanwezige tramnet en materieel in dit concept. Serie productie De serie productie is de volgende stap om het concept een werkelijk product te maken. Na deze stap staat het product werkelijk op de markt en is het tijd om verder te gaan met de ontwikkeling van het product buiten de regio. Echter moet eerst deze stap nog komen. Door middel van een overzicht van gebruikte technologieën en de uitkomst van de pilot kan men het product waar nodig nog bijstellen of oplossingen vinden voor drastische problemen mocht dit nog nodig zijn na de pilot. Overzicht gebruikte technologieën 2018 Voor de serie productie is het handig te weten welke technologieën er nu allemaal schuilen in het voertuig. Welke staat zijn deze producten, kunnen deze nog verder ontwikkelt worden in de nabije toekomst, of verouderen deze technieken dat ze niet meer efficiënt zijn? Aandrijving FMB01 Eindrapportage

65/77

De aandrijving is puur elektrisch en gebeurt door elektromotoren die op een lithium-ionpolymeer-accupakket draaien. De elektromotoren kunnen ook direct op het stroomnet gezet worden tijdens de rit over de trambaan door de pantograaf die aanwezig is op het voertuig. Chassis/Body/ophanging Het chassis wordt grotendeels gemaakt van hoog sterkte staal en enkele onderdel van aluminium. De body wordt van koolstofvezel gemaakt. Het chassis is grotendeels gebouwd uit H-profielen en kokerprofielen. De containers worden geborgd met Twistlocks waarvan er op elke hoekpunt een zit. Voor de wielophanging is er onafhankelijke MCPherson veerpoten met luchtvering gebruikt. Dit wordt gebruikt voor vervoer op de weg. Voor het rijden op de trambaan wordt gebruik gemaakt van een starre as. Deze kunnen verticaal bewegen door middel van een hydraulische cylinder. Technische en functionele packaging De packaging heeft behalve het samenvoegen ook eigen onderdelen, zoals de kraan die op het zwevende deel zit op de wielophanging in het midden. Dit is een compacte kraan welke in staat is om op 10 meter afstand een container van 6000 kilo nog weet op te tillen. De containers zijn ook niet allemaal basis containers, er wordt namelijk gebruik gemaakt van zes verschillende soorten containers: 6m lange dubbel deur container 6m lange toilet container (dames en heren) 6m lange office container 3m lange milieuvriendelijke container 3m lange office container Dit om de goederen en arbeiders zo efficiënt mogelijk te vervoeren. Uitkomst pilot De pilot is een belangrijke mijlpaal. Op de uitkomsten van de pilot wordt het vertrouwen van de investeerders gebaseerd. En zonder vertrouwen zullen er weinig investeerders zijn. De pilot heeft voertuigen waarbij uit is gegaan van de Rotterdamse maatstaven voor tram eigenschappen. Maar in elke stad of regio zijn er weer andere maatstaven. De Rotterdamse trams zijn wel de dunste variant van de trams die voorkomen in Nederland, zodat bij de nationale invoering daar gaan problemen mee konden ontstaan. Maar wanneer de tramrails of perrons niet overal hetzelfde zijn, zal er per klant een lichte variatie op het product moeten worden gemaakt. Voorstel van productie voertuigen De pilot zal de bouwplaatsen Hillesluis en Spaanse Polder beslaan vanuit het depot naast het Sparta Stadion. De bouwlocatie Hillesluis heeft het grootste gedeelte van de weg ernaartoe een trambaan ter beschikking. Door de berekeningen bij infrastructuur is vastgesteld dat daar maximaal 82 voertuigen per uur kunnen rijden. Dit is gelijk aan 7872 werknemers of 984.000 kilo aan materiaal per uur. Voor de hoeveelheid aan materialen is het wel degelijk nodig bij een nieuwbouwwijk bijna volledige capaciteit te gebruiken. Voorstel is dan ook 20 voertuigen voor bouwlocatie Hillesluis te gebruiken. Met 7 containers arbeiders: 336 en 33 containers materialen: 198.000 kilo. Dit is gebaseerd op een piek verbruik tijdens spitsuur als alle werknemers beginnen of klaar zijn. Tussendoor kunnen materialen altijd worden geleverd.


66/77

De bouwlocatie Spaanse Polder heeft meerdere bouwprojecten in een project ter verbetering van bedrijventerrein Spaanse Polder. Dit gebeurd gefaseerd en gaat een lange tijd duren. Ook in deze situatie zal worden uitgegaan van 20 voertuigen met een capaciteit van 7 containers arbeiders: 336 en 33 containers materialen: 198.000 kilo tijdens het spitsuur. Tijdens de serie productie kunnen aan de hand van de pilot waargenomen resultaten de hoeveelheid voertuigen per project worden bijgesteld. Ook zal het voorkomen dat de hoeveelheden over meerdere locaties onderling verdeeld kunnen worden tijdens mijlpalen in het project. 7.5

Bijlage Infrastructuur en logistiek

Huidige tramremises -

Kralingen

-

Hilledijk

-

Beverwaard ( in aanbouw)


67/77

Dit nieuwe complex is een project van Tramstore21, welke het doel heeft een milieuvriendelijke en duurzame tramremise te bouwen. Bijvoorbeeld met het gebruik van grijswater, zonnepanelen en lichtafhankelijke en bewegingsdetecterende verlichting. Conceptlocaties depot

A20, veel ruimte A20, vlakbij op-/afrit A20, vlakbij op-/afrit

de Maas, klein watertransport FMB01 Eindrapportage

68/77

A16, vlakbij op-/afrit Omvat zuidzijde R’dam

De A20 en de A16 zijn snelwegen welke langs Rotterdam liggen, wat gunstig is om depots bij te plaatsen. Bij Kleinpolder, Kralingse Bos en Oud-ijsselmonde is er ruimte beschikbaar om depots te plaatsen. De Maas kan ook dienen als toeleverancier voor de containers. Kleinere schepen kunnen aanmeren en lossen en/of laden bij Schiemond . Daar zijn reeds aanmeerplaatsen aanwezig zodat de veranderingen aan de infrastructuur minimaal zullen zijn. Afstanden depots – tramrails 580 mtr

Deze locatie ligt vlak naast het metro-, trein en busstation van Schiedam, wat makkelijk is voor de bouwvakkers voor in Rotterdam. Daarnaast is het mogelijk om goederentreinen te lossen en deze goederen naar het depot te brengen. Vice versa met de containers die van de bouwplaatsen komen. Het bestaande traimrails ligt ongeveer 580 meter van het depot af, waardoor het aantrekkelijk is om een vertakking te maken hierop naar het depot toe. Ook is dit depot makkelijk te bereiken voor de vrachtwagens aangezien deze locatie naast de snelweg A20 ligt. Op de bovenstaande detailfoto is daarnaast te zien dat dit depot vlakbij een open afrit is gelegen wat ervoor zorgt dat de infrastructuur behouden blijft. 2,1 km

Het Kralingse bos omvat een groot gebied met groen. Het depot kan hier plaatsvinden zonder enorme aanpassingen te hoeven doen aan de infrastructuur. De twee mogelijkheden zijn het verwijderen van een aantal kleine bedrijven of het verwijderen van een stukje groen. Door het gebruik van duurzame energie voor het depot, kan het verwerkt worden in het Kralingse Bos alszijnde een groen en schoon bedrijf. In verband met de dichte bebouwing richting het bestaande tramnetwerk is het afgeraden om een nieuwe rails te plaatsen hiernaartoe. Ook vanwege het feit dat het een depot is, zal de verkeersdrukte van de RRTM’s te groot worden voor deze bebouwing. Net als de locatie bij Schiedam centrum, ligt deze locatie bij een snelweg zodat de vrachtwagens, die de goederen naar het depot brengen, niet de compacte bebouwing van Rotterdam in hoeven te gaan. 1,21 km


In deze havens kunnen kleine tot middelgrote schepen aanmeren. Om de huidige (snel)wegen te vermijden of te ontlasten kunnen de containers vanaf binnen- en buitenland hier gelost worden om het centrum van Rotterdam te voorzien van de goederen. Het tramnetwerk 69/77

ligt ongeveer 1.2 km vandaan, maar het spoor kan een stuk verlengt worden alszijnde een vertakking om de RRTM dichtbij de betreffende haven te laten rijden op tramrails.

158 mtr.

Dit depot ligt aan de zuidkant van de Maas, aan de snelweg A16. Net als de andere locaties ligt deze al vlakbij een open afrit. Daarnaast ligt deze locatie zo goed als direct aan het bestaande tramnetwerk zodoende de infrastructuur minimaal aangepast hoeft te worden.

De noordkant van Rotterdam is te bereiken door middel van een aantal bruggen. Een voordeel van deze lokatie is zijn ligging vlakbij een grotere brug naar de noordkant van Rotterdam. Zodoende zal hier weinig hinder ondervonden worden voor het overige verkeer door de RRTM. 38 mtr.

Naast het Sparta Stadion is een groot plein, welke goed geschikt is als depotlocatie. Een bestaand tramrails ligt nog geen 40 meter van dit depot vandaan wat ervoor kan zorgen dat de RRTM niet van het tramrails hoeft af te wijken om naar het depot te komen. Deze aanpassing betreft het rails is namelijk zeer minimaal. Net als het depot vlakbij het metro-, bus-, en tramstation te Schiedam, ligt deze vlak naast de snelweg A20. Er is daar reeds een open afrit gebouwd, wat voordelig is voor het logistiek plan.

Bouwplaats locaties De stad Rotterdam heeft een groot aantal bouwplannen in petto, welke ervoor moeten zorgden dat het straatbeeld in deze locaties gemoderniseerd wordt. Voor het project worden er twee locaties gekozen om het systeem van de RRTM toe te passen en zo duidelijk te maken hoe het werkt. Na informatie ingewonnen te hebben is er gekozen voor onderstaande locaties. Deze keuze is gemaakt op basis van de locatie zelf cq de afstand. Onderstaande locaties zullen een goed scenario bieden om weer te geven waartoe de RRTM in staat is en hoe het systeem zijn taak zal voldoen.


70/77

Hillesluis, woningen en winkels, laagbouw

Hillesluis is een wat verouderd en compact bebouwde wijk. Vele gebouwen hebben een ouderwetse uitstraling en hebben een rommelige indeling gekregen. Gemeente Rotterdam wilt deze wijk een modernere uitstraling en een betere, rustigere indeling geven. In deze wijk bevinden zich enkel rijtjeshuizen en appartementencomplexen. De maximale hoogte in deze wijk bedraagt 12 meter volgens de bestemmingsplannen. In deze wijk lopen reeds 3 tramlijnen, in het rood weergegeven lijn 20, 25 en 77, welke ervoor zorgen dat de RRTM direct naar de bouwplaats kan rijden zonder daarbij gebruik te hoeven maken van de openbare weg. Dit komt ten goede van de maximale vermogenscapaciteit die de RRTM met zich mee kan brengen.


71/77

Spaanse polder industriegebied, hoogte max 40mtr

Dit gebied in het noordwesten van Rotterdam is een wijk welke bestaat uit kleine bedrijven en enkele woningen. Het bestemmingsplan schrijft een intensivering van bedrijfsactiviteiten voor. In de Spaanse Polder bevindt zich geen enkele tramlijn wat ertoe leidt dat de RRTM gedwongen is om op de openbare weg te rijden zonder externe voeding. Het logistiek plan moet hierop perfect worden afgestemd om te voorkomen dat de RRTM zonder brandstof komt te staan Afstanden Depot

Bouwlocatie

Afstand tot spoor (km)

Afstand op spoor (km)

Afstand na spoor (km)

Totale afstand op weg (km)

Sparta Stadion Sparta Stadion

Hillesluis

0,9

7,22 – 8,33

0 – 0,45

0,9 – 1,35

0,00

0,6 – 2,65

0,6 – 2,65

Spaanse Polder 0,00

Afstand tot spoor: dit is afstand in kilometer vanaf het depot naar de eerste mogelijkheid tot het overschakelen op tramrails. Vanaf hier zal de RRTM op de voeding van de bovenleidingen rijden en zijn accu’s opladen. Afstand op spoor: dit is de afstand in kilometers wat het voertuig maximaal kan afleggen voordat hij verder moet gaan op de normale weg. Op deze tramrails zal het voertuig zijn accu’s opladen. Afstand na spoor: dit is de afstand in kilometers welke het voertuig zal moeten afleggen naar de desbetreffende bouwplaats. Deze afstand legt het voertuig af zonder de externe voeding van de bovenleiding bij de tramrails. De capaciteit van de accu’s zal derhalve voldoende FMB01 Eindrapportage

72/77

moeten zijn om zich naar de specifieke locatie te verplaatsen, de containers te laden/lossen en weer terug te gaan naar de tramrails. Traject Depot Sparta Stadion - Hillesluis Dit traject begint bij het depot naast het Sparta Stadion, waar een huidige tramlijn reeds geplaatst is. Om naar deze lijn te komen, moet het voertuig gemiddeld 90 meter afleggen. De RRTM zal op het bestaande traject rijden van de lijnen 21 en 23. Tot aan de bouwplaats van Hillesluis legt het voertuig 7,22 tot 8,33 kilometer af. Gedurende deze rit, zal het voertuig in staat zijn om zijn accu’s op te kunnen laden. De tramlijn gaat rechtstreeks door de wijk, waardoor de afstand tussen het traject en de specifieke locatie minimaal zal zijn. Deze afstanden liggen tussen de 0 en 450 meter. Op het complete traject tussen het depot en de bouwlocatie Hillesluis rijden meerdere tramlijnen. Om het logistiek plan hierachter te verduidelijken is het traject in meerdere gedeeltes opgedeeld. Vanwege de veiligheidsfactor op het traject is er een marge gehouden van 1 minuut na elke tram. Deze marge is gebaseerd op de tijd wat nodig is om passagiers veilig in en uit te laten stappen. Tussen de RRTM’s welke op hetzelfde traject zullen rijden, zal er een marge gehouden worden van 30 seconden. Dit is gebaseerd op het overige verkeer zodat deze min mogelijk hinder zal ondervinden. Gedeelte 1 (zwart afgebeeld) bevat de tramlijnen 21 en 23; zowel de 21 en 23 bevat trams die om de 10 minuten rijden. Omdat het om twee lijnen gaat op één traject, komt er op een willekeurig station elke 5 minuten een tram. Berekend met de veiligheidsmarges voor de RRTM komt het erop neer dat er tussen de twee trams door 8 voertuigen kunnen rijden. Samengesteld komt dat op een capaciteit van 96 voertuigen (RRTM) per uur. Gedeelte 2 (rood afgebeeld) bevat de tramlijnen 20, 23 en 25; de lijnen 20 en 23 bevat trams die om de 10 minuten rijden, lijn 25 bevat echter lijnen die om de 7 minuten rijden. Berekend met veiligheidsmarges en op basis van gemiddelde waardes komt het erop neer dat de RRTM welgeteld 41 minuten per uur de tijd heeft om het spoor te bezetten. Met de marges tussen de RRTM’s geeft het een maximale capaciteit van 82 voertuigen (RRTM) per uur. De laatste en kleinste gedeelte (groen afgebeeld) bevat wederom twee tramlijnen namelijk de lijnen 20 en 25. Deze lijnen vertrekken ook om de 10 minuten wat erop neerkomt dat deze een capaciteit heeft van 96 voertuigen (RRTM) per uur. Het spreekwoord ‘een ketting is zo sterk als zijn zwakste schakel’ geldt ook bij het toepassen van de RRTM’s. De maximale hoeveelheid voertuigen wat toegepast kan worden op een bepaald traject is sterk afhankelijk van de meest beperkte gedeelte ervan. In het traject van het depot naar Hillesluis is dat waar de tramlijnen 20, 23 en 25 zich bevinden. Deze heeft de minst mogelijke capaciteit tot zijn beschikking en bepaalt dus de restrictie in de hoeveelheid RRTM’s.


73/77

Deze restrictie is opgelegd in de situatie dat het voertuig enkel over de tramrails zal rijden, de RRTM kan hiervan afwijken maar wordt sterk afgeraden in verband met de drukte op de wegen.

Traject Depot Sparta Stadion – Spaanse Polder De afstanden vanaf het depot naast het Sparta Stadion en de locatie Spaanse Polder zijn vrij klein. Daarentegen wordt hierbij geen gebruik gemaakt van tramrails. Voor de logistiek qua tramrails, hoeven de logistieke plannen niet gewijzigd te worden. Echter het logistiek plannen voor het wegtransport wordt hierbij een uitdaging. Er zal goed gecontroleerd moeten worden of de actieradius van de RRTM genoeg zal zijn om door de Spaanse Polder te kunnen manoeuvreren. Vanaf het depot naar de rand van de Spaanse Polder is het 600 meter rijden, welke makkelijk te doen is. De afstand tot aan het uiterste van de Spaanse Polder vanaf het depot is echter een ander verhaal. Deze afstand ligt namelijk tussen de 2,65 en 3,0 kilometer. Daarbij moet je uitgaan van de langste afstand wat het voertuig moet afleggen en is dus niet hemelsbreed gemeten.


74/77

De wegen in dit gebied zijn breed genoeg om de hedendaagse vrachtwagens te kunnen voorzien van de benodigde ruimte. De RRTM bevat meerdere delen waardoor manoeuvreren door deze straten moet lukken. Toeleverancier en depot Het depot ter Rotterdam is een belangrijke schakel in het gehele plaatje van de RRTM. Het depot moet ervoor zorgen dat de goede spullen in voldoende voorraad aanwezig zijn om de bouwlocaties te kunnen voorzien. In deze schakel moet het perfect georganiseerd zijn anders zullen de bouwplaatsen in Rotterdam stagneren. Dit is nadelig voor het straatbeeld van Rotterdam, deze moet namelijk zo spoedig mogelijk omgetoverd worden. Ook zal dit zeer nadelig zijn voor de kosten, in grote projecten geldt de veel gebruikte regel: ‘tijd is geld’. Zowel de gemeente Rotterdam als de aannemers zullen deadlines moeten halen om geld te besparen. Het depot moet goed gevuld zijn vandaar toeleveranciers voor dit depot erg belangrijk zijn. Bouwmarkten als Praxis, Gamma, Karwei en Formido zijn bouwmarkten waar particulieren terecht kunnen voor hun eigen huis of kleine bouwprojecten. De voorraden in de vakken en magazijnen van deze bouwmarkten zijn veelal kleinschalig, genoeg om deze particulieren en kleine bouwprojecten te voorzien. Grote voorraden welke leiden tot grote hoeveelheden overvoorraad is nadelig, het kost ruimte en geld om deze overvoorraden op te slaan. De bouwprojecten in Rotterdam hebben een hoge eis met betrekking tot de hoeveelheid producten. Het gaat niet enkel om één huis of villa, vandaar de toeleveranciers in staat moeten zijn om grote hoeveelheid producten uit voorraad te kunnen leveren. Bouwmaat is een vrij jong bedrijf welke gestart is in 1986 met slechts één vestiging. Inmiddels zijn er 45 vestigingen bij gekomen, welke verspreid zijn door heel Nederland. Bouwmaat is een bouwmarkt voor professionals. Dat wil zeggen dat particulieren er niet terecht kunnen en de Bouwmaat gemaakt is voor ‘grote’ klanten. Alles binnen het bedrijf is afgestemd op professionals door middel van vakkundig personeel en grote voorraden. ‘Bouwmaat is gebouwd op één grondgedachte. Alles wat ze doen staat in het teken van slimmer bouwen. Het assortiment, de services, het inkoopbeleid, de speciale acties, tot en met de openingstijden van de vestigingen. Alles moet er toe bijdragen dat de aannemer zo efficiënt zijn werk kan doen. Een maximaal resultaat tegen een minimum aan kosten. Dat maakt Bouwmaat tot de slimste keuze voor iedere professional in bouw, renovatie en onderhoud.’ Er is een vestiging in Schiedam, ongeveer 2,7 kilometer verwijdert vanaf het depot naast het Sparta Stadion te Rotterdam. Het depot zal een magazijn bevatten, welke aangevuld kan worden door vrachtwagens die de orders via Bouwmaat binnen krijgen. Het vermijden van de tussenstop, in dit geval de Bouwmaat vestiging, scheelt tijd en geld. Het lossen gebeurt namelijk niet meer bij de Bouwmaat maar direct bij het depot. Mocht het magazijn van het depot tekort schieten en er producten per direct nodig zijn, kunnen vrachtwagen ingezet worden om vanaf de Bouwmaat naar het depot te rijden.


75/77

Het depot Het depot voor de RRTM is geplaatst naast het Sparta Stadion te Rotterdam. Deze locatie is gunstig doordat er een belangrijke weg vlak langs loopt waar de vrachtwagens hun route op zullen baseren. De snelweg A20 ligt er hemelsbreed 800 meter vandaan en de route van en naar het depot is slechts 1050 meter lang. Naar de Bouwmaat is het hemelsbreed 430 meter vandaan en de route een kleine 600 meter. Dit is voordelig voor een efficiënte levering aangezien de lange logge vrachtwagens zo min mogelijk binnen de bebouwde kom hoeft te rijden. De bebouwde kom zorgt namelijk vaak voor vertragingen wat je niet wilt hebben bij in logistiek plan. Vrachtwagens die goederen zowel naar de Bouwmaat als het depot brengen, hebben een uiteraard een afrit nodig om van de snelweg af te komen. De dichtstbijzijnde afslag ligt precies tussen de Bouwmaat en het depot in. Qua infrastructuur hoeven er minimale aanpassingen gedaan te worden, wat voordelig is voor de kosten en voor het logistiek plan. Het depot heeft een oppervlak van ruim negen vierkante kilometer. Dit maakt het ideaal om grote hoeveelheden bouwmaterialen en andere goederen op te slaan. Door dit formaat kan dit depot de drie belangrijkste functies vervullen in het logistiek proces: - Voorraadfunctie: het opslaan van goederen - Groepagefunctie: het hergroeperen van goederen - Overslagfunctie: het overladen op een ander transportmiddel Materialen moeten opgeslagen kunnen worden in het depot aangezien het aanbod niet altijd precies gelijk is aan de vraag. Bouwplaatsen hebben vaak gebrek aan ruimte wat ervoor kan zorgen dat, wanneer de bouwplaatsen alle materialen in één keer binnenkrijgen, de bouw stagneert. Dit kost niet alleen tijd maar vooral ook kostbare tijd. Materialen komen in grote hoeveelheden de Bouwmaat of het depot binnen, niet in de hoeveelheden waar de aannemer naar gevraagd heeft. Het depot moet daarom de verschillende orders verwerken en de materialen in de goede hoeveelheid naar de bouwplaatsen sturen. Een vraag van de aannemer is veelal kleiner dan wat het depot in voorraad heeft, wat weer terug valt op zijn voorraadfunctie. Materialen vanaf de fabrikant komen in grote hoeveelheden bulk of op pallets binnen. De RRTM’s hebben als vervoerscompartiment containers van 3 of 6 meter. De materialen moeten daarom in het depot overgeladen worden in deze containers. De containers kunnen vervolgens op de bouwplaats geplaatst worden en zelfs ’s nachts daar blijven mocht(en) de aannemer(s) de materialen niet per direct nodig hebben of kunnen gebruiken. Op de conventionele leveringsmethode worden de goederen in bulk of op pallets op de bouwplaatsen geleverd met als gevolg een kans op diefstal of beschadiging door vandalisme en het klimaat.


76/77

Gegevens huidig tramnetwerk Type Citadis TGA302B (2001-2060) De Citadis tram rijdt nu al in 13 landen rond wat een grote markt betekend, de standaard tram is uitgevoerd met als een geheel met 2 flexibele stukken en 3 onderstellen met aandrijving. Het nieuwe tramtype van de RET is de Citadis. De nieuwe trams zijn vanaf augustus 2003 in dienst gesteld. In totaal zijn er zestig trams gebouwd bij de Franse bouwer Alstom. De trams worden uitsluitend ingezet op de TramPluslijnen (20, 21, 23, 25). Het zijn zogenaamde “lagevloertrams”, waardoor instappen snel en makkelijk verloopt. De perrons op de trampluslijnen zijn even hoog als de instap van de tram, waardoor de tram ook voor rolstoelen goed toegankelijk is. Technische gegevens: Spoorwijdte: 1435mm Lengte over buffers: 31,58 meter Breedte: 2,40 meter Hoogte: 3,34 meter Vloerhoogte: 32 centimeter Aantal zitplaatsen: 63 Aantal staanplaatsen: 118 Bovenleiding: Aantal lijnen: Aantal voertuigen: Lengte: Gewicht: Maximumsnelheid:


600 Volt 9 125 31 meter 36,6 ton 70 km/h

77/77

R.R.T.M. FMB01 Cirkelstad Eindrapportage. Hogeschool Rotterdam Instituut voor Engineering and Applied Science Studierichting Autotechniek

Recommend Documents