[分享] 高雄环状轻轨CAF Urbos电联车初记

楼主: fabg (蓝天.翱翔)   2014-11-10 12:31:25
高雄环状轻轨的CAF Urbos电联车在11/07晚上就拖到C02车站,
11/08早上恰巧小弟在高雄,就为她和系统型式做了简单的速记录~
PS. 各项技术资料以正式官方公布为准,本文章部分资料乃为原厂资料,
并非一定是高雄轻轨列车之相关资料
网志好读版:
http://fabg.pixnet.net/blog/post/41625469
纯文字版:
在高雄捷运动工之后,由于既有捷运在十字形路网的结构下,难以发挥接驳转运的
效益,因此高雄市政府开始在2001年起、进行环状线轻轨系统的规划,虽然早在
2004年就核定计画经费与实施方式,但是由于财务与路线规划的问题,因此迟迟
到2013年6月才正式开工。2014年11月7日晚上,第一组轻轨电车由高雄捷运南
机厂移动至轻轨路线的C2站,准备进行下一阶段的实体测试。
高雄轻轨的最初规划型式,原先参考的系统一直都是来自于承包高雄捷运机电系统
的西门子Combino轻轨电车,甚至在2003年年底到2004年春天之间,还请西门子
公司借用一组要送到澳大利亚墨尔本的Combino轻轨电车、在中央公园铺设了一段
试乘轨道让大家搭乘。不过最后,高雄选择的轻轨电车型式,是来自于西班牙CAF的
Urbos 100型轻轨电车系统,这一套系统最特别的地方,在于她不使用一般的电车线
来供应电力,而是采用了最新的ACR(Rapid Charge Accumulator、快速充电式
超级电容)技术,让轻轨过去最令人诟病的电车线影响视觉景观的特性完全获得解决。
值得一提的是,同型列车也在今年被引进至雪梨作为第二代轻轨电车,高雄轻轨与
澳大利亚轻轨系统之间的渊源,纵使到今天仍旧依然相互辉映着。
高雄环状轻轨所使用的CAF Urbos 100型轻轨电车,Urbos 100型代表这系列的
电联车采取的是全车100%低地板设计,也是21世纪轻轨电车的设计主流。近年
来,不管是西门子新一代的Avenio、Alstom Citadis、或是环状轻轨选用的CAF
Urbos轻轨电车,皆是采用模组化设计,列车多半可以从基本3节编组、依据实际
需求增设列车长度。高雄环状轻轨的Urbos电车,第一阶段将引进9列车、至第二
阶段时会采购到24列车提供服务。第一代的Urbos电车采用5节车厢设计,车辆
配置是Mc-S-T-S-Mc,现有车长34.166公尺,车宽2.65公尺,在每平方公尺
站5人的情况下,每列车可载客250人。
如果真的要说和原厂设计的差异,就是针对车门有做了一些调整。在CAF的原始
设计上,两端的Mc车为1座单片车门、S车为2座双片车门;高雄所采购的列车为
4座双片车门的设计,也就是Mc车和S车各有1座双片车门,车门打开时宽度应可
达1.2~1.3公尺的宽度,可因应水岸轻轨有自行车、轮椅与婴儿车的载运需要。
由于列车是模组化的设计,因此可添购后续的增结组,最长可以让列车增节到9节
的配置(Mc-S-T-S-M-M-T-S-Mc),列车长度会增加至43公尺。很多人会问,
轻轨通过路口的影响有多大,如果我们用9节的列车长度、通过40公尺宽度、并
搭配缓冲距离后,所需90公尺空间为长度设计,若列车通过时速每小时18公里
(每秒5公尺)时,大约需要18秒时间,相对于行人通过时间约需40秒。因此,
现有的轻轨电车具绝对足够的时间能通过路口,唯一需要顾及的,就是平面的
交会车流是否会影响轻轨运行。
不过,高雄捷运从规划到实际施工的间隔期间,对于轻轨列车技术来说,也是
有比较大突破的年代。过去,轻轨电车技术主要都源自于欧洲,由于欧洲国家
的轻轨系统多数都采取全线架空线供应电力(只有极少数走第三轨)。然而,
架空线对于位处热带的高雄,台风的风损、临海地区高盐分与高溼度、以及
对于市区景观的冲击等等考量,一直是轻轨推动过程中比较大的阻碍。近年来
随着电池科技发展,新型蓄电池不仅能在同样的重量与体积下储存更多电能,
也给了轻轨电车“释放”电车线的机会。因此,高雄环状轻轨在选择系统形式
时,就不考量有架空线的轻轨系统,当时还一度传出有可能使用地面第三轨
(把第三轨藏在轨道之间、集电设备在轨道里面)的设计。不过最后雀屏中选
的CAF Urbos系统,是使用快速充电超级电容的技术,列车在站区透过刚性第三轨
供电,在车站与车站之间则是采用蓄电池行驶。
依据CAF的原厂资料,这一套ACR快速充电超级电容的技术,不只是超级电容本身,
也整合了全列车的机电系统,更妥善地运用每一个可以使用的电力。使用这套系统
的Urbos轻轨列车,在列车离开机厂前,必须要全车充满100%的电力;列车出发
后,在两站之间即仰赖超级电容提供车上的所有动力需求;由于列车采用电力回生
煞车系统(最终端的停车应还是采用摩擦煞车以维持停车准确性),列车减速时,
列车的动能会转换为电能,重新回充到超级电容中;当列车停站时、列车会升起
集电弓,在20秒内进行1次快速充电,充电完成后再出发前往下一站。CAF的设计
中,集电设施有往上的集电弓、以及往下的集电靴两种设计,目前看起来高雄轻轨
将采用集电弓式集电的手段。这种充电方式最大的好处,就是减少了电力传输时的
耗损,但缺点就是必须要在站区设置较大的变电设施,所以在照片的两侧,可看到
设置了两座电力设备箱体。
笔者走到站区外面,进一步检视轻轨电车与公共汽车的转乘环境。高雄市的主要干线有
许多都采取快慢分隔的形式、但快慢分隔岛的宽度仅有1~1.5公尺,因此往往出现
仅有站牌、但是又高达30~35公分以上的窄长型公共汽车站台。当然,现阶段轻轨工程
不论是设计或工程范围都应该未扩及周边的公共汽车场站,不过对于高雄市而言,轻轨
车站与公共汽车站位的整合,将会是高雄市公共运输网络的重要措施,就以第一阶段路网
而言,轻轨两侧都有道路的凯旋路沿线(一心路至中华路、C1~C4站之间)、以及
第一阶段末端的捷运西子湾站,都是公共运输场站重要的整合位置。就以目前的布设
型式来看,不仅公共汽车与轻轨车站尚未整合,就连轻轨车站本体,为了要求与轻轨列车
底盘同高(35公分),也和邻近的人行道有一定程度的高度差。遮蔽范围、高度差、
与公共汽车站位整合的这些议题,看似都是简单而且非核心机电的工程细节,也往往是
捷运工程中最容易被顾问公司在设计阶段忽略的内容,但却是轨道系统完工后,会
影响乘客与营运单位的细节要素之一。这些美中不足之处,如果能够在正式营运前
逐一补强,让轻轨沿线的公共汽车设施也能一并进行站位的整合思考与调整,相信对于
轻轨的营运会具有非常良好的帮助。
高雄轻轨第一阶段的路线将会采用全面B型路权的方式设计,轻轨的设计方式其实与
A型路权的捷运系统不太相同,也和台铁有蛮大的落差。由于没有架空线,轻轨系统
的凯旋路路廊已经被设计成长条型的绿色廊道,并且旁边使用矮植栽进行隔离。对于
台湾的公共运输系统而言,“流动地标”的观念是台湾的第一次,但是考量到台湾的
都市环境,矮植栽的区域中在夜间的动物、或者是误闯的人流,将会是轻轨系统未来
营运时最大的影响因子,新系统的进入都会有一些互动与适应的时间,这就有待后续
营运时,捷运公司与社区、民众的宣导与互动了。
轻轨系统与其他公共运输系统的最大不同,是轻轨系统较注重与整个都市环境、邻近
公共运输系统与一般交通系统的整合与互动。虽然轻轨在全球并不是新的系统,但是
对于台湾而言却是全新的公共运输设计思维。同时,预期于2015年正式营运的环状
轻轨,也会陆续延伸至第二阶段,成为台湾近年来第一座与轨道与车辆系统相互混用
的都市,环状轻轨也肩负促进高雄捷运整体营收的强心针,究竟轻轨对于高雄都会区
的未来影响是什么,就有待后续持续关注了。
作者: zandy8551 (安安)   2014-11-10 12:39:00
好文 推
作者: amilu   2014-11-10 12:42:00
推~
作者: KEYSOLIDER (SOLIDER)   2014-11-10 13:24:00
作者: liyuoh (皇帝-李后主)   2014-11-10 13:30:00
作者: chewie (北极熊)   2014-11-10 13:37:00
推~应该这星期就要动态测试了吧
作者: gigihh   2014-11-10 13:42:00
推。另外想请教原PO,电池供应的电力是只给动力系统吗?还是整列车都要吃电池的电?例如照明、空调、旅客资讯等。
楼主: fabg (蓝天.翱翔)   2014-11-10 13:47:00
电池会供应全列车的电力...(可能小弟文句没有写得很清楚)所以列车一离开车站,就完全仰赖自己的蓄电池供电了....其实并不是新的技术(现有的轨道列车也有这种能力)只是现有列车多数是当作失去电力的最后备援...
作者: chewie (北极熊)   2014-11-10 13:49:00
不是蓄电池是超级电容...如果只用蓄电池是没办法只在20秒内充完的 Urbos另有一套蓄电池作为备援一字之差指的是完全不同的东西:P
作者: gigihh   2014-11-10 13:51:00
不知目前有没有高雄轻轨相关旅客资讯系统的设计资料。一般捷运车站通常会设有资讯显示与广播系统,车上通常也会有站名资讯的显示与广播设备,这些高雄轻轨应该都有吧!
楼主: fabg (蓝天.翱翔)   2014-11-10 13:58:00
chewie兄,就小弟个人了解,20秒似乎不会完全充完电力耶..http://www.ceci.org.tw/book/100/web/174-189.pdfTo gigihh:您可以参考上面这网站,有一些技术的初步资料车上广播系统我想会是有的,就看后续可上车参观时再观察
作者: chewie (北极熊)   2014-11-10 14:01:00
XD 总之不是直接对电池充电就是了
楼主: fabg (蓝天.翱翔)   2014-11-10 14:03:00
理解理解,我在Blog的原文再做一点修正...感谢指正
作者: gigihh   2014-11-10 14:04:00
感谢fabg大,不过北捷当初设计是没有月台广播的,也是后来才加上去,不知高雄轨有没有月台广播设备。
作者: chewie (北极熊)   2014-11-10 14:05:00
站名显示跟广播现在公共汽车都有了 轻轨列车上当然也会有 站内有LED显示 但广播的部分就不知道了...路面电车有些有(如长崎)有些没有 通常多路线路电共用月台有广播(以供辨识) 专线专用的话就不见得需要...
楼主: fabg (蓝天.翱翔)   2014-11-10 14:15:00
chewie兄:Blog原文做了文字修正,您再看看(也写了致谢)
作者: chewie (北极熊)   2014-11-10 14:18:00
不用谢啦XD 我也是看JR副总工的资料.. 再推您的整理!http://goo.gl/XTG17T 副总工的回复 保固5年 超级电容可充放电100万次,约10年寿命 蓄电池可充放电10万次,约2年
作者: Akulamaru (Akula)   2014-11-10 14:42:00
本来在想这样集电弓每站都要升弓降弓会不会很容易操坏不过突然又想到既然它只有在站内停车才会使用
作者: young90405 (冲冲阿盛)   2014-11-10 14:43:00
作者: Akulamaru (Akula)   2014-11-10 14:44:00
那就不用考虑行进间要保持接触,气缸压力、集电弓和电车线强度都可以降低,也可以做小一点,不用考虑磨损所以好像也不见得那么容易坏?
楼主: fabg (蓝天.翱翔)   2014-11-10 14:49:00
集电弓就要看她怎么设计的...但是减少行进磨耗是真的
作者: gigihh   2014-11-10 14:53:00
升弓应该是自动的吧!要不然司机忘了升弓不就惨了。
作者: qooisgood (不告訴你)   2014-11-10 15:03:00
推对了 超级电容不等于电池 一个是物理充电一个是化学充电 本质上是不同的东西
楼主: fabg (蓝天.翱翔)   2014-11-10 15:25:00
感谢指正,BBS这边原文也做修改了,避免大家误解...
作者: ewings (火星人当研究生)   2014-11-10 18:02:00
超电容唯一的用途是当成电池的"快取",延长电池的寿命,不然超电容的蓄电力只有电池的1/300另外ACR用的是镍氢电池,循环充电次数不到一万次,10万次哪个只是可用次数,厂商都会拿比较宽松的定义让数字好看。另外因为镍氢的记忆效应严重,所以两年就挂掉很正常,这个数据倒是比较老实嗳呀,上面写错了,因为是镍氢电池,所以ACR上的超电容的功率密度是电池的1/200。100公斤的超电容存的电只相当于半公斤电池
作者: cbate (自由是用钱买不到的)   2014-11-10 18:29:00
未看先推
作者: vios (星辰)   2014-11-10 18:43:00
push!
作者: lidongyun (Dong)   2014-11-10 18:53:00
推好文
作者: Kagami3421 (卡加米)   2014-11-10 19:25:00
作者: ohsI (阿奇)   2014-11-10 19:55:00
扌隹
作者: peter921 (PP)   2014-11-10 20:38:00
能问一下高雄轻轨的铁轨型式…不会容易被异物卡住吗?
作者: sunforest (河马)   2014-11-10 21:09:00
电联车车头有排障器ACR里的镍氢电池是备用的,主要还是以电容充放电
作者: ewings (火星人当研究生)   2014-11-10 22:30:00
ACR里面镍氢电池存有30kWh,超电容只有7.8kWh就算是只用最大输出的1/10,一组ACR的超电容也只能撑10分钟http://ppt.cc/tUjd运作时也是使用hybrid模式,只是超电容的使用次数较多
作者: krishuang (五柳先生)   2014-11-10 23:05:00
作者: pikakami (我买不起徕卡)   2014-11-10 23:42:00
推优文
作者: foregather (foregather)   2014-11-10 23:42:00
镍氢? 以高雄的温度这下应该真的活不久了吧?还一点是, S不卖Combino很久了,那已经是上上一代的车
作者: ewings (火星人当研究生)   2014-11-11 00:03:00
丰田PIRUS的电池保固10年,ACR的电池部份只保固两年,只能说厂商不笨
楼主: fabg (蓝天.翱翔)   2014-11-11 08:23:00
感谢f兄指正,原文已修改为Avenio进一步查询,Avenio其实是从Combino Plus衍生的下一代轻轨并且在UITP 2009年年会时正式被定名,虽然官网还有Combino但是现在买到的电车应该都是Avenio了...

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