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標(biāo)題: 【無軌電車新技術(shù)】不停車集電桿任意點連通接觸網(wǎng) [打印本頁]

作者: ich 時間: 2015-6-10 19:12
標(biāo)題: 【無軌電車新技術(shù)】不停車集電桿任意點連通接觸網(wǎng)
本帖最后由 ich 于 2015-6-10 22:50 編輯

一年多以前，德國DIaLOGIKa公司在youtube網(wǎng)站上傳了一個視頻“Trolleybus automatically reconnecting with overhead wires after branch（無軌電車通過岔路口后自動與架空線恢復(fù)連接）”，可謂是一種突破性的創(chuàng)新思維，覺得挺有意義，為了方便國內(nèi)收看，本人就把它轉(zhuǎn)到了土豆網(wǎng)上。此消息在微博上和公交巴士迷聚集的網(wǎng)站上引發(fā)了關(guān)注……

http://www.tudou.com/v/_2mCi738viM/&resourceId=0_04_05_99/v.swf

這一設(shè)想也已被DIaLOGIKa和Kummler+Matter AG兩公司投入到實際試驗中，項目稱作LibroDuct，具體情況也在官網(wǎng)有所公開（http://www.dialogika.de/en/sectors-and-projects/electromobility-with-libroduct），但由于內(nèi)容多是德語和英語，在此轉(zhuǎn)發(fā)過來并稍加注解，方便網(wǎng)友對其的了解。

作者: ich 時間: 2015-6-10 19:32
E-Mobility with LibroDuct

Oncoming bus using the same overhead lines — one of the buses temporarily disconnects（對向兩車共享一對架空線，接近時一方暫時脫線）

The bus drives around the obstacle and then reconnects（車輛脫線繞開行駛軌跡上的障礙物后，集電桿恢復(fù)連接）

At a bus stop the bus automatically contacts the overhead wire to recharge its batteries（站點停車時，集電桿自動連接架空線為電池充電）

The bus automatically disconnects to cross tram or other electrified rail lines（車輛在穿越有軌電車或電氣化鐵路道口時，自動脫線）

The bus automatically disconnects and then reconnects around the corner（車輛經(jīng)過岔路口時，自動脫線后恢復(fù)搭線）

Motivation（動機，即為什么要這么做）
Electromobility has been gaining in relevance recently in view of sustainable urban and traffic planning movements although there have been electric trains, trams, trolleybuses and cars for over a century. Trolleybuses (also referred to as ‘catenary buses’) have not been able to gain general acceptance in competing with conventional diesel- or gas-powered buses although trolleybuses are not only cost efficient but energy efficient as well, and produce zero emissions. Since trolleybuses are largely affixed to overhead wires, manual intervention or even a structural solution is required when the bus has to be routed around a temporary obstacle. A supplementary energy source on board is useful to only a limited extent when encountering these obstacles, regardless of whether the source is a battery or auxiliary diesel. The net result of these disadvantages is that in Germany, for example, there are currently 23,000 diesel buses deployed in urban transport as opposed to less than 100 trolleybuses. Also, other e-mobility variants like battery- or fuel cell-powered buses or hybrid buses still pose too many limitations in terms of their operating range or convenience, or are considered to only be transitional technologies, i.e. not ready for prime time.

The solution: LibroDuct（解決方案——LibroDuct，即該做什么）
DIaLOGIKa and project partner Kummler+Matter AG looked long and hard for solutions to this issue — and ultimately developed LibroDuct. With this system trolleybuses are able to connect to and disconnect from the overhead wire fully automatically, while travelling or stopped. LibroDuct is based on conventional pole current collector and overhead electrical contact wire systems. The LibroDuct principle is founded on a control system for which patent is pending at the international level. Combined with the novel mechanical components of the current collector system, for which patent is also pending, LibroDuct makes use of various software-based processes, enabling buses to automatically switch between operating with and without overhead lines, thus paving the way for the electrification of local public transport networks.

The technology（技術(shù)）
LibroDuct unites the positive aspects of trolleybus and battery-powered bus technologies. It enables battery-powered buses to recharge while underway (if only at bus stops), resulting in a drastic reduction in the battery capacity required. LibroDuct also enables trolleybuses to travel for extended distances without being connected to overhead lines. This means that with LibroDuct the construction of overhead lines can be cost-effectively restricted to main routes or specific bus stops and steep inclines requiring substantial electrical power. Thanks to their ability to autonomously disconnect from and recontact overhead lines, LibroDuct-enabled trolleybuses can easily master exceptional situations like sudden obstacles posed by accidents or temporary construction sites. Trolleybuses can also be used to serve heritage sites and historically protected areas without visually blighting them with overhead wires.

Key features（主要功能）

Software, not hardware
Instead of relying on failure-prone mechanical sensors, the position of the overhead lines and current collectors is determined by way of stereoscopic pattern recognition using digital cameras. These signals control the components of the current collector system for precision disconnecting and recontacting.

Retrievers – a thing of the past
The software also enables dewiring – when the trolley poles inadvertently slip off the overhead wires – to be detected and the poles to be reliably repositioned and resecured via the actuators controlling pole movement. Collision is prevented with the overhead wires, the other trolley pole or other obstacles, thus making this system superior to those employing conventional mechanical retrievers.

Optional features（可選功能）

Car-to-car communication
Digital communication (e.g. trunked radio or digital short range communication as per ITS-G5) is used to negotiate with other buses using the same overhead line to determine which of the two is to disconnect when passing or encountering a single pair of overhead wires.

Navigation via GPS and built-in digital map
Thanks to its GPS system (and other sensors), LibroDuct always ‘knows’ where the bus is located. This information is compared with a stored route map containing details showing where overhead lines may be expected that the bus may contact, and which of possibly several pairs of overhead lines is to be used.

Communication with the control centre
LibroDuct automatically receives route information updates for its digital map from the control center via its digital wireless interface so that the driver only has to input the route ID at the beginning of a journey. LibroDuct does everything else. LibroDuct is also able to use this interface to transmit information about critical situations, e.g. obstacles, to the control center for dissemination to other buses.

Energy-efficient operation thanks to intelligent technology
Using its digital map or statistical data from previous journeys, LibroDuct is able to predict the energy consumption and possible energy recuperation on the remaining portion of the route to be covered by the bus. This information is used by LibroDuct to optimize energy use and storage in the energy accumulator.

作者: ich 時間: 2015-6-10 19:42
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1.架空接觸網(wǎng)
2.集電頭觸靴
3.集電桿
4.集電桿限位安全繩
5.壓力彈簧
6.立體光學(xué)攝像機
7.車頂設(shè)施
8.集電桿鎖定裝置
9.安全繩電機

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立體光學(xué)圖像識別：利用位于兩側(cè)的兩個立體光學(xué)攝像機成像，實時自動捕捉架空線的位置。

作者: ich 時間: 2015-6-10 20:16
Automatic Dewiring and Recontacting （集電桿自動脫線、自動復(fù)連）

Features
  Fully automatic dewiring and connection to the overhead wire at stops and during travel without driver interaction （停站時、行駛中，集電桿自動脫線、自動復(fù)連，無需駕駛員干預(yù)）
  Conventional trolley pole and wire（使用常規(guī)集電桿和架空線，即對現(xiàn)有設(shè)備無需做過多改動）
  Flexibility / cost reduction (trolleybuses) 提高靈活性，降低成本
  Just-in-time conductive recharging (battery buses) 即時在線充電
  Partial catenary (e.g. only at bus stops and steep inclines) 只需架設(shè)部分接觸網(wǎng)（如只在公交站點和陡坡路段）
  Innovative control system (patent pending) 創(chuàng)新型控制系統(tǒng)（專利申請中）

-  Stereo-optical pattern recognition
-  Target tracking
-  Energy management

- 立體光學(xué)圖像識別
- 目標(biāo)跟蹤
- 能源管理

優(yōu)點主要有以下幾方面：
提高無軌電車的靈活性和適應(yīng)性，無需集電桿捕捉器，實現(xiàn)任意超車?yán)@道；
部分復(fù)雜困難路段、岔路口無需架空接觸網(wǎng)，無需使用分線器、并線器、交叉器等各種線網(wǎng)樞紐件，減少架空線的視覺影響；
對向只需架設(shè)一對架空線，且無需大量花費電池和設(shè)備改進費用，降低建設(shè)和運營成本。

作者: ich 時間: 2015-6-10 20:23
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作者: lf85321 時間: 2015-6-10 22:24
但是這個的原理是什么啊？

作者: 福田 時間: 2015-6-10 22:26
雙方向車共用一條線不太現(xiàn)實，還是架雙線吧

作者: ich 時間: 2015-6-10 22:52

福田發(fā)表于 2015-6-10 22:26
雙方向車共用一條線不太現(xiàn)實，還是架雙線吧

共用一對架空線對于超過三個車道的道路不適合

作者: steady 時間: 2015-6-10 22:57
這個設(shè)想我也有過，定位用的限位繩可以采用類似T型升降弓的設(shè)計

作者: steady 時間: 2015-6-10 22:58
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[attach]1292014[/attach]

作者: steady 時間: 2015-6-10 23:05
解釋一下

1和2構(gòu)成T型升降器

3為鎖鉤，有待設(shè)計

2為導(dǎo)軌，鎖鉤3鎖住集電桿后，能夠在導(dǎo)軌2延導(dǎo)軌移動

因而確定鎖鉤3對準(zhǔn)架空線的位置，啟動氣泵1，將T型升降器整體抬升，既能將集電桿鉤到架空線上去

只要架空線在導(dǎo)軌2的垂直范圍內(nèi)，算上集電桿的集電頭的位置會更外面，范圍小些，因而實現(xiàn)無軌電車集電桿的任意位置捕線

實現(xiàn)智能化，不需捕捉器。

只是設(shè)想啦。。。。。。。。但愿有幫助

作者: ich 時間: 2015-6-10 23:06

steady 發(fā)表于 2015-6-10 22:58

這樣導(dǎo)致偏線距太短

作者: steady 時間: 2015-6-10 23:07

ich 發(fā)表于 2015-6-10 23:06
這樣導(dǎo)致偏線距太短

集電桿不需改動啊，只是捕捉架空線的范圍僅限于車頂，車寬的范圍內(nèi)

作者: steady 時間: 2015-6-10 23:11

ich 發(fā)表于 2015-6-10 23:06
這樣導(dǎo)致偏線距太短

我很擔(dān)心隨著電池技術(shù)的發(fā)展，無軌電車總是往脫線方向發(fā)展，會抑制對無軌電車架空線的研究，比如更簡單，用新材料使架空線更牢固，更安全，顏色更美觀，分并器更簡潔，等等等。。

我希望無軌電車架空線設(shè)計這個學(xué)科能一直發(fā)展下去，不要掉入儲能設(shè)備的陷阱，最后不倫不類，真的被歷史否定。。。

作者: ich 時間: 2015-6-10 23:36

steady 發(fā)表于 2015-6-10 23:07
集電桿不需改動啊，只是捕捉架空線的范圍僅限于車頂，車寬的范圍內(nèi)

集電桿是套在3里的不是？左右偏線范圍被限制在2的長度內(nèi)了不是？

作者: steady 時間: 2015-6-10 23:46

ich 發(fā)表于 2015-6-10 23:36
集電桿是套在3里的不是？左右偏線范圍被限制在2的長度內(nèi)了不是？

不是，3只是在收起集電桿的時候起到固定集電桿的作用，同時還能確定集電桿和架空線的位置，需要升桿時，3和導(dǎo)軌2和集電桿隨著氣泵的升起，將集電桿搭上架空線，然后氣泵1收縮，導(dǎo)軌2和固定器3一起降下來了，集電桿繼續(xù)隨便動，仍然4.5米

3是連著導(dǎo)軌2的，一起的，目的1：降桿時鎖住集電桿
目的2：確定集電桿（集電頭）和架空線的位置，以便升起時捕捉架空線
捕捉完畢后3鎖定器打開，釋放集電桿，隨2降下。。

作者: steady 時間: 2015-6-10 23:49

ich 發(fā)表于 2015-6-10 23:36
集電桿是套在3里的不是？左右偏線范圍被限制在2的長度內(nèi)了不是？

第三幅圖里的3黃色圈和集電桿分離了，畫的有點接近而已。。。但3還在導(dǎo)軌2上面，（1，2，3是一起的）

作者: ich 時間: 2015-6-10 23:59

steady 發(fā)表于 2015-6-10 23:11
我很擔(dān)心隨著電池技術(shù)的發(fā)展，無軌電車總是往脫線方向發(fā)展，會抑制對無軌電車架空線的研究，比如更簡單， ...

同感。

但關(guān)于此次技術(shù)革新還是需要往積極的方面看，無軌電車之所以用集電桿而不是集電弓，側(cè)重的就是其相較于有軌電車有一定的靈活性的優(yōu)點，本人竊以為這也正是其相對于后者的最大價值。集電桿在不受車輛行進與否，偏線與否的限制的情況下，實現(xiàn)任意通斷，可以看做是其靈活性最大化的體現(xiàn)，也是其最大價值的一次突破，也是其挑戰(zhàn)汽車靈活性最大的籌碼，也是在車載電成本高于直供電時期其存在的意義。

而其反面，即你所提到的“對無軌電車架空線的研究受到抑制”，則是無軌電車離軌道交通范疇漸行漸遠。

最終，綜合此前已經(jīng)在外國成功應(yīng)用，又名“虛擬軌道有軌電車”的“光學(xué)導(dǎo)向無軌電車”，可見無軌電車正在對中低運量陸地交通進行重新定義。

作者: steady 時間: 2015-6-11 00:15

ich 發(fā)表于 2015-6-10 23:59
同感。

但關(guān)于此次技術(shù)革新還是需要往積極的方面看，無軌電車之所以用集電桿而不是集電弓，側(cè)重的就 ...

好吧，謝謝，從實際應(yīng)用意義上你說的完全沒錯，但我個人從歷史保留上，情感角度上希望現(xiàn)在的這道風(fēng)景不要消失，希望科技創(chuàng)新，時代進步，科技發(fā)展，也能運用到傳統(tǒng)電車的保留上去，畢竟這也是一種正向發(fā)展，而不是倒退，讓電車在完整保留他原樣的同時，不成為企業(yè)和社會的負擔(dān)。

用新技術(shù)裝點老電車，和用新材料保護老建筑的思路我想是一樣的。。單純的降桿行駛或者剪掉辮子這和隨意破壞優(yōu)秀歷史建筑改變其結(jié)構(gòu)有什么區(qū)別呢？個人看法。。

作者: ich 時間: 2015-6-11 10:47

steady 發(fā)表于 2015-6-11 00:15
好吧，謝謝，從實際應(yīng)用意義上你說的完全沒錯，但我個人從歷史保留上，情感角度上希望現(xiàn)在的這道風(fēng)景不要 ...

降桿行駛只是在特殊路段的權(quán)宜之計，只要車載電、無線充電的成本高于直供電，集電器和接觸網(wǎng)就會繼續(xù)存在，這道風(fēng)景就不會消失。

作者: 94路無軌電車 時間: 2015-6-11 19:31

steady 發(fā)表于 2015-6-10 23:11
我很擔(dān)心隨著電池技術(shù)的發(fā)展，無軌電車總是往脫線方向發(fā)展，會抑制對無軌電車架空線的研究，比如更簡單， ...

您的擔(dān)憂已經(jīng)在國內(nèi)的得到了驗證

作者: xuechunbo 時間: 2015-6-13 11:58
好設(shè)計，有參考意義。

作者: Tram 時間: 2015-6-14 05:56

福田發(fā)表于 2015-6-10 22:26
雙方向車共用一條線不太現(xiàn)實，還是架雙線吧

對于路窄、間隔大的德國小城市和鄉(xiāng)下公交來說挺劃算的。例如Esslingen am Neckar的118路無軌電車，跑一圈29分鐘，高峰間隔20分鐘，低谷間隔30分。

作者: 西局寶段駐京辦 時間: 2015-6-25 13:28
T型弓存在短路隱患，有軌線路使用T型弓是由于車頂只有一根線，另一端在軌道，但無軌線路需要兩條線都在車頂，對于捕捉技術(shù)的精度要求很高，一旦出現(xiàn)偏差，會造成短路，起火或者是線網(wǎng)癱瘓；話說回來，捕捉精度提高了，用現(xiàn)有的辮子不是更方便么

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