Šanghajský vlak Maglev

Souprava Maglev

Vysokorychlostní, bezpečný, pohodlný, energetický úsporný, šetrný k životnímu prostředí - jeden z nejmodernějších dopravních prostředků

Vlaková souprava Maglev je vynálezem 20. století. Je to vysokorychlostní, pohodlný, energeticky úsporný a životní prostředí šetřící, na trať vázaný dopravní systém nového typu. Se stavbou šanghajské trati pro ukázkový provoz Maglev se začalo v březnu 2001. Trať začíná na západní straně stanicí Longyand Road a na východě končí stanicí Mezinárodní letiště Pudong. Celková délka hlavní trati činí 30 km v dvojkolejném provozu s možností obratu. Má dvě nástupní/výstupní stanice, dvě napájecí stanice, 1 provozní dispečink a jedno centrum údržby. V počátečním období budou dodána 3 vozidla o 15 oddílech. Projektová maximální rychlost činí 430 km/h. Doba jízdy v jednom směru činí zhruba 8 minut. Jako první trať určená pro komerční provoz vlaků Maglev přispěje tato stavba velkým dílem ke zlepšení dopravní situace z centra města na mezinárodní letiště v Pudongu a navíc bude významným krajinným prvkem moderní mezinárodní metropole.

Šanghajská trať pro ukázkový provoz vlaků Maglev

trasa č.2 metra

Systém Maglev

Základní charakteristiky systému

Souprava Maglev v provozu

Elektrotechnika a elektronika místo mechaniky

Tradiční kolo na kolejnici Elektromagnetická levitace


 
Systém pohonu

Synchronní lineární motor s dlouhým statorem systému Maglev se používá jak pro urychlování, tak i brždění vozidla. Statorové svazky s třífázovým vinutím motoru nejsou osazeny na vozidle, nýbrž po obou stranách vodicí dráhy. Místo točivého magnetického pole vytváří motor přímočaře se pohybující elektromagnetické pole. Levitační magnety ve vozidle fungují stejně jako rotor elektromotoru.

Průchodem střídavého proudu třífázovým vinutím motoru se generuje přímočaře se posouvající elektromagnetické pole, které posouvá celým vozidlem, zvedaným jeho levitačními magnety. Rychlost lze plynule regulovat od stavu klidu vozidla až po plnou provozní rychlost změnou kmitočtu střídavého proudu. Při brždění dochází k reverzaci posouvajícího se pole, z motoru se stane generátor, který pak bezkontaktně brzdí vozidlo.

posouvající se magnetické pole pohonu

Lineární motor s dlouhým statorem ve vodicí dráze se dělí na několik motorických úseků. Jen tyto úseky jsou napájeny, míjí-li je vozidlo. Jakmile vozidlo z pracovní oblasti příslušného úseku lineárního motoru vyjede, jeho napájení se automaticky vypne a současně zapne v následujícím úseku.

Umístění a instalovaný výkon napájecích stanic je dán požadavky na pohon. Na rozdíl od rovných úseků je potřebný vyšší výkon na svažitých úsecích, ať už k urychlování, či brždění. Pohonné zařízení lze tedy uspořádat dle potřeby.

Struktura vodicí dráhy

Systém vodicí dráhy šanghajské trati Maglev sestává z nosníků vodicí dráhy a přesouvačů vodicí dráhy.

nosník vodící dráhy

Nosníky vodicí dráhy

Nosník vodicí dráhy je stěžejní součást projektu Shanghai Maglev. Používá se v celé řadě různých velikostí co objemu, hmotnosti a přesnosti provedení. Vyrábí se složitou technologií , je nesnadné jej dopravit na staveniště a vztyčit. Trať jako celek má celkem 2604 nosníky se 60 % z tohoto počtu v zakřiveném provedení. Každý váží až přes 100 tun. Odchylky v různých rovinách nosníku nesmějí přesahovat 2 mm. Přesnost trojrozměrného usazení konzol je menší než 1 mm. K dispozici jsou nosníky dvojího typu: hybridní ocelobetonové a ocelové. Hybridní nosníky jsou dle specifikací uspořádány do tříd o délkách 12, 18, 21, 24 a 50 m. Šestimetrové nosníky z ocelových plátů lze navzájem stavět na sebe a používají se na přejezdech přes řeku.

Přesouvače vodicí dráhy

Systém Maglev provádí změnu kolejí s využitím ocelových ohebných přesouvačů. Každý sestává s kontinuálního ocelového skříňového nosníku, který se elasticky ohýbá s využitím elektromagnetických stavěcích unášečů a zajišťuje ve své koncové poloze. Vozidlo se pohybuje po zakřivené trati v nadneseném stavu. Změnu polohy každého takového přesouvače řídí a monitoruje systém řízení provozu.

přesouvač vodící dráhy

Šanghajská trať pro ukázkový provoz vlaků Maglev má 8 přesouvačů, dvoucestných či trojcestných. Přesouvač sestává z nosníků vodicí dráhy, spodní konstrukce nosníků, ložisek, mechanického vybavení a elektrického zařízení.

přesouvač vodící dráhy

Systém řízení provozu

schéma systému řízení provozu

  1. systém řízení provozu
  2. řízení přesouvačů vodicí dráhy
  3. ochrana a regulace segmentu vodicí dráhy
  4. ochrana a řízení vozidla
  5. rádiový přenos

Systém řízení provozu vlaků Maglev lze charakterizovat centrálním automatickým řízením provozu podle naprogramovaného harmonogramu jízd s decentralizovaným monitorováním a zabezpečením všech tras a pohybů vozidla. Klasickým úkolem strojvedoucího je plnit úlohu jakéhosi průvodce vlaku, který v případě čehosi mimořádného komunikuje s dispečinkem. Všechny normální jízdní a brzdné operace zcela provádí systém řízení provozu. Zařízení pro zabezpečení provozu je umístěno ve vozidle a stacionárních objektech. Výměnu dat mezi oběma těmito částmi systému zajišťuje vysoce spolehlivý systém rádiového přenosu, fungující na přímou viditelnost. Konkrétní uspořádání rádiových stožárů na trase zajišťuje, aby dvě redundantní antény na vozidle mohly v každém okamžiků přijímat signály ze dvou nezávislých rádiových stožárů.

řídící centrum

Vozidla se dají bezpečně lokalizovat pomocí digitálně zakódovaných indikátorů umístěných na vodicí dráze. Neustále se také kontrolujte, zda vozidlo dodržuje rychlostní limit. V případě jeho překročení nastane automatické odstavení hnacího výkonu a aktivací brzd vozidla pracujících na principu vířivých proudů. Jsou to prvořadé bezpečnostní funkce systému řízení provozu. Kromě toho systém řízení provozu kontroluje vzdálenost mezi po sobě jedoucími vozidly na trase, řídí činnost přesouvačů vodicí dráhy, zajišťuje bezpečnost cestujících ve stanicích a plní mnoho jiných funkcí, resp. ovládá či zabezpečuje mnohé jiné procesy. Vyloučením lidského faktoru z odpovědnosti za bezpečnost za provozu a zavedením vysokého bezpečnostního standardu v oblasti signalizačních technologií a zařízení se podařilo zajistit vysokou úroveň bezpečnosti celého systému.
Mezi dalšími úkoly systému řízení provozu stojí za zmínku dokumentace provozu vozidel a zajišťování aktuálních informací pro bezpečnost zaměstnanců i cestujících.

Nízké náklady na provoz a údržbu

Maglev
  • Při plně automatickém provozu provozního dispečinku je obecně třeba méně provozního personálu.
  • Specifická spotřeba energie je při ekvivalentních rychlostech nižší než u srovnatelných dopravních systémů.
  • Zatěžovací síly od vozidla se po vodicí dráze rozkládají stejnoměrně (bez bodových zátěží), což má za následek nižší statické i dynamické namáhání v celé škále provozních rychlostí, a proto i menší namáhání vodicí dráhy.
  • Bezkontaktní technologií se snižuje mechanické opotřebení.
  • Většina mechanických součástí, jež podléhají opotřebení, byla nahrazena elektronickými a elektromagnetickými komponentami, které se neopotřebovávají. Odtud méně údržbových úkonů.

Náklady na údržbu přepočtené na "sedadlo-kilometry"

Bezpečí a pohodlí

Bezkontaktní jízda vlaku Maglev skýtá stabilní a pohodlné prostředí. Cestující se nemusejí připoutávat bezpečnostními pásy a mohou vlakem bezpečně procházet i za pohybu vysokou rychlostí. Stejně jako všechny ostatní moderní dopravní systémy nabízí i Maglev ucelenou řadu bezpečnostních konceptů.

uchycení vlaku na vodící dráze

Subsystémy levitace, vedení a pohonu systému Maglev jsou modulární, a navíc vybavené zabezpečením pro případ výpadku a autodiagnostikou. Všechny základní subsystémy a komponenty používají redundantní technologie. Selhání jediné komponenty nepovede k výpadku provozu.

Systémy pro levitaci a vedení vlaku Maglev odebírají energii z palubního lineárního generátoru a baterií. Dojde-li za provozu k výpadku napájení z pozemní elektrorozvodné sítě, vlak se vznáší i nadále, přičemž potřebnou energii odebírá z baterií, a dojede při brždění až do předem určeného pomocného odstavného prostoru.
Vlak je vybaven brzdou na principu vířivých proudů. Ta vlak zastaví brzdnou silou vznikající na uvedeném principu a třením o postranní vodicí kolejnice po obou stranách vodicí dráhy. Využívá se zde energie z palubních baterií.

kluzná lyžina

Pozitivní charakteristiky v oblasti ochrany životního prostředí
Maglev

  • sama jízda ani pohon není díky bezkontaktní technologii zdrojem hlučnosti
  • elektrický pohon nezávislý na typu primární energie
  • bez emisí spalin a jiných znečišťujících látek podél trati
  • nízké nároky na zábory území pro zvýšenou a povrchovou vodicí dráhu

Hladina hlučnosti

Při rychlosti zhruba 200 km/h projíždí vlak městskými i jinými hustě osídlenými oblastmi poměrně tiše, při rychlostech nad 200 km/h je zdrojem nižší hlučnosti než osobní automobil jedoucí rychlostí 70 km/h nebo nákladní automobil při 40 km/h. Hlučnost vlaku maglev projíždějícího rychlostí 400 km/h je ve vzdálenosti 25 m od něho zhruba 90 dB.

porovnání hlučnosti vlaku Maglev s ostatními

průjezdné hladiny ve vzdálenosti 25 m/dB(A)

Magnetické pole

Elektromagnetické pole, které vytváří vlak Maglev nijak neohrožuje cestující ani životní prostředí, neboť je stejné jako geomagnetické pole a daleko slabší než elektromagnetické vyzařování běžného elektrického spotřebiče. Elektromagnetické pole vyzařované vysoušečem vlasů, resp. troubou na pečení chleba či elektrickým šicím strojem je dokonce silnější než v případě segmentu vozidla Maglev.
Podle výsledků měření nemá elektromagnetické pole od pohonu s dlouhým statorem, systémů levitace a vedení jakož i rádiového systému žádný nepříznivý vliv na kardiostimulátory či magnetické karty.

Hodnoty intenzity magnetického pole [uT]

Atraktivní doba jízdy

Městské aglomerace jsou nevyhnutelným trendem rozdělení větších i menších měst a hospodářského rozvoje v naší zemi. Právě systém Maglev přibližuje centrum aglomerace okolním městům, a cílem tedy je urazit vzdálenost mezi kterýmikoli dvěma městy za půl hodiny. A zde se s výhodnou uplatní systém Maglev. Infrastruktura, tj. jednotlivá letiště, finanční a obchodní centra, zdroje cestovního ruchu, pak mohou navzájem komunikovat a doplňovat se a realizovat tak racionální rozdělení zdrojů, významně podněcovat regionální hospodářský rozvoj.

Z výsledků průzkumu je zřejmé, že dobu jízdy do 3 hodin berou lidé jako pohodovou. Technologie bezkontaktní levitace a pohonu umožňuje vysokorychlostnímu systému Maglev hospodárný provoz při rychlostech 400 - 500 km/h. Za těchto podmínek lze splnit přání cestujících urazit středně dlouhou až dlouho trasu o délce 800 až 1500 km za méně než 3 hodiny, což docela dobře snese srovnání s leteckou dopravou.

Hlavní objekty


Stručný úvod
Longyang Road

Stanice Longyang Road

Jedná se o výchozí stanici, situovanou jižně od stanice metra na trase č. 2 Longyang Road. Tvoří ji třípodlažní budova rámové konstrukce s oválnou ocelovou střechou. Na prvním podlaží se nachází nákupní zóna a prostor VIP, na druhém staniční dvorana a místnosti provozního dispečinku a na třetím pak dvoukolejné nástupiště, které pojme vlak až o osmi oddílech.

prostor údržby

Prostor údržby

Prostor údržby je základnou, kde se provádí demontáž vozidel a jejich uvádění do provozu. Vozidla zde mohou parkovat za účelem oprav a noční údržby. Hlavní funkční zóny jsou opravná linka, linka rutinních prohlídek, mycí linka a pomocná zařízení. Funkce řízení systému jsou nezávislé na dispečinku pro řízení hlavní trati. Sledování vlakového provozu a řízení vlaků odtud umožňuje telekomunikační síť.

výroba nosníků

Základna pro výrobu nosníků

S vysokou přesností vyrobený nosník šanghajské trati Maglev je konstrukcí, která přenáší zatížení od vlaku a usměrňuje pohyb levitující vozidla. Všech 2604 nosníků potřebných pro projekt bylo vyrobeno a zpracováno právě zde. Základna sestává především z betonářského pracoviště, venkovního prostoru pro uskladňování nosníků a střediska obráběcích strojů s konstantní teplotou. Továrna na betonové komponenty je nejlepší v Číně co do rozsahu programu a vybavenosti moderním zařízením.

napájecí stanice

Napájecí stanice pro pohon vlaků

Na šanghajské trati Maglev jsou k dispozici dvě napájecí stanice pro pohon vlaků, vybavené celou sadou zařízení dovezeného od firmy Siemens AG. Jeden ze dvou hlavních transformátorů 110 kV je zabudován v napájecí stanici Long Young Road, druhý v napájecí stanici prostoru pro údržbu. Hnací výkon se odebírá přes energetické bloky napájecích stanic. Jedoucí vlak je současně napájen z obou těchto stanic, z každé na jednom konci. Navíc je trať jako celek vybavena šesti traťovými trafostanicemi, devíti trafostanicemi pro napájecí kolejnici a 56 spínacími stanicemi.

společnost Shanghai Maglev Transportation Development Co. Ltd.

Zhang Guijuan

Wu Xiangming

Zhang Guijuan
předsedkyně správní rady

Wu Xiangming
prezident

Společnost Shanghai Maglev Transportation Development Co. Ltd. (SMTDC) byla založena se základním jměním 3 miliard RMB, které společně investovalo 7 akcionářů: Shanghai Shentong Holdings Co., Ltd., Shenergy (Group) Co., Ltd., Shanghai International Group Corp., Ltd. Shanghai Baosteel Group Co., Ltd., Shanghai Automotive Industry (Group) Co., Ltd., Shanghai Electric (Group) Co., Ltd. a Shanghai Pudong Development (Group) Ltd. s cílem realizace a provozu šanghajské trati Maglev tržním způsobem a na komerčním základě.

Co do složení zaměstnanců společnosti v průměru převládají mladší lidé, vysoce vzdělaní s technickým zázemím. Příslušníci štábu společnosti překypují energií a vitalitou, jsou progresivní se smyslem pro týmovou práci a 75 % z nich je mladších 35 let. 76,8 % všech zaměstnanců má vysokoškolské nebo ještě vyšší vzdělání, z 58 % jsou držiteli středoškolských či vyšších diplomů. Puzeni inovačním elánem a průkopnickou touhou se zaměstnanci společnosti celým srdcem a v jednotě mysli vrhli do výstavby šanghajského projektu Maglev, překypující nadšením a dobrou náladou, a nasbírali bohaté zkušenosti co do organizace projektu, výstavby a managementu.

V souladu s pokyny ministerstva vědy a techniky a šanghajského zastupitelství společnost zorganizovala a provedla přípravy k založení Národního centra pro dopravu Maglev a její rozvoj (National Maglev Transportation and Development Center), které je provozováno a řízeno jakožto podnik, a zorganizovala výzkumné síly ze všech částí země pro výzkum možností propagace využití vysokorychlostního systému Maglev na dálkových kmenových tratích s možností postupné lokalizace na základě zažití a asimilace německých technologií.

Společnost si razí cestu vpřed průzkumem možností výstavby systému Maglev jako oboru mnoha způsoby. Krom toho se podílí na expanzi trhu v oblasti výstavby a řízení železniční dopravy tím, že se pokouší realizovat udržitelný rozvoj techniky, průmyslu a trhu.

Organizační schéma organizací


Shanghai Maglev Transportation Development Co. Ltd. (SMTDC)
a
National Maglev Transportation and Development Center (NMTDC)