成果報告書詳細
管理番号20110000001063
タイトル平成20年度~平成22年度成果報告書 「エネルギー使用合理化技術戦略的開発/エネルギー使用合理化技術実用化開発/i~HAC(intelligent Hydraulic Axle Control)を利用した次世代型DMVの研究開発」
公開日2011/10/12
報告書年度2008 - 2010
委託先名北海道旅客鉄道株式会社
プロジェクト番号P03033
部署名エネルギー対策推進部
和文要約近年、少子高齢化、モータリゼーションの影響により、地方の鉄道とバスの利用者は年々減少を続け経営状況が悪化している。そのため、経営状況が悪い地方の鉄道線区の廃止が続き環境負荷も高くなってきている中、新交通システムも含め存続に向け悩まれている箇所も多い。また、そのような大型の鉄道車両での輸送使命を終えた線区においては、鉄道と言えども決して省エネルギーな交通機関とは言えない状況であるとともに自治体の財政支援(鉄道、バス)も限界に達しており、大きな負担となってきている。そのような中、環境にやさしく輸送量にあったシステムで「経営改善(コスト削減)による存続」、「自動車社会からの脱皮」などを目的として公共交通ネットワークを再構築しようという動きがある。一方、DMVは「鉄道の定時性・確実性」と「バスの柔軟性・機動性」を兼ね備えている乗り物であり、共同研究の最終目標値を達成した次世代型DMVを実用化することにより、鉄道をバス転換する場合と比較して「線路走行による所要時間と定時性の確保」、「鉄道とバスの融合による利便性の向上と社会的費用の軽減」、「線路走行での連結運転による運転経費抑制と輸送力確保」、「マイカーへのシフトや燃料消費量抑制による省エネルギー効果」などが期待できる。 しかし、今まで開発してきたDMVは走行安全性には一定の目処が立ってきていたが、定員が16名/両しか確保できず、アンケート結果では、「定員が16名/両では交通手段として活用不可能」という回答が約6割に達し、視察された多くの地方自治体から「輸送力の拡大(20~30名/両)」の必要性が指摘され、乗り心地についても線路走行、道路走行とも約3~4割が「乗り心地が悪い」との回答であった。そのため、省エネルギー効果が期待でき、地球環境問題を踏まえ持続可能な社会の実現に貢献可能なDMVの導入拡大に大きな弊害となり、その課題解決が可能なDMVを研究開発する必要があった。
本共同研究では、省エネルギー効果向上と定員25名以上/両確保可能な「架装重量軽量化の研究開発」、道路と線路の両方に効果的な「振動対策の研究開発」、輸送力拡大に向けた線路上における3両以上の「連結運転システムの研究開発」、省エネルギー効果向上を目的に線路上での惰行運転を可能とする「低コスト運転(惰行運転)システムの研究開発」を研究開発項目として取り組み、実用化開発を進めてきた。その3年間の研究開発成果としては、製作した試作車両3両により走行試験を行い、単車及び連結運転での線路走行(速度75km/hまで)及び道路走行とも走行安全性には問題がないことを確認しており、定員の確保についても、約3%の架装重量の軽量化を図り最終目標の定員29名/両を達成した。また、車体振動については、以前のDMVと比較して線路走行での上下振動で35%以上、道路上でのピッチングで30%以上の改善が図られ、最終目標を達成した。なお、左右振動では最終目標を達成できなかったが、コイルばねの効果により振動周波数(乗り心地)が良い方向に推移することが確認でき、上下振動と合わせ乗り心地の面ではかなりの改善が図れた。さらに、連結運転システムと低コスト運転(惰行運転)システムについては、前後振動が最終目標を達成できる良好な制御として確立でき、燃料消費量についても最終目標をほぼ達成しており、省エネルギー性についても期待できる結果が得られた。結果として、今回の共同研究により、公共交通に供することが可能な次世代型DMVの実用化開発ができた。
英文要約June 2009 - February 2011 Report/Summary of Results
Title: “Research and Development of the Future Generation Type DMV with Intelligent Hydraulic Axle Control (i-HAC)”
In recent years, influenced by the low birthrate, an aging population, and motorization, local railway and bus use continues to decrease, impairing business conditions. As local railways are disbanded for their financial problems and environmental responsibilities grow, many sections are struggling to continue, including the new transportation system. The section with large railway rolling stocks, its transportation duties ended, is a burden; it is not energy efficient and financial support from the municipality has reached its limit. Efforts have been made to reconstruct the public transportation network. This new version DMV can be expected to realize these final target values of the joint project: “assurance of journey time and punctuality by running on the railway;” “improvement of convenience and decrease of social cost by integrating railway and bus;” and “energy-saving effects by holding down the trend to private cars and energy consumption.”
The present DMV has good running stability in sight, but its 16 passenger per car capacity has been criticized. 60% of those surveyed said that “it is not usable as a transportation method with the capacity of 16 passengers only.” Many local municipalities pointed out the demand for “larger transportation capacity (20-30 passengers/car),” and 30 - 40 % of them considered the ride on both the railway and the road to be “not comfortable.” Therefore, the research and development for the DMV has focused on solving these complaints.
In this joint project, we have studied the following: 1) “saving built body weight” for energy conservation and to assure passenger capacity of over 25 passengers/car; 2)“reducing vibration” on both road and railway; 3)a “coupled operation system” to increase transportation capacity by allowing more than three cars to operate on the railway; 4)a ”low-cost operation (inertia operation) system” for energy-savings of various kinds. These are the items we have researched and developed for practical implementation.
As a result of this joint project, we developed 3 prototype vehicles and made test runs which confirmed, without problems, the running stability by single or coupled operation on both railway (speed up to 75 km/h) and road. For assuring passenger capacity, thus allowing the final target for capacity of 29 passengers/car to be met. For car vibration, final targets were achieved by reducing vertical vibration by over 35% on the railway and pitch vibration by over 30% on the road as compared to the previous DMV. Furthermore, final targets were met for the coupled operation and the low-cost operation systems, as the back and forth vibration had been established as a good control. Energy consumption almost reached its final target and energy conservation showed promising results. In this joint project, we have developed practical applications for the future type DMV that will enable it to serve our public transportation needs.
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