成果報告書詳細
管理番号20090000000060
タイトル平成18年度-平成20年度成果報告書 エネルギー使用合理化技術戦略的開発 エネルギー有効利用基盤技術先導研究開発 「位置エネルギー利用のハイブリッド省エネ型エコライドシステムの研究開発」
公開日2009/9/17
報告書年度2006 - 2008
委託先名泉陽機工株式会社 泉陽興業株式会社 株式会社三菱総合研究所 独立行政法人交通安全環境研究所
プロジェクト番号P03033
部署名省エネルギー技術開発部 研究開発グループ
和文要約本研究は、駆動装置を搭載しない軽量な車両を、線路の高低差すなわち位置エネルギーを利用して走行させる事により省エネ化を図る、従来にない公共交通システムであるエコライドシステムを研究開発するものである。車両の軽量化を図る事によって様々な省エネ効果が見込まれる。車両の走行エネルギーは鉄道の約1/2。コンパクトで軽量であるプレファブ式の軌道構造体により、小空間への設置を可能とし、資材及び輸送コストの削減、据付工事期間の短縮が可能となり、目標建設費はミニ地下鉄の約1/10になる。また、更なる省エネを図るために、車両減速時に回生ブレーキを効かせ、発生した電力を車載する電気2重層キャパシタに蓄え再利用を行う省エネシステム装置の研究開発も行う。研究目的の一つは、エコライドに最適な基本システムの構築である。既存交通システムの実態調査及び既に確立された技術の調査、「技術的観点」から見たニーズと公共交通システムとして成立するための課題の整理を実施し、エコライドシステムに求められる設計要求仕様書を作成しその目的を達成した。二つ目の目的は、省エネに寄与する軽量で、公共交通としての安全性と耐久性を兼ね備えた省エネ車両の開発設計、運動エネルギーを車載蓄電装置に回収・蓄電するエネルギー有効活用技術の研究、エコライド実用化にむけての研究であり、次のとおりその目的を達成した。既存のレジャー施設に使われているウレタンゴム車輪及び台車構造の基本情報と、鉄道の懸架・防振構造の調査整理を行い車両仕様を設定した。ウレタンゴム車輪の工場内耐久試験を実施し、また、FEM構造解析により車両の軽量化を検討し、エコライドに最適なウレタンゴム車輪及び台車の構造を明らかにし、試作台車を設計製作した。試作台車は、工場内での静荷重応力試験を行った後、実験線にて、動荷重応力試験、速度・加速度測定等行い、今後の車両改善のための知見を得た。補助研究として、電力回生を行う車載型省エネシステム装置を設計製作し、工場内単独性能試験により、充放電1サイクルで目標値を達成し、実験線に於いても実走行状態での性能試験を行い、実用化に向けての知見を得た。省エネ台車向けの省コストインフラシステムを研究し、試作軌道を設計製作した。工場内及び実験線にて応力試験を実施し、軌道構造体の安全性が確認できた。三つ目の目的は、個別技術及びシステムの安全性評価手法の開発である。システムの安全性については、評価項目の抽出、評価方法および評価の観点を整理するとともに、安全上重要な車両位置検知・保安システムのプロトタイプを試作し、保安システムの各種機能が正常に動作する事を確認した。また、実験線において確認可能な評価項目については、試験結果を基に評価を行い、その目的を達成した。四つ目の目的は、市場性と導入効果の評価、及び最適システムの研究である。各種研究事例からの知見及び情報収集を行い、エコライドシステムの利用促進要因を整理するとともに、エコライドシステムに適する都市特性より導入適地の抽出・評価を行った。また、導入適地の中から具体的な地域を選定して、導入効果及び影響を評価する手法について研究し、更に、ケーススタディ地区(1ヶ所)の交通実態や今後の開発計画等を踏まえて整備計画を設定し、エコライドシステムの総合評価と最適導入研究を行い、その目的を達成した。
英文要約Title:Strategic Development of Energy-Use Rationalization Technology. Advanced Research and Development of Fundamental Technology for Efficient Energy-Use. Research and Development of an Energy-efficient Hybrid Eco-Ride System Using Potential Energy (FY2006-FY2008)Final Report The high energy-saving new public transportation system called the Eco-Ride System has been researched on and developed.The light-weight Eco-Ride vehicle that does not have on-board driving devices runs using potential energy. (1) The current state of existing transportation systems were studied, then the technical side requirements and necessary issues for the Eco-Ride System were organized. And the optimum basic system for the Eco-Ride System was determined. (2) Light-weight vehicles that hold the safety and the durability were designed, also the vehicle structure was examined by using the FEM structure analysis. In the factory, the endurance tests of the urethane rubber wheels were executed. The prototype vehicles were manufactured. The static load stress test of the prototype vehicles were executed in the factory, and at the test track the dynamic load stress test and the velocity and the acceleration measurement, etc. were executed. The Energy-Saving System Device was designed and made, and the performance tests were executed both in the factory and at the test track. The Energy-Saving System Device is a device that converts the vehicle's kinetic energy into electricity by the electric power regeneration technology, and accumulates to the electric double layer capacitor. The saving-cost rail structures were designed and manufactured, and the stress test of the rail structures were executed both in the factory and at the test track. As a results of the tests, the issues to improve the Eco-Ride System were able to be clarified. (3) The safety evaluation method of individual technologies and systems were developed. The safety evaluation items were extracted, and the evaluation methods and the evaluation viewpoints were organized. The prototype of Detected Vehicle Position Security System was made for trial purposes, and it was confirmed that various functions of the system operate correctly. The tests of some evaluation items were executed at the test track, and the evaluation was done based on the result. (4) The evaluations of the market value and the effects to lay the Eco-Ride System and the optimum systems were researched. Various research cases were studied and factors to use the Eco-Ride System well was organized. The characteristics of a suitable city for the Eco-Ride System was organized, then suitable places to lay were extracted and evaluated. Methods of evaluating laid effect and influence were researched in some suitable places. Using a current traffic state and the development plan and etc. as basic information a Eco-Ride System construction plan was made as a case study. Then the plan was evaluated in detail, and the optimum plan to lay was reserched on.
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