BR102016006608A2

BR102016006608A2 - metropolitan railway system

Info

Publication number: BR102016006608A2
Application number: BR102016006608A
Authority: BR
Inventors: Cyril Andrin; Daisy Antonini; Nicolas Nevot
Original assignee: Alstom Transp Tech
Priority date: 2015-03-25
Filing date: 2016-03-24
Publication date: 2016-10-11
Also published as: TWI725961B; PL240407B1; TW201639735A; FR3034068A1; BR102016006608B1; FR3034068B1; PL416611A1

Abstract

este sistema (1) inclui um componente de engenharia civil e de vias (2), um componente de material rodante (3), um componente de fornecimento de eletricidade (4) e um componente de sinalização (5), de modo que: o componente de engenharia civil e de vias inclui uma via férrea composta por duas linhas de trilhos, e que tem inclinações entre -6% e 6%; o componente de material rodante inclui trens que rodam sobre ferro e com meios motores distribuídos em cada um dos truques dos vagões que compõem o trem; o componente de fornecimento de eletricidade inclui subestações reversíveis, incluindo um conversor conectado entre uma rede e uma seção de terceiro trilho elétrica situada ao longo da via, e pode ser ativado para operar como um retificador, ou como um inversor.This system (1) includes a civil and track engineering component (2), an undercarriage component (3), an electricity supply component (4) and a signaling component (5) such that: civil and track engineering component includes a rail track composed of two rail lines, with inclines between -6% and 6%; the undercarriage component includes trains running on iron and with motors distributed in each of the tricks of the wagons that make up the train; The electricity supply component includes reversible substations, including a converter connected between a grid and a third-rail section along the track, and can be activated to operate as a rectifier, or as an inverter.

Description

“SISTEMA DE FERROVIA METROPOLITANA” Campo da Invenção [001] A presente invenção refere-se a um sistema de ferrovia metropolitana.Field of the Invention The present invention relates to a metropolitan rail system.

Antecedentes da Invenção [002] Há uma necessidade de um sistema de média ou alta capacidade, que tenha um consumo de energia baixo, que possa ser instalado rapidamente e a um custo menor em ambientes altamente urbanizados, tais como centros de cidades.Background of the Invention There is a need for a medium or high capacity system that has low power consumption that can be installed quickly and at a lower cost in highly urbanized environments such as city centers.

[003] Contudo, por exemplo, quanto ao consumo de energia, os fornecedores de tais sistemas buscam reduções concentrando-se apenas na redução da massa dos vagões.However, for example, as regards energy consumption, the suppliers of such systems seek reductions by focusing only on reducing the mass of wagons.

Descrição da Invenção [004] A presente invenção visa atender a essa necessidade, particularmente propondo-se um sistema que resulta da otimização do consumo de energia através da implantação de uma abordagem global, na qual cada componente do sistema é adaptado não apenas com base no que pode contribuir por si próprio para reduzir o consumo de energia, mas também com base nos efeitos que o mesmo tem sobre os outros componentes do sistema e nas contribuições do mesmo para reduzir o consumo de energia.Description of the Invention The present invention aims to meet this need, particularly by proposing a system that results from the optimization of energy consumption by implementing a global approach in which each component of the system is adapted not only on the basis of which can contribute on its own to reduce energy consumption, but also on the basis of its effects on the other components of the system and its contributions to reduce energy consumption.

[005] Para tal finalidade, a invenção diz respeito a um sistema de ferrovia metropolitana que inclui um componente de engenharia civil e de vias, um componente de material rodante, um componente de fornecimento de eletricidade e um componente de sinalização, caracterizado pelo fato de que: o componente de engenharia civil e de vias inclui uma via férrea que tem inclinações entre -6% e 6%, e vias compostas por duas linhas de trilhos; o componente de material rodante inclui trens que giram sobre ferro e com meios motores distribuídos em cada um dos truques dos vagões que compõem um trem; o componente de fornecimento de eletricidade inclui uma pluralidade de subestações reversíveis, sendo que cada subestação inclui um conversor conectado entre uma rede e uma seção de terceiro trilho elétrica situada ao longo da via, e pode ser ativado para operar: - como um retificador, a fim de transportar eletricidade da dita rede para a dita seção do terceiro trilho para fornecer eletricidade a um trem, conectada à dita seção, cujos motores funcionam por tração; - ou como um inversor, a fim de transportar eletricidade da dita seção para a dita rede para recuperar eletricidade de um trem conectado à dita seção, cujos motores funcionam por frenagem.To this end, the invention relates to a metropolitan railway system comprising a civil and track engineering component, an undercarriage component, an electricity supply component and a signaling component, characterized in that whereas: the civil and track engineering component includes a railway track with inclinations between -6% and 6%, and tracks composed of two railway lines; the undercarriage component includes trains running on iron and with motors distributed in each of the tricks of the wagons that make up a train; The electricity supply component includes a plurality of reversible substations, each substation including a converter connected between a network and a third-rail section along the track, and can be activated to operate: - as a rectifier, for transporting electricity from said grid to said section of the third rail to supply electricity to a train connected to said section whose motors run on traction; - or as an inverter, to carry electricity from said section to said grid to recover electricity from a train connected to said section, whose motors are braked.

[006] O sistema, de acordo com a invenção, pode incluir uma ou mais das seguintes características: - a via férrea do componente de engenharia civil e de vias tem raios de curvatura que podem descer até 45 metros. - a via férrea do componente de engenharia civil e de vias tem, na estação, uma porção levantada em relação ao perfil médio da via a montante e a jusante da dita estação. - cada vagão do componente de material rodante tem, quando carregado, uma massa inferior a 14,5 toneladas por truque, preferencialmente igual a aproximadamente 13 toneladas por truque. - cada vagão do componente de material rodante inclui um corpo conectado a cada truque por uma pista de esfera. - os vagões do componente de material rodante são padronizados. - cada vagão do componente de material rodante tem um comprimento de 18 metros, dois truques separados um do outro por 8 metros e respectivamente equipados com dois motores elétricos. - cada subestação reversível do componente de fornecimento de eletricidade é conectada entre uma seção do terceiro trilho e uma rede que é uma rede intermediária privada, sendo que os equipamentos secundários do dito sistema são conectados à dita rede intermediária privada. - o componente de sinalização inclui um sistema de controle automático para os trens, sendo que os trens são trens sem maquinista. - os vagões do componente de material rodante são usados para transportar passageiros e/ou produtos.[006] The system according to the invention may include one or more of the following characteristics: - the track of the civil engineering and track component has radii of curvature which may descend to 45 meters. - the railroad of the civil and track engineering component has, at the station, a portion raised relative to the average track profile upstream and downstream of said station. - each undercarriage component wagon has, when loaded, a mass of less than 14,5 tonnes per bogie, preferably equal to approximately 13 tonnes per bogie. - each undercarriage wagon includes a body connected to each trick by a ball track. - Undercarriage wagons are standardized. - each undercarriage wagon has a length of 18 meters, two tricks separated by 8 meters from each other and respectively equipped with two electric motors. - each reversible substation of the electricity supply component is connected between a section of the third rail and a network which is a private intermediate network, with the secondary equipment of said system being connected to said private intermediate network. - the signaling component includes an automatic train control system, trains being non-train trains. - Undercarriage wagons are used to carry passengers and / or products.

Breve Descrição do Desenho [007] A invenção e suas vantagens serão mais bem compreendidas com a leitura da descrição a seguir, fornecida unicamente como um exemplo, e feita em referência ao desenho anexo, no qual a única figura é uma ilustração diagramática geral do sistema de ferrovia metropolitana de acordo com a invenção.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWING The invention and its advantages will be better understood by reading the following description, provided solely as an example, and referring to the accompanying drawing, in which the sole figure is a general diagrammatic illustration of the system. railway line in accordance with the invention.

Descrição de Realizações da Invenção [008] A presente ferrovia metropolitana 1 inclui um componente de engenharia civil e de vias 2, um componente de material rodante 3, um componente de fornecimento de eletricidade 4 e um componente de sinalização 5.Description of Embodiments of the Invention This metropolitan railway 1 includes a civil and track engineering component 2, a rolling stock component 3, an electricity supply component 4 and a signaling component 5.

[009] O sistema 1 é primeiro otimizado como um todo para poder ter um consumo de eletricidade reduzido, em relação ao consumo existente, em aproximadamente 20%. O sistema 1 é então otimizado como um todo a fim de poder ser implantado rapidamente em um centro de cidade, em apenas três ou quatro anos. O sistema 1 é finalmente otimizado como um todo para ter baixos custos de produção e manutenção.[1] System 1 is first optimized as a whole to be able to have a reduced electricity consumption by approximately 20%. System 1 is then optimized as a whole so that it can be deployed quickly in a city center in just three or four years. System 1 is finally optimized as a whole for low production and maintenance costs.

[010] Assim, o componente de engenharia civil e de vias 2 inclui principalmente seções de via elevadas. Essas seções de via elevadas são feitas de viadutos, sendo que cada viaduto inclui um estribo horizontal sustentado por pilares verticais.[010] Thus, the civil and track engineering component 2 mainly includes elevated track sections. These elevated track sections are made of viaducts, with each viaduct including a horizontal stirrup supported by vertical pillars.

[011] Vantajosamente, as partes elementares para produzir o estribo e os pilares são partes de concreto, preferencialmente usinadas, que têm um número limitado de formatos para aumentar a padronização e diminuir os custos.Advantageously, the elemental parts for producing the stirrup and the pillars are preferably machined concrete parts which have a limited number of shapes to increase standardization and lower costs.

[012] Tal componente essencialmente elevado 2 é particularmente notado em centros de cidades, uma vez que durante o trabalho para produzir o sistema 1, a estrada pública é apenas bloqueada pelo tempo necessário para instalar os pilares e produzir o estribo. Todas as demais etapas da produção do sistema 1 são feitas essencialmente fora da estrada pública.Such essentially high component 2 is particularly noticeable in city centers, since during the work to produce system 1 the public road is only blocked by the time required to install the pillars and produce the stirrup. All other steps in the production of system 1 are essentially off-road.

[013] A via férrea, feita de duas linhas de trilhos, é feita através da implantação do dispositivo desenvolvido pela depositante e descrito no documento EP 1.178.153 A1, que permite a instalação automática, rápida e precisa de elementos de sustentação para os trilhos, em uma soleira de concreto vertida sobre o estribo do viaduto.[013] The rail track, made up of two rail lines, is made by implanting the device developed by the depositor and described in EP 1.178.153 A1, which allows the automatic, fast and accurate installation of support elements for the rails. , on a concrete threshold poured over the stirrup of the viaduct.

[014] A via férrea pode ter pequenos raios de curvatura, que sobem até 45 metros (em oposição ao raio de curvatura mínimo de aproximadamente 100 metros para os sistemas atuais). Tais raios de curvatura pequenos possibilitam reduzir as dimensões da rede ferroviária. Isso é notado particularmente quando a via férrea precisa ser incorporada no coração de um ambiente altamente urbanizado.[014] The railway may have small bending radii, rising up to 45 meters (as opposed to the minimum bending radius of approximately 100 meters for current systems). Such small bending radii make it possible to reduce the size of the rail network. This is particularly noticeable when the railroad needs to be incorporated into the heart of a highly urbanized environment.

[015] A via férrea pode ter inclinações entre -6% e +6%, o que é um intervalo considerável para um sistema de ferrovia metropolitana. Esse intervalo é geralmente entre -4% e +4%. Tais inclinações amplas possibilitam reduzir as dimensões da rede oferecendo-se a possibilidade de ir de uma primeira altitude para uma segunda altitude rapidamente. Isso é particularmente vantajoso quando envolve conectar seções de vias subterrâneas, ou, pelo menos, vias niveladas com a estrada pública (por exemplo, seções de via existentes), com seções elevadas. Em geral, isso fornece mais flexibilidade nos traçados possíveis da linha.[015] The railway may have inclinations between -6% and + 6%, which is a considerable range for a metropolitan railway system. This range is usually between -4% and + 4%. Such wide slopes make it possible to reduce the size of the network by offering the ability to move from a first altitude to a second altitude quickly. This is particularly advantageous when it involves connecting underground road sections, or at least level roads with the public road (eg existing road sections) with elevated sections. In general, this provides more flexibility in possible line tracing.

[016] Vantajosamente, a porção da via férrea nas plataformas de uma estação na qual os trens param é levantada em relação a um nível de via médio a montante e a jusante da estação, de tal forma que a via tem uma inclinação para cima para a chegada à estação e uma inclinação para baixo para a saída da estação. Assim, quando um trem chega à estação, o mesmo é naturalmente retardado pela inclinação para cima, e quando sai da estação, é acelerado pela inclinação para baixo. Essa configuração da via tem participação na redução do consumo de eletricidade de trens que se deslocam na linha.Advantageously, the portion of the railway on the platforms of a station at which trains stop is raised from an upstream and downstream average track level such that the track is inclined upward to the arrival at the station and a downward slope to the station exit. Thus, when a train arrives at the station, it is naturally retarded by the upward tilt, and when it leaves the station, it is accelerated by the downward tilt. This track configuration has a role in reducing the electricity consumption of trains traveling on the line.

[017] O componente de fornecimento de eletricidades 4 inclui uma pluralidade de subestações reversíveis. O documento EP 1.985.492 A1 descreve tal componente de fornecimento de eletricidade com base em subestações reversíveis. Mais especificamente, cada subestação reversível inclui um conversor que pode ser ativado para operar: - como um retificador, a fim de transportar eletricidade de uma rede em direção a uma linha para fornecer eletricidade a um trem cujos motores funcionam por tração; - ou como um inversor, a fim de transportar eletricidade da linha em direção à rede para recuperar eletricidade de um trem cujos motores funcionam porfrenagem.The electrical supply component 4 includes a plurality of reversible substations. EP 1,985,492 A1 describes such a power supply component based on reversible substations. More specifically, each reversible substation includes a converter that can be activated to operate: - as a rectifier, to carry electricity from a grid towards a line to supply electricity to a train whose motors are powered by traction; - or as an inverter, to carry electricity from the line to the grid to recover electricity from a train whose engines are braked.

[018] No presente sistema 1, a linha à qual os trens são eletricamente conectados é um terceiro trilho situado ao longo das linhas de trilho da via férrea. Essa solução é selecionada porque o sistema 1 é separado da estrada pública e das pessoas. Portanto, não há risco de ter um trilho alimentado trazido a uma voltagem de CC de 750 V para alimentar os motores elétricos de trens que funcionam por tração. Alternativamente, a linha é uma catenária em uma ou mais partes da via férrea.[018] In the present system 1, the line to which trains are electrically connected is a third rail located along rail track lines. This solution is selected because system 1 is separated from the public road and people. Therefore, there is no risk of having a powered rail brought to a DC voltage of 750 V to power the electric trains running on traction. Alternatively, the line is a catenary in one or more parts of the railway.

[019] No presente sistema, a rede à qual as diferentes subestações são conectadas não é a rede do fornecedor de eletricidade diretamente, mas uma rede intermediária privada, à qual várias peças de equipamentos secundários são também conectadas, tais como equipamentos de ventilação para seções de via em túneis, equipamentos de exibição em estações, etc. Tal configuração possibilita reusar a energia recuperada durante a frenagem para alimentar todos os auxiliares conectados a essa rede intermediária, reduzindo assim o consumo de energia.[019] In the present system, the network to which the different substations are connected is not the electricity supplier's network directly, but a private intermediate network, to which various pieces of secondary equipment are also connected, such as section ventilation equipment. track in tunnels, station display equipment, etc. This configuration makes it possible to reuse the energy recovered during braking to supply all auxiliaries connected to this intermediate network, thus reducing energy consumption.

[020] Outra vantagem de implantar subestações reversíveis é poder eliminar o reostato de frenagem a bordo de trens para dissipar a eletricidade gerada pelos motores que operam na frenagem.[020] Another advantage of deploying reversible substations is that it can eliminate the on-board braking rheostat to dissipate the electricity generated by the braking motors.

[021] Consequentemente, o trem não mais dissipa sua energia de frenagem na forma de calor no ar circundante. Se a linha inclui seções em túneis, o ar nesses túneis permanece a uma temperatura baixa e não há necessidade de fornecer equipamentos de ventilação secundária para os túneis. Uma vez que os trens se deslocam em túneis nos quais o ar permanece relativamente fresco, não há mais uma necessidade de fornecer equipamentos de ventilação secundários a bordos para refrigerar o ar dentro dos vagões. Tudo isso são fontes de economia de energia.Consequently, the train no longer dissipates its braking energy in the form of heat in the surrounding air. If the line includes tunnel sections, the air in these tunnels remains at a low temperature and there is no need to provide secondary ventilation equipment for the tunnels. Since trains move in tunnels where the air remains relatively fresh, there is no longer a need to provide secondary edge venting equipment to cool the air inside the wagons. These are all sources of energy saving.

[022] O componente de material rodante 3 inclui trens feitos de dois a cinco vagões.[022] Undercarriage component 3 includes trains made from two to five wagons.

[023] Cada vagão preferencialmente tem uma medida de 2,7 metros de largura e 18,0 metros de comprimento (entre acoplamentos).Each wagon preferably has a measurement of 2.7 meters in width and 18.0 meters in length (between couplings).

[024] O mesmo inclui dois truques, preferencialmente separados um do outro por 8 metros, sendo que cada truque inclui dois eixos. Preferencialmente, cada eixo é motorizado através do uso de um motor elétrico assíncrono.[024] It includes two tricks, preferably 8 meters apart, each trick including two axes. Preferably, each axle is motorized through the use of an asynchronous electric motor.

[025] O rolamento de cada truque é um rolamento de ferro (roda/trilho).[025] The bearing of each trick is an iron bearing (wheel / rail).

[026] Assim, um trem do componente de material rodante 3 é fornecido com meios motores distribuídos em cada truque. O mesmo é 100% motorizado.Thus, an undercarriage component train 3 is provided with drive means distributed in each bogie. It is 100% motorized.

[027] Isso é possibilitado porque, como indicado acima, para a função de frenagem elétrica, os vagões não incluem um reostato de frenagem, a eletricidade gerada pelos motores é recuperada ou por outro trem no qual os motores funcionam por tração, ou por subestações reversíveis que funcionam em recuperação de energia. Isso, portanto, possibilita liberar espaço significativo abaixo do corpo dos vagões, entre os dois truques. Tipicamente, um reostato de frenagem ocupa a maioria da largura do corpo e tem um comprimento de cerca de 1,2 metro. Esse espaço liberado abaixo do corpo é usado para motorizar cada truque e aloja, entre os truques, os equipamentos associados a um motor elétrico, tais como as caixas de tração, os conversores, etc.[027] This is possible because, as indicated above, for the electric braking function, the wagons do not include a braking rheostat, the electricity generated by the motors is recovered or by another train on which the motors run by traction or by substations. reversible ones that work in energy recovery. This therefore makes it possible to free significant space below the body of the wagons between the two tricks. Typically, a braking rheostat occupies most of the body width and has a length of about 1.2 meters. This clearance below the body is used to motorize each trick and houses, among the tricks, equipment associated with an electric motor, such as gearboxes, converters, etc.

[028] A distribuição dos meios motores junto com o trem inteiro faz com que um trem tenha um desempenho de aceleração e frenagem muito melhor, o que afeta diretamente a flexibilidade de condução do trem, e, consequentemente, sua capacidade de ser conduzido pelo componente de sinalização 5 o mais próximo possível dos perfis de velocidade ideais determinados para cada seção da via.[028] The distribution of the powertrain along with the entire train makes a train have much better acceleration and braking performance, which directly affects the train's driving flexibility, and hence its ability to be driven by the component. as close as possible to the ideal speed profiles determined for each section of the road.

[029] Implantar 100% de trens motorizados possibilita cruzar inclinações entre -6% e +6% com rolamento de ferro (contato roda/trilho). Deve-se notar que para altas inclinações, rodas de pneu seriam normalmente usados. Contudo, essa solução cria perdas muito maiores por fricção do que uma roda de metal em contato com um trilho. Assim, o rolamento de ferro desempenha um papel significativo na redução do consumo de energia do presente sistema.[029] Deploying 100% motorized trains makes it possible to cross inclines between -6% and + 6% with an iron bearing (wheel / rail contact). It should be noted that for high slopes, tire wheels would normally be used. However, this solution creates much greater friction losses than a metal wheel in contact with a rail. Thus, the iron bearing plays a significant role in reducing the energy consumption of the present system.

[030] Deve-se notar que o componente de material rodante 3 que inclui 100% de vagões motorizados tem um custo de fabricação mais elevado. Contudo, esse custo é rapidamente compensado pelos ganhos operacionais sobre o sistema inteiro.It should be noted that the undercarriage component 3 which includes 100% motorized wagons has a higher manufacturing cost. However, this cost is quickly offset by operating gains over the entire system.

[031] Vantajosamente, os corpos dos vagões do componente de material rodante 3 são leves, com um peso por truque abaixo de 14,5 toneladas, preferencialmente igual a 13,0 toneladas por truque, quando o vagão é carregado (aproximadamente 6 pessoas com peso de 70 kg por metro quadrado). Por exemplo, os corpos são feitos de alumínio. Essa massa por truque é otimizada a fim de exigir menos energia de tração. O componente de fornecimento de eletricidade é dimensionado em conformidade.Advantageously, the wagon bodies of undercarriage component 3 are lightweight, with a bogie weight below 14.5 tons, preferably equal to 13.0 tons per bogie when the wagon is loaded (approximately 6 people with 70 kg per square meter). For example, the bodies are made of aluminum. This trickle mass is optimized to require less traction energy. The electricity supply component is sized accordingly.

[032] Para poder se deslocar em vias que tenham um raio de curvatura pequeno, o corpo é conectado a cada truque por uma conexão de coroa, preferencialmente uma pista de esfera. Esse tipo de conexão permite deslocamento angular significativo entre o eixo geométrico do truque e o eixo geométrico do corpo, necessário para cruzar curvas.[032] In order to be able to travel on roads with a small radius of curvature, the body is connected to each trick by a crown connection, preferably a ball track. This type of connection allows significant angular displacement between the bogie geometry axis and the body geometry axis needed to cross curves.

[033] No presente sistema de ferrovia metropolitana, 99% da força de frenagem nominal do trem são fornecidos pelos motores elétricos. A porcentagem remanescente é feita por um dispositivo de frenagem pneumático que equipa cada vagão. Sob condições de operação normais, o dispositivo de frenagem pneumático é usado para imobilização em estações quando o trem vai abaixo de 3 km/h. Sob condições de operação diminuídas, o dispositivo de frenagem pneumático de um vagão é dimensionado para realizar frenagem no lugar dos motores elétricos daquele vagão, por um período correspondente a um dia de uso do trem, de forma que a operação do mesmo não seja afetada por uma falha de um motor elétrico ou motor de tração. O dispositivo de frenagem também pode realizar frenagem de emergência caso necessário.[033] In the present metropolitan railway system, 99% of the train's nominal braking force is provided by electric motors. The remaining percentage is made by a pneumatic braking device that equips each wagon. Under normal operating conditions, the pneumatic braking device is used for stationary immobilization when the train goes below 3 km / h. Under reduced operating conditions, the pneumatic braking device of a wagon is sized to perform braking in place of that wagon's electric motors for a period corresponding to one day of use of the train, so that its operation is not affected by a failure of an electric motor or traction motor. The braking device can also perform emergency braking if required.

Deve-se notar que o dispositivo de frenagem pneumático é fácil de manter, uma vez que o mesmo é normalmente pouco usado.It should be noted that the pneumatic braking device is easy to maintain as it is usually underused.

[034] Preferencialmente, os vagões são vagões padronizados, ou seja, idênticos uns aos outros, a fim de minimizar os custos de desenvolvimento e fabricação. Assim, se fornece um vagão de extremidade com uma zona de cabine sem maquinista, e um vagão intermediário projetado para ser colocado entre dois vagões. Como resultado, a composição de um trem é particularmente simples, uma vez que a mesma envolve engatar vagões de extremidade e entre zero e três vagões intermediários uns aos outros.Preferably, the wagons are standard wagons, ie identical to each other in order to minimize development and manufacturing costs. This provides an end wagon with a driverless cabin zone, and an intermediate wagon designed to be placed between two wagons. As a result, the composition of a train is particularly simple as it involves engaging end wagons and between zero and three intermediate wagons to each other.

[035] O número de vagões que compõem o trem depende da capacidade que o operador da linha deseja atingir. A capacidade da linha também depende do intervalo de tempo entre dois trens sucessivos. Tradicionalmente, esse intervalo é de 90 segundos durante horários de pico. No presente sistema de ferrovia metropolitana, esse intervalo pode também ser reduzido pela implantação de um componente de sinalização 5 adequado, conforme será descrito abaixo. O presente sistema 1, projetado para um centro de cidade, possibilita transportar entre 10.000 e 45.000 passageiros por hora.[035] The number of wagons that make up the train depends on the capacity the line operator wants to reach. The capacity of the line also depends on the time interval between two successive trains. Traditionally, this interval is 90 seconds during peak times. In the present metropolitan railway system, this interval may also be reduced by the implantation of a suitable signaling component 5 as will be described below. The present system 1, designed for a city center, makes it possible to carry between 10,000 and 45,000 passengers per hour.

[036] O componente de sinalização 5 incorpora um sistema de controle automático dos trens do tipo ATO (Operação de Trem Automática), combinado com um sistema do tipo ATC/ATP (Controle de Trem Automático e Proteção de Trem Automática). Isso envolve, por exemplo, um sistema do tipo com base na comunicação entre o interior do trem e o solo, denominado CBTC (Controle de Trem com Base em Comunicação). Preferencialmente, esse é um sistema CBTC similar ao nível 3 do Sistema de Controle de Trens Europeu.[036] The signaling component 5 incorporates an automatic train control (ATO) type train control system, combined with an automatic train control and automatic train protection (ATC / ATP) type system. This involves, for example, a type of communication-based system between the interior of the train and the ground, called CBTC (Communication Based Train Control). Preferably, this is a CBTC system similar to level 3 of the European Train Control System.

[037] Com tal sistema de controle automático, o trem não precisa de um maquinista. Um sistema de ferrovia metropolitana sem maquinista é, por si só, um sistema que torna possível minimizar os custos de energia.[037] With such an automatic control system, the train does not need a driver. A metropolitan railway system without a driver is itself a system that makes it possible to minimize energy costs.

[038] Ademais, um trem pode ser controlado de tal forma que sua velocidade instantânea seja a mais próxima possível de um perfil de velocidade ideal em cada ponto da via.[038] In addition, a train can be controlled such that its instantaneous speed is as close as possible to an ideal speed profile at each point of the track.

[039] Esse perfil de velocidade ideal é determinado levando em conta o desempenho de aceleração e frenagem dos trens, que é particularmente alto devido à motorização distribuída e de 100%.[039] This ideal speed profile is determined by taking into account the acceleration and braking performance of trains, which is particularly high due to the 100% distributed powertrain.

[040] Ademais, ao usar tal componente de sinalização, o tráfego dos trens pode ser otimizado, em particular, fazendo-se com que os trens sigam uns aos outros de tal forma que, quando um trem opera em frenagem e fornece eletricidade, o trem precedente ou seguinte funcione por tração para usar essa energia.In addition, by using such a signaling component, train traffic can be optimized in particular by making trains follow one another such that when a train is braking and providing electricity, preceding or following train is run by traction to use that energy.

[041] Finalmente, um componente de sinalização do tipo ETCS Nível 3 possibilita se livrar de um amplo número de peças de equipamentos secundários ao longo da via.[041] Finally, an ETCS Level 3 signaling component makes it possible to get rid of a large number of secondary equipment parts along the track.

[042] A implantação do presente sistema de ferrovia metropolitana, com seus vários componentes otimizados e baseados uns em relação aos outros, permite uma redução de 20% no consumo de energia em relação aos atuais sistemas de metrô.[042] The implementation of the present metropolitan railway system, with its various components optimized and based on each other, allows a 20% reduction in energy consumption compared to current subway systems.

[043] O uso do presente sistema de ferrovia metropolitana também pode ser transformado em lucrativo através de seu uso não apenas em transporte de passageiros, mas também em transporte de carga. Por exemplo, ao passo que, durante o dia, os vagões do trem são usados principalmente para transporte de passageiros, à noite os vagões são usados principalmente para transporte de produtos.[043] The use of the present metropolitan railway system can also be made profitable through its use not only in passenger transport but also in freight transport. For example, while train cars are used mainly for passenger transport during the daytime, rail cars are used primarily for product transportation at night.

ReivindicaçõesClaims

Claims

1. METROPOLITAN RAILWAY SYSTEM (1), which includes a civil and track engineering component (2), a rolling stock component (3), an electricity supply component (4) and a signaling component (5) characterized by the fact that: - the civil and track engineering component (2) includes a railway track which has inclines between -6% and 6%, and tracks composed of two railway lines; - the undercarriage component (3) includes distributed motorized iron-bearing trains in each of the tricks of the wagons that make up a train; - the electricity supply component (4) includes a plurality of reversible substations, each substation including a converter connected between a grid and a third track section along the track, which can be activated to operate: as a rectifier in order to carry electricity from said grid to said section of the third rail to supply electricity to a train connected to said section whose motors run on traction; - or as an inverter, in order to carry electricity from said section to said network to recover electricity from a train connected to said section, whose motors operate by braking.

SYSTEM according to claim 1, characterized in that the railway track of the civil engineering and track component (2) has radii of curvature that can descend to 45 meters.

SYSTEM according to Claim 1 or Claim 2, characterized in that the railway track of the civil and track engineering component (2) has at the station a portion raised relative to the average profile of the railway track. upstream and downstream of said station.

A system according to any one of claims 1 to 3, characterized in that each wagon of the undercarriage component (3) has, when loaded, a mass of less than 14,5 tonnes per bend, preferably equal to about 13 tons per trick.

A system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that each undercarriage component wagon (3) includes a body connected to each bog by a ball track.

A system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the undercarriage component wagons (3) are standardized.

A system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that each undercarriage component wagon (3) has a length of 18 meters, two tricks separated from each other by 8 meters and respectively equipped. with two electric motors.

A system according to any one of claims 1 to 7, characterized in that each reversible substation of the electricity supply component (4) is connected between a third rail section, and a network which is an intermediate network. and the secondary equipment of said system is connected to said private intermediate network.

SYSTEM according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the signaling component (5) includes an automatic train control system, the trains being trains without a driver.

A system according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the undercarriage component wagons (3) are used to carry passengers and / or products.