Contribution au projet BAHN.VILLE2 : simulation des temps de

Contribution au projet BAHN.VILLE2 :
simulation des temps de parcours
Bogdan Vulturescu
13 décembre 2007
PFI "Innovations dans les transports guidés urbains et régionaux"
Objectifs
• Simulation des temps de parcours (Tp) sur la
ligne St-Etienne – Firminy;
• Impact de l’introduction des nouvelles stations :
– Tp à la même vitesse commerciale
qu’aujourd’hui,
– Vitesse nécessaire pour le même Tp;
faisabilité avec le matériel roulant actuel.
13 décembre 2007
PFI "Innovations dans les transports guidés urbains et régionaux"
Moyens, modèles, hypothèses, limites
VEHLIB (sous l’environnement Matlab-Simulink )
- logiciel développé par le LTE pour la simulation d’un véhicule routier,
principalement du point de vue énergétique.
- logiciel adapté par le LTN pour la prise en compte des spécificités ferroviaires :
• contact roue-rail,
• longueur des véhicules ferroviaires (plusieurs voitures),
• description des pentes/courbures en fonction des points kilométriques (PK),
• concaténation des interstations pour l’obtention d’un trajet.
13 décembre 2007
PFI "Innovations dans les transports guidés urbains et régionaux"
Moyens, modèles, hypothèses, limites
VEHLIB (sous l’environnement Matlab-Simulink )
- simule l’intégralité des organes d’un véhicule avec des modèles relativement
grossiers, mais adaptés à une analyse énergétique:
INTER S TATION 4 : S ures ne s -Longchamp <- Les Cote aux
INTER S TATION 4 : S ures nes -Longchamp <- Les Coteaux
600
18
Me s uré
Mes urée
S imulée
16
S imulé (η=var)
500
S imulé (η=95%)
400
300
Courant (A)
Vites s e (m/s )
12
8
200
100
0
4
-100
0
-200
0
20
40
60
Temps (s )
80
100
120
0
20
40
60
Temps (s )
80
100
120
Simulation d’un tramway type TFS sur la ligne 1 parisienne (validation de l’estimation énergétique … 11%)
13 décembre 2007
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Moyens, modèles, hypothèses, limites
Modèles
- caisse (masse, longueur, diamètre des roues, adhérence, frottements, …),
- moteurs électriques (performances couple-vitesse, pertes, …),
- transmission (rendement),
- consommation accessoires.
Cinématique
- vitesse en fonction du temps/distance pour chaque interstation,
- simulation des trajets,
- pente/courbure en fonction du PK,
- prise en compte des temps de stationnement & variation de la masse des voyageurs,
- accélération maximale autorisée, décélération maximale constante, djerck.
Données
- nombreuses … et souvent manquantes !
- les données manquantes peuvent être remplacées par des « génériques ».
13 décembre 2007
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Moyens, modèles, hypothèses, limites
Données manquantes remplacées par des « génériques » - importance :
Exemples :
• Caractéristiques moteurs (couple en fonction de la vitesse, pertes en fonction du
couple et la vitesse) → important (couple max),
• Rendement transmission → pas important (consommation énergétique),
• Profil réel de la vitesse → moyennement important (vitesse moyenne/max,
accélération max).
Habituellement, recalage des données (modèles) par des mesures.
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Etat d’avancement
1. Modélisation voie,
vue aérienne:
13 décembre 2007
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Etat d’avancement
1. Modélisation voie, vue VEHLIB:
2
3
1.5
x 10
-3
2
1
1
Courbure (1/m)
Déclivité (%)
0.5
0
-0.5
0
-1
-1
-2
-1.5
-3
-2
-2.5
115
120
125
130
P K (km)
13 décembre 2007
135
140
-4
115
120
125
130
135
140
P K (km)
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Etat d’avancement
1. Modélisation voie:
140
2000
S AINT-ETIENNE
B ELLEVUE
0
LA RICAMARIE
S AINT-ETIENNE
LE-CLAPIER
Altitude (m)
100
S AINT-ETIENNE
CARNOT
80
LE CHAMB ON-FEUGEROLLES
S AINT-ETIENNE
CHATEAUCREUX
60
40
FIRMINY
FRAIS S E-UNIEUX
20
Coordonnées cartés iennes Oy (m)
120
FRAIS S E-UNIEUX
-2000
-4000
FIRMINY
LE CHAMB ON
FEUGEROLLES
-6000
LA RICAMARIE
-8000
S AINT-ETIENNE
B ELLEVUE
-10000
S AINT-ETIENNE
CHATEAUCREUX
0
115
120
125
130
Dis tance cartes ienne (km)
13 décembre 2007
135
140
-12000
-6000
-5000
-4000
S AINT-ETIENNE
LE-CLAPIER
S AINT-ETIENNE-CARNOT
-3000 -2000 -1000
0
1000
Coordonnées cartés iennes Ox (m)
2000
3000
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Etat d’avancement
1. Modélisation voie: voie double – pas de simulation trafique
10
5
S AIN T-ETIEN N E
C HATEAU C R EU X
S AIN T-ETIEN N E
LE-C LAP IER
LE C HAMB ON
F EU GER OLLES
F R AIS S E-U N IEU X
0
LA R IC AMAR IE
F IR MIN Y
S AIN T-ETIEN N E
B ELLEVU E
S AIN T-ETIEN N E
C AR N OT
-5
-1 0
115
120
125
130
135
140
PK
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Etat d’avancement
2. Modélisation véhicule
(uniquement TER 2N, série Z23500)
Unité bi-caisse
No places assises
210
Bogies
2 / motrice ou remorque
Longueur/Largeur/
Hauteur
52.5m/2.8m/4.32m
Masse en charge
normale
127.6t
Accélération max
0.9 m/s2
Vitesse max
140 km/h (2830m en
1min47’)
Diamètre roue
1020 – 960 mm
Puissance électrique
nominale
4 x 375kW
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Etat d’avancement
3. Modélisation cinématique
Voie 1
Voie 2
120
Vites s e maximale (km/h)
100
80
60
S AINT-ETIENNE
CHATEAUCREUX
S AINT-ETIENNE
LE-CLAPIER
40
S AINT-ETIENNE
B ELLEVUE
LE CHAMB ON
FEUGEROLLES
20
S AINT-ETIENNE
CARNOT
LA RICAMARIE
FIRMINY
FRAIS S E-UNIEUX
0
118
120
13 décembre 2007
122
124
126
128
P K (km)
130
132
134
136
138
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Suite …à la place de conclusion
4. Corrélation vitesse max / vitesse réelle / temps de parcours SNCF:
5. Temps d’arrêt en station.
6. Etude
13 décembre 2007
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