POLITECNICO DI TORINO Repository ISTITUZIONALE...li dei rotabili, alle peculiarità della linea...

20 April 2020

POLITECNICO DI TORINORepository ISTITUZIONALE

The energy consumption of trains in operation simulation a methodology for the analysis and influence of the drivingstyle Il consumo energetico di treni in esercizio simulazione metodologia di analisi ed influenza dello stile di condotta Bruno F Coviello N Dalla Chiara B Di Paola A Pagliero P Viktorov V - In INGEGNERIA FERROVIARIA - ISSN0020-0956 - STAMPA - LXX4(2015) pp 327-357

Original

The energy consumption of trains in operation simulation a methodology for the analysis and influenceof the driving style Il consumo energetico di treni in esercizio simulazione

default_article_editorial

Publisher

PublishedDOI

Terms of useopenAccess

Publisher copyright

-

(Article begins on next page)

This article is made available under terms and conditions as specified in the corresponding bibliographic description inthe repository

AvailabilityThis version is available at 115832606360 since 2016-02-15T153321Z

CIFI

Il consumo energetico di treni in eserciziosimulazione metodologia di analisi ed influenza

dello stile di condotta

The energy consumption of trains in operationsimulation a methodology for the analysis and

influence of the driving style

Dott Ing Fabrizio BRUNO()

Dott Ing Nicola COVIELLO()

Prof Bruno DALLA CHIARA()

Dott Ing Agostino DI PAOLA()

Dott Ing Paolo PAGLIERO()

Prof Vladimir VIKTOROV()

SCIENZA E TECNICA

INGEGNERIA FERROVIARIA ndash 327 ndash 42015

Summary - The paper proposes an analysis methodolo-gy of energy consumptions in the railway field presenting acomparison between an analytical calculation model andsome measurements It is hereafter assessed the influenceof some parameters which characterise the travel diagramsof trains

The first part illustrates the analysis of the measuredspeed profile of a regional passenger train and of a TGVtrain covering a conventional line with a high grade (theTorino-Modane) then introducing the comparison with thehypothetical profile obtained through simulation Suchcomparison therefore allows deducing and quantifying thedifferences between the real and the simulated travel dia-gram The latter employs completely the traction perfor-mances of the convoy and therefore features the smallesttravel time on the considered line

The second part of this paper focuses the attention onthe run of a freight train covering only one of the first sec-tions of the same line through the integration of the mo-tion equation implemented on a spread sheet In this partthe analysis is carried on introducing important simplifica-tions as neglecting the effects of the line profile (rather flatin the considered stretch) in order to facilitate the analyti-

Sommario - Lrsquoarticolo propone una metodologia drsquoa-

nalisi dei consumi energetici in ambito ferroviario pre-

sentando un confronto tra un modello di calcolo analitico

e delle misurazioni ed introducendo lrsquoinfluenza sui con-

sumi stessi di alcuni parametri caratterizzanti la traccia

orario

Nella prima parte viene presentata lrsquoanalisi del profilo

di velocitagrave misurato di un treno passeggeri regionale e di

un treno TGV che percorrono una linea tradizionale con

elevate pendenze (la Torino-Modane) proponendo il con-

fronto con i profili teorici ottenuti tramite simulazione

Da tale comparazione egrave quindi possibile desumere e

quantificare le differenze tra il profilo di marcia effettivo

e quello simulato che sfruttando completamente le ca-

ratteristiche di trazione del convoglio presenta il minor

tempo di percorrenza possibile sulla linea in esame Nella

seconda parte attraverso lrsquointegrazione dellrsquoequazione del

moto implementata su foglio di calcolo si focalizza lrsquoat-

tenzione sulla marcia di un convoglio merci percorrente

solo un primo tratto della medesima linea In questa par-

te lrsquoanalisi viene condotta introducendo importanti sem-

plificazioni come trascurando gli effetti della geometria

della linea (piuttosto pianeggiante nella tratta considera-

ta) al fine di semplificare il modello analitico Con tali

() Politecnico di Torino Ingegneria Dip DIATI Sistemi diTrasporto

() Faiveley Transport Italy Piossasco (TO)

() Politecnico di Torino Ingegneria Dip DIMEAS Ingegne-ria Meccanica e Aerospaziale

() Politecnico di Torino Engineering Dept DIATI Transportsystems

() Faiveley Transport Italy Piossasco (TO)() Politecnico di Torino Engineering Dept DIMEAS Mechan-

ical Engineering

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 327

SCIENZA E TECNICA


cal model With such assumptions the influence on energyconsumptions due to the scheduled travel diagram and tothe driving style is evaluated

Special emphasis is given on the consumption connect-ed to the braking stages and the relevant influence on themaintenance of brakes and wheel-sets which has a directeconomic impact for the transport operators The role of in-novative technological solutions is highlighted

1 Foreword and objectives of the study

In the last few years the economic and environmentalissues linked to the procurement and management of theresources have emphasised the need to develop more ener-gy-sustainable transport systems Even though the trans-port field is prevailingly characterised by the use of meansdepending on distributed energy - ie based upon petroleumderiving fuels - the railway results to be the most efficientone as related to consumption when well exploited Theelectrified lines are supplied by electric power stations irre-spectively on the energy source [1]

The energy used in railways for the operation of trainsis closely linked to the transported load (ie freight or pas-sengers) to the structural and functional characteristics ofthe rolling stock to the features of the line (ie grades tor-tuousness maintenance conditions of the infrastructure)to the environment conditions as well as to the speed pro-file adopted during the operation the latter - if optimisedand almost continuously communicated to the driver ndashmay ensure significant savings in consumption

To this purpose since the acceleration phases of a train(considering the involved line and the timetable con-straints) call for an use of energy depending on the inertiasuch profile should be defined as a function of the distanceat stake in order to avoid useless sequences of braking andacceleration fostering the coverage of sections at constantspeed (levelling on the minimum speed values out of themaximum ones allowed on a line stretch solution alreadyapplied) and stopping the motors wherever viable in orderto exploit inertia as motive power (coasting stage) More-over besides these measures it is clear how a main contri-bution is given by the reduction of the masses (tares) of theused rolling stock

Obviously the management of the railway service musttake into account several objectives which are often inconflict to one another such as the coverage time the ener-gy consumption and the payload to transport

Even though minimising the travel time is one of theleading criteria through which the railways operatorsschedule the operation the issue of energy efficiency seemsto have recently taken greater significance (for example forpursuing energy certificates for public transport in Italy)even though the energy supply contracts are often on alump-sum basis and therefore weigh little - to date - on theeconomic policies of the operators [2]

assunzioni si analizza quindi lrsquoinfluenza che lrsquoimpostazio-

ne della traccia orario e lo stile di condotta del macchini-

sta esercitano sui consumi energetici Maggiore enfasi

viene posta sugli aspetti energetici legati alla fase di fre-

natura con le connesse ricadute ndash di diretto impatto eco-

nomico per gli operatori del trasporto ndash sulla manuten-

zione di freni e sale montate Si evidenzia infine il ruolo

di soluzioni tecnologiche innovative

1 Introduzione ed obiettivi del lavoro

Negli ultimi anni le problematiche economico-am-

bientali legate allrsquoapprovvigionamento e alla gestione del-

le risorse hanno enfatizzato la necessitagrave di sviluppare si-

stemi di trasporto che siano maggiormente sostenibili dal

punto di vista energetico Sebbene il settore dei trasporti

sia caratterizzato prevalentemente dallrsquoimpiego di mezzi

con impiego a bordo di risorse primarie o loro derivati

vale a dire carburanti di derivazione petrolifera la ferro-

via risulta la modalitagrave piugrave efficiente dal punto di vista dei

consumi quando ben sfruttata in termini di carico utile

Infatti le linee elettrificate vengono alimentate da centrali

elettriche a prescindere dalla fonte energetica [1]

Lrsquoenergia utilizzata in ferrovia per lrsquoesercizio dei con-

vogli egrave strettamente correlata al carico trasportato ndash mer-

ci o passeggeri - alle caratteristiche strutturali e funziona-

li dei rotabili alle peculiaritagrave della linea (pendenza tor-

tuositagrave condizioni di manutenzione dellrsquoinfrastruttura)

alle condizioni ambientali noncheacute al profilo di velocitagrave

assunto durante lrsquoesercizio Questrsquoultimo se ottimizzato e

comunicato quasi continuamente al macchinista puograve

comportare una significativa riduzione dei consumi

A tal proposito poicheacute le fasi di accelerazione del

convoglio (considerando la tratta da percorrere e lrsquoorario

di servizio da rispettare) richiedono un apporto energeti-

co proporzionale allrsquoinerzia al moto egrave opportuno definire

tale profilo in funzione delle distanze in gioco al fine di

evitare inutili sequenze di fasi di frenatura ed accelera-

zione favorendo tratte a velocitagrave costante (livellamento

sui valori di velocitagrave minima tra le massime ammesse

sulla tratta soluzione giagrave applicata) e ove possibile di-

salimentando i motori di trazione al fine di sfruttare le

forze di inerzia (fase di coasting) A monte di tali misure

egrave chiaro come un importante contributo sia inoltre dato

dalla riduzione delle masse (tare) dei convogli usati

Appare chiaro come la gestione dellrsquoesercizio ferrovia-

rio debba tenere conto di molteplici obiettivi spesso in

contrasto tra loro come i tempi di percorrenza il consu-

mo energetico e lrsquoentitagrave del carico da trasportare

Sebbene la minimizzazione del tempo di viaggio sia

stata da tempo un criterio guida sul quale gli operatori

ferroviari programmano lrsquoesercizio in tempi recenti la

questione dellrsquoefficienza energetica risulta assumere mag-

giore importanza (ad esempio per il conseguimento dei

certificati energetici nel trasporto pubblico in Italia) ben-

cheacute i contratti di fornitura siano sovente a forfait dunque

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 328

ad oggi poco influenti sulle politiche economiche azien-

dali [2]

Diversamente il passaggio al pagamento a consumo

potrebbe avere un impatto sulla progettazione del mate-

riale rotabile sullrsquoofferta proposta dallrsquoesercente ferrovia-

rio (se il kWh fosse costoso potrebbero profilarsi treni a

minor consumo agendo sulle variabili progettuali e di

esercizio) sullrsquoimpostazione drsquoorario noncheacute su altri fat-

tori presumibilmente secondari

Considerando tale contesto si presenta la sintesi di

uno studio inerente allrsquoottimizzazione della fase di frena-

tura di convogli ferroviari in condizione di rallentamento

od arresto svolto nellrsquoambito di una collaborazione tra il

Politecnico di Torino e lrsquoazienda Faiveley Transport Italia

di Piossasco (Torino) in cui egrave stato concepito un algorit-

mo di simulazione della marcia treno attraverso il pro-

gramma Matlab con riferimento a treni passeggeri e

merci

Si egrave inteso indagare se esistano margini di migliora-

mento nellrsquoutilizzo del materiale rotabile attraverso unrsquoa-

nalisi del profilo di marcia durante lrsquoesercizio e in parti-

colare della frenatura considerando lrsquoimpatto indiretto

tuttrsquoaltro che trascurabile sullrsquousura dei componenti del

sistema frenante e lrsquoottimizzazione dei tempi di percor-

renza attraverso un confronto diretto tra i risultati forni-

ti dal simulatore e i dati reali acquisiti sui convogli stessi

Contestualmente si egrave voluto valutare analiticamente

in funzione di diverse variabili - quali velocitagrave massime e

forza di frenatura applicata - come lrsquoimpostazione della

traccia orario e lo stile di condotta del macchinista lega-

to talvolta allrsquoesperienza dello stesso possa influenzare i

consumi energetici durante la marcia con particolare at-

tenzione allrsquoenergia dissipata durante le fasi di arresto del

convoglio

Ersquo evidente che una politica di contenimento energeti-

co dovragrave essere congruente con unrsquoimpostazione delle

tracce tale da evitare fermi e strozzature causa di ritardi

noncheacute di consumi inefficaci Tale obiettivo non puograve pre-

scindere da un adeguamento in tempo reale della velocitagrave

dei convogli svolta dai centri di controllo della circolazio-

ne

Un tale contributo nel campo dellrsquoimpostazione dellrsquoe-

sercizio potrebbe sicuramente contribuire ad unrsquoulteriore

razionalizzazione dei consumi energetici in ambito ferro-

viario andandosi ad affiancare ad altri provvedimenti

che interessano a vario titolo lrsquoinfrastruttura ed il mate-

riale rotabile

2 Modelli per la valutazione dei consumi ener-getici in ferrovia stato dellrsquoarte

I software commerciali di simulazione dellrsquoesercizio

ferroviario noncheacute i modelli di seguito proposti si basa-

no sul presupposto che lo spazio percorso da un treno

possa essere suddiviso in una sequenza di successivi in-

Differently the adoption of a consumption invoicingcould have heavy effects mainly on the rolling stock designon the service offered by the railway operator (if the kWhwere expensive cheaper trains could be envisaged featur-ing less energy consumptions thanks to proper choice of de-sign and operational variables) on the trains schedulingand on other secondary factors as well

Considering this context we are presenting part of astudy relevant to the optimisation of the braking stage ofthe trains in slowing-down and stopping conditions whichwas developed within the framework of a cooperation be-tween the Politecnico di Torino and the company Faiveley

Transport Italy of Piossasco (Turin) for which a train run-ning simulation algorithm has been developed - throughthe Matlab program - as related to passenger and freighttrains

The aim was to investigate whether there were marginsfor improvement in the use of the rolling stock through ananalysis of the running profile during the operation - withparticular focus on braking since its impact on the wear ofthe components is far from being negligible - and the opti-misation of the coverage time through a direct comparisonbetween the results provided by the simulator and the actu-al data acquired on the trains

At the same time we have intended to run an analyticalassessment - as a function to some variables such as themaximum speed and the braking strength applied - on howthe scheduled travel diagram and the driving style which issometimes linked to the drivers experience may influenceenergy consumption with special focus the energy which isdissipated during the stopping stages of the train

It is clear that an energy containment policy needs to beconsistent to a setting up of the timetables pathways in or-der to prevent downtime and bottlenecks which would gen-erate delays and unproductive consumption This aim can-not be disjointed by a real time optimisation of the convoysspeed performed by the dispatching centres which are ableto continuously monitor the traffic situation Such a con-tribution in the field of the operations scheduling couldsurely contribute to a further rationalisation of consump-tions in the railway field supporting other interventions re-garding infrastructure and rolling stock

2 Models for the assessment of energy consump-tion in railways state of the art

Commercial software packages for railway simulationas well as the models which are proposed hereunder arebased on the assumption that the space covered by a traincan be divided into a sequence of subsequent intervals(which correspond for instance to constant speed stretch-es) each of which is characterised by a given running speedof the trains If a single space interval is considered takinginto account the max speed allowed in that section and theperformance of the train itself four stages of motion can beconsidered namely a first stage of acceleration (A) where


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 329

the speed grows from the null value up to vmax (if the trainmanages to reach it) a cruising speed (Cr) at constantspeed (and null acceleration) a stage of inertial speed orcoasting (Co) during which the train moves by its own in-ertia and a braking stage (B) (fig 1)

Before defining the space covered in cruising and coast-ing the breaking stage needs to be determined in order toensure that the distance required to stop does not exceedthe remaining space to reach the end of the section takeninto account

Since there is no energy consumption during coastingthe position (instant) where the motors need to be deacti-vated can be changed in order to reduce the overall con-sumption (items 123 of fig 1) the sooner the first initial

stage starts the greater the energy saving will be but the

coverage time of the section shall be longer

Depending on the arrangement and the duration ofthese phases in the overall travel diagram of a convoy theresulting energy consumption profile can feature valuesconsiderably different depending on the maximum speedson the braking manoeuvre on infrastructure and rollingstock characteristics For this reason it is possible to find inliterature rather wide oscillation ranges of specific con-sumptions A bibliographical review carried on among Po-litecnico di Torino [3] permitted to identify as regards pas-

senger actual traffic a variation interval comprise between80 (express regional train with few stops) and 630 (under-grounds high masses and frequent stops) kJseat-km Sucha gap is due to the even significant performance differencesof the rolling stock as well as to the disparate operationalfeatures Differently for freight transport this interval iscomprised between 150 and 380 kJt-km In the case ofroad passenger transport as example the values of the spe-cific energy consumption range between 800 and 3000kJseat-km The variability of these values is due to thegreat number of parameters (and their reciprocal configura-tions) which lead the phenomenon which cannot be im-mediately and easily isolated

In literature several references to methods and modelsaimed to the analysis of energy consumptions in the rail-way field are present focused to their optimisation respect-ing fixed constraints

Amongst the models which propose a rationalisation ofenergy consumption we point out the study proposed byCHEVRIER R MARLIEgraveRE G RODRIGUEZ J [4] which isbased upon a multi-objective optimisation algorithm -named as evolutionary algorithm - which considers the du-ration of the itinerary energy consumption and the traveltime prolongations as functions to be minimised In thisway different possible speed profiles are defined able to rep-resent a support to railway operators - both during infra-structure designing and operations - when selecting themost suitable solution for their requirements as far as to-day is possible

The model was applied to the investigation of a regionalFrench train which covers a section of approx 20 km be-

tervalli (corrispondenti a tratte a velocitagrave costante) carat-

terizzati ognuno da una determinata velocitagrave di marcia

per i convogli Se si considera un singolo intervallo spa-

ziale tenendo conto della massima velocitagrave consentita in

quella sezione e delle caratteristiche del convoglio stesso

egrave possibile come noto identificare quattro fasi del moto

una prima fase di accelerazione (A) in cui la velocitagrave cre-

sce dal valore nullo a vmax (se il treno riesce a raggiunger-

la) una fase di regime o cruising (Cr) a velocitagrave costante

(ed accelerazione nulla) una fase di marcia inerziale o

coasting (Co) nella quale il treno avanza per mezzo della

sua inerzia ed una fase di frenatura (B) (fig 1)

Prima di definire lo spazio percorso a regime e a mar-

cia inerziale egrave necessario determinare la fase di frenatu-

ra al fine di garantire che la distanza necessaria allrsquoarre-

sto non ecceda lo spazio rimanente per giungere alla fine

della sezione considerata

Poicheacute durante la fase di coasting non vi egrave dispendio

energetico per ridurre il consumo globale allrsquointerno del-

la sezione percorsa egrave possibile variare la posizione (o lrsquoi-

stante) in cui disalimentare i motori (punti 123 di fig 1)

tanto prima inizia tale fase maggiore saragrave il risparmioenergetico ma piugrave lungo saragrave il tempo di percorrenza dellatratta

A seconda della distribuzione e della durata di queste

fasi nel profilo di marcia di un convoglio il profilo ener-

getico risultante potragrave assumere valori notevolmente dif-

ferenti a seconda delle massime velocitagrave raggiunte della

modalitagrave di frenatura delle caratteristiche di linea e rota-

bili Per questo motivo in letteratura egrave possibile trovare

dei range di oscillazione di tali valori sensibilmente estesi

una consultazione bibliografica effettuata presso il Poli-

tecnico di Torino [3] ha permesso di individuare per

quanto riguarda il traffico passeggeri effettivo un interval-

lo di variazione compreso tra 80 (treno regionale veloce

con poche fermate) e 630 (metropolitane masse elevate e

fermate frequenti) kJposto-km Tale differenza egrave correla-

ta alle prestazioni anche molto diverse del materiale rota-


SCIENZA E TECNICA

Fig 1 - Fasi del moto di un convoglio ferroviario in una sezioneaccelerazione (A) regime (Cr) marcia inerziale (Co) frenatura

(B) sullrsquoasse delle ascisse x rappresenta lo spazioFig 1 - Motion stages of a train in a section acceleration (A) crui-

sing (Cr) coasting (Co) braking (B) x axis represents space

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 330

bile e alle anche disparate caratteristiche dellrsquoesercizio

Diversamente per il traffico merci tale intervallo egrave risulta-to compreso tra 150 e 380 kJt-km Nel caso del trasportopasseggeri su gomma a titolo di esempio i valori di con-sumo energetico specifico oscillano tra 800 e 3000 kJpo-sto-km La variabilitagrave di tali valori egrave da imputare al grannumero di parametri (e loro possibili configurazioni reci-proche) che governano il fenomeno non immediatamen-te e facilmente isolabili

In letteratura sono presenti alcuni riferimenti a meto-di e modelli tesi allrsquoanalisi dei consumi energetici in cam-po ferroviario ed alla loro ottimizzazione nel rispetto dideterminati vincoli Tra i modelli che propongono una ra-zionalizzazione dei consumi energetici si segnala quelloproposto da CHEVRIER R MARLIEgraveRE G RODRIGUEZ J [4]basato su un algoritmo di ottimizzazione multi-obiettivodetto ldquoalgoritmo di evoluzionerdquo considerando come fun-zioni da minimizzare la durata del tragitto il consumoenergetico e gli allungamenti di percorrenza In tal modovengono definiti diversi possibili profili di velocitagrave ingrado da fungere da supporto agli operatori ferroviari -sia in fase di gestione dellrsquoinfrastruttura sia di esercizio -nella scelta della soluzione piugrave conforme alle loro esigen-ze per quanto possibile oggi Il modello egrave stato applicatoallo studio di un convoglio regionale francese percorrenteun tratto di circa 20 km tra Saint-Etienne e Rive deGiers con fermata intermedia di un minuto nella stazio-ne di Saint Chamond A seconda del differente numero difunzioni considerate sono stati valutati tre casi di otti-mizzazione nel primo egrave stata minimizzata solo la fun-zione ldquotempo di percorrenzardquo (ottenendo una soluzioneldquobaserdquo) registrando alti valori dei consumi energetici nelsecondo caso considerando di ottimizzare sia il tempo diviaggio che i consumi si egrave ottenuto un debole incremen-to dei tempi di percorrenza (minore del 2) con un ri-sparmio energetico fino al 50 rispetto alla soluzione ba-se giustificato dal fatto che la pendenza della tratta favo-risce alte velocitagrave di marcia senza eccessivi sforzi di tra-zione

Nel terzo caso invece in cui lrsquoobiettivo egrave stato quellodi minimizzare tempi di percorrenza consumi e ritardi itempi di percorrenza sono risultati allungati solo dello078 con un risparmio energetico complessivo fino al45 e con valori molto bassi di incremento dei ritardi(minori dellrsquo87)

AP CUCALA A FERNAgraveNDEZ C SICRE M DOMIgraveNGUEZ [5]hanno proposto invece un modello basato sulla logica dicontrollo fuzzy al fine di definire una programmazionedellrsquoesercizio ferroviario che tenga conto sia di una mar-cia il piugrave sostenibile possibile dal punto di vista dei con-sumi sia di un adeguato orario di servizio delle corseLrsquoaleatorietagrave dei ritardi rispetto alla tabella di marcia egraveespressa attraverso valori numerici fuzzy mentre lrsquootti-mizzazione dellrsquoorario egrave ottenuta tramite un modello diprogrammazione lineare fuzzy nel quale la funzioneobiettivo include sia i consumi degli scenari ipotizzati sialo stile di condotta del macchinista Ersquo possibile quindi

tween Saint-Etienne and Rive de Giers with a 1-minute in-termediate stop at the station of Saint Chamond

According to the different number of functions taken in-to account three cases of optimisation have been assessedin the first one the sole function of ldquocoverage timerdquo hasbeen minimised (obtaining a ldquobasicrdquo solution) and highvalues of energy consumption have been recorded in thesecond case where both the travel time and consumptionhave been optimised a minor increase in the coverage time(lower than 2) has been recorded with energy savings upto 50 versus the basic solution due to the fact that thegrade of the section facilitates high running speed withoutexcessive traction efforts

On the other hand in the third case - whose objectivewas to minimise the coverage time consumption and de-lays - the coverage time lengthened by 078 only withoverall energy savings up to 45 and with very low valuesof delay increment (less than 87)

AP CUCALA A FERNAgraveNDEZ C SICRE M DOMIgraveNGUEZ [5]proposed instead a model based upon the fuzzy control log-ics in order to define a scheduling of the railway servicewhich takes into account the most possible sustainable dri-ving conditions on the consumption point of view as wellas an appropriate service timetable The aleatory delays ver-sus the schedule are expressed through fuzzy numerical val-ues whilst the optimisation of the timetable is obtainedthrough a model of fuzzy linear programming where thetarget function includes both the consumptions of the as-sumed scenarios and the driving style This will thereforeallow defining - for each section and for an established cov-erage time - a set of curves which identify a given drivingstyle denominated ldquoPareto curverdquo representing the stylewhich minimises energy consumption (ldquoecodrivingrdquo)

The Pareto curves relevant to every section of the itiner-ary are obtained through a simulator of the motion equa-tion of the train integrated by a genetic algorithm (GA) thecoverage time and energy consumption values which corre-spond to the different driving styles have been developed inan algorithm through an interactive process of selection(fig 2) The model has been applied to the case of theMadrid-Barcelona high speed section showing that signifi-cant energy saving can be achieved through the planning ofan efficient timetable given an approximate knowledge onthe delays and time constraints to be complied with forevery travel with a consumption reduction equal to ap-proximately 67 versus the current service

On the other hand KIM et al [6] proposed a mathemati-cal model - associated to an heuristic one - for program-ming the schedules in order for reducing the energy peaksdue to the traction given an initial scheduling of the trav-els they are translated into time to reduce the electricalconsumption of the line even though without taking thedelays under consideration

MALAVASI et al [7] describe models for estimating of theconsumption of an underground line as well as for assess-ing of the impact that the energy transfer between trains of


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 331

definire per ogni tratta e per un tempo di percorrenzastabilito un insieme di curve che identificano un certostile di guida individuando una curva ottima detta ldquocur-va di Paretordquo la quale rappresenta lo stile che minimizzai consumi energetici (ldquoecodrivingrdquo)

Le curve di Pareto relative ad ogni tratta del tragittosono ottenute da un simulatore dellrsquoequazione del motodel treno integrato con un algoritmo genetico (GA) i va-lori dei tempi di percorrenza e dei consumi energeticicorrispondenti ai diversi stili di guida sono elaborati nel-lrsquoalgoritmo attraverso un processo iterativo di selezione(fig 2) Il modello egrave stato applicato al caso della linea adalta velocitagrave spagnola Madrid-Barcellona dimostrandoche possono essere ottenuti significativi risparmi energe-tici attraverso la programmazione di orari efficienti datauna conoscenza approssimata sui ritardi e dei vincoli drsquoo-rario da rispettare per ogni corsa con una riduzione deiconsumi pari a circa il 67 rispetto al servizio attuale

KIM et al [6] hanno invece proposto un modello mate-matico di programmazione delle tabelle di marcia deiconvogli affiancato da un algoritmo euristico al fine diridurre i picchi energetici dovuti alla trazione assegnatauna programmazione iniziale delle corse esse vengonotraslate nel tempo al fine di ridurre il consumo elettricodella linea non tenendo conto tuttavia dei ritardi

In MALAVASI et al [7] sono descritti modelli di stimadei consumi di una linea metropolitana noncheacute di valu-

tazione dellrsquoimpatto che il trasferimento di energia tra

convogli della linea possa determinare sullrsquoesercizio Il si-

mulatore proposto potrebbe essere impiegato per sincro-

nizzare le fasi di frenatura e accelerazione al fine di mi-

gliorare tale trasferimento

SICRE et al [8] infine propongono un metodo per de-

finire modalitagrave di marcia energeticamente sostenibili per

linee ad alta velocitagrave implementato su simulatore ed un

modello di ottimizzazione delle tabelle di marcia in cui il

consumo energetico egrave minimizzato trascurando tuttavia

il vincolo di puntualitagrave drsquoorario delle singole corse

In generale i modelli proposti nei suddetti articoli

hanno dimostrato lrsquoeffettiva possibilitagrave di risparmiare

energia durante lrsquoesercizio dei convogli con valori medi

di risparmio oscillanti tra il 13 e il 21 rispetto ai con-

sumi attuali Nella seguente trattazione viene proposto

un modello di calcolo che prende in considerazione un ri-

stretto numero di parametri significativi (come la massi-

ma velocitagrave di linea e la frequenza delle fermate) al fine

di disporre di un semplice ed immediato strumento di

confronto

3 Simulazione dellrsquoesercizio di convogli pas-seggeri sulla linea Torino-Modane

31 Caratteristiche della linea

La linea ferroviaria Torino-Modane nota anche co-

me ferrovia del Frejus fa parte della linea Torino-Lione

the line may determine on the service The proposed simu-lator could be used to synchronise the braking and acceler-ation stages in order to improve such transfer

Finally SICRE et al [8] propose a model for definingrunning modalities which are energetically sustainable forhigh speed lines implemented on a simulator and a modelof optimisation of the schedules whose energy consump-tion is minimised letting out - in any case - the punctualityconstraint of the different rides

In general the models proposed in the aforementionedarticles have shown that energy can actually be saved dur-ing the operation of the trains with average values between13 and 21 versus the current consumption figures Inthe following pages a calculation model is proposed whichtakes into consideration a limited number of significant pa-rameters (as the maximum line speed and the stops fre-quency) in order to have a simple and immediate compari-son tool

3 Simulation of the passenger train operationon the Turin-Modane line

31 Characteristics on the line

The Turin-Modane line - also known as the Frejus rail-way - is part of the Turin-Lyon line opened in 1871 This isan international line which - leaving from Turin - crossesthe valley of Susa and the railway tunnel of Frejus to reachthe French town of Modane (fig 3)

Once it has crossed the tunnel the railway managementis taken over by the French rail operator and continues to-wards Chambeacutery and Lyon The secondary line ldquoBussoleno-

Susardquo (approximately 8 km on a single track which is elec-

trified and belongs to the RFI complementary network)


SCIENZA E TECNICA

Fig 2 - Relazione tra consumo energetico e tempi di percorren-za con individuazione della curva di Pareto per una tratta ferro-

viaria [5]Fig 2 - Relationship between the energy consumption and the run

time with outlining of the Pareto curve for line stretch [5]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 332

aperta al traffico nel 1871 Si tratta di una linea interna-zionale che partendo da Torino attraversa la valle di Su-sa e il traforo ferroviario del Frejus per terminare pressola localitagrave francese di Modane (fig 3)

Oltrepassato il traforo nella stazione di Modane la

ferrovia passa sotto la gestione delle ferrovie francesi e

prosegue verso Chambeacutery e Lione Da Bussoleno si dipar-

te la linea secondaria ldquoBussoleno-Susardquo (circa 8 km a bi-

nario semplice elettrificato ed appartenente alla rete

complementare di RFI) Il traffico transitante sulla linea

egrave caratterizzato da un forte pendolarismo da Susa Bus-

soleno e Avigliana verso Torino un traffico piugrave turistico

ed internazionale caratterizza invece lrsquoalta valle La linea

egrave lunga complessivamente circa 103 km interamente

elettrificata a doppio binario e dotata del sistema di

blocco automatico a correnti codificate La tratta monta-

na inizia a Bussoleno ed i due binari hanno tracciati e

pendenze diverse quello diretto a Bardonecchia corre

prevalentemente in galleria fino a Salbertrand mentre

quello in arrivo da Bardonecchia ha meno tratti in galle-

ria e rimane ad una quota leggermente piugrave bassa Da Sal-

bertrand seguono lo stesso tracciato Il binario diretto a

Bardonecchia realizzato in tempi piugrave recenti essendo il

binario ldquodi salitardquo al valico egrave stato progettato con un per-

corso in gallerie a ldquoSrdquo per contenere la pendenza incre-

mentandone lrsquoestensione Tra Bussoleno e Salbertrand

nelle stazioni intermedie i due binari si trovano allo stes-

so livello Attualmente i treni regionali che percorrono la

tratta terminano a Bardonecchia mentre fino al 2002

proseguivano verso Modane prima dellrsquoinizio dei lavori

di adeguamento di sagoma della galleria per il passaggio

di treni container conclusi nel giugno 2011 La linea egrave

percorsa dai treni ad alta velocitagrave TGV che effettuano

servizio viaggiatori tra lrsquoItalia e la Francia con tre coppie

di trenigiorno tra Milano Porta Garibaldi e Paris Gare de

starts from Bussoleno The traffic in transit on the line ischaracterised by a large number of commuters from SusaBussoleno and Avigliana towards Turin whilst a moretouristic international traffic characterises the highvalley As a whole the line is approximately 103 km long isfully electrified with double track and provided with a sys-tem of coded current automatic block The mountain sec-tion starts in Bussoleno and the two tracks have differentlayouts and grades the one which is heading for Bardonec-chia runs through a tunnel until Salbertrand whilst the onein arrival from Bardonecchia is characterised by less tunnelsections and runs at a slightly lower level From Salber-trand they then follow the same path The track headed toBardonecchia constructed in recent times being the oneldquoraisingrdquo to the pass has been designed with a pathway inldquoSrdquo tunnels in order to contain the grade incrementing itsextension Between Bussoleno and Salbertrand in the inter-mediate stations the two tracks are at the same level Cur-rently the regional trains which cover this section end inBardonecchia whilst - until 2002 - they continued toModane before the starting of the loading gauge extensionactivities for the passage of the container trains which end-ed in June 2011 The line is covered by the high-speed trainTGV which performs passenger service between Italy andFrance with three pairs of trainsday between Milan PortaGaribaldi and Paris Gare de Lyon passing by the capital ofPiedmont (fig 4) The freight traffic is rather heavy through-out the day In particular it is occupied by the freight trainsof the Rolling Road service (named AFA) consisting of verylow flat wagons in the central part - or pocket - (Modalohrwagons) where full trucks are loaded to cross the highestpart of the alpine arch Such trains are provided with a pas-senger wagon for the transport of the truck drivers Fivepairs of trains per day are currently scheduled between theTurin-Orbassano freight terminal and the French terminalof Aiton at the end of Val Maurienne


SCIENZA E TECNICA

Fig 3 - Inquadramento territoriale della linea ferroviaria Torino-Modane (tratta italiana) e sagome limite UICFig 3 - Territory framing of the Turin-Modane railway line (Italian section) and UIC loading gauges

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 333

Lyon transitando per il capoluogo piemontese (fig 4) Iltraffico merci egrave piuttosto sostenuto lungo la giornata Inparticolare vi transitano i treni merci del servizio Auto-strada viaggiante (AFA Autostrada Ferroviaria Alpina)composti da carri con pianali molto bassi nella parte cen-trale o vasca (carri Modalohr) sui quali vengono caricaticamion completi per lrsquoattraversamento della parte piugraveelevata del valico alpino Tali treni sono muniti anche di

una carrozza viaggiatori per il trasporto dei conducenti

Attualmente sono previste cinque coppie di trenigiorno

tra lo scalo merci di Torino-Orbassano e lo scalo francese

di Aiton al termine della Val Maurienne

Il punto piugrave elevato del tracciato egrave a 1338 m allrsquointer-

no del traforo del Frejus la pendenza massima egrave del

28permil e le sagome delle gallerie (quasi tutte A+ o B) han-

no una larghezza di 272 m ed unrsquoaltezza di 396 o 411

m Dal 2011 la galleria ha subito lrsquoadeguamento alla sago-

ma UIC GB1 consentendo oggi il trasporto di unitagrave di tra-

sporto intermodali di profilo PC45 anzicheacute del solo

PC30(1)

32 Materiale rotabile e rilevazione dei dati

Oggetto iniziale del lavoro egrave stato quello di acquisire

dati inerenti ad accelerazioni velocitagrave e posizione a bor-

do di treni in servizio si egrave scelto di effettuare rilievi sia su

un convoglio regionale Torino Porta Nuova-Bardonec-

chia sia su un treno TGV in viaggio tra Torino Porta Su-

sa e Modane (diretto a Parigi) sia sul percorso di andata

The highest point of the layout is at 1338 m within thetunnel Frejus The max grade is 28permil and the loadinggauges of the tunnels (almost all of them A+ or B) have awidth of 272 m and a height of 396 or 411 m Since 2011the tunnel has been upgraded to the loading gauge UICGB1 allowing therefore the transport of intermodal trans-port units with gabarit PC45 instead of PC30(1)

32 Rolling stock and data collection

The initial aim of the work was the acquisition of datarelevant to accelerations speed and position on boardtrains of trains on service we have selected surveys to beperformed on both a regional train from Turinrsquos station ofPorta Nuova to Bardonecchia and on a TGV train travelingbetween Turin Porta Susa and Modane (and heading toParis) on both ways

Table 1 reports the distances in kilometres and the rele-vant stop times(2) in the intermediate stations for bothtrains [9]

The regional train taken into account and managed by


SCIENZA E TECNICA

Fig 4 - Tracciato sintetico e stazioni della linea ferroviaria Torino-Modane In rosso il percorso dei treni regionali in verde quello deitreni ad alta velocitagrave diretti in Francia o da questa provenienti

Fig 4 - Schematic track layout and stations of the Turin-Modane railway line Routing of the regional trains in red and the ones of the hi-gh speed trains headed to France in green

(1) I mezzi di profilo maggiore del PC45 non possono transitaresulle linee italiane francesi e spagnole compatibili solo con profi-li inferiori (dal PC45 al PC22 tranne pochissime eccezioni) [17]

(1) Rolling stock with a loading gauge wider than PC45 cannottravel on Italian French and Spanish lines which allow onlysmaller gabarits (from PC22 up to PC45 with very few excep-tions)

(2) In Bardonecchia (I) the regional train dwelled for 36rsquo for let-ting travelling personnel have a break and for allowing the inver-sion of the driving bench (from the locomotive to opposite pilot-coach) In Modane (F) during the measurements on TGV it hasbeen necessary to wait for the first train bound to Torino (I) arriv-ing from Lyon-Paris For this reason the pause has been equal to 2hours and 45rsquo [18]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334

che su quello di ritorno Nella tabella 1 sono indicate leprogressive chilometriche ed i relativi tempi di sosta(2)

nelle stazioni intermedie per entrambi i convogli [9]

Il convoglio regionale preso in esame e gestito da Tre-nitalia egrave composto da una locomotiva di tipo E464 e 4carrozze a due piani tipo 1979 delle quali una semi-pilo-

Trenitalia consists of a locomotive of type E464 and 4 two-floor wagons of type 1979 one of which is a semi-pilot forremote control of the locomotive [10] The nameplate dataare reported in table 2

The high speed train taken into consideration is aTGV by SNCF which covers the Turin ndash Modane line asection of the Milan-Lyon-Paris It consists of a multi-current TGV Reacuteseau built in 1993-1996 composed bytwo locomotives (one at the head and one at the tail) and8 wagons according to composition T-Ra1-R1-R1-B-R2-R2-R2-Ra2-T with running gear BoBo+Bo222222Bo+BoBo The nameplate data of the train are reportedin table 3

Regarding the regional train three ldquotest ridesrdquo have beenperformed with recording of travel data respectively on


SCIENZA E TECNICA

TABELLA 1 ndash TABELLA 1

Chilometriche e tempi di sosta alle fermate dei treni regionali Torino PN-Bardonecchia-Torino PNe TGV Torino PS-Modane-Torino PS[18]

Distance in km and stop time of the regional trains Turin PN-Bardonecchia-Turin PNand TGV Turin PS-Modane-Torino PS [18]

(2) A Bardonecchia il treno regionale si egrave fermato per 36rsquo persosta del personale di bordo e inversione banco di manovra (dalocomotiva a semipilota) A Modane durante le rilevazioni sulTGV si egrave atteso il primo convoglio di ritorno in direzione Torinoproveniente da Lione-Parigi Per questo motivo la sosta egrave stata di2 ore e 45rsquo [18]

StazioneStation

km t fermata (min)stop time (min)

StazioneStation


Torino PN 0 0 Torino PS 0 0

Collegno 10 1 Collegno 11 0

Alpignano 14 1 Alpignano 15 0

Rosta 19 1 Rosta 20 0

Avigliana 24 1 Avigliana 25 0

Bussoleno 46 1 Bussoleno 46 0

Meana 53 1 Meana 54 0

Chiomonte 59 1 Chiomonte 60 0

Salbertrand 69 1 Salbertrand 70 0

Oulx Cesana 75 1 Oulx Cesana 76 1

Beaulard 81 1 Beaulard 82 0

Bardonecchia 86 pausapause Bardonecchia 87 11

Beaulard 91 1 Modane 106 pausapause

Oulx Cesana 97 1 Bardonecchia 125 11

Salbertrand 103 1 Beaulard 130 0

Chiomonte 113 1 Oulx Cesana 136 1

Meana 120 1 Salbertrand 141 0

Bussoleno 127 1 Chiomonte 152 0

Avigliana 148 1 Meana 158 0

Rosta 153 1 Bussoleno 166 0

Alpignano 158 1 Avigliana 187 0

Collegno 163 1 Rosta 192 0

Torino PN 172 0 Alpignano 197 0

Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335

ta per guida in telecomando della lo-comotiva [10] I dati di targa del trenosono riportati nella tabella 2

Il convoglio ad alta velocitagrave presoin considerazione egrave un TGV di SNCFche percorre la linea Torino-Modanetratto della Milano-Lione-Parigi Iltreno egrave composto da un TGV Reacuteseaupolicorrente di costruzione 1993-1996 composto da 2 locomotive (po-ste in testa ed in coda al convoglio) eda 8 vagoni secondo la composizioneT-Ra1-R1-R1-B-R2-R2-R2-Ra2-T conrodiggio BoBo+Bo22 2222Bo+BoBo I dati di targa del treno sonoriportati nella tabella 3

Per quanto riguarda il treno re-gionale sono state effettuate tre ldquocor-se testrdquo con registrazione dei dati dimarcia rispettivamente il 16 marzoil 6 maggio ed il 2 giugno 2011 fa-cendo uso dei medesimi convogli siaper il viaggio di andata che per quel-lo di ritorno Nella seconda prova ef-fettuata in maggio il convoglio mo-nitorato era composto da carrozze asingolo piano invece che a doppiopiano La locomotiva egrave risultata sem-pre ubicata allrsquoestremitagrave ldquolato Bardo-necchiardquo del convoglio con la carroz-za semi-pilota allrsquoestremitagrave oppostaverso Torino Per il treno ad alta ve-locitagrave invece egrave stata effettuata unasola corsa test il 16 settembre con ilmedesimo convoglio sia allrsquoandatache al ritorno

La strumentazione utilizzata ha

compreso un accelerometro ad alta

precisione un accurato rilevatore GPS e una centralina

vbox per lrsquoacquisizione dei dati tutti installati presso un

posto passeggeri durante i test su TGV e convoglio regio-

nale In questrsquoultimo caso durante il viaggio di ritorno in

direzione Torino la strumentazione egrave stata posta in pros-

simitagrave della cabina della carrozza pilota avendo modo di

osservare le operazioni del macchinista Entrambi gli

strumenti di rilevazione sono stati vincolati tramite un

magnete al supporto del sedile lato finestrino tale posi-

zione piugrave elevata rispetto al pavimento della carrozza ha

consentito una migliore ricezione del segnale satellitare

(questo percheacute erano presenti meno oggetti schermanti

quali sedili tavolini fiancate laterali del treno) e dunque

migliorando la performance degli stessi garantendo mi-

nor errore su accelerazione velocitagrave e posizione Il segna-

le GPS egrave stato infatti assente solo nelle gallerie mentre

lrsquoaccelerometro non ha segnalato disturbi in frequenza o

spostamenti anomali dovuti ad unrsquoeventuale incorretta

installazione

March 16th May 6th and June 2nd 2011 with the sametrains on both traveling directions During the second testthe monitored convoy was composed by single floor wag-ons instead of double floor ones The locomotive has al-ways been in towing position towards Bardonecchia withthe semi-pilot in the opposite side towards Turin As relatedto the high speed train only one test drive was performedon September 16th with the same train on both ways

The instruments utilised included a high precision ac-celerometer an accurate GPS detector and a vbox unit fordata logging all of them installed on a passenger seat dur-ing the test on the TGV on the regional train In this lattercase during the backward journey towards Turin the equip-ment was placed close to the cabinet of the pilot wagonthus having the opportunity to observe the operations ofthe driver The measure instruments were attached by amagnet to the seat support window side This positionraised from the wagon floor has ensured a better downlink


SCIENZA E TECNICA

TABELLA 2 ndash TABLE 2

Dati di targa del treno regionale con locomotiva E464()

Nameplate data of the regional train with locomotive E464()

() Ottenuti da documenti ufficiali per lrsquoesercizio su gentile concessione del personaledi Trenitalia a bordo treno [11] [12] [13]

() These data have been obtained from official document for the service by courtesy ofthe Trenitalia personnel on board the train and from the FS specifications of componentsfor Locomotive E464 by Faiveley Transport Italia [11] [12] [13]

Massa totale carrozzeTotal mass of the wagons

172 t

Massa totale del trenoTotal mass of the train

244 t

Massa del locomotoreMass of the locomotive

72 t

Massa frenata totale carrozzeTotal braked mass of the wagons

212 t

Massa frenata totale del trenoTotal braked mass of the train

277 t

Massa frenata del locomotoreBraked mass of the locomotive

65 t

Coefficiente di resistenza al rotolamentoCoefficient of rolling resistance

2 NkN

Coefficiente masse rotanti per le carrozzeCoefficient of the rotating masses for the wagons

104 -

Coefficiente masse rotanti per le locomotiveCoefficient of the rotating masses for the locomotives

106 -

Percentuale di massa frenataPercentage of the braked weight 115 -

Potenza continuativa alle ruoteContinuous power to the wheels

3500 kW

Peso totale carrozzeTotal weight of the wagons 1687 kN

Peso totale del trenoTotal weight of the train 2393 kN

Peso della locomotivaWeight of the locomotive 706 kN

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione

Lo strumento di simulazione svi-luppato si compone di un algoritmodi calcolo (sviluppato in MATLAB)che partendo dai dati di targa del tre-no e dalle caratteristiche della lineaferroviaria utilizza le equazioni delmoto per calcolare gli spazi di frena-tura le forze necessarie a rallentare ofermare il treno e le energie dissipateottimizzando le velocitagrave di percorren-za ammesse dai fascicoli di linea e ledecelerazioni che lrsquoimpianto frenantepuograve consentire Per la creazione delsimulatore sono state implementate lefunzioni per generare le curve di fre-natura e trazione per entrambi i tipidi convogli considerati Sostanzial-mente il programma calcola ogni se-condo e per ogni metro di avanza-mento lo spazio di frenatura rispet-tando i limiti di velocitagrave Per la trattain oggetto sono stati caricati percorsoe caratteristiche della linea Nel pro-gramma principale sono state inseritele funzioni e le variabili di frenaturacon tipologia reostatica e a recupero

Per le resistenze ordinarie allrsquoavan-zamento si egrave utilizzata nel calcolo laformula binomia di ERFURT [15] pervalutare le resistenze specifiche almoto dei convogli tenendo presenteche le velocitagrave in gioco (minori di 155kmh) non permettono di valorizzarela ridotta resistenza specifica al motoche un TGV ndash se confrontato con untreno regionale ndash rivelerebbe alle altevelocitagrave

in cui

- Rrot egrave la resistenza al rotolamento espressa in N

- rr egrave la resistenza specifica al rotolamento espressa in

NkN ovvero in kgt

- Pconvoglio egrave il peso del convoglio espresso in N

- v egrave la velocitagrave del convoglio espressa in kmh

Si egrave successivamente realizzata una matrice in codice

MATLAB (tab 4) con le seguenti colonne

1) chilometrica (convertita in metri)

2) corrispondenza o meno di stazione o fermata con in-

terruttore on-off (0-1) per indicare al simulatore di

iniziare a rallentare per arrestare il convoglio

3) altitudine o quota della linea (in metri)

1000)00077042(

1000

2 convoglioconvoglio

rot

Pv

PrrR +== (II)

of the satellite signal (because of the absence of shieldingobjects like seats tables coach side walls) therefore im-proving the performance of the tools and allowing for lowererrors on acceleration speed and position The GPS signalwas absent in the tunnels only whilst the accelerometer didnot signal any frequency disturbances or anomalous read-ing due to a possible un-appropriate installation

33 Simulation

The simulator tool developed is constituted by a calcu-lation algorithm (developed in MATLAB) which - startingfrom the nameplate data of the train and from the charac-teristics of the railway line - makes use of the motion equa-tions in order to calculate the braking spaces of thestrengths required to slow down or stop the train and thedissipated energy thus optimising the running speed al-lowed by the line sections and the deceleration the brakingsystem can allow In the creation of the simulator the func-


SCIENZA E TECNICA


Dati di targa del treno alta velocitagrave TGV()

Nameplate data of the TGV high speed train()

() Ottenuti da documenti ufficiali per lrsquoesercizio su gentile concessione del persona-le di SNCF a bordo treno [14]

() These data have been obtained by official service documents provided by courtesy ofthe SNCF personnel on board the train [14]


256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -

Percentuale di peso frenatoPercentage of the braked weight 135


8800 kW



Peso del locomotoreWeight of the locomotive 1275 kN

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337

4) velocitagrave massima in kmh da mantenere entro la chi-

lometrica corrispondente

5) tempo di fermata per soste previste espresso in secon-

di

6) pendenza della linea (livelletta in permil)

tions for the braking and traction curves have been imple-

mented for both the regional and high speed trains The

simulator calculates the braking space for each second and

for every run meter respecting the speed limits The routing

and the features of the line were loaded for the studied sec-


SCIENZA E TECNICA

CONVOGLIO REGIONALE - REGIONAL TRAIN CONVOGLIO ALTA VELOCITAgrave - HIGH SPEED TRAIN

Torino - Bardonecchiadisp (tracciato ndash routing Torino - Bardonecchia)TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 0 3020 150 60 714011 0 3315 105 60 1119229 0 3889 135 60 121368 1 3911 155 0 024104 0 3911 155 60 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 0 4381 95 60 3047261 1 4899 105 0 3052891 0 6588 105 60 1459465 0 7508 105 60 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 0 10317 105 60 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 0 11488 100 60 3186199 0 13123 80 21603191472 0 11488 100 60 3197282 0 11198 60 60 599030 1 11005 130 0 11102570 1 10616 85 0 11103221 0 10317 105 60 46104758 1 9610 105 0 46105854 1 9105 105 0 46106960 1 8763 105 0 31112933 0 7508 105 60 21119507 0 6588 105 60 14125137 1 4899 105 0 30126864 0 4381 95 60 30127561 1 4409 95 0 -4131452 1 4564 155 0 -4134301 1 3938 155 0 22137834 1 3796 155 0 4141085 1 3764 155 0 1144671 1 3549 155 0 6148294 0 3911 155 60 -10151030 1 3911 155 0 0153169 0 3889 135 60 1

Torino - Modanedisp (tracciato - routing Torino - Modane)

TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338

34 Analisi dei dati e confronto

Utilizzando lrsquoalgoritmo proposto egrave stato possibile ana-lizzare i profili di marcia e ricavarne le seguenti osserva-zioni

Per il convoglio regionale Torino-Bardonecchia e vice-versa comprese le fermate nelle stazioni e le soste - aBardonecchia per inversione del banco di manovra e pau-sa tecnica - si egrave registrato in viaggio un tempo totale dipercorrenza pari a 148 minuti mentre il simulatore hafornito come dato di output circa 122 minuti con una di-screpanza di 26 minuti

Il simulatore ha permesso di verificare come sarebbepossibile ottenere curve di frenatura ottimizzate anchecon velocitagrave massime superiori costantemente ai 120kmh Questa velocitagrave egrave stata presa come riferimento poi-cheacute si egrave misurato che il convoglio non supera i 120 kmhanche se in alcuni tratti sono ammesse da fiancata di li-nea velocitagrave massime di 155 kmh Questo fatto egrave dovutoa limitazioni caratteristiche di quella linea come penden-za e fermate ed allrsquoorganizzazione dellrsquoorario Un fattoreimportante da valutare sono le numerose e ravvicinatefermate intermedie di 1-2 minuti tra Torino e Bardonec-chia (eccezion fatta per il tratto di 20 km tra Avigliana eBussoleno) che non consentono al convoglio di mantene-re a lungo la massima velocitagrave di linea anzi impongonola riduzione della stessa per motivi di compatibilitagrave conlrsquoorario programmato (allungamenti di percorrenza) e ri-duzione dei consumi energetici

Dal punto di vista delle energie dissipate si osservacome siano maggiori quelle valutate dal simulatore poi-cheacute esso imposta la marcia alla massima velocitagrave di fian-

tion The braking functions and variables were introducedwith rheostat and recovery typology

As related to the ordinary motion resistances the ER-FURTS binomial formula [15] was used to assess the specif-ic resistance to the motion of the trains taking into ac-count that the involved speeds (less than 155 kmh) do notallow to valorise the reduced specific motion resistance thata TGV ndash if compared to a regional train ndash would feature athigher speeds

where

- Rrot is the rolling resistance expressed in N

- rr is the specific rolling resistance expressed NkN orkgt

- Ptrain is the weight of the train expressed in N

- v is the speed of the train expressed in kmh

Then a matrix has been generated in MATLAB code(tab 4) with the following columns

1) km (converted into meters)

2) correspondence or non-correspondence of the station orstop by on-off (0-1) switch to indicate the simulator tostart slowing-down the train

3) altitude of the line (in meters)

4) max speed in kmph to be kept within the correspondingkilometres

5) stop time for expected stops expressed in seconds

6) line grade (slope in permil)

1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA

Tab 4 - Matrici in codice MATLAB per la simulazione della marcia dei convogli ferroviariTab 4 - MATLAB code matrixes for the simulation of the trains

158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339

cata e durante la frenatura segue dellecurve di decelerazione limite genera-te a partire da una certa velocitagrave ini-ziale considerando una decelerazionecostante assunta come la massimache il treno puograve sviluppare in condi-zioni normali (in maniera analoga al-la logica di bordo di sistemi conSCMT o ETCS) Diversamente nellarealtagrave il macchinista migliora la pre-stazione energetica anticipando la fre-natura o introducendo significativefasi di coasting

In figg 5 e 6 sono riportati i profilidi velocitagrave (in kmh) e di energia con-sumata (kJm) durante la marcia otte-nuti tramite simulazione e quelli ela-borati a partire dal profilo di velocitagravemisurato sperimentalmente insiemecon il corrispondente profilo di velo-citagrave simulato e rilevato In questo mo-do per ciascuna posizione x assuntadal treno durante il viaggio si possonoconfrontare la velocitagrave ed il corrispon-dente consumo energetico sia realiche simulati La differenza tra i consumi energetici misu-rati e quelli simulati (dunque quelli corrispondenti ad uncompleto sfruttamento delle prestazioni di linea e rotabi-li) egrave risultata oscillare tra il 5 ed il 13 In particolareil profilo simulato risulta essere costantemente in antici-po su quello misurato in primo luogo in quanto presentamediamente accelerazioni e decelerazioni piugrave acute edin secondo luogo poicheacute il profilo reale presenta delle fre-nature intermedie non in corrispondenza di fermate in

34 Data analysis and comparison

The same algorithm has allowed analysing the runningdiagrams and obtaining the following observations

For the regional train from Turin to Bardonecchia andreturns - including the stops at the stations and otherstops (in Bardonecchia for reversal of the master controllerand technical break) - the total coverage time recorded dur-ing the travel was equal to 148 minutes whilst the simula-

tor supplied as an output approxi-mately 122 minutes ie a 26-minutediscrepancy

The simulator also allowed verifyingto which extent optimum brakingcurves could be achieved also at maxspeeds consistently higher than 120kmh This speed has been taken as areference since it has been measuredthat the convoy never exceeded 120kmh even if on certain stretches itcould be possible to achieve maximumspeeds equal to 155 kmh This is due tolimitations characteristic of that linesuch as the slopes the frequency of thestops and to the timetable organisation

A significant factor to be taken intoconsideration are the numerous closeintermediate stops of 1 to 2 minutesbetween Turin and Bardonecchia (withthe exception of the 20 km section be-tween Avigliana and Bussoleno) whichdo not allow the train to keep the maxi-


SCIENZA E TECNICA

Fig 5 - Profili di velocitagrave misurati e simulati sul treno regionale Torino-Bardonecchiacon le indicazioni sui limiti di velocitagrave di fiancata

Fig 5 - Measured and simulated speed profiles of the Turin-Bardonecchia regional trainagainst the line speed limits

Fig 6 - Energia dissipata in frenatura per il treno regionale Torino-Bardonecchia (se-zione Bussoleno-Bardonecchia)

Fig 6 - Energy dissipated in braking along the travel for the Turin-Bardonecchia regionaltrain (Bussoleno-Bardonecchia section)

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340

stazione dovute a segnali a via impedita Di fatto il simu-latore porta il treno alla velocitagrave massima permessa sullalinea mentre in realtagrave il macchinista si mantiene abbon-dantemente sotto tale limite

In fig 7 egrave altresigrave riportato il profilo della forza di frena-

tura al variare della posizione x del convoglio Si rileva co-

me il simulatore impieghi mediamente circa il 20 in piugrave

della forza effettivamente impiegata dal macchinista nella

realtagrave Tale valore egrave stato calcolato a partire dai profili mi-

surati di velocitagrave e accelerazione ed andando a stimare in

corrispondenza di ciascuna decelerazione risultante i con-

tributi dovuti alle resistenze allrsquoavanzamento e quelli dovu-

ti invece allrsquoeffettiva applicazione di una forza di frenatura

(considerando la percentuale di massa frenante)

Per il treno ad alta velocitagrave Torino-Modane si egrave regi-strato a bordo un tempo di viaggio pari a 89 minuti leg-germente minore rispetto a quello calcolato tramite si-mulatore pari a 95 minuti con una differenza percentua-le del 6

Anche in questo caso grazie al simulatore si egrave verifi-cato come sarebbe possibile avere curve di frenatura otti-mizzate rispetto al tempo di percorrenza anche con velo-citagrave superiori costantemente ai 130 kmh per avvicinarsiai 155 kmh consentiti dalla linea Un fattore importanteda valutare rispetto al caso del treno regionale sono le so-le 2 fermate intermedie tra Torino e Modane di circa 1-2a Oulx e Cesana [9] e quella piugrave lunga di Bardonecchia

Analizzando lrsquoenergia di frenatura consumata dal con-

voglio Torino-Modane si egrave osservato come anche in que-

sto caso sia maggiore quella calcolata dal simulatore poi-

cheacute come anticipato esso ignora ogni fase sia di coasting


SCIENZA E TECNICA

mum line speed for a long time and - mainly - dictate its re-duction for reasons of compatibility with the scheduledtimetable and energy consumptions reduction

As related to the dissipated energies it is worth noticingthat the value assessed by the simulator are greater since itset the run at the max line speed and during braking it fol-lows ldquolimitrdquo deceleration curves generated starting from acertain initial speed considering a constant decelerationassumed as the maximum one that the train can feature inregular conditions (similarly to the on-board logic of sys-tems like SCMT or ETCS) Differently in reality the driverimprove the energy performance anticipating the braking orintroducing significant coasting phases

Figg 5 and 6 display the speed (kmh) and the energyconsumption (kJm during the run) profiles obtained fromthe simulation and those provided by the elaboration ofthe experimental speed profile together with the corre-sponding speed profile both simulated and measured Inthis way for each position x of the train during its run it ispossible to compare speed and energy consumption bothreal and simulated The difference between the energy con-sumptions measured and simulated (therefore those whichcorresponds to a complete exploitation of the perfor-mances of infrastructure and rolling stock) oscillates be-tween 13 and 5 In particular the simulated profile ap-pears to anticipate constantly the measured one first of allbecause it presents on average sharper accelerations anddecelerations Subsequently the measured speed profilepresents intermediate braking not only for station stopsdue to red block signals Actually the simulator ldquodrivesrdquothe train up to the maximum speed admitted on the linewhile in reality the driver keeps a velocity significantlysmaller than such limit

Moreover fig 7 shows the braking ef-fort profiles versus the train position xIt can be noticed how the simulator em-ploys on average about the 20 morethan the effort actually used by the dri-ver in the reality This value has beenobtained starting from the measuredspeed and acceleration profiles then cal-culating during each resulting decelera-tion the contributions of the motion re-sistances and those caused by an actualapplication of a braking effort (consider-ing the percent of braking masses)

As related to the Turin-Modane highspeed train the recorded travel time isequal to 89rsquo ie slightly lower than theone which was calculated through thesimulator (95rsquo) with a percentage dif-ference of 6

Also in this case the simulator al-lowed ascertaining that optimum brak-ing curves with respect to the runningtime can be obtained also at speedswhich are consistently higher than 130

Fig 7 - Forza di frenatura applicata lungo il viaggio per il treno regionale Torino-Bardo-necchia

Fig 7 - Braking effort applied along the travel for the Turin-Bardonecchia regional train

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341

sia di frenatura moderata La differenza tra i consumienergetici calcolati dal simulatore e quelli misurati egrave ri-sultata oscillare tra il 3 ed il 10 Analoga tendenza si ri-trova per quanto riguarda le forze di frenatura il simula-tore infatti prevede una forza mediamente circa 10 piugraveelevata di quanto elaborato a partire dai dati sperimentali

rilevati sul treno

Per concludere questa prima parte si riportano alcune

considerazione qualitative Infatti si evince come la velo-

citagrave massima della linea non sia sfruttata completamente

e la velocitagrave media complessiva si aggiri attorno alla metagrave

di quella massima consentita dallrsquoinfrastruttura Se per il

treno regionale il cui orario prevede un alto numero di

fermate intermedie il confronto tra le due velocitagrave ha po-

chissimo significato nel caso del TGV (il quale ferma solo

a Torino Oulx-Cesana Bardonecchia e Modane) si puograveidentificare un non pieno sfruttamento delle caratteristi-che dellrsquoinfrastruttura e delle potenzialitagrave del materiale ro-

tabile utilizzato Altro parametro di valutazione sono i

tempi di percorrenza anche ammettendo i limiti di accu-

ratezza del simulatore adoperato esso individua una pos-

sibilitagrave di risparmio di circa 25 (tenendo conto delle nor-

me di sicurezza imposte da SCMT e di eventuali vincoli

drsquoorario dovuti allrsquointerazione con altri convogli) di tempo

totale di percorrenza sui 170 minuti complessivi tra anda-

ta e ritorno per il convoglio regionale Diversamente per

quanto riguarda il treno TGV il margine di miglioramento

egrave intorno al 5 considerando la velocitagrave massima percor-

ribile sulla linea Energeticamente considerate le ripetute

e frequenti frenature dei treni regionali durante il viaggio

lrsquoadozione di sistemi di frenatura elettrica rigenerativa po-

trebbe comportare sensibili economie sui consumi Infatti

sarebbe possibile impiegare lrsquoenergia cosigrave rigenerata per

lrsquoalimentazione di convogli nel frattempo in accelerazione

o comunque in trazione magari su sezioni in salita e per

accumulare energia ricaricando autoveicoli ibridi o elettricidei pendolari parcheggiati presso le stazioni ferroviarie

4 Simulazione dellrsquoesercizio di convogli mercisulla linea Torino-Modane

41 La questione energetica per il trasporto ferrovia-rio delle merci

Il sostegno al trasporto intermodale delle merci egrave di-

ventato negli ultimi anni una delle principali tematiche

delle politiche di trasporto sia a livello comunitario sia a

livello nazionale nellrsquoambito di un programma piugrave ampio

di sviluppo sostenibile dal punto di vista socio-ambienta-

le che mira a interrompere il legame tra crescita econo-

mica e crescita del trasporto senza restrizioni al traspor-

to delle merci ma utilizzando in modo piugrave efficiente i

mezzi di trasporto stessi

Tra i principali vantaggi derivanti dallrsquoutilizzo del tra-

sporto intermodale ferroviario va sicuramente ricordata

una maggiore efficienza energetica in quanto il consu-

mo per tonnellata-chilometro egrave inferiore a quello dei vei-

kmph in order to achieve values closer to 155 kmph iethe max speed allowed A significant factor to be taken intoconsideration is the 2 sole stops between Turin andModane 1 to 2 minutes in Oulx and Cesana [9] and thelonger stop in Bardonecchia

Analysing the energy consumed by the TGV train it hasbeen observed how also in this case consumptions calculat-ed by the simulator are grater because as anticipated it ne-glects every phase both of coasting and of moderate braking

The difference between the energy consumption calcu-lated by the simulator and those measured oscillated be-tween 3 and 10 A similar trend can be found in thebraking efforts as the matter of facts the simulator fore-casts an effort ndash on average ndash about 10 higher than thoseelaborated starting from the experimental data measuredon the train

As a conclusion of this first part some qualitative ob-servations are proposed In facts it is possible to under-stand how the line speed is not fully exploited and the over-all average speed is approximately half of the maximumone admitted by the infrastructure If in the case of the re-gional train whose timetable implies a high number of in-termediate stops the comparison between these two speedshas little significance in the case of the TGV (that stops on-ly in Turin-I Oulx-Cesana-I Bardonecchia-I and Modane-F) it is possible to identify a not complete exploitation ofthe infrastructure and of the performances of the rollingstock The running times are another objective parametereven admitting the accuracy limits of the employed simula-tor it identifies in the total running time a potential optimi-sation of approx 25 min (also considering the safety con-straints imposed by SCMT and eventual timetable limita-tions due to the interaction with other convoys) on the to-tal 170 minutes (calculated on both ways) for the regionaltrain As concerns the TGV train the improvement percent-age is about 5 taking into consideration the maximumspeed admitted on the line On the energy point of viewconsidering the repeated and frequent braking of the region-al trains during their run the adoption of electrical regen-

erative braking systems could involve significant energysavings In facts it could be possible to use the energy suchrecovered for powering other convoys which are at thesame time accelerating possibly in steep sections and toaccumulate energy for recharging electric or hybrid motor

vehicles of commuters parked at rail stations

4 Simulation of the freight train service on theTurin-Modane line

41 The energy issue in the railway transport of thegoods

In the last few years promoting the intermodal trans-port of the goods has become one of the main themes of thetransport policies at both EU and national level within theframework of a wider program of sustainable social andenvironmental development with the aim of interrupting


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342

coli commerciali stradali a condizione che venga sfrut-tata a pieno la capacitagrave di carico dei convogli Tuttavia

nel caso di un insufficiente utilizzo della capacitagrave di cari-

co o nel caso in cui le tratte iniziali e finali - generalmen-

te a trazione stradale - del trasporto intermodale siano

particolarmente lunghe puograve risultare che dal punto di

vista energetico esso risulti meno efficiente del trasporto

stradale considerando anche i notevoli progressi tecno-

logici che sono stati introdotti nel settore dei veicoli

commerciali

42 Problematiche nellrsquoesercizio dei rotabili merci

Essendo le masse in gioco notevolmente superiori ri-

spetto ai convogli passeggeri in vista della concreta pos-

sibilitagrave di comporre convogli lunghi (con lunghezze supe-

riori ai 500 m auspicabilmente di 700-750 m) che per-

corrano distanze mediamente maggiori a quelle attuali

risulta particolarmente rilevante adottare provvedimenti

mirati alla definizione di profili di velocitagrave ottimali che

contengano i consumi energetici sia in trazione che in

frenatura dove egrave auspicabile una minimizzazione dellrsquoe-

nergia dissipata anche per contenere la progressiva usura

dei ceppi dei freni con connessi costi manutentivi

Lrsquoimpianto frenante infatti risulta particolarmente sol-

lecitato per i convogli merci che percorrono linee ad eleva-

te pendenze (ad esempio le linee che attraversano valichi

alpini) o che sono sottoposti a continui cicli di accelerazio-

nefrenatura per soste ravvicinate o per il rispetto di limiti

di velocitagrave molto eterogenei tra tratte di linea successive

La frenatura a ceppi egrave caratterizzata da ceppi che agi-

scono sulla superficie conica della tavola di rotolamento

La frenatura del veicolo tramite lrsquoazione dei ceppi sulle

ruote puograve essere di contenimento su una data pendenza

o di arresto La prima egrave tipica della marcia dei veicoli su

discese come quelle del Gottardo per esempio dove si

hanno pendenze medie del 152permil per una lunghezza di 46

km Con frenature di contenimento cosigrave prolungate la

temperatura sulle ruote tende a raggiungere valori anche

superiori a 500degC causando talvolta lrsquoalterazione delle ca-

ratteristiche del materiale del ceppo e della ruota con con-

seguente variazione di attrito tra i due materiali striscianti

Diversamente nel caso della frenatura di arresto lrsquoa-

zione dei ceppi si protrae per durate minori non gene-

rando normalmente problemi di surriscaldamento

I ceppi e le ruote sono quindi sollecitati termicamente

e meccanicamente sia in fase di arresto che in fase di

contenimento del veicolo ma sebbene i ceppi siano solle-

citati solo in fase di frenatura la ruota soggiace a solleci-

tazioni meccaniche anche nelle altre condizioni di mar-

cia [16]

Va considerato che durante la frenatura di arresto e di

emergenza la temperatura sulla tavola di rotolamento egravemolto alta (circa 250-300degC) mentre nella cartella in cor-

rispondenza della parte interna del cerchione si hanno

temperature di 35-45degC in queste condizioni il gradiente

the link between the economic growth and the growth oftransport without restrictions to the transport of the goodsbut through a more efficient exploitation of the means oftransport

Amongst the main advantages which derive from theuse of intermodal railway transport the higher energy effi-ciency is certainly worth being reminded since the con-sumption by tonkilometre is lower than the one of thecommercial road vehicles provided the trains are exploitedat their full load capacity However in case of insufficientuse of the payload capacity or if the initial and final sec-tions of the intermodal transport which are generally per-formed by road traction are particularly long trains mayappear - on the energy point of view - to be less efficientthan road transport because of the remarkable technologi-cal progress achieved in the commercial vehicle industry

42 Issues in the service of the freight trains

Since the masses involved are remarkably greater thanthe ones of the passenger trains and in the perspective ofthe concrete opportunity of setting up long trains (oflengths greater than 500 m hopefully 700-750 m) coveringlonger average distances than the current ones special at-tention should be paid to measures aimed at the definitionof optimum speed profiles which can contain energy con-sumption both in traction and in braking where it wouldbe appropriate to minimise the dissipated energy in order tocontain the progressive wear of the brake shoes and theirrelated maintenance costs

The braking system is particularly stressed in the freighttrains which cover high grade lines (eg the lines acrossAlpine passes) or ndash in any case ndash lines submitted to contin-uous cycles of accelerationbraking for close stops or orcomplying with widely heterogeneous speed limits betweensubsequent line stretches

Shoe braking is characterised by the action of the shoeson the tapered surface of the turning surface Braking canbe applied by the action of the shoes on the wheels eitherto contain the speed at a given grade or to take the vehicleto a complete stop The former case is typical on the vehi-cles running downhill like for example in the Gotthardline which features average grades of 152permil for a length of46 km During such prolonged containment braking thetemperature on the wheels tends to reach values evengreater than 500degC which sometimes alters the features ofboth the shoe and the wheel material with a subsequentvariation in the friction between them

Differently in case of braking to stop the shoes actionslast shorter times normally not generating overheatingproblems

The shoes and the wheels are therefore submitted tothermal and mechanical stress both when stopping or con-taining the vehicle but ndash whilst the shoes are submitted tostress at the braking stage only - the wheel is under stress inthe other running conditions as well [16]


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343

It must be considered that - during stopping andemergency braking - the temperature on the rim surfaceis very high (approximately 250 to 300degC) whilst in cor-respondence of the inner portion of the wheel rim thetemperature is approximately 35 to 45degC In these condi-tions the gradient due to the temperature variation ishigh in the thickness of the wheel rim generating highthermal stress

As far as containment braking is concerned the issue isthe high temperature reached by the wheel rim (up to 500to 600deg C) in this case the temperature is high but sincethe braking manoeuvre is rather prolonged in time the ther-mal gradient between rim and interior surfaces is minorthan in stopping braking case Nevertheless the high tem-peratures alter the friction features of the shoe-wheel pairthus degrading its performances For these reasons the dri-ving modality of freight convoys in such conditions couldbe rather critical (as concerns both the train driving andthe stress of the braking system) and it is therefore matterof instruction during the divers courses

43 Simulation of a freight train on the Turin-Bussolenoline

The second part of the activity concerns the simulation

of the operation of a freight train making use of the tabular

integration of the motion equation considering the initial

section of the Turin-Modane line between the stations of

Turin Porta Nuova and Bussoleno for an overall distance

of 45534 km The train taken into con-

sideration consists of 20 wagons of the

Sgns type with a load of two TEUs (20

ft containers) towed by two locomo-

tives of the E402B type located at the

head

The features of the locomotive andof the wagons are reported respectivelyin tables 5 and 6 whilst table 7 reportsother data relevant to the features ofboth the train and the infrastructure

The train in exam has a length ofapproximately 432 m with a total massof 1338 t circulating in rank (routegroup) A with max speed (allowed bythe rolling stock) of 100 kmph Thismaximum speed is actually determinedby the maximum one admitted by theconsidered wagons

The method utilised for the simu-lation of the train run has been the in-tegration of the traction equationwhich allows tracing the motion dia-gram and the calculation of an isolat-ed train

The main purpose of such simula-tion was to numerically evaluate the

dovuto alla variazione di temperatura risulta elevato nel-lo spessore del cerchione causando lrsquoinsorgere di tensio-ni termiche

Per ciograve che concerne la frenatura di contenimento il

problema egrave determinato dalle elevate temperature a cui

giunge il cerchione (si possono raggiungere temperature

di 500-600deg C) in questo caso la temperatura egrave elevata

ma a causa dellrsquoelevata durata nel tempo della manovra

il gradiente termico tra tavola di rotolamento e cartella

risulta minore che nel caso della frenatura drsquoarresto Tut-

tavia le temperature elevate alterano le caratteristiche di

attrito tipiche dellrsquoaccoppiamento ceppo ndash ruota degra-

dandone le prestazioni La modalitagrave di condotta dei con-

vogli merci in tali situazioni puograve essere per questi motivi

piuttosto critica (per quanto riguarda sia la condotta del

treno sia le sollecitazioni allrsquoimpianto frenante) ed egrave di-

fatti oggetto di istruzione del corso da macchinista

43 Simulazione di un convoglio merci sulla trattaTorino-Bussoleno

La seconda parte del lavoro riguarda la simulazione

della marcia di un convoglio merci mediante integrazio-

ne tabellare dellrsquoequazione del moto considerando il trat-

to iniziale della linea Torino-Modane tra le stazioni di

Torino Porta Nuova e Bussoleno distanti 45534 km Il

convoglio considerato si compone di 20 carri di tipo

Sgns con un carico di due TEU (container da 20 ft) trai-

nati da due locomotori E402B posti in testa


SCIENZA E TECNICA


Dati di targa principali e immagine del locomotore E402BMain nameplate data and image of the locomotive E402B

Locomotore E402B - Locomotive E402B 2 Num

Rodiggio - Wheels arrangement BoBo

Lunghezza - Length 1942 m

Velocitagrave max - Max speed 200 kmh

Massa - Mass 89 t

Peso locomotore - Weight of the locomotive 873 kN

Potenza max allrsquoavviamento - Max power at start-up 6000 KW

Potenza continuativa alle ruote - continuous powe to thewheel

5600 KW

Sforzo di trazione allrsquoavviamento - Traction effort at start-up 280 KN

Massa frenata locomotore - Braked mass of the locomotive 79 t

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344

Le caratteristiche del locomotore e dei carri sono in-

dicate rispettivamente nelle tabelle 5 e 6

Nella tabella 7 invece si riportano altri dati inerenti

alle caratteristiche del convoglio e dellrsquoinfrastruttura

Il convoglio cosigrave costituito ha una lunghezza pari a

circa 432 m con una massa totale di 1338 t circolante in

rango A con velocitagrave massima (ammessa dal materiale

rotabile) pari a 100 kmh Tale velocitagrave egrave di fatto condi-

zionata da quella ammessa dai carri in questione

Il metodo utilizzato per la simulazione della marcia

del convoglio egrave stato quello dellrsquointegrazione dellrsquoequazio-

ne della trazione che consente il tracciamento dei dia-

grammi del moto ed il calcolo delle prestazioni di un con-

voglio isolato

energy dissipated by the train at brak-ing [15] as a function of the brakingstrength applied The motion of theconvoy was determined by optimisingthe acceleration cruising and brakingstages assessing the space required tostop in correspondence to the final sta-tion of Bussoleno and assuming theabsence of intermediate stops

The dissipated energy L freni (forshoe-wheel friction) values obtainedduring braking are reported in thetable of Table 8 on equal characteris-tics of the line of the train and of theindications supplied by the line sideas related to a given braking strengthapplied as well as to a more or lesssignificant time advance of the samestrength Five braking modalities havebeen taken into account each of themcorresponds to a precise percentagevalue of the max breaking strengthavailable This latter is equal to 3134kN (see table 6) and it is calculated inadhesion conditions it representstherefore the maximum theoreticalbraking effort that the train is able todeploy and it can be used as a land-mark

It can be noticed that the energyLfreni dissipated in braking versus thebraking strength applied varies accord-ing to a square function of type y= ndashax2

+ax +bx +c the value of the diminishedenergy reduces with the diminution ofthe strength (fig 8)

Versus the baseline conditionwhere the running of the train is opti-mised on the minimum running timestandpoint and using the max avail-able braking progressively lower val-ues of dissipated energy Lfreni are ob-

tained with an energy saving of 229 (table 8) - if only20 of the strength available were applied This situationwould imply an advance of the braking action by the dri-ver of approx 50rdquo a total space covered in braking stageapprox 850 m (table 9) and a lengthening of the runningtime of 26rdquo only (table 10) In particular table 8 high-lights how with the reduction of the applied brakingstrength in the same space covered in acceleration lowercruising space can be covered since the lower intensityof the braking action calls for longer braking space nev-ertheless the energy dissipated for wheels-shoes frictionat such stage diminishes with the reduction of the brak-ing stage itself

On the other hand the energy dissipated for wheels-shoesfriction and the duration of the braking action are linked by


SCIENZA E TECNICA


Vista laterale vista in pianta e dati di targa di un carro ferroviario SgnsSide view plan view and nameplate data of a Sgns wagon

Marcatura letterale - Letter marking Sgns

Massa minima tassabile - Minimum taxable mass 15 t

Capacitagrave di carico massima - Max load capacity 70 t

Lunghezza di carico (2) - Load length (2) 18400 mm

Tara media - Average tare weight 20 t

Altezza superficie di carico dal piano del ferro - Height of the load surface from rail level

1155 mm

Distanza fra i perni dei carrelli - Distance between the trolley studs 14200 mm

Passo esterno - Outside pitch 16000 mm

Lunghezza fuori tutto - Overall length 19640 mm

Carri Sgns del convoglio in esame -Sgns Wagons of the train in exam

Numero carri - Number of wagons 20


Lunghezza carro - Lenght of the wagon 1964 m

Massa di un carro (vuoto) - Mass of a wagon (empty) 18 t

Carico trasportato da un carro - Load transported by a wagon 40 t

Massa di un carro (carico) - Mass of a wagon (leaded) 58 t

Massa frenata carro - Braked mass of the wagon 56 t

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345

Lo scopo principale di tale simulazione egrave stato quellodi valutare numericamente lrsquoenergia dissipata dal convo-glio durante la fase di frenatura [15] in funzione dellaforza frenante applicata Il moto del convoglio egrave stato de-terminato ottimizzando le fasi di accelerazione regime efrenatura valutando lo spazio necessario per lrsquoarresto incorrispondenza della stazione finale di Bussoleno e sup-ponendo lrsquoassenza di soste intermedie

A paritagrave di caratteristiche della linea del convoglio edelle indicazioni fornite dalla fiancata sono stati ottenu-ti i valori di energia dissipata per attrito ceppo-ruota Lfre-

ni durante la frenatura indicati nella tabella 8 in relazio-ne ad una determinata forza frenante applicata noncheacutead un anticipo temporale piugrave o meno importante dellastessa applicazione Sono state considerate cinque mo-dalitagrave di frenatura ognuna corrispondente ad un precisovalore percentuale della forza di frenatura massima ap-plicabile Questrsquoultima egrave pari a 3134 kN (si veda tabella6) ed egrave calcolata ai limiti dellrsquoaderenza rappresentaquindi la massima forza frenante teorica che il treno egrave ingrado di sviluppare e puograve dunque venire adoperata comeriferimento

Ersquo possibile notare come lrsquoenergia Lfreni dissipata in fre-nata rispetto alla forza di frenaturaapplicata vari secondo una legge qua-dratica del tipo y= ndashax2 +ax +bx +c aldiminuire della forza diminuisce ilvalore di energia dissipata (fig 8)

Rispetto alla situazione ldquobaserdquo in

cui si ottimizza la marcia del treno

dal punto di vista del tempo di per-

correnza minimo ed utilizzando la

massima forza di frenatura disponi-

bile si ottengono valori di energia

dissipata Lfreni via via minori con un

risparmio energetico del 229 (ta-

bella 7) nel caso si applicasse solo il

20 della forza disponibile Tale si-

tuazione comporterebbe un anticipo

dellrsquoazione frenante da parte del

macchinista di circa 50 secondi uno

spazio totale percorso in fase di fre-

natura pari a circa 850 m (tabella 9)

ed un allungamento del tempo di

percorrenza della tratta di soli 26 se-

condi (tabella 10) In particolare la

tabella 8 evidenzia come al diminuire

della forza frenante applicata a pa-

ritagrave di spazio percorso in accelera-

zione sia possibile percorrere uno

spazio a regime minore in quanto la

minor intensitagrave dellrsquoazione frenante

richiede uno spazio di frenatura

maggiore tuttavia lrsquoenergia dissipata

per attrito ceppo-ruota Lfreni in tale

fase diminuisce al diminuire della

forza frenante stessa


SCIENZA E TECNICA

Fig 8 - Energia dissipata in fase di frenatura Lfreni in funzione della forza applicata ai ceppiFig 8 - Energy dissipated Lfreni at braking stage as a function of the strength applied to the shoes


Valori di energia dissipata e relativo risparmio energetico (rispetto alla condi-zione base) per diversi valori della forza di frenatura applicata

Values of dissipated energy and relevant energy saving (versus the basic condi-tion) for different values of the braking strength applied

Forza frenmax

Brakingstrength max

Forza frenaturaapplicata

Braking strengthapplied

Energia dissipatain frenata Lfreni

Energy dissipatedat braking Lfreni

Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229


Altre caratteristiche del convoglioOther features of the train

Lunghezza del convoglioLength of the train

43164 m

Massa del convoglio Mass of the train

1338 t

Peso del convoglio Weight of the train

13126 kN

Forza di trazione ai limiti aderenzatraction strength at the adhesion limits

437 kN

Percentuale di peso frenato convoglioPercentage of braked weight

955

Forza di frenaturaBraking strength

3134 kN

Coefficiente di aderenzaAdhesion coefficient

025

Coefficiente di resistenza al rotolamentoRolling resistance coefficient

2 NkN

Coefficiente per le masse rotantiCoefficient for the rotating masses

108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346

Diversamente lrsquoenergia dissipataper attrito ceppo-ruota Lfreni e la dura-ta dellrsquoazione frenante sono legati dauna legge di tipo lineare con una du-rata minima di circa 12 secondi nelcaso di massima applicazione dellaforza ed una durata massima di 62 se-condi nel caso di minimo valore disforzo frenante e minima energia dis-sipata (fig 9)

Tuttavia se ci si focalizza sul con-

sumo energetico del ldquosistema trenordquo e

non solo sullrsquoimpianto frenante risul-

ta necessario ricordare che lrsquoenergia

dissipata ai ceppi in fase di arresto o

rallentamento egrave solo una limitataquota dellrsquoenergia che viene spesa du-rante lrsquoesercizio Ersquo noto infatti che intale bilancio egrave necessario tenere con-to delle tre tipologie di resistenze chesi oppongono al movimento dei rota-bili resistenze ordinarie (attrito ruo-tarotaia attrito ai cuscinetti resi-stenza aerodinamica resistenza do-vuta alla perdita di energia negli or-gani di sospensione) resistenze acci-dentali (resistenza in curva e livellet-te) e resistenze drsquoinerzia (resistenzeche si manifestano allrsquoavviamento odurante la fase di accelerazione) Inparticolare per velocitagrave superiori a80-90 kmh la resistenza aerodinamica diventa soventepreponderante sulle altre

Da un punto di vista matematico egrave possibile quindiscrivere la seguente uguaglianza

a linear relationship with a minimum duration of approxi-mately 12rdquo in case of maximum application of the strengthand maximum duration of 62rdquo in case of minimum value ofbraking effort and minimum dissipated energy (fig 8)

Nevertheless if the focus is on theenergy consumption of the ldquotrain sys-temrdquo and not only on braking it isworth reminding that the energy dissi-pated to the brake shoes during the stopor slowing-down stages is just a limitedportion of the energy spent during theoperation It is known that such bal-ance must take into account the threetypes of resistances which oppose themotion of the rolling stock namely or-dinary resistances (wheel rail frictionfriction in the bearings aerodynamic re-sistance resistance due to the loss of en-ergy in the suspension organs) acciden-tal resistances (resistance due to curvesand slopes) and inertial resistance (re-sistances which appear at start-up orduring the acceleration stage) In partic-ular for speeds greater than 80-90kmph the aerodynamic resistance fre-quently prevails on the other ones


SCIENZA E TECNICA

Fig 9 - Energia dissipata in fase di frenatura Lfreni in funzione della durata dellrsquoazionefrenante

Fig 9 - Energy dissipated Lfreni at braking stage as a function of the duration of the brakingaction


Valore degli spazi percorsi nelle tre fasi del moto in funzione della forza fre-nante applicata

Value of the spaces covered in the three motions stages as a function of thebraking stage applied

Forza frenmax

Brakingstrength

max

Spazio accelAcceleration

space

s regimes cruising

Spazio frenatbraking space

Anticipo spfren

Braking spaceadvance

100 2384 m 42973 m 1755 m80 2384 m 42930 m 2189 m 433 m60 2384 m 42858 m 2908 m 1153 m40 2384 m 42716 m 4331 m 2575 m20 2384 m 42301 m 8481 m 6726 m


Durata delle tre fasi del moto in funzione della forza frenante applicataDuration of the three stages of the motion as a function of the braking stage applied

Forzafren max Braking

strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime

TempofrenaturaBraking

time

Tempototale

Total time

Anticipo tfrenaturaBraking

advance t

100 147 s 1629 s 127 s 1789 s 80 147 s 1627 s 159 s 1790 s 31 s60 147 s 1625 s 211 s 1793 s 84 s40 147 s 1620 s 316 s 1798 s 189 s20 147 s 1605 s 627 s 1815 s 50 s

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347

Epotenziale + Ecinetica iniz = Ecinetica fin

+ Laerodin + Lattrito + Lfreni

+ Lresistaccidentali + Linerzia

in cui

- Epotenziale rappresenta lrsquoenergia potenziale che il trenopossiede per la sua specifica posizione rispetto ad unpunto successivo del tracciato situato a quota inferiore

- Ecinetica iniz egrave la quantitagrave di energia cinetica pari adMTOTvi

2 posseduta

dal treno allrsquoinizio della fase di frenatura (ovvero altermine della fase di accelerazione)

- Ecinetica fin egrave la quantitagrave di energia cinetica pari adMTOTvf

2

posseduta dal treno alla fine della fase di frenatura

- Laerodin egrave il lavoro svolto dalle forze aerodinamiche du-rante la fase di frenatura dove la resistenza aerodina-mica egrave pari a Laerodinamica = ρCSv2 in cui ρ egrave la densitagrave

dellrsquoaria C egrave il coefficiente di forma dovuto al profilogeometrico del convoglio S egrave lrsquoarea della superficietrasversale dello stesso

- Lattrito egrave il lavoro dovuto alle forze di attrito (contattoruotarotaia forze nei cuscinetti e negli organi di so-spensione)

- Lfreni egrave il lavoro attribuito al sistema frenante dovutoallrsquoapplicazione della forza di frenatura (energia dissi-pata per attrito ceppo-ruota)

- Lresistaccidentali egrave il lavoro dovuto alla forza di gravitagrave edalla resistenza in curva

- Linerzia egrave il lavoro compiuto dalle forze di inerzia che simanifestano durante la fase di accelerazione egrave fornitodal prodotto dello spostamento per il termine inerziale

dellrsquoequazione del moto dove β egrave il coef-ficiente di omogeneizzazione delle masse

rotanti il quale introduce gli effetti di questultimesullinerzia complessiva del treno

Si noti come al secondo membro eccezion fatta perEcinetica fin (che alla fine della fase di frenatura assume difatto un valore nullo in quanto vf = 0) tutti i contributisiano negativi in quanto le resistenze citate sono di ca-rattere dissipativo (lavoro negativo)

Soffermando lrsquoattenzione su questrsquoultima fase del mo-to per le diverse simulazioni effettuate trascurando per imotivi suddetti lrsquoenergia potenziale posseduta dal trenoalla fine della fase di accelerazione e ponendo Linerzia = 0(in quanto il treno egrave in decelerazione) egrave possibile riscri-vere la precedente relazione come

∆Ecinetica = Ecinetica iniz ndash Ecinetica fin

= Laerodin + Lattrito + Lfreni + Lresistaccidentali

ovvero la variazione di energia cinetica per tutti gli sce-nari analizzati ndash a paritagrave di resistenze accidentali - egrave la me-desima (tutti i convogli raggiungono infatti a regime la ve-locitagrave di 100 kmh) ed egrave trasformata durante la fase di ar-

1

2

(βmiddotMTOT

middotndashndashndash)dv

dt

1

2

1

2

On a mathematic point of view the following equationcan be written




where

- Epotenziale represents the potential energy due to the specif-ic position of the train for its specific position vs a fol-lowing point of the track located at lower altitude

- Ecinetica iniz is the quantity of kinetic energy equal toMTOTvi

2

of the train at the beginning of the braking stage (ie at theend of the acceleration stage)

- Ecinetica finis the quantity of kinetic energy equal toMTOTvf

2

of the train at the end of the braking stage

- Laerodin is the work of the aerodynamic strengths duringthe braking stage where the aerodynamic resistance ise-qual to Laerodinamica = ρCSv2 where ρ is the density of

the air C is the form factor due to the geometric profileof the train S is the area of its guide surface

- Lattrito is the negative work due to the friction strengths(wheelrail contact strengths in the bearings and in thesuspension organs)

- Lfreni is the mechanical work allocated to the brakingsystem due to the application of the braking strength(energy dissipated for shoe-wheel friction)

- Lresistaccidentali is the work due to gravity and to the curveresistance

- Linerzia is the work exerted by the inertial strengths whichmanifest during the acceleration stages it is given bythe product of the displacement for the inertial term

of the motion equation β is the rotating

masses coefficient introduced for modeling their influ-ence on the overall inertia of the train

It is worth noticing that at the second member with theexception of Ecinetica fin (which at the end of the brakingstage actually takes a null value asvf = 0) all the contribu-tions are negative since the resistances mentioned are ofdissipative character (negative work)

Focusing on this last stage of the motion due to the dif-ferent simulations performed overlooking - for the aforemen-tioned reasons - the potential energy of the train at the end ofthe acceleration stage and setting Linerzia = 0 (since the trainis in deceleration) the previous ratio can be written as



in other terms the variation of kinetic energy for all theanalysed scenarios - at the same accidental resistances - isthe same (all the trains reach the cruising speed of 100kmph) and is transformed - during the stop stage - in nega-

1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348

resto in lavoro (negativo) compiuto dalle forze aerodina-

miche dalle forze di attrito e dallrsquoazione meccanica eserci-

tata dal freno che tendono a rallentare via via il treno

Tuttavia supponendo di trascurare il contributo dovuto

al contatto ruotarotaia alle forze scambiate nei cuscinetti

e negli organi di sospensione ndash che insieme allrsquoazione dei

freni si manifestano sotto forma di calore dissipato a basse

temperature ndash egrave possibile affermare che la conversione ditale energia cinetica sia affidata al lavoro di tali forze dissi-pative secondo apporti differenti tanto maggiore saragrave lrsquoa-zione frenante applicata (tanto piugrave breve quindi saragrave la du-rata della fase di frenatura) tanto piugrave importante saragrave ilcontributo Lfreni mentre piugrave basso saragrave Laerodin (il lavoro ne-gativo viene attribuito principalmente allrsquoazione meccani-ca) viceversa ad unrsquoazione frenante piugrave contenuta effet-

tuata con un certo anticipo da parte del macchinista corri-

sponde un piugrave alto contributo del lavoro resistente delle

forze aerodinamiche che di per seacute tenderanno ldquonatural-

menterdquo a rallentare il treno con una conseguente riduzione

dellrsquoenergia cinetica dissipata facendo ricorso allrsquoazione dei

freni Ciograve emerge dalle simulazioni numeriche effettuate in

cui unrsquoazione frenante piugrave ridotta in valore anche se appli-

cata per un tempo maggiore conduce ad una minor usura

del freno per rallentare il medesimo convoglio in quanto

rispetto agli altri casi si attribuisce tale quota di energia ne-

cessaria allrsquoarresto allrsquoazione della resistenza aerodinamica

44 Modellazione analitica dei consumi energetici infase di frenatura per un convoglio merci

A partire dai primi risultati ottenuti nelle simulazioni

precedenti si egrave cercato di trovare una relazione matemati-

ca che permettesse di valutare i consumi energetici interes-

santi la fase di frenatura nel caso piugrave generale possibile

Considerando lo stesso convoglio della simulazione pre-

cedente e la stessa distanza di percorrenza (45534 km) ma

ipotizzando pendenze trascurabili della linea ci si egrave propo-

sti di valutare lrsquoenergia dissipata in frenatura non solo in

funzione della forza frenante applicata ma anche in fun-

zione della massima velocitagrave raggiunta durante la marcia

Per ogni velocitagrave massima stabilita (intervalli di 20kmh da 100 kmh a 20 kmh) si egrave ipotizzato quindi di si-mulare la marcia del treno merci definendo una fase diaccelerazione iniziale per il suo raggiungimento una fasedi regime ove il convoglio mantiene tale velocitagrave ed unafase di frenatura con diversi valori di forza frenante ap-plicata e con tempi di percorrenza conseguentemente dif-ferenti in funzione dello scenario considerato

La condizione ottimale dal punto di vista della duratadel viaggio - ma peggiore dal punto di vista energetico - egrave si-curamente quella che prevede una velocitagrave massima di 100kmh e forza di frenatura applicata massima ai limiti dellrsquoa-derenza Al contrario una marcia a velocitagrave massima pari a20 kmh con forza di frenatura applicata pari al 20 dellosforzo massimo frenante teorico sebbene comporti un ri-sparmio energetico notevole implica tempi di percorrenza

tive work performed by the aerodynamic strengths and by

the mechanical action exerted by the brake which tend to

progressively slow down the train

Nevertheless if we assume to overlook the contribution

due to the wheelrail contact to the strengths exchanged in

the bearings and in the suspension organs - which together

with the action of the brakes manifest as heat dissipated at

low temperatures - it can be stated that the conversion of

such kinetic energy is entrusted to the work of the dissipa-

tive strength in different contributions the greater the brak-

ing action applied is (and - therefore - the shorter the brak-

ing stage) the more significant the contribution of Lfreni will

be whilst Laerodin will be lower (the negative work is mainly

ascribed to the mechanical action) on the other hand a

more contained braking action performed by the driver

with some advance corresponds to a higher contribution

of the aerodynamic strengths that - per se - will ldquonaturallyrdquo

tend to slow down the train with a subsequent reduction

of the dissipated kinetic energy thanks to the action of the

brakes These results from the numerical simulations per-

formed where a braking action of lower value applied to

slow down the same train - even though applied for longer

time - leads to lower wear of the brake since - versus the

other cases - the energy share required for the stop is as-

cribed to the action of the aerodynamic friction

44 Analytical modelling of energy consumption at

the braking stage for a freight train

Starting from the results achieved in the previous

simulations a mathematical ratio has been sought for

assessing the energy consumption involved in the braking

stage in the most general case

Considering the same train of the previous simulation

and the same coverage distance (ie 45534 km) but as-

suming negligible grades of the line we have aimed at as-

sessing the energy dissipated at braking not only as a func-

tion of the braking effort applied but also of the maximum

speed reached during running

For each maximum speed established (intervals of 20

kmph from 100 kmph to 20 kmph) we have therefore as-

sumed to simulate the running of the freight train defin-

ing an initial acceleration stage to reach it a cruising

speed stage where the train keeps such speed and a brak-

ing stage with different values of braking strength ap-

plied with different running times as a function of the

considered scenario

The optimum condition as related to the duration of

the trip - which is though worse on the energy point of

view - is certainly the one which involves a maximum

speed attained of 100 kmph and a maximum braking

strength at the limits of adherence On the other hand a

run at the maximum speed equal to 20 kmph with applied

braking strength equal to 20 of the maximum theoreti-

cal braking effort - even though it would apply remarkable

energy savings ndash involves a too high running times which


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349

elevati e potenzialmente penalizzanti dal punto di vista del-

la potenzialitagrave della linea (tabella 11) In tabella 11 nella

quarta colonna per ogni velocitagrave sono riportati i valori di

energia dissipata in frenata massimi (in rosso) e minimi (in

grigio) Nella quinta colonna per ogni velocitagrave vengono in-

dicati i risparmi energetici rispetto al caso di massima

applicazione della forza frenante (100) nella settima co-

lonna sono stati determinati tali risparmi rispetto alla con-

dizione che minimizza il tempo di viaggio (v max=100

kmh Forza frenante ai limiti dellrsquoaderenza=100)

Nella tabella 12 sono riportati anche gli spazi percorsi

durante le tre fasi del moto del convoglio per ogni scena-

rio simulato In tabella 12 nella seconda colonna egrave ripor-

tata la percentuale di forza frenante massima (ai limiti

dellrsquoaderenza) considerata per ogni simulazione La terza

quarta e quinta colonna riportano rispettivamente lo spa-

zio percorso in fase di accelerazione regime e frenatura

Per ogni valore di velocitagrave massima una frenatura teo-

rica ai limiti dellrsquoaderenza (100 della forza frenante di-

sponibile) potrebbe essere associata ad uno stile di con-

dotta di un macchinista poco esperto o poco pratico della

penalises the line capacity (table 11) In table 11 the

fourth column reports - for each speed - the maximum

(red) and minimum (grey) values of dissipated energy

The fifth column reports - for each speed - the percent of

energy saving in case of higher application of the braking

strength (100) The seventh column reports - on the oth-

er hand - the saving versus the condition which minimis-

es the travel time (ie v max=100 kmph 100 of braking

strength at the adherence limits) The table 12 also reports

the space covered during the three stages of the train mo-

tion for each simulated scenario In table 12 the second

column reports the percentage of maximum braking

strength (at adherence limits) considered for each simula-

tion The third fourth and fifth columns report the space

covered during the stages of acceleration cruising and

braking respectively

For each value of maximum speed a theoretical braking

to the limits of adherence (100 of the braking speed avail-

able) could be associated to the style of an inexperienced dri-

ver or - at least - with little experience on the line who does

not anticipate the braking action or the traction cut and then


SCIENZA E TECNICA


Valori dellrsquoenergia dissipata in frenatura Lfreni in funzione della forza applicata ai ceppi per differenti velocitagrave massimedrsquoesercizio

Value of the energy dissipated at braking Lfreni as a function of the strength applied to the shoes for different maximum ser-vice speeds

v maxMaximum

speed

Fr max

brak force

Forza Fr[N]braking [N]

E FRE [KJ]Energy dissipated du-ring braking stage [kJ]

E FRERisp maxMaximum

saving

Risp AssAbsolute saving

t percorrTravel time

[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350

linea il quale non anticipa lrsquoazionefrenante o il taglio della trazione uti-lizzando quindi tutta la forza frenanteai limiti dellrsquoaderenza al contrariouna manovra a valori piugrave bassi dellaforza frenante applicata potrebbe de-scrivere lo stile di condotta di un mac-chinista piugrave esperto che conoscendo lecaratteristiche della linea effettua unafrenatura anticipata minimizzandolrsquoenergia dissipata

Appare altresigrave chiaro come lrsquoener-gia dissipata in frenatura aumenti al-lrsquoaumentare della velocitagrave In particola-re le simulazioni effettuate hanno per-messo di affermare che il minimo con-sumo energetico in frenatura y [kJ] va-ria a seconda della velocitagrave massima x[kmh] secondo una legge polinomialedi 2deg grado (fig 10) del tipo

Lfreni = amiddotx2 + bmiddotx + c

dove nello specifico caso in esame icoefficienti valgono

a = 457 b = 711 c = 38090

A seconda della velocitagrave si sono ri-scontrati i consumi minimi (tabella 10)

bull applicando il 20 della forza difrenatura massima per velocitagravecomprese tra gli 80 e i 100 kmh

bull applicando il 50 della forza difrenatura per velocitagrave compresetra i 60 e gli 80 kmh

bull applicando lrsquo80 della forza di fre-natura massina per velocitagrave comprese tra i 40 e i 60kmh

utilises the whole braking strength to the limits of the adher-ence on the other hand a manoeuvre with lower values of

the braking strength applied could de-scribe the style of a more experienceddriver who - knowing the characteris-tics of the line - brakes in advance thusminimising the dissipated energy

Moreover it clearly appears that

the energy dissipated at braking in-

creases as the speed itself increases

In particular the simulations per-formed allowed stating that the mini-mum energy consumption at braking y[kJ] varies according to the maximumspeed x [kmph] according to a secondorder polynomial law (fig 10) of type


where - in the specific case - the coef-

ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA


Spazi relativi alle fasi di marcia del convoglio in funzione della forza frenanteapplicata

Spaces relevant to the running stages of the train as a function of the brakingstrength applied

v maxMaximum

speed

FR max brak

force

S acc [m]Accelerationspace [m]

S reg [m]Cruising space

[m]

S fren [m]Braking spa-

ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343

Fig 10 - Curva dei consumi energetici minimi relativi alla fase di frenatura (energia dis-sipata ai ceppi del sistema frenante Lfreni)

Fig 10 - Curve of the energy consumption relevant to the braking stage (energy dissipatedto the braking system shoes Lfreni)

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351

bull applicando il 50 della forza di frenatura massima

per velocitagrave comprese tra i 20 e i 40 kmh

bull applicando il 20 della forza di frenatura per velocitagrave

inferiori ai 20 kmh

Dalla tabella 11 e 13 si evince che il maggior rispar-

mio energetico (-167) a pari velocitagrave di marcia si ha

per convogli che viaggiano alla velocitagrave massima di 80

kmh considerando uno sforzo frenante applicato pari al

20 della forza massima applicabile implicando che il

macchinista anticipi la frenatura di circa 373 secondi ri-

spetto al caso di applicazione del massimo sforzo per lrsquoar-

resto (v max=80 kmh FR= 100)

Supponendo lrsquoassenza di restrizioni o indicazioni rela-

tive a velocitagrave minime o massime drsquoesercizio (a parte il tet-

to di 100 kmh legato alla configurazione del convoglio

stesso) tale condizione di marcia rappresenta anche un

buon trade-off tra consumo energetico in fase di frenatura

e tempi di percorrenza pari in questo caso a 37 minuti cir-

ca con un risparmio energetico del 42 rispetto ad uno

stesso convoglio che viaggia alla velocitagrave massima di 100

kmh e il cui macchinista non anticipa la frenatura doven-

do utilizzare quindi il massimo sforzo per lrsquoarresto nella

stazione finale (v max=100 kmh e FR=100)Velocitagrave di

According to the speed the minimum consumption wasrecorded (table 10)

bull applying 20 of the maximum braking strength in-cluded between 80 and 100 kmph

bull applying 50 of the braking strength included be-tween 60 and 80 kmph



bull applying 20 of the braking strength for speeds lowerthan 20 kmph

Tables 11 and 13 show that the greatest energy sav-ings (-167) are obtained at the same running speedfor trains which travel at the fastest speed of 80 kmphconsidering a braking effort applied equal to 20 of themaximum applicable strength which implies that thedriver advances the braking by approx 373 secondsversus the case of application of the maximum effort tostop (v max=80 kmph FR 100) Supposing the ab-sence of restrictions or indications relevant to mini-mum and maximum service speeds (apart from the ceil-


SCIENZA E TECNICA


Durata delle fasi di marcia del convoglio in funzione della forza frenante applicataDuration of the running stages of the train as a function of the braking strength applied

v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]

t reg [s]t cruising [s]

t fren [s]t brak [s]

t tot [s]t tot [s]

t tot [min]t tot [min]

t anticipo fr [s]t forward br [s]

100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352

marcia piugrave basse sebbene risultinoenergeticamente piugrave sostenibili abbat-terebbero troppo la potenzialitagrave dellalinea a causa dellrsquoallungamento deitempi di percorrenza (tabella 13) so-prattutto in presenza di un traffico ditipo misto

Se si analizzano le curve di fig 11si evince come lrsquoenergia di frenaturasia una funzione lineare rispetto altempo di applicazione della forza pervelocitagrave superiori a 40 kmh mentre siattesti a valori quasi costanti per velo-citagrave inferiori ciograve significa che a velo-citagrave elevate anche un anticipo di pochisecondi nellrsquoazione del freno comportisignificative riduzioni di energia dissi-pata Dallrsquoandamento delle curve egrave pos-sibile notare come lrsquoenergia dissipataai freni sia una funzione lineare cre-scente per velocitagrave superiori a 40 kmhrispetto al valore della forza massima possibile applicataalle suole dei freni per effettuare lrsquoarresto del convoglio Difatto lrsquoenergia dissipata aumenta allrsquoaumentare della forzaapplicata Per velocitagrave inferiori o uguali a 40 kmh invecetale energia assume valori quasi costanti (o comunque cre-sce in modo molto limitato) per i differenti valori di forzaapplicata Ciograve significa che a velocitagrave elevate anche un an-ticipo di pochi secondi nellrsquoazione del freno permette lrsquouti-lizzo di una minor forza frenante comportando significati-ve riduzioni di energia dissipata ai freni

Nel grafico di fig 12 vengono anche rappresentate lerette interpolanti inerenti allrsquoenergia dissipata in funzio-ne della durata dellrsquoazione frenante per ogni valore di ve-locitagrave di regime considerato Si considerano le rette inter-polanti in quanto sono piugrave significative rispetto ai puntiottenuti tramite integrazione tabellare affetti da pertur-

ing of 100 kmph linked to the configuration of thetrain) such running conditions represent also a goodtrade-off between the energy consumption and coveragetime equal - in this case - to approximately 37 minuteswith energy saving of 42 versus the same train travel-ing at a max speed of 100 kmph and whose driver doesnot anticipate the braking thus having to utilise themax effort to stop at the final station (v max=100kmph e FR=100)

Lower running speeds even though they result to bemore energetically sustainable would excessively reducethe potential of the line because of the lengthening of therun time (table 13) mainly if the line were allocated tomixed traffic

If the curves in fig 11 are analysed it appears that the

braking energy is a linear function related the application

time of the strength for speeds greater

than 40 kmph whilst it sets to almost

stable values for lower speeds this

means that - at high speeds - even an

advance of a few seconds in the brak-

ing action involves significant reduc-

tions in the dissipated energy From

the trend of these curves it is possible

to notice how the dissipated energy at

brakes is a linear function for speeds

greater than 40 kmph with respect to

the percent value of the maximum

available force applied to the brakes for

obtaining the train stop Actually the

dissipated energy grows with the inten-

sity of applied force Differently for

speeds smaller or equal to 40 kmph

this energy features almost constant

values for raising values of applied

force This means that at higher speeds


SCIENZA E TECNICA

Fig 11 - Curva dei consumi energetici in fase di frenatura per differenti velocitagrave massi-me drsquoesercizio in funzione dellrsquoazione frenante applicata

Fig 11 - Curve of the energy consumption at braking stage for different maximum servicespeeds as a function of the braking action applied

Fig 12 - Rette interpolanti dei consumi energetici della fase di frenatura per differentivelocitagrave drsquoesercizio in funzione della durata di applicazione della forza frenante

Fig 12 - Interpolating lines of the energy consumption at braking stage for different servicespeeds as a function of the duration of application of the braking action applied

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353

bazioni di tipo numerico Come accennato a riguardo di

fig 11 si nota che a velocitagrave elevate anche un anticipo di

pochi secondi nellrsquoazionamento del freno comporta signi-

ficative riduzioni di energia dissipata alle suole Tale fe-

nomeno egrave evidente per velocitagrave elevate mentre si riduce

fin quasi a sparire per velocitagrave drsquoesercizio minori

Il metodo dellrsquointegrazione dellrsquoequazione del moto ha

permesso quindi di individuare una forbice di coppie di

valori velocitagrave massima-forza di frenatura applicata tali

da permettere di definire quale sia lrsquoesercizio migliore per

il convoglio in questione dal punto di vista energetico e

prestazionale in funzione delle caratteristiche della linea

noncheacute di valutare come lrsquoesperienza del macchinistapossa influire decisamente sulle condizioni di usura del-lrsquoimpianto frenante

5 Conclusioni

Lrsquoarticolo presenta una metodologia drsquoanalisi dei con-sumi in ambito ferroviario in grado di isolare lrsquoinfluenzadi alcuni parametri caratterizzanti la marcia dei convogliin particolare la massima velocitagrave di marcia e lo sforzo

frenante erogato per decelerare il treno Questrsquoultimo in

particolare puograve essere usato come riferimento per model-

lizzare lo stile di condotta del macchinista Nella prima

parte dello studio presentato vengono presi in considera-

zione un convoglio passeggeri regionale ed un TGV in

marcia sulla tratta Torino-Bardonecchia confrontando i

profili di marcia e di consumo rilevati con apposita stru-

mentazione e quelli calcolati tramite un codice di simula-

zione

In ogni caso alla luce dei risultati ottenuti pur nelle

limitazioni sia del modello che della ridotta quantitagrave dei

rilievi effettuati si puograve affermare che esiste la possibilitagrave

di ottimizzare la frenatura dei convogli passeggeri (di di-

versa tipologia) su una linea convenzionale e migliorare

le prestazioni del materiale rotabile sulla stessa infra-

struttura Nella seconda parte invece viene presentata la

simulazione della marcia di un convoglio merci percor-

rente la tratta Torino-Bussoleno confrontando scenari di-

versi per velocitagrave massima ed intensitagrave dello sforzo fre-

nante erogato Si egrave riscontrato che per un convoglio mer-

ci di 20 carri percorrente una linea in piano alla velocitagrave

massima di 80 kmh con una forza di frenatura applicata

pari al 20 di quella massima disponibile si registra un

risparmio energetico in termini di energia dissipata pari

al 46 rispetto al caso in cui viaggiasse a 100 kmh e il

macchinista applicasse tutta la forza frenante ai limiti

dellrsquoaderenza Questo fatto comporta un incremento del

tempo di percorrenza di solo poco piugrave di 5 minuti

(+187)

La metodologia presentata ha permesso non solo di

valutare le caratteristiche prestazionali dellrsquoesercizio (ve-

locitagrave accelerazioni durata delle fasi del moto potenza

necessaria) bensigrave anche di quantificare - attraverso para-

metri numerici - la qualitagrave della marcia (e quindi della

condotta del macchinista) mediante il calcolo della dura-

only even a little anticipation (few seconds) of the braking

action permits to reduce the braking effort such involving

significant reductions of the energy dissipated at brakes

The diagram in fig 12 shows the interpolating lines rel-

evant to the dissipated energy as a function of the duration

of the braking action for every value of cruising speed

which has been taken into consideration Interpolating

lines are considered since they are more significant than the

points obtained through numerical integration which are

affected by numeric perturbations

As pointed out for fig 11 it is possible to notice that

at higher speeds a little anticipation of the braking ac-

tion causes a drop of the energy consumptions at brakes

This phenomenon is evident for higher velocities while

decreases - almost disappearing - for lower service

speeds

The method of integration of the motion equation has

therefore allowed identifying a window of pairs of maxi-

mum speed-braking strength applied which allow defining

what the best service is for subject train on the energy and

performance point of view as a function of the features of

the line as well as to ascertain that the experience of the

driver can certainly influence the rate of wear of the brak-

ing system

5 Conclusions

The paper presents an analysis methodology for con-

sumptions in railways field able to isolate the influence

of some parameters which characterise the trains run in

particular the maximum line speed and the braking ef-

fort deployed to decelerate the train This latter in partic-

ular can be adopted as reference for modelling the dri-

verrsquos behaviour In the first part of the study a passenger

regional train and a TGV are taken into account Runs

between Turin and Bardonecchia (I) are considered

comparing the travel consumption profiles (measured

with specific equipment) and those calculated with a

simulation Anyhow from the obtained results taking

into account the limitations of the model and the small

quantity of measurements done it is possible to state

that it exists the possibility to optimise the braking of

passenger trains on a conventional line and to improve

the performances of the rolling stock on the same infra-

structure

On the other hand in the second part the simulation of

a freight convoys is presented running on the Turin-Bus-

soleno (I) section A number of scenarios are compared

each of them featuring different maximum speeds and

braking effort intensity It has been found that for a 20-cars

freight convoys running on a flat line at the top speed of 80

kmph adopting a braking effort equal to 20 of the maxi-

mum available one the energy saving (in terms of dissipat-

ed energy) is equal to 46 with respect to the case that the

train would run at 100 kmph and the driver would deploy

all the braking effort available (at adhesion limits) This


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354

ta della fase di frenatura (e del suo eventuale anticipo) edella stima dellrsquoenergia dissipata meccanicamente

In base alla caratteristiche del materiale rotabile edella linea egrave possibile quindi valutare quale sia il migliorprofilo di velocitagrave - quindi quale sia lo stile di condottaottimale che il macchinista dovrebbe adottare - al fine disoddisfare determinati requisiti temporali eo di consumoenergetico definendo analiticamente opportune relazionimatematiche che legano lrsquoenergia dissipata durante lamarcia con la velocitagrave e con lrsquoentitagrave della forza frenanteapplicata funzioni indirette dello stile di condotta tenutodal macchinista

Per il caso di convogli merci si egrave riscontrato che tantomaggiore egrave la velocitagrave di marcia del treno tanto maggio-re saragrave il risparmio di energia dissipata ai ceppi se si anti-cipa anche di poco lrsquoistante di azionamento del freno(sebbene comunque lrsquoenergia dissipata saragrave comunque intermini assoluti sempre maggiore rispetto a regimi dimarcia caratterizzati da velocitagrave minori) in particolare irisultati ottenuti hanno anche dimostrato come lo stile dicondotta del macchinista stesso possa notevolmente in-fluenzare lrsquoaspetto energetico dellrsquoesercizio ferroviarioUna condotta del treno caratterizzata da azioni frenantipiugrave contenute con un anticipo delle stesse anche di pochisecondi permette di sfruttare lrsquoeffetto ldquonaturalerdquo di ral-lentamento dovuto allrsquoazione delle forze aerodinamichecontribuendo a diminuire lrsquoenergia dissipata meccanica-mente dal sistema frenante che si ripercuote su una mi-nor usura delle componenti minori interventi manutenti-vi ed un conseguente allungamento della vita utile dei ro-tabili stessi

La metodologia presentata potrebbe drsquoaltro canto es-sere uno strumento analitico utile sia per definire unacorrelazione tra lrsquoesercizio del materiale ferroviario e lostato di usura dellrsquoimpianto frenante (in particolare per itreni merci che percorrono linee a forti pendenze) sia peruna programmazione del servizio piugrave accurata che tengaconto anche dellrsquoaspetto energetico Grazie anche allrsquoin-troduzione di nuovi sistemi di segnalamento e controlloin grado di modificare attivamente il profilo di marciache il treno deve mantenere (si pensi per esempio ad im-plementazioni con ETCS-2) le fasi di frenatura potrebbe-ro cosigrave essere limitate sia in numero che in intensitagrave per-mettendo di monitorare le condizioni di lavoro a cui sonosottoposti i rotabili

Appare chiaro dunque come la definizione di uno stiledi condotta che riduca al minimo lrsquoutilizzo di brusche fre-nate favorendo anche tratti a marcia inerziale rappre-senti una possibile soluzione per il raggiungimento di mi-gliori standard di esercizio Di conseguenza uno studioattento delle velocitagrave di percorrenza in funzione delle ca-ratteristiche della linea e del materiale rotabile impiega-to in relazione ad uno specifico servizio potrebbe con-durre alla definizione di nuovi parametri per lrsquoesercizioferroviario dove il concetto di ldquocontenimento energeticordquopotrebbe determinare benefici dal punto di vista della ra-zionalizzazione delle risorse in particolare per quanto ri-

causes an increase in the running time of some more than5 minutes (+187)

The presented methodology has enabled not only to as-sess the performance features of the service (speed acceler-ation duration of the motion stages power required) butalso to quantify ndash in numerical parameters - the quality ofthe running (and therefore the driving style) through thelength calculation of the braking stage (and of its anticipa-tion if any) as well as of the estimate of the energy which ismechanically dissipated

On the basis of the features of both the rolling stockand the line it can then be assessed what the best speedprofile would be and - subsequently - the optimum stylethe driver should adopt in order to meet some given timeandor energy consumption requirements by the analyticaldefinition of appropriate mathematic ratios which link theenergy dissipated during the running and with the entity ofthe breaking strength applied which are indirect functionsof the driving style

In the case of the freight trains it has been realisedthat the faster the cruising speed of the train is the greaterthe saving in the energy dissipated to the shoes will be ifthe instant of the operation of the brake is anticipatedeven if by little (even though the dissipated energy shallin any case be greater - in absolute terms ndash than in lowercruising speeds) in particular the results obtained havealso shown that the driving style may significantly affectthe energy performance of the railway service A drivingcharacterised by more contained braking actions even ifanticipated by a few seconds only allows exploiting theldquonaturalrdquo effect of slowing down due to the action of theaerodynamic strength thus contributing to diminish theenergy which is mechanically dissipated by the brakingsystem and ensuring lower wear of the components low-er maintenance actions and subsequently lengthening theuseful life of the rolling stock

On the other hand the methodology presented couldbe a useful analysis tool for defining a correlation be-tween the service of the rolling stock and the state of wearof the braking system (with particular reference to thefreight trains which cover lines characterised by steepgrades) as well as for a more accurate scheduling of theservice which takes also into account the energy aspectThanks also to the introduction of new signalling andcontrol systems able to actively modify the target run-ning diagram (for example applications with ETCS-2could be imagined) the braking stages could then be lim-ited in terms of both number and intensity allowing themonitoring of the working conditions the rolling stock issubmitted to

It is therefore clear that the definition of a drivingstyle which minimises the use of abrupt braking foster-ing also coasting stretches represents a viable solution toattain the best service standards

Consequently a careful study of the running speeds as afunction of the features of both the line and the rolling


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355

guarda i consumi elettrici e il miglior utilizzo del parco

rotabile

Egrave infine opportuno rimarcare che non si tratta solo diuna problematica ambientale dal momento che la raziona-lizzazione dei consumi egrave ormai una tematica che preoccu-pa sia i gestori delle infrastrutture sia gli operatori da unpunto di vista economico specie nei confronti di altre mo-dalitagrave di trasporto in termini di consumo specifico (kJpass-km o kJt-km) Non trascurabile sarebbe poi il positivo im-patto economico dovuto alla riduzione della manutenzione

anticipata causata dal consumo eccessivo degli organi difrenatura dellrsquoimpianto frenante I due principali marginidrsquointervento per ridurre il consumo energetico nellrsquoeserciziosono la definizione di tabelle di marcia ottimali ed efficientistili di condotta - detti anche ldquoecodrivingrdquo - secondo cui as-segnato un tempo di percorrenza si definisce il profilo divelocitagrave a cui corrispondano i minimi consumi energetici

Ringraziamenti

Non sarebbe stato possibile svolgere questo lavoro sen-za la collaborazione tra universitagrave e aziende Gli autoriringraziano il Politecnico di Torino la Faiveley TransportItalia SPA le Ferrovie dello Stato e le Ferrovie SNCF Inparticolare per Trenitalia gli Ingg CARILLO PRESCIANI CA-POSCIUTTI DE RISI per Faiveley Transport Italia SPA gliIngg TIONE PERABONI CORATELLA BOTTA TALONI e PAREC-CHINI Per SNCF e Trenitalia-Regione Piemonte si ringra-ziano i macchinisti e capotreni del convoglio TGV e delconvoglio regionale i quali hanno fornito dati ed informa-zioni utili per la stesura di questo articolo

stock utilised as a related to specific operation could leadto the definition of new parameters for the railways servicewhere the concept of ldquoenergy containmentrdquo could be benefi-cial as related to the rationalisation of the resources withparticular reference to electrical consumption and better ex-ploitation of the rolling stock fleet

It is finally worthwhile to remark that this is not just anenvironment issue since the consumption rationalisationis now a theme that concerns both the infrastructure man-agers and the operators from an economical point of viewmainly in regard to other transport modes in terms of spe-cific consumption (kJpass-km o kJt-km) Moreover thepositive economic impact due to the reduction of the unex-pected maintenance caused by the over-wear of the brakingsystem would not be negligible as well The two main inter-vention directions for reducing the energy consumption arethe definition of proper timetables and efficient driving be-haviours ndash also known as ldquoecodrivingrdquo - which allow oncefixed a travel time to define the speed profile implying theminimum energy consumptions

Acknowledgements

This work could not be developed without the coopera-tion between university and companies The authors wantto thank Politecnico di Torino Faiveley Transport Piossas-co SpA Ferrovie dello Stato and the French Railways(SNCF) In particular for Trenitalia Messrsrsquo CARILLO PRES-CIANI CAPOSCIUTTI DE RISI for Faiveley Transport Piossas-co SpA Messrsrsquo TIONE PERABONI CORATELLA BOTTA TALONI

and PARECCHINI For SNCF and Trenitalia-RegionePiemonte we wish to thank the drivers and train conduc-tors of the TGV and regional trains who have provideduseful data and information for the drafting of this article


SCIENZA E TECNICA

BIBLIOGRAFIA ndash REFERENCES

[1] DALLA CHIARA B RICAGNO R SANTARELLI M ldquoSostenibilitagrave energetica dei trasporti analisi dei consumi e della so-luzione ferroviariardquo Ingegneria Ferroviaria vol LXIII ISSN 0020-0956 n 6 pp 531-543 giugno 2008

[2] DI MAJO F SCIARRONE G ldquoLe altissime velocitagrave nel futuro dei trasporti guidatirdquo Centro Studi sui sistemi di Tra-sporto 1990

[3] Politecnico di Torino Ingegneria Dip DIATI ndash Sistemi di Trasporto ldquoConsumi energetici nellrsquoesercizio ferrovia-riordquo Report interno da uno studio effettuato per Consul System SpA 2014

[4] CHEVRIER R MARLIEgraveRE G RODRIGUEZ J ldquoSaving Energy in Railway Management with an Evolutionary Multiob-jective Algorithm application and case studyrdquo WCRR 2011 9th World Congress on Railway Research UniversiteacuteLille Nord de France

[5] CUCALA AP FERNAgraveNDEZ A SICRE C DOMIgraveNGUEZ M ldquoFuzzy optimal schedule for high speed train operation to min-imize energy consumption with uncertain delays and driverrsquos behavioral responserdquo Engineering Applications of Ar-tificial Intelligence 25 pp1548-1557 2012

[6] KIM K OH S HAN M ldquoA mathematical approach for reducing the maximum traction energy the case of KoreanMRT trainsrdquo Proceedings of the International Multiconference of Engineers and Computer Scientists Vol 3 pp2169-2173 2010

[7] MALAVASI G PALLESCHI P RICCI S ldquoDriving and operation strategies for traction-energy saving in mass rapid tran-sit systemsrdquo Proc Inst Mech Eng Part F J Rail Rapid Transit 225 (5) pp 475-482 2011

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA

[8] SICRE C CUCALA AP FERNAgraveNDEZ A JIMEacuteNEZ JA RIBERA I SERRANO A ldquoA method to optimise train energy consump-tion combining manual energy efficient driving and schedulingrdquo WIT Trans Built Environ 114 pp 549-560 2010

[9] FS ndash Ferrovie dello Stato ldquoPrefazione Generale allrsquoorario di servizio 2011rdquo

[10] DI MAJO F ldquoCostruzione di materiale ferroviariordquo LevrottoampBella 1979

[11] FS ndash Ferrovie dello Stato ldquoCapitolato di fornitura della Locomotiva E464 IVDRAPPNF730001 ndash all 4-3-96 FSrdquo

[12] FaiveleyTransport ldquoDescrizione tecnica DT3633_A00 equipaggiamento del freno ed impianto pneumatico della Lo-comotiva E464 Piossascordquo 06-04-2011

[13] FaiveleyTransport ldquoSistemi di controllo del Freno Ferroviario ndash RailwayBrake Control Systemrdquo FaiveleyTransportItalia 2006

[14] SACCO L COLTRO N DALLA CHIARA B ldquoCalculations of the carrying capacity and energy consumption on the Turin-Modane railway connection application of models and simulationsCalcolo della potenzialitagrave e dei consume ener-getici del collegamento ferroviario Torino-Modane applicazione di modelli e simulazionerdquo Ingegneria ferroviariavol LXVI ISSN 0020-0956 n 10 pp 831-858 2013

[15] CARPIGNANO A ldquoMeccanica dei trasporti ferroviari e tecnica delle locomotive LevrottoampBella Torino 2003

[16] TAGLIAFERRI A MATRICARDI A ldquoNozioni sul freno ferroviariordquo CIFI - Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani 2001

[17] Direzione Generale per le Infrastrutture Ferroviarie e per lInteroperabilitagrave Ferroviaria - Lavori di adeguamentodelle linee esistenti il Frejus httpwwwmitgovit

[18] Trenitalia ed SNCF - orario di servizio 2011-12

Sommaire

LA CONSOMMATION EacuteNERGEacuteTIQUE DES TRAINS ENFONCTION SIMULATION MEacuteTHODOLOGIE DANALYSE ETINFLUENCE DU STYLE DE CONDUITE

Larticle propose une meacutethodologie danalyse des consomma-tions eacutenergeacutetiques dans le domaine ferroviaire et il preacutesente unecomparaison entre un modegravele de calcule analytique et des men-surations tout en introduisant linfluence sur les consomma-tions de certains paramegravetres caracteacuterisant le traceacute horaireDans la premiegravere partie larticle preacutesente lanalyse des profiles devitesse mesureacutes respectivement dun train passagers reacutegionale etdun TGV qui parcourent une ligne traditionnelle agrave forte pente (laTurin-Modane) en suite les deux profiles sont compareacute aux pro-files theacuteoriques obtenus par simulation A partir de cette compa-raison il est donc possible de deacuteduire et quantifier les diffeacuterencesentre le profile de marche effectif et le simuleacute lequel pouvant ex-ploiter complegravetement les caracteacuteristiques de traction du convoi secaracteacuterise par la moindre dureacutee de parcours possible sur la ligneen examen Dans la deuxiegraveme partie agrave travers linteacutegration deleacutequation du mouvement impleacutementeacutee sur une feuille de calcullarticle analyse la marche dun convoi frette qui parcoure seule-ment une premiegravere partie de la mecircme ligne Dans cette partielanalyse se deacuteroule en introduisant des importantes simplifica-tions au fin de simplifier le modegravele analytique comme parexemple en neacutegligeant les effets ducirc agrave la geacuteomeacutetrie de la ligne (plu-tocirct plaine dans la partie de ligne en consideacuteration) Sous telles hy-pothegraveses larticle analyse donc linfluence que le traceacute horaire etle style de conduite ont sur les consommations eacutenergeacutetiques Ma-jeur relief est donneacute aux aspects eacutenergeacutetiques lieacutes agrave la phase defreinage avec les retombeacute y lieacutees - dimpacte eacuteconomique directepour les opeacuterateurs de transport - sur lentretien des freins etsalles monteacutee Larticle met enfin en eacutevidence le rocircle des particu-liegraveres solutions technologiques innovatrices preacutesenteacutees

Zusammenfassung

RECHNUNG UND MESSUNGEN VON ENERGIEBRDARFDER ZUumlGEN UND ANALYSE DER BEEINFLUumlSSUNG DERFUumlHRUNGSWEISE

Vorschlag einer Methode fuumlr die Analyse des Energiebedarfs derZuumlgen Dafuumlr wird es ein Vergleich entwickelt der zwischen eineReihe von gemessener Geschwindigkeitsprofilen und ein berech-netes Geschwindigkeitsprofil stattfindet Die minimale Laufzeitist vom berechneten Profil aufgeweint Es wird auch die Beein-flussung von besonderen Merkmalen der Zeitwegeplanen ver-deutlichtEin erster Teil befasst sich von zwei Zugtypen ein Regio und einTGV die auf eine Linie mit houmlhen Neigungen fahren (im Fall dieTurin-Modane) Im zweiten Teil mittels ein vereinfachten Rech-nungsverfahren wird es der Zeitwegeplan eines Guumlterzug simu-liert der auf eine Flachland Linie laumluft Das Vergleich beziehtsich auf die technischen und oumlkonomischen Folgerungen derLockfuumlhrerfuumlhrungweise sei es in Fraktion oder in Bremsungso wie auf der Unterhaltung von Bremsaggregaten und Radsaumlt-zen Es wird auch die Rolle von innovativen Loumlsungen deutlichgemacht

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357

Il consumo energetico di treni in eserciziosimulazione metodologia di analisi ed influenza

dello stile di condotta

The energy consumption of trains in operationsimulation a methodology for the analysis and

influence of the driving style

Dott Ing Fabrizio BRUNO()

Dott Ing Nicola COVIELLO()

Prof Bruno DALLA CHIARA()

Dott Ing Agostino DI PAOLA()

Dott Ing Paolo PAGLIERO()

Prof Vladimir VIKTOROV()

SCIENZA E TECNICA


Summary - The paper proposes an analysis methodolo-gy of energy consumptions in the railway field presenting acomparison between an analytical calculation model andsome measurements It is hereafter assessed the influenceof some parameters which characterise the travel diagramsof trains

The first part illustrates the analysis of the measuredspeed profile of a regional passenger train and of a TGVtrain covering a conventional line with a high grade (theTorino-Modane) then introducing the comparison with thehypothetical profile obtained through simulation Suchcomparison therefore allows deducing and quantifying thedifferences between the real and the simulated travel dia-gram The latter employs completely the traction perfor-mances of the convoy and therefore features the smallesttravel time on the considered line

The second part of this paper focuses the attention onthe run of a freight train covering only one of the first sec-tions of the same line through the integration of the mo-tion equation implemented on a spread sheet In this partthe analysis is carried on introducing important simplifica-tions as neglecting the effects of the line profile (rather flatin the considered stretch) in order to facilitate the analyti-

Sommario - Lrsquoarticolo propone una metodologia drsquoa-

nalisi dei consumi energetici in ambito ferroviario pre-

sentando un confronto tra un modello di calcolo analitico

e delle misurazioni ed introducendo lrsquoinfluenza sui con-

sumi stessi di alcuni parametri caratterizzanti la traccia

orario

Nella prima parte viene presentata lrsquoanalisi del profilo

di velocitagrave misurato di un treno passeggeri regionale e di

un treno TGV che percorrono una linea tradizionale con

elevate pendenze (la Torino-Modane) proponendo il con-

fronto con i profili teorici ottenuti tramite simulazione

Da tale comparazione egrave quindi possibile desumere e

quantificare le differenze tra il profilo di marcia effettivo

e quello simulato che sfruttando completamente le ca-

ratteristiche di trazione del convoglio presenta il minor

tempo di percorrenza possibile sulla linea in esame Nella

seconda parte attraverso lrsquointegrazione dellrsquoequazione del

moto implementata su foglio di calcolo si focalizza lrsquoat-

tenzione sulla marcia di un convoglio merci percorrente

solo un primo tratto della medesima linea In questa par-

te lrsquoanalisi viene condotta introducendo importanti sem-

plificazioni come trascurando gli effetti della geometria

della linea (piuttosto pianeggiante nella tratta considera-

ta) al fine di semplificare il modello analitico Con tali

() Politecnico di Torino Ingegneria Dip DIATI Sistemi diTrasporto

() Faiveley Transport Italy Piossasco (TO)

() Politecnico di Torino Ingegneria Dip DIMEAS Ingegne-ria Meccanica e Aerospaziale

() Politecnico di Torino Engineering Dept DIATI Transportsystems

() Faiveley Transport Italy Piossasco (TO)() Politecnico di Torino Engineering Dept DIMEAS Mechan-

ical Engineering

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 327

SCIENZA E TECNICA
































































02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 328


dali [2]
















merci
















convoglio







ne






riale rotabile















SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 329
















































SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 330














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 331

























confronto















SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 332



































SCIENZA E TECNICA


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 333













PC30(1)














SCIENZA E TECNICA






02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357

SCIENZA E TECNICA
































































02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 328


dali [2]
















merci
















convoglio







ne






riale rotabile















SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 329
















































SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 330














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 331

























confronto















SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 332



































SCIENZA E TECNICA


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 333













PC30(1)














SCIENZA E TECNICA






02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357


dali [2]
















merci
















convoglio







ne






riale rotabile















SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 329
















































SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 330














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 331

























confronto















SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 332



































SCIENZA E TECNICA


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 333













PC30(1)














SCIENZA E TECNICA






02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357
















































SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 330














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 331

























confronto















SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 332



































SCIENZA E TECNICA


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 333













PC30(1)














SCIENZA E TECNICA






02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 331

























confronto















SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 332



































SCIENZA E TECNICA


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 333













PC30(1)














SCIENZA E TECNICA






02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357

























confronto















SCIENZA E TECNICA




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 332



































SCIENZA E TECNICA


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 333













PC30(1)














SCIENZA E TECNICA






02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357



































SCIENZA E TECNICA


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 333













PC30(1)














SCIENZA E TECNICA






02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357













PC30(1)














SCIENZA E TECNICA






02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 334








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357








SCIENZA E TECNICA





StazioneStation


StazioneStation

























Collegno 202 0

Torino PS 211 0

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 335
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357
























installazione




SCIENZA E TECNICA







172 t


244 t


72 t


212 t


277 t


65 t


2 NkN


104 -


106 -



3500 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0828 Pagina 336

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357

33 Simulazione



in cui



NkN ovvero in kgt










1000)00077042(

1000


rot

Pv

PrrR +== (II)


33 Simulation



SCIENZA E TECNICA







256 t


386 t


130 t


425 t


561 t


136 t


2 NkN


108 -


108 -



8800 kW




02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 337




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357




di








SCIENZA E TECNICA




TT=[0 0 2400 30 0 01092 1 2476 30 0 72368 1 2617 95 0 113179 1 2706 155 0 113924 1 2788 155 0 116480 1 2839 155 0 27496 1 2859 155 0 29794 1 3020 150 0 714011 1 3315 105 0 1119229 1 3889 135 0 121368 1 3911 155 0 024104 1 3911 155 0 -1027727 1 3549 155 0 631313 1 3764 155 0 134564 1 3796 155 0 438097 1 3938 155 0 2240946 1 4564 155 0 -444837 1 4409 95 0 -445534 1 4381 95 0 3047261 1 4899 105 0 3052891 1 6588 105 0 1459465 1 7508 105 0 2165438 1 8763 105 0 3166544 1 9105 105 0 4667640 1 9610 105 0 4669177 1 10317 105 0 4669828 1 10616 85 0 1173368 1 11005 130 0 1175116 0 11198 60 60 580926 1 11488 100 0 2386199 0 12701 80 720 3187793 1 13195 85 0 188368 1 13201 85 0 193556 1 13253 85 0 193583 1 13253 85 0 098368 1 13253 110 0 0100513 1 13253 110 0 0104916 0 13253 30 10020 0109319 1 13253 75 0 0111464 1 13253 110 0 0116249 1 13253 110 0 0116276 1 13253 110 0 -1121464 1 13201 85 0 -1122039 1 13195 85 0 -31123633 0 12701 80 720 -23128906 1 11489 100 0 23134716 0 11198 60 60 5136464 1 11006 130 0 11140004 1 10616 85 0 11140655 1 10317 105 0 46142192 1 9610 105 0 46143288 1 9106 105 0 46

(continua)


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 338








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357








where












1000)00077042(

1000

2 traintrain

rot

Pv

PrrR +== (II)


SCIENZA E TECNICA


158387 0 3263 105 60 12162604 0 3010 150 60 6164902 1 2987 155 0 1165918 1 2896 155 0 9168474 1 2640 155 0 10169219 1 2566 155 0 10170030 1 2485 95 0 10171306 1 240 30 0 7172398 0 240 30 0 0]

144394 1 8763 105 0 31150367 1 7509 105 0 21156941 1 6588 105 0 14162571 1 4899 105 0 30164298 1 4381 95 0 30164995 1 4409 95 0 -4168886 1 4565 155 0 -4171735 1 3938 155 0 22175268 1 3796 155 0 4178519 1 3764 155 0 1182105 1 3549 155 0 6185728 1 3911 155 0 -10188464 1 3911 155 0 0190603 1 3890 135 0 1195821 1 3264 105 0 12200038 1 3011 150 0 6202336 1 2988 155 0 1203352 1 2896 155 0 9205908 1 2641 155 0 10206653 1 2566 155 0 10207464 1 2485 95 0 10208740 1 240 30 0 7209832 0 240 30 0 0]

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 339










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357










SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 340



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357



















SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 341


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357


rilevati sul treno





















































SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 342









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357









commerciali







































cia [16]














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 343














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357














head






























SCIENZA E TECNICA







Massa - Mass 89 t




5600 KW



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 344














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357














voglio isolato









SCIENZA E TECNICA









1155 mm












02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 345



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357



































SCIENZA E TECNICA





Forza frenmax

Brakingstrength max





Risparmioenergetico

Energy saving

100 3134 kN 510000 KJ

80 2507 kN 508000 KJ -025

60 1880 kN 506000 KJ -041

40 1253 kN 502000 KJ -080

20 626 kN 491000 KJ -229




43164 m


1338 t


13126 kN


437 kN


955


3134 kN


025


2 NkN


108

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 346












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357












SCIENZA E TECNICA






Forza frenmax

Brakingstrength

max


space

s regimes cruising


Anticipo spfren






strengthmax

Tempoaccelerazio-

neAcceleration

time

Temporegime

Cruisingtime


time

Tempototale

Total time


advance t


02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 347




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357




in cui



2 posseduta



2















1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2

1

2





where



2



2















1

2

1

2

(βmiddotMTOT


dt

1

2


SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 348













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357













































































considered scenario











SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 349












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357












































SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

Fr max

brak force




saving



[min]

100 kmh 100 3134000 503900 301

80 2507000 500400 -068 -07 301

60 1880000 494800 -180 -18 302

40 1253000 483900 -396 -40 302

20 626000 454000 -989 -989 -99 305

80 kmh 100 3134000 351100 -303 362

80 2507000 316500 -984 -372 362

60 1880000 313700 -1066 -377 363

40 1253000 308100 -1225 -389 364

20 626000 292400 -1671 -1671 -420 358

60 kmh 100 3134000 174100 -654 470

80 2507000 161100 -746 -746 -680 471

60 1880000 172100 -118 -658 471

40 1253000 169600 -262 -663 471

20 626000 162400 -673 -678 473

40 kmh 100 3134000 82200 -837 691

80 2507000 76800 -658 -658 -848 691

60 1880000 79800 -285 -841 694

40 1253000 78900 -395 -843 692

20 626000 78000 -513 -845 693

20 kmh 100 3134000 20300 -960 1361

80 2507000 20300 -029 -960 1361

60 1880000 20200 -077 -960 1361

40 1253000 20000 -172 -960 1361

20 626000 19800 -249 -249 -961 1361

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 350





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357





a = 457 b = 711 c = 38090













ficients are worth

a = 45758 b = 71129 c = 38090


SCIENZA E TECNICA




v maxMaximum

speed

FR max brak

force



[m]


ce[m]

100 kmh 100 16013 437591 1736

80 16013 437170 2157

60 16013 436481 2846

40 16013 435145 4182

20 16013 431437 7890

80 kmh 100 9639 444581 1120

80 9669 444274 1397

60 9622 443879 1840

40 9622 443004 2715

20 9669 430467 5205

60 kmh 100 5212 449495 633

80 5212 449341 788

60 5213 449085 1044

40 5212 448582 1546

20 5213 447150 2979

40 kmh 100 2263 452794 283

80 2263 452724 353

60 2243 452634 464

40 2263 452383 694

20 2263 451730 1348

20 kmh 100 562 454709 72

80 562 454691 89

60 562 454660 118

40 562 454604 176

20 562 454437 343



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 351




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357




inferiori ai 20 kmh




























SCIENZA E TECNICA



v maxMaximum

speed

FR max brak

force

t acc [s]t acc [s]



t tot [s]t tot [s]



100 kmh 100 110 1684 13 1806 301

80 110 1682 16 1807 301 31

60 110 1680 21 1810 302 81

40 110 1675 30 1815 302 179

20 110 1661 58 1829 305 456

80 kmh 100 84 2081 10 2175 362

80 84 2077 13 2173 362 25

60 84 2079 17 2180 363 65

40 84 2075 25 2184 364 145

20 84 2015 47 2146 358 373

60 kmh 100 61 2753 8 2822 470

80 61 2752 9 2823 471 19

60 61 2751 13 2825 471 49

40 61 2748 19 2828 471 110

20 61 2739 36 2837 473 284

40 kmh 100 40 4101 5 4147 691

80 40 4101 6 4147 691 13

60 40 4118 8 4167 694 33

40 40 4098 12 4151 692 74

20 40 4092 24 4156 693 192

20 kmh 100 20 8141 3 8163 1361

80 20 8140 3 8163 1361 06

60 20 8140 4 8164 1361 17

40 20 8139 6 8165 1361 37

20 20 8136 12 8168 1361 97

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 352





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357





























SCIENZA E TECNICA





02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 353














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357














5 Conclusioni










zione




















(+187)






















speeds








ing system

5 Conclusions


















structure













SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 354














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357














SCIENZA E TECNICA

02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 355


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357


rotabile



Ringraziamenti




Acknowledgements




SCIENZA E TECNICA









02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 356


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357


SCIENZA E TECNICA












Sommaire



Zusammenfassung



02_IF_04_2015 pag_327_358__ 040515 0829 Pagina 357

POLITECNICO DI TORINO Repository ISTITUZIONALE...li dei rotabili, alle peculiarità della linea...

Documents

Transcript of POLITECNICO DI TORINO Repository ISTITUZIONALE...li dei rotabili, alle peculiarità della linea...