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Comprehensive Technology to Improve Energy Efficiency and Operation Safety of High-speed Freight Trains

Descripción del proyecto

Eficiencia energética y seguridad para los trenes de mercancías de alta velocidad

Para mejorar el transporte de mercancías, los trenes se han hecho más largos y rápidos, lo que ha aumentado las resistencias al movimiento (energía consumida por las resistencias al movimiento o ECMR, por sus siglas en inglés), como el contacto rueda-carril y las fuerzas del viento. Esto conlleva un mayor consumo de energía y mayores riesgos de descarrilamiento para los trenes de mercancías de alta velocidad. Los esfuerzos por reducir el consumo de energía y optimizar las operaciones a menudo pasan por alto todo los efectos de los factores relacionados con la energía en la seguridad. El equipo del proyecto TEESFtrain, que cuenta con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, pretende optimizar los parámetros estructurales y las estrategias de control de los trenes de mercancías de alta velocidad para reducir el consumo de energía causado por la ECMR y mejorar la seguridad operativa. En el proyecto se creará un modelo de ECMR para trenes en condiciones de viento y se optimizarán las configuraciones de los trenes y la colocación de la carga para mejorar la eficiencia energética y la seguridad.

Objetivo

For increasing the amount of freight transported by railway, freight trains have become longer and faster in recent years. The rising speed brings large motion resistances, including wheel-rail contact forces, suspension forces, and wind forces. On one hand, larger motion resistances consume more energy, producing more carbon emissions. On the other hand, violent wheel-rail forces and wind forces lead to high risks of derailment and overturning for high-speed freight trains (HSFTs).

To save energy consumed by motion resistances (ECMR), some scholars reduced wind drag forces on HSFT by adjusting the train composition, and some scholars regarded HSFT as a mass point to optimize switching points of accelerating, cruising, coast, and braking based on empirical equations of ECMR. Previous studies did not evaluate the complete ECMR of the wind-vehicle-track coupled system precisely, not to mention juggling ECMR and operation safety of HSFT. Thus, this project adjusts motion resistances of HSFT by optimizing its structural parameters and control strategy to simultaneously decrease ECMR and improve operation safety, thereby reducing induced carbon emissions safely.

This project will establish the ECMR model for trains under wind actions. On this base, the train configuration and cargo loading position will be optimized for energy efficiency and operation safety. The operation condition of HSFT will be adjusted according to track conditions to reduce ECMR. Finally, a semi-active control strategy of suspension dampers will be proposed to decrease ECMR and carbody vibration.

This project can provide an effective tool to evaluate ECMR and take comprehensive measures to realize multi-objective optimization for energy efficiency and operation safety. If widely applied within the EU, the research outcomes can save €1.3 billion and decrease 0.3 million metric tons of carbon emissions annually. This project will greatly support the EU’s blueprint for climate neutrality by 2050.

Ámbito científico (EuroSciVoc)

Este proyecto aún no se ha clasificado con EuroSciVoc.
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Palabras clave

Programa(s)

Tema(s)

Régimen de financiación

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

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Convocatoria de propuestas

(se abrirá en una nueva ventana) HORIZON-MSCA-2024-PF-01

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Coordinador

POLITECNICO DI MILANO
Aportación neta de la UEn
€ 157 112,46
Dirección
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italia
Región
Nord-Ovest Lombardia Milano
Tipo de actividad
Higher or Secondary Education Establishments
Enlaces
Coste total
Sin datos