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【美洲铁路】美国国家可再生能源实验室与美国Parallel Systems公司合作开发电动列车

美国:美国国家可再生能源实验室(National Renewable Energy Laboratory,NREL)与领先的自动驾驶电动轨道车初创公司Parallel Systems开展合作,帮助美国货运行业脱碳。传统上,美国货运行业依赖碳基燃料,而此次合作旨在把这种传统燃料转变为电力机车和基础设施,支持全美国范围内的零排放货运。利用美国国家可再生能源实验室(以下简称“能源实验室”)的先进机车技术和铁路基础设施优化系统(ALTRIOS)软件,双方的合作旨在优化车辆,从而减少能耗和温室气体排放。

Parallel Systems公司引入了一种新概念,采用电动车厢的形式,并配备自动驾驶技术,即类似于电动公路车辆的自动驾驶技术。这些创新的车厢使用“列队行驶”技术(platooning),来减少空气阻力和能耗,为铁路货运提供了一种变革性的方法,将铁路运输的效率与卡车运输的灵活性相互结合。

在卡车运输中,列队行驶的基本技术原理是将单一车道内的相邻车辆进行编队,根据相邻车辆信息,自动调整该车辆的纵向运动状态,最终达到一致的行驶速度和期望的几何构型。与之类似,采用Parallel Systems公司的“列队行驶”技术,通过列车车厢首尾之间的相互接触,自力推进的车厢可以组成列队运行,并在车列中的所有车厢之间,对牵引力进行协调。因为车厢使用电动制动,不需要连接机车车辆间的风管,所以组成列队是完全自动化的。车厢不需要连挂或解编。车厢仅仅需要互相靠近,然后,为了形成列队,车厢通过类似保险杠的装置开始进行接触。一旦形成接触,每节车厢通过调节牵引力,与其前方的车厢之间保持固定的力。每节车厢的保险杠通过控制牵引力保持接触。该公司的每节车厢是单独供电的,可以组成最多包括50节车厢的列队,这样可以提高空气动力学能效,而且更有效地利用铁路网的运力。

为了应对部署这些自动车辆和管理物流基础设施的复杂性,Parallel Systems公司正在利用能源实验室的ALTRIOS软件。ALTRIOS软件是世界上第一款用于优化铁路运输脱碳的综合性开源软件。由美国能源部先进能源研究计划署(ARPA-E)资助,并得到德克萨斯大学奥斯汀分校(University of Texas at Austin)的支持。Parallel Systems公司的创新铁道车辆可以实现节能减排,在对节能减排进行量化、与传统机车进行对比方面,ALTRIOS软件将发挥至关重要的作用。

此次合作是朝着运输部门减少碳足迹目标迈进的一步。通过促进目前由卡车运输的货物转移到由这些电动铁道车辆运输方面,双方的合作倡议发挥了促进作用,有望将每英里的能耗降低多达75%,并且减少公路拥堵。

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