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並且,根據須田研究室與泉陽興業的估算,Eco Ride的能耗率(在定員為12人的條件下有6人乘車、設想通過捲揚裝置產生勢能的數值)為每人每公里226.8kJ,這相當於假設汽車為100時的8.8,即十分之一以下。與公共汽車的29.3相比,僅為約三分之一,與鐵路的18.1相比,僅為約二分之一,是個令人驚嘆的數值。
須田教授這樣解釋。
「例如,東京大學柏校區距柏葉校區車站約2公里,坐計程車的話是起步價。步行的話,這段距離會有點辛苦。雖然也通公共汽車,但班次絕對說不上多。而且由於有好幾條線路,所以對於初次乘坐的人來說,多多少少有一點『不知道會被拉到哪去』的『恐怖感』(笑)。」
「然而,如果是像Eco Ride這樣的軌道類公共交通系統,就絕對不用擔心被拉到偏離軌道的地方。因此,乘坐起來肯定比公共汽車更放心。」
而且,Eco Ride是在高架軌道上行駛,因此具有可比輕軌列車更自由地組織路線的優點。在橫濱的「港灣未來」等由整齊劃一的樓群組成的地區,還可作為連接樓房與樓房的交通工具。
因為軌道鋪設在道路上方的空間中,所以不會受到道路堵塞及汽車事故等道路狀況的影響。可在不擴寬現有道路的情況下增強運輸能力。
不僅可降低移動所需的能源,還有助於緩和現有道路的堵塞,因此有望帶來全社會節能效果。並且因是無人駕駛,所以即使增加投入車輛數,也無需增加操作員的數量,具有高度節省人力的效果。
而且,通過與其他公共交通機構緊密地聯動,還有可能比汽車更順暢、更有效率地移動。因此,目前柏市已將其定為ITS實證實驗項目之一。
關鍵是「乘坐舒適度」和「速度調節」
如上所述,Eco Ride在許多方面都獲得高度評價。雖說如此,當然也肯定不能將以追求「驚險」為理念的遊樂園的過山車原封不動地作為公共交通系統使用。
那麼,為了將其改造成公共交通系統,須田研究室及泉陽興業是著眼于哪些方面進行Eco Ride的研究開發的呢?
須田教授說:「關鍵是『乘坐舒適度』及『速度調節』。為此,我們一邊通過實驗進行數據收集和分析,一邊一點一點地反覆進行改進。」
說起過山車,確實沒有「乘坐舒適度」這個概念。然而,公共交通系統就不能忽視這一點了。必須製造出讓人們乘坐起來感覺舒適的Eco Ride。
首先,要確保乘坐舒適度,降低振動及噪音是不可迴避的課題。為此,開發人員在車體下部裝備了彈簧,以降低車輛上下方向的振動。特別是在2009年度開發的第2次試製車輛上,為了進一步提高對於振動的緩衝效果,在第1次試製車輛上裝備的1級彈簧之外,又增加了2級彈簧。由此成功地大幅降低了上下振動。
並且,開發人員還在Eco Ride上設置了加速度感測器,實施了振動加速度檢測,進行了乘坐舒適度分析。
關於普通鐵路乘坐舒適度的評價,日本于1963年制定的「乘坐舒適度標準」已成為事實標準,根據頻率以及加速度的振幅分為5個等級。將這一標準套用在Eco Ride上進行檢驗後,儘管在右急轉彎區間「乘坐舒適度係數」稍微變差了,但在上下方向上得到了大致良好的結果。
舒適的車內佈局也採用數據分析
多年來一直在研究關於鐵路車輛及汽車車內「舒適性」的評估方法的須田研究室,也將其研究成果應用到了Eco Ride上。須田教授作了這樣的解釋:
「作為舒適性的要素,有車內佈局這一項。並且為了使車站停車時間最小化,必須使上下車容易、縮短上下車時間,在這方面車內佈局也能發揮作用。於是,在第2次試製車輛上,關於在不損害舒適性及上下車容易性的條件下,能將車體尺寸縮小到什麼程度的問題,我們根據通過實驗得到的數據進行了分析和推算。結果,我們成功地將第2次試製車輛的車長比第1次試製車輛縮短了40釐米,車高縮短了30釐米。在此過程中,我們還算出了最佳的車內佈局,並反映在第2次試製車輛上。」
接下來是關於「速度調節」,首先,掌握滑行中車輛的行駛阻力至關重要。為此,在實證實驗中,在車輛上配備了車輪旋轉檢測感測器和速度計等,對Eco Ride的速度作了150次以上的記錄。然後根據所記錄的數據,求出平均行駛阻力係數,並將其反映到速度控制裝置上。
| 非接觸式永久磁鐵製動器 |
現在作為速度控制裝置,已在軌道側設置了兩種剎車器。一是非接觸式永久磁鐵製動器,利用永久磁鐵同極間的排斥力來降低車輛速度。這樣一來,車輛在行駛過程中便不會發出噪音,也不會有部件磨損。而且,還有助於降低車內噪音,改善乘坐舒適性。
另一種是空壓式機械剎車器,設置於車站等車輛停車位置上,通過夾住位於車輛底部的「剎車片」來制動車輛。關於剎車片,在Eco Ride起動時,橡膠輪胎裝置會夾住剎車片,通過向前推出剎車片給車輛施加推力,還起到這樣的作用。
由於Eco Ride重量輕,因此與鐵路等相比,乘車人數對車體的影響非常大。還會受到天氣狀況的很大影響。為此,須田研究室還對乘車人數、乘客所坐位置和姿勢以及天氣狀況進行了檢測,致力於開發控制軟體,以能夠讓車輛根據情況進行正確的剎車器自動控制。
須田教授說:「我們希望在不降低乘坐舒適性的情況下,使Eco Ride順利且準確地停靠在目標位置。為此經歷多次失敗,反覆進行了試驗,比如增加永久磁鐵製動器的數量等。在這方面充分利用了泉陽興業多年累積的高度技術實力和專有技術經驗。」
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