Budowa taboru > Skład typu SIEMENS Inspiro (Warszawa)

Składy serii Inspiro to najnowsza platforma pociągów metra opracowana przez koncern SIEMENS AG.
Pierwsze pociągi tej serii zostały dostarczone do Metra Warszawskiego Sp. z o.o. w związku z ogłoszonym w 2010 roku przetargiem na dostawę 35 sztuk sześcioczłonowych składów do obsługi budowanej II linii metra w Warszawie.
2 lutego 2011 roku została podpisana umowa pomiędzy Metrem Warszawskim Sp. z o.o., a konsorcjum form SIEMENS AG i NEWAG S.A. Nowy Sącz na dostawę przedmiotu zamówienia.
W ramach powyższego konsorcjum SIEMSNS odpowiadał za projekt pociągów oraz dostawę aluminiowych nadwozi, wózków i napędu trakcyjnego. NEWAG natomiast realizował montaż pojazdów, uruchomienia oraz odpowiadał również za dostawę wyposażenia pojazdów, systemy pokładowe oraz system automatycznego sterowania pojazdu (ATC / SOP-3). Docelowo również nowosądecki producent oraz docelowo serwisuje również pojazdy w Warszawie.

    Składy INSPIRO w hali NEWAGu


Premierowy pokaz prototypowego INSPIRO miał miejsce na targach INNOTRANS 2012 w Berlinie.

     

     
INSPIRO na targach INNOTRANS 2012 w Berlinie


W stosunku do wersji pokazanej w Berlinie docelowo zmianie uległa część wyposażenia wnętrza. Jedną z największych różnic było przeniesienie monitorów reklamowo - trasowych z poręczy środkowych na poręcze boczne. Zrezygnowano też z siedzeń składnych na rzecz podparć. Duże zmiany zaszły również w kabinach maszynistów jeżeli chodzi o wyposażenie pulpitów.

    Monitory pod sufitem w osi pojazdu

    Docelowa lokalizacja monitorów


Design pojazdu został zaprojektowany przez BMW Designworks USA.

    Nowoczesny design ściany czołowej

    INSPIRO na linii M2


Pociągi INSPIRO posiadają nadwozia wykonane z aluminium. Konstrukcja spawana jest z tłoczonych profili aluminiowych w formie pasów,a np. pkna są frezowane w pospawanej ścianie. Konstrukcja taka powiada w swojej strukturze również większość wsporników do montażu wyposażenia. Co ważne - nadwozia aluminiowe nie wymagają poszyciowania blachami, gdyż wytłaczane, a następnie spawane ze sobą i obrabiane profile, stanowią jednocześnie konstrukcję nośną jak i poszycie zewnętrzne.
Długość całkowita 6-cio członowego pojazdu wynosi 117766 mm. Człony skrajne od sprzęgu go środka przegubu mają długość 20111 mm natomiast człony środkowe 19386 mm. Szerokość pojazdu wynosi 2740 mm, a wysokość od poziomu główki szyny wynosi 3645 mm. Pojazdy przystosowane są do eksploatacji na torze normalnym (1435 mm), po promieniach poziomych w warunkach liniowych min. 300 m i zajezdniowych min. 60 m.
Składy przystosowane są do eksploatacji z prędkością maksymalną 90 km/h.
Człony połączone są między sobą sprzęgami półsztywnymi marki SCHAKU natomiast przejścia międzyczłonowe osłania harmonia o długości 1100 mm i mostki przejściowe zapewniające, że podłoga na całej długości jest jednoprzestrzenna. To pierwsze takie pojazdy jednoprzestrzenne w warszawskim metrze.
Na końcach jednostek, pod kabinami zabudowane są sprzęgi automatyczne, realizujące połączenie mechaniczne i pneumatyczne pojazdów.

    Sprzęg środkowy mechaniczny, sprzęg pneumatyczny i elektryczny

    Sprzęg środkowy mechaniczny - rozłączony (połówka)

    Harmonia międzyczłonowa

    Przejście międzyczłonowe (mostek)


Pod kabinami, na linii sprzęgu, zabudowane są absorbery pochłaniania energii zderzeniowej z tzw. użebrowaniem "antyclimbing" - tzw. przeciwspinaczkowym, by w momencie zderzenia doszło do zakleszczenia z drugim pojazdem i nie nastąpiło ich podniesienie (wspięcie się jednego na drugi).

    Absorbery i pomiędzy nimi sprzęg.


W każdym członie znajdują się 4 pary naprzeciw ustawionych drzwi przesuwnych z napędem elektrycznym, w układzie naprzemiennym z oknami, co daje łącznie 24 pary drzwi na pojazd. Drzwi są rozstawione co 4600 mm, a ich prześwit po otwarciu wynosi 1400 mm. Na skrzydłach drzwi zamontowane są przyciski do ich indywidualnego otwierania przez pasażerów. Zasadniczo w ruchu liniowym drzwi otwierane są centralnie i automatycznie przez system sterowania, o czym będzie mowa dalej.

    Drzwi pasażerskie przesuwne

    Zewnętrzna prowadnica drzwi


Pierwsza i ostatnia para drzwi wyposażona jest dodatkowo w wysuwane platformy dla wózków oraz dedykowany przycisk.
Platforma po wysunięciu zasłania szczelinę pomiędzy krawędzią pojazdu, a peronem zapewniając płaskie przedłużenie podłogi i bezpieczny wjazd.

    Wysuwna platforma w progu drzwi

    Przyciski indywidualnego otwierania + przycisk dla osób na wózkach


Każdy człon jest wsparty na dwóch wózkach dwuosiowych. Zastosowano wszystkie wózki skrętne z rozstawem czopów skrętu 12600 mm.
Człony ustawione są w konfiguracji Mc-T-M-M-T-Mc, gdzie Mc to człon napędowy z kabiną, T - człon toczny i M - człon napędowy bez kabiny.
Człony napędowe oparte są na dwóch wózkach napędowych natomiast człony toczne na wózkach tocznych, co daje następujący układ osi: Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’.
Rozstaw osi w wózkach (baza wózka) wynosi 2100 mm, a średnica kół to 850 mm dla kół nowych i 770 mm dla kół maksymalnie zużytych.
Maksymalny nacisk statyczny zestawu kołowego wynosi 12,6 t co daje maksymalną masę pojazdu ponad 302 t.


Wózki mają ramy stalowe spawane, bezobwodowe, przestrzenne typu otwartego (kształt litery H). Wszystkie wózki posiadają dwustopniowy układ usprężynowania. W pierwszym stopniu zastosowane są sprężyny metalowo - gumowe, realizujące jednocześnie prowadzenie zestawów kołowych. Drugi stopień usprężynowania to sprężyny pneumatyczne, na których bezpośrednio oparte jest nadwozie.
Oczywiście sprężyny pneumatyczne zintegrowane są z metalowo - gumowymi sprężynami awaryjnymi, które zapewniają możliwość kontynuowania jazdy z niesprawną sprężyną pneumatyczną przy założeniu jazdy ze zmniejszona prędkością.

    Ogólny widok wózka

    Maźnica i I-szy stopień usprężynowania

    II stopień usprężynowania


W wózkach zastosowane są klasyczne zestawy kołowe. Na każdej osi zamontowana jest dzielona tarcza hamulcowa pneumatycznego hamulca systemu DAKO.

    Wózek toczny - zestaw kołowy i tarcza hamulcowa

    Tarcza hamulcowa dzielona z kompaktowym zaciskiem hamulca


W wózkach napędowych zastosowany jest indywidualny napęd kół. Każdy zestaw kołowy napędzany jest przez elektryczny, asynchroniczny, samoprzewietrzalny silnik trakcyjny marki SIEMENS typ: 1TB2006-0GA02 o mocy 140 kW. Moment obrotowy z silnika przenoszony jest przez sprzęgło podatne na przekładnię osiową ASZF-400. Przekładnia ta z jednej strony zamocowana jest do poprzecznicy ramy wózka, a z drugiej opiera się na osi zestawu kołowego.

;    
Zespół napędowy


    Przyłącza elektryczne i pneumatyczne wózka

    Przyłącza elektryczne silników trakc.


Zasilanie silników realizują przekształtniki trakcyjne (falowniki) produkcji SIEMENS serii SIBAS, z zastosowaniem tranzystorów dużej mocy wykonanych w technologii IGBT i chłodzonych powietrzem wymuszonym.

    Kontener falowników trakcyjnych

Sieć pokładowa zasilana jest z dwóch przetwornic statycznych polskiej produkcji firmy MEDCOM Warszawa. W sieci pokładowej, do zasilania wyposażenia wnętrza, urządzeń systemu sterowania zastosowano napięcie 110 V DC. Zasilanie napędów pomocniczych czyli np. silników sprężarek, czy ogrzewania kabiny wykorzystywane jest napięcie 3×400 V AC 50 Hz.

    Kontener przetwornicy pokładowej


W pojazdach INSPIRO zasadniczym hamulcem jest hamulec pneumatyczny, nadciśnieniowy, tarczowy sterowany elektrycznie produkcji czeskiej firmy DAKO a.s. Jak było pokazane wcześniej w wózkach zabudowane są hamulce tarczowe z kompaktowymi zaciskami okładzin ciernych. W ramach systemu hamulca zastosowany jest również układ hamulca sprężynowego - postojowego.
Sprężone powietrze wytwarzane jest przez agregaty sprężarkowe firmy ALMIG. Napęd modułów sprężających jest elektryczny poprzez silnik asynchroniczny zasilany z przetwornicy pokładowej napięciem 3 x 400V AC.

    Kontener sprężarki


Podczas normalnej, liniowej eksploatacji służbowym hamulcem jest hamulec elektrodynamiczny. Hamulec elektropneumatyczny załączany jest automatycznie w końcowej fazie hamowania ED w celu umiejscowienia pojazdu na czas postoju.
Pojazdy są wyposażone w układy ważące, zapewniające regulację wysokość podłogi w stosunku do wymiaru nominalnego względem aktualnego obciążenia składu oraz dostosowanie siły hamowania również do aktualnego obciążenia.

     
Zawór ważący zamocowany w nadwoziu i połączony poprzez cięgno z ramą wózka


Zastosowany hamulec elektrodynamiczny, czyli ten w którym siła hamowania wytwarzana jest na silnikach trakcyjnych, pracujących w trybie prądnicowym, posiada funkcję rekuperacji energii elektrycznej do sieci zasilającej. W przypadku braku możliwości oddania energii elektrycznej wytworzonej przez hamujące silniki, następuje automatyczne przełączanie oddawana energii na rezystory hamowania. Na rezystorze tym energia elektryczna przetwarzana jest w energię cieplną traconą bezpowrotnie.

    Kontener rezystorów hamowania


Pojazdy przystosowane są do zasilania trakcyjnego napięciem znamionowym 750 V z zastosowaniem tzw. trzeciej szyny prądowej. Odbieraki prądu zamontowane są na podłużnicach ram wózków napędowych (po jednym na stronę).

    Odbierak prądu dolny (łyżwowy)

  Szyna prądowa wzdłuż toru

  Szyny prądowe wzdłuż torów - STP "Kabaty"

  Trzecia szyna ze ślizgiem od dołu - widok w przekroju

    Kontener rozdzielni WN z uziemiaczem


Wnętrze pasażerskie pojazdów jest jednoprzestrzenne. Wyłożenia wykonane są z elementów kompozytowych i aluminium. Podłoga znajduje się na wysokości 1130 mm ponad poziomem główki szyny i jest równa z poziomem peronów.

       
Ogólny widok wnętrza



Siedzenia rozmieszczone są wzdłuż ścian w układzie "metro", w formie sześciomiejscowych ław w strefie między drzwiami i dwumiejscowych ław między drzwiami, a strefą przegubów. Przy pierwszych i ostatnich drzwiach znajdują się stanowiska dla wózków oraz dla rowerów. Dodatkowe miejsca dla rowerów są też w członie drugim i piątym. W tych strefach znajdują się również podparcia dla osób stojących. Pierwotnie zakładano tam montaż siedzeń składanych.

    Strefa dla wózków i rowerów + oparcia

    Widok z perspektywy pierwszych drzwi


Całkowita pojemność pasażerka składu wynosi 1502 miejsca przy przeliczniku 7 osób / m2. Zabudowane są łącznie 234 miejsca siedzące w następującym podziale: człony skrajne (Mc) mają 35 miejsc, a człony środkowe (M i T) 41 miejsc.

Pojazdy są wyposażone w kompletny system informacji pasażerskiej w postaci zewnętrznych diodowych wyświetlaczy trasowych w kolorze bursztynowym (w ścianie czołowej i w oknach bocznych) oraz wewnętrznych wyświetlaczy LCD zlokalizowanych przy drzwiach wejściowych w ilości 6-ciu sztuk, w każdym członie.
System informacji pasażerskiej posiada również moduł głosowego zapowiadania komunikatów trasowych. Możliwe jest również podawanie komunikatów specjalnych przez mikrofon z kabiny maszynisty.

    Ekran LCD wewnętrzny


Na ścianach w strefie drzwi wejściowych zamontowane są również panele do komunikacji pasażera z maszynistą w sytuacjach awaryjnych. Rozwiązanie to znane jest z pozostałego taboru metra w Warszawie.

    Panel SOS na ścianie


Pojazdy INSPIRO wyposażone są również w system cyfrowego monitoringu, który swoim zakresem obejmuje przestrzeń pasażerską (4 kamery w każdym członie), obszar przed pojazdem (kamera w ścianie czołowej obok wycieraczki) i jego boki (kamery w strefie dachowej nad drzwiami do kabiny).

    Kamera zewnętrzna boczna


Oświetlenie jest zrealizowane z wykorzystaniem dwóch, równoległych linii świetlnych w technologii LED. Pojazdy wyposażone są w system oświetlenia głównego oraz awaryjnego.

Wnętrze pasażerskie jest wentylowane przez dachowe agregaty wentylacyjne firmy THERMO-KING. Na obu końcach dachów, każdego członu zamontowane jest takie urządzenie. Agregaty zasilane są napięciem 110V DC z przetwornicy pokładowej. Powietrze wdmuchiwane jest do wnętrza i rozprowadzone sufitowymi kanałami.
Kabiny maszynisty nad sufitami mają zabudowane agregaty klimatyzacyjne oraz nagrzewnice współpracujące ze sobą, tworząc jeden system. Agregaty klimatyzacyjne i nagrzewnice zasilane są napięciem 3 x 400V AC, a wentylatory oraz sterowanie napięciem 110V DC z przetwornicy pokładowej.

   
Agregat wentylacyjny przedziału pasażerskiego
i agregat klimatyzacyjny kabiny


Wejście do kabin maszynistów możliwe jest z zewnątrz przez ręcznie otwierane drzwi zabudowane w ścianach bocznych oraz z wnętrza pasażerskiego przez drzwi zlokalizowane w środku ściany oddzielającej kabinę od przedziału pasażerskiego.

    Drzwi zewnętrzne

    Drzwi wewnętrzne


Dodatkowe drzwi służące do ewakuacji składu zabudowane są w ścianie czołowej kabiny. Drzwi składają się z dwóch modułów. Górny moduł stanowi zasadniczo szybę czołową kabiny podnosi się do góry. Moduł dolny otwiera się na dół, umożliwiając zamontowanie drabinki ewakuacyjnej.

 
Czołowe drzwi ewakuacyjne - niebieska linia wskazuje miejsce podziału

 
Czołowe drzwi ewakuacyjne otwarte (fot. TVN24)



W kabinie zabudowane zostało innowacyjne stanowisko maszynisty analogiczne jak w pociągach metra MX3000 dla Oslo. Pulpit składa się z dwóch części, pomiędzy którymi znajdują się opisane wyżej drzwi ewakuacyjne. Na wprost drzwi zamontowany jet demontowalny blat z monitorem diagnostycznym pojazdu.
Na module lewym pulpitu znajduje się słuchawka systemu łączności SOS, manometr ciśnienia w układzie hamulcowym (przewód główny i przewód zasilający), mikrofon do podawania komunikatów pasażerom, lampki sygnalizacyjne, ekran monitoringu oraz przyciski i przełączniki. W prawym module pulpitu mieści się natomiast radiotelefon do łączności dyspozytorskiej oraz przełączniki i przyciski związane miedzy innymi z uruchamianiem pojazdu i oświetleniem w kabinie.
Fotel maszynisty zamontowany jest na ruchomej podporze do prawego modułu pulpitu. Dzięki ruchomemu wspornikowi możliwe jest jego odchylenie w celu zapewnienia możliwości ewakuacji składu przez czołowe drzwi ewakuacyjne. Dodatkowo fotel jest obrotowy co ułatwia wsiadanie i zsiadanie z niego.
Co najważniejsze w podłokietnikach fotela zabudowane zostały urządzenia najczęściej używane podczas jazdy. W prawym podłokietniku zabudowany jest nastawnik jazdy i hamowania z wbudowanym czuwakiem pasywnym w rękojeści. W w lewym podłokietniku znajdują się przyciski do sterowania drzwiami.
BARDZIEJ SZCZEGÓŁOWY OPIS KABINY W PRZEGOTOWANIU.



Pociągi INSPIRO zostały wyposażone w system automatycznego sterowania jazdą SOP-3. System ten realizuje automatyczne prowadzenie pociągu ze wskazaniami w postaci sygnalizacji kabinowej na monitorze w kabinie. Sygnalizatory świetlne przytorowe są wygaszone, a rolą maszynisty jest potwierdzenie gotowości odjazdu. Po zamknięciu drzwi maszynista inicjuje odjazd naciskając w rękojeść nastawnika, która ma wbudowany czuwak. Pojazd rusza. Po całkowitym opuszczeniu obszaru stacji (120 m od ruszenia) maszynista puszcza czuwak i system SOP-3 przejmuje prowadzenie i steruje pojazdem, dostosowując prędkość do aktualnej sytuacji ruchowej. Na kolejne stacji system zatrzymuje skład i automatycznie otwiera drzwi.
System SOP-3 jest tak zaawansowany, że umożliwia również prowadzenie automatycznego nawrotu pociągów na końcach trasy. Maszynista przechodzi do drugiej kabiny, a następnie wjazd na peron odbywa się już automatycznie.
Druga linia warszawskiego metra ma również rozbudowany system kontroli dyspozytorskiej. Dyspozytor może przejąć kontrolę nad pojazdem (np. w przypadku utraty świadomości przez maszynistę) i wydać mu przez system sterowania polecenie, aby pociąg sam dojechał do najbliższej stacji w pełni samoczynnie.
Z Centralnej Dyspozytorni można też pociąg zatrzymać w sposób pewny - uniemożliwiający jazdę maszyniście.
Jak wynika z powyższego opisu system SOP-3 jest w pełni gotowy do w pełni automatycznego sterowania pociągami metra - bez jakiejkolwiek ingerencji maszynisty, a więc i bez jego obecności w kabinie.



Projekt pociągów metra rodziny INSPIRO dla Warszawy był dużym doświadczeniem dla konsorcjum produkującego te pojazdy jako pierwsze z platformy Inspiro. Kolejne pojazdy tej platformy SIEMENS dostarczył między innymi dla metra w Kuala Lumpur, Rijadzie, a w 2018 roku podsiana została umowa na dostawę pociągów metra do Londynu.
Pojazdy rodziny INSPIRO są eksploatoatowane również w bułgarskiej Sofii. W ten projekt 30 sztuk pojazdów jako konsorcjant również został zaangażowany NEWAG z Nowego Sącza. Zasadnicza różnica w podziale kompetencji w tym projekcie była jednak taka, że NEWAG nie świadczył tylko usług montażu, uruchomień i serwisowania lecz był czynnie zaangażowany w proces projektowania tych trójczłonowych pociągów. Około 60% projektu realizowali inżynierowie nowosądeckiego producenta, mając w swoim zakresie projekt wnętrza, układu klimatyzacji, kabin maszynistów, układów elektrycznych i pneumatycznych.

Jeżeli chodzi o same pojazdy to są to trójczłonowe jednostki przystosowane do zasilania napięciem 1500 V DC z napowietrznej sieci trakcyjnej. Posiadają więc na dachu odbieraki prądu (2 sztuki a pojazd). W ścianie czołowej nie ma drzwi ewakuacyjnych. Drzwi pasażerskie są odskowkowo - przesuwne. Człony wyposażone są w klimatyzację z dachowymi agregatami i rozprowadzeniem powietrza po strefie sufitowej jak również strefie podłogowej.
Poniżej kilka zdjęć pociągów INSPIRO Sofia.

 
INSPIRO dla Sofii

 
Przedział pasażerski

 
Stanowisko maszynisty w kabinie





Dane techniczne:
- producent: Siemens Mobility Division
- lata produkcji: od 2009
- szerokość trou: 1435 mm
- długość: 117800 mm
- szerokość: 2740 mm
- poziom podłogi: 1130 mm
- średnica koła: nowe / zużyte: 850 mm / 770mm
- układ osi: Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’+Bo’Bo’+2’2’+Bo’Bo’.
- napięcie zasilania: 750 V DC
- odbiór energii: trzecia szyna
- ilość silników trakcyjnych: 12
- moc ciągła: 1680 kW
- ilość miejsc siedzących / ogółem: 234
- prędkość maksymalna: 90 km/h
- przyspieszenie rozruchu: 1,2 m/s2
- maksymalne opóźnienie hamowania: 1,3 m/s2