Sviluppato come sistema di trasporto dual-mode (DTS), il prototipo DMV è un minibus con ruote retrattili, costruito per l’uso sia su strada che su binari ferroviari. Il DMV funziona su pneumatici in gomma come un normale autobus quando corre su strada. Quando su rotaie, scorre su ruote di guida (guide wheels) situate nella parte anteriore e posteriore del veicolo e pneumatici di trasmissione in gomma (pneumatici interni) nella parte posteriore.

La prima corsa di prova è stata condotta nell’Aprile 2007. Si è stimato il suo costo intorno a $145.000. 

Nelle sue varianti, le capacità di questo veicolo sono di 29 e 18 posti nelle configurazioni “long seat” con posti in piedi, oppure 25 e 16 posti nelle configurazioni “cross seat” con solo posti a sedere.

(FOTO 3 / FOTO 4) La capacità di questo veicolo è 18 (“sedile lungo”) o 16 (“sedile incrociato”). Può essere commutato dalla ferrovia alla strada in 10-15 secondi e utilizzato ars una velocità di circa 60-70 km/h.

(foto 1, veicolo di prova DMV, gennaio 2004) (foto 2, funzionamento su rotaie)

Gli elementi di base di questa riconversione sono:

1) Riduzione costi iniziali e di manutenzione dei veicoli utilizzando Minibus;

2) Uso del GPS e della Radio per uso generale mentre si fa un uso efficace di binari e altre infrastrutture di terra.

3) Aumentare la convenienza e contribuire alla revitalizzazione regionale in una società che invecchia, cercando di sviluppare mezzi con capacità ridotta come gli autobus, per utilizzare senza problemi sia la strada che la ferrovia.

Il Mode Interchange System (“sistema di interscambio di modalità”) consiste in una superficie pavimentata per il passaggio della modalità di funzionamento, da strada a ferrovia o viceversa, basata sul metodo “guida -> ruote guida -> rotaia”. (Figura 2, DMV che utilizza il sistema di scambio di modalità). 

In un processo che dura pochi secondi, le ruote guida (guide wheels) anteriori e posteriori vengono abbassate idraulicamente, sollevando gli pneumatici anteriori in gomma e bloccando lo sterzo. Poiché le ruote guida (guide wheels) guidano il veicolo lungo il binario, non è necessario sterzare; con solo pedali del freno e dell’acceleratore per funzionare. Quando questo è completato, le gomme da strada vengono tirate su. 

Per farsi che l’immersione delle ruote guida all’interno dello scambio avvenga in maniera precisa, garantendo il posizionamento del veicolo, il canale che indirizza le ruote guida, riduce o amplia il suo scartamento a seconda della modalità di transito, da strada a ferrovia o viceversa.

Allo stesso modo, il passaggio dalla ferrovia alla strada avviene in soli 10 secondi in un’area con rotaia e una superficie pavimentata simile a un incrocio. Il veicolo viene preparato per il funzionamento su strada sbloccando lo sterzo, abbassando gli pneumatici anteriori in gomma e riponendo le ruote di guida anteriori e posteriori nella carrozzeria del veicolo.

Inoltre, la sicurezza dei veicoli è diventata una questione importante.

Il Sistema di Controllo del traffico è basato sulla dotazione GPS che comunica con il Centro di Controllo del Traffico, sia ferroviario che stradale.

Per garantire sia le prestazioni di guida che la stabilità di marcia, abbiamo adottato il sistema di controllo della distribuzione del carico sull’assale posteriore (Figura 4, 5). Questo sistema utilizza l’idraulica per mantenere una distribuzione del carico posteriore del 60% sull’asse della ruota motrice in gomma posteriore e del 40% sull’asse della ruota guida posteriore. Inoltre, vengono utilizzati elementi idraulici e supporti per garantire che il carico sull’asse della ruota di guida posteriore rimanga costante indipendentemente dalle condizioni di guida, dai cambiamenti del baricentro durante l’accelerazione e dalla decelerazione o dalle vibrazioni del veicolo. Migliora anche la stabilità di marcia delle ruote guida nei tratti curvi, aumentando sia la larghezza dei pneumatici che l’offset (distanza mm tra piano centrale del cerchio e piano di fissaggio dello stesso) delle ruote in alluminio, ottimizzando il posizionamento delle ruote motrici posteriori in gomma sui binari. (Figura 7)

L’uso degli pneumatici in gomma per la trasmissione su strada e su rotaia aveva un vantaggio: il tempo per cambiare modalità può essere progettato per essere molto inferiore. Ma lo svantaggio è che la durata delle gomme è troppo breve.

Al fine di prolungare l’uso dei pneumatici in gomma per trasmissione di potenza, è stato determinato che il rapporto tra il peso sui pneumatici di trasmissione di potenza posteriori e le ruote di guida in acciaio dovrebbe essere del 60% sui pneumatici contro il 40% sulle ruote in acciaio di guida (sistema di controllo costante).

(Figura 10) In più, il sistema di controllo della distribuzione del carico sull’asse posteriore (controllo del carico variabile sull’asse) mantiene la potenza motrice ottimale per gli pneumatici di trazione posteriori in gomma in base a condizioni di guida o slittamento dello pneumatico di trazione posteriore, applicando l’intero resto del carico sulle ruote posteriori in ferro. Ciò si traduce in un’ulteriore riduzione dell’usura e maggiore sicurezza in relazione al deragliamento delle ruote posteriori in ferro.

E’ stato sviluppato un metodo per massimizzare la capacità di carico attraverso il funzionamento accoppiato. 

I metodi di accoppiamento sviluppati sono l’accoppiamento con orientamento in avanti (Figura 8, Foto 6) e l’accoppiamento con l’orientamento inverso (Figura 9, Foto 7).

(1) Accoppiamento con orientamento in avanti

Entrambi i veicoli sono orientati nello stesso modo, utilizzando efficacemente la potenza motrice di entrambi i veicoli. Viene sviluppato un sistema di controllo per sincronizzare freni e acceleratori di tutte e 2 le vetture.

(2) Accoppiamento con orientamento inverso

Le vetture hanno tutte e 2 il posto di guida. quindi la posizione del guidatore si può cambiare facilmente quando il veicolo circola su rotaia. Poiché la marcia indietro di una vettura su lunghe distanze ad alta velocità può portare a problemi di trasmissione, la trasmissione del veicolo trainante viene scollegata con un dispositivo appositamente sviluppato e azionata come un rimorchio.

Il DMV può essere introdotto utilizzando l’infrastruttura esistente. Ciò riduce i costi iniziali per l’acquisto di veicoli e infrastrutture di terra, i costi di esercizio come il volume di carburante consumato e i costi di manutenzione per veicoli e rotaie.

La ferrovia è una modalità di trasporto lineare mentre le strade consentono la copertura dell’area. Oggi, passare da una modalità all’altra richiede un cambio di veicolo. Il DMV elimina questo cambio di veicoli, rendendo possibile raggiungere la propria destinazione senza cambio, con maggiore comodità.

Il DMV non solo migliorerà la situazione gestionale per le linee di trasporto locale, ma potrà anche svolgere un ruolo nel contribuire alla rivitalizzazione regionale come nuovo sistema di trasporto che genera nuova domanda di accesso ad aeroporti e aree turistiche e fornisce un’alternativa alle Light Rail Transit (le ferrovie leggere o ridotte, come le metrotranvie) o all’estensione di linee ferroviarie esistenti.

La ferrovia è un mezzo di trasporto lineare o intercity, mentre la strada è un mezzo di trasporto “aereo” o di rete locale. Il nostro DMV può eliminare tali inconvenienti per i pendolari e consentire ai passeggeri di raggiungere direttamente le loro destinazioni. Pertanto, questo sistema fornirà agli utenti DMV un accesso più facile alle destinazioni e alle fermate DMV e servizi più privi di barriere e convenienti.

Con la possibilità di circolare su rotaia nel tratto ferroviario, il sistema DMV può consentire agli utenti di raggiungere tempestivamente una destinazione rispetto a chi viaggia sulla strada di congestione, caratterizzata da puntualità e affidabilità ferroviaria

Oltre al vantaggio di soddisfare le esigenze dei vari utenti, il sistema può fornire molti possibili percorsi percorribili, uno dei quali può essere selezionato in caso di disastro con un’elevata mobilità.

In questo DTS, è importante utilizzare in modo efficiente il livello attuale di infrastruttura e ottenere servizi di trasporto a basso costo. A tal fine, identifichiamo e coordiniamo le problematiche nelle ordinanze relative all’uso pratico del sistema concentrandoci sulla sicurezza.

In effetti, ci sono molti problemi per utilizzare in modo efficiente questo DMV come mezzo di trasporto in conformità con ciascuna regione. Nel frattempo, è il più importante esaminare come incoraggiare il sistema DMV nel tentativo di costruire reti di trasporto locale affidabili in futuro sulla base di utenti locali, amministrazione e imprese ferroviarie combinate in mezzo a utenti ferroviari in calo a causa della diminuzione del tasso di natalità, di una nuova società e di una più alta tariffa delle singole auto private. Per raggiungere questo obiettivo, considerando lo scarso utilizzo dei servizi ferroviari, l’ambiente di gestione severo delle imprese ferroviarie, le dure condizioni finanziarie dell’amministrazione, gli utenti locali dovrebbero condividere le opinioni sui mezzi di trasporto per le loro ferrovie, le ferrovie regionali e il restauro regionale, mentre le imprese ferroviarie dovrebbero fare il massimo sforzo per migliorare i servizi. Si ritiene inoltre importante che l’amministrazione promuova la guida e il supporto delle reti di trasporto in una nuova area di sviluppo intraprendendo vari lavori che gli utenti e le imprese ferroviarie non possono eseguire.

Dal 2007, il DMV è stato utilizzato in prova sulla linea Senmo, in Hokkaido, tra le stazioni di Hamakoshimizu e Mokoto. La velocità massima di esercizio sui binari è di 70 km/h.