Новые виды транспорта

тыс. км, в то время как для традиционных поездов на локомотивной тяге он

составляет 300 тыс. км.

В этих депо обслуживают поезда с концевыми моторными вагонами (ICE1,

ICE2) и поезда с распределенной тягой (ICE3, ICE-T). Длина ремонтного цеха

составляет 400 м, что соответствует максимальной длине поезда и стандартной

в Европе длине платформы.

Коммерческим аргументом в пользу применения моторвагонных поездов с

распределенной тягой является увеличенная полезная длина. Если бы поезд

ICE3 длиной 200 м и мощностью 8 МВт не был с распределенной тягой, ему

потребовалось бы два моторных вагона по концам. При этом полезная длина

уменьшилась бы на 30 м (15 %), что означает потерю полезной длины

пассажирской платформы и уменьшение числа продаваемых пассажирских мест.

Даже при одном моторном вагоне в головной части и ограничении максимальной

мощности поезда 6 МВт была бы значительная потеря пассажирских мест по

сравнению с моторвагонным той же длины.

Поезд длиной 200 м, ведомый локомотивом и составленный из двухэтажных

вагонов, по самым приближенным расчетам на 10 % дороже в изготовлении, чем

поезд такой же длины из обычных вагонов. При этом число мест для сидения

больше на 20 %, чем в обычном поезде.

На Тайване, например, потребовалось при коротких пассажирских

платформах максимально увеличить число мест в поезде. В европейском

варианте (Alstom/Siemens) эту проблему предлагалось решить путем

использования двухэтажных поездов с концевыми моторными вагонами, в

японском — за счет моторвагонных поездов с вагонами увеличенной ширины

(пять мест в ряду). Вариант двухэтажных поездов с распределенной тягой и

еще бульшим числом мест был признан нереальным из-за дефицита свободного

пространства под кузовами вагонов для размещения оборудования.

К недостаткам двухэтажных поездов в высокоскоростном движении следует

отнести:

. увеличенную нагрузку на ось;

. большой объем вытесняемого воздуха при движении в тоннелях;

. увеличенную боковую поверхность, воспринимающую ветровую

нагрузку.

В высокоскоростном движении наметилась тенденция к использованию

моторвагонных поездов. При разработке ICE3 руководствовались теми же

соображениями, что и в начале 1970-х годов, когда создавался моторвагонный

электропоезд серии 403: высокая скорость и соответствующая ей аэродинамика,

повышенная мощность при хорошем сцеплении за счет большого числа моторных

осей, комфортность.

Япония с самого начала разработки системы Синкансен ориентировалась на

поезда с распределенной тягой, в то время как во Франции предпочтение

отдали поездам TGV с концевыми моторными вагонами. Однако там тоже ведутся

работы над высокоскоростным моторвагонным поездом AGV.

В дизель-поездах большим недостатком является вибрация, передаваемая

кузову от дизеля. К этому добавляется шум вентиляторов, которые охлаждают

тяговые преобразователи, размещенные, как и дизель, под кузовом.

Для эксплуатационных служб поездб на локомотивной тяге более удобны с

точки зрения изменения составности в зависимости от колебаний

пассажиропотока. В них пассажиры в поисках свободного места могут

беспрепятственно проходить через весь состав, что невозможно в

моторвагонных поездах, составленных из двух и более секций.

Для моторвагонных поездов и челночных, имеющих концевой вагон с кабиной

управления, большое значение имеют поперечные ветровые нагрузки, величина

которых при повышенной скорости и малой массе поезда становится опасной. В

наибольшей степени ветровым нагрузкам подвержены японские поезда Синкансен,

имеющие осевую нагрузку 12 т. Стесненные габариты тоннелей на их линиях

потребовали поиска аэродинамически оптимального решения лобовой части

поездов. Узкий и удлиненный обтекатель облегчает прохождение тоннелей.

Однако при движении на открытых участках под действием бокового ветра на

нем возникает «эффект крыла», в результате которого аэродинамическая

подъемная сила разгружает переднюю тележку.

В Японии при создании поездов Синкансен стремятся к максимальному

облегчению конструкций. В первые годы на линиях Синкансен имели место

серьезные проблемы с состоянием верхнего строения пути. Это в основном

объяснялось низким качеством щебеночного балласта при большой интенсивности

движения высокоскоростных поездов.

Сейчас на линиях Синкансен используется путь на жестком основании. Для

уменьшения осевых нагрузок поезд серии 700, состоящий из 11 вагонов,

выполнен с 36 моторными осями, причем тяговая мощность составляет лишь 275

кВт на одну ось. Эта мера, направленная на сохранение верхнего строения

пути, усложняет конструкцию подвижного состава. Хотя производство больших

партий моторно-редукторных блоков более выгодно, в то же время

увеличивается объем монтажа, а в эксплуатации увеличиваются затраты на

техническое обслуживание и увеличивается вероятность повреждений. Другой

крайностью с точки зрения концепции привода для такого поезда мощностью 9,9

МВт было бы использование двух четырехосных концевых моторных вагонов, как

в поезде ICE1. При этом длина поезда увеличилась бы с 280 до 310 м при

одном и том же числе мест.

Приведенные аргументы еще не позволяют сделать окончательный вывод о

том, какой концепции тягового привода следует отдать предпочтение. В связи

с этим дается сравнение двух реальных поездов, выполняющих одинаковую

работу в близких эксплуатационных условиях, имеющих одинаковый годовой

пробег и сравнимые концепции технического обслуживания. Для этого

использованы данные DBAG и результаты исследований консалтинговой компании

DE-Consult.

Целью сравнения является выбор поезда с более высокой экономической

эффективностью, для чего сравнивали расходы LCC поезда ICE2 с концевыми

моторными вагонами и ICE3 с распределенной тягой. Наиболее важные для

сравнения технические данные приведены в табл. 8.1.

Таблица 8.1. Технические данные сравниваемых поездов

|Параметр |Сравниваемые поезда |

| |ICE2 |ICE3 |

|Мощность, МВт |2 х 4,8 |16 |

|Масса тары, т |814 |900 |

|Длина поезда, м |385 |398 |

|Полезная длина, м |306 (80 %) |341 (86 %) |

|Число мест для сидения без учета|927 (28 % в |1124 (27 % в первом|

|ресторана |первом классе) |классе) |

|Шаг расположения сидений, м: | |

|первого класса |1,15 |

|второго класса |0,94 |

|Затраты на поезд, % |100 |118 |

|Удельные затраты на место для |100 |98 |

|сидения, % | | |

Стоимость поезда с распределенной тягой выше, чем с концевыми моторными

вагонами. Однако из-за большего числа мест в этом поезде почти сохраняется

равновесие с точки зрения затрат на одно место, так как разница в 2 % лежит

в пределах полосы разброса результатов.

Для сравнения необходимо рассмотреть также и другие факторы. Затраты на

приобретение подвижного состава (капитальные) составляют всего лишь около

20 % LCC. Если пренебречь расходами на утилизацию, которые потребуются

через 25 или более лет, то получается, что 80 % LCC приходятся на

эксплуатацию и техническое обслуживание. Результаты сравнения приведены в

табл. 8.2.

Т а б л и ц а 8.2. Сравнение затрат жизненного цикла

|Параметр |Сравниваемые |

| |поезда |

| |ICE2 |ICE3 |

|Срок службы, лет |25 |

|Годовой пробег, тыс. км |550 |

|Капитальные затраты, % LCC |20,2 |21,5 |

|Затраты на эксплуатацию без учета расхода энергии, |100 |104 |

|% (%LCC) |(47,5) |(44,9) |

|Затраты на энергию, % (%LCC) |100 |125 |

| |(11,3) |(13,5) |

|Затраты на техническое обслуживание, % (%LCC) |100 (21)|105 (20)|

|Общие LCC, % |100 |110 |

|Удельные LCC на место для сидения, % |100 |91 |

По предварительным расчетам, потребление электроэнергии более мощным

поездом с распределенной тягой, а также расходы на его текущее содержание

выше из-за большего числа тяговых двигателей и увеличенной

пассажировместимости. Хотя общие LCC поезда с распределенной тягой на 10 %

выше, они покрываются за счет более высоких доходов, обусловленных бульшим

числом мест. В качестве окончательного результата сравнения может служить 9

%-ный выигрыш в пользу поезда с распределенной тягой по удельным LCC на

одно пассажирское место.

Несмотря на полученные расчетным путем и приведенные в таблицах

результаты для поездов семейства ICE, каждый конкретный случай выбора

должен рассматриваться отдельно с учетом всех местных условий и параметров,

таких, как скорость движения, расстояние между остановками, топография

линий, величина пассажиропотока, возможности изготовления, ремонта и

текущего технического обслуживания в стране использования. Для поездов на

локомотивной тяге более удобна давно сложившаяся система технического

обслуживания в локомотивных и вагонных депо.

Компактный монтаж электрооборудования в локомотиве проще, чем при его

распределении по всей длине под кузовами вагонов в моторвагонном поезде.

Для технического обслуживания полносоставных моторвагонных поездов в депо

нужны цеха большой длины. Опыт показывает, что эффективность технического

обслуживания значительно выше при проведении его на комплектном поезде, чем

повагонно.

Вагоны поездов ICE3 и ICE-T изготавливают в Германии разные компании,

объединенные в консорциум. Формирование поездов происходит лишь на путях

испытательного центра компании Siemens в Вегберг-Вильденрате.

Для поездов, используемых в дальнем сообщении, требование повышенной

силы тяги при трогании (как у поездов S-Bahn) не является обязательным.

Однако здесь должна быть обеспечена избыточная сила тяги при выходе на

максимальную скорость или движении на подъемах до 40 ‰. Достижение

необходимой силы тяги связано с проблемой использования сцепления, которое,

в свою очередь, зависит от осевой нагрузки в поездах на локомотивной тяге и

от числа моторных осей в моторвагонных поездах. Эти проблемы успешно

решаются благодаря использованию средств современной силовой электроники и

надежной защите от юза и боксования. При этом достаточной является мощность

1,4 МВт на ось локомотива (концевого моторного вагона) или 0,5 МВт на ось

моторвагонного поезда.

Поезда ICE1 и ICE2 с концевыми моторными вагонами, с распределенной

тягой ICE3 и ICE-T из вагонов с наклоняемыми кузовами появились в

последние 10 лет. В настоящее время они представляют собой семейство

поездов высокого класса, используемых в дальних сообщениях. Каждый из них

имеет свою нишу на рынке транспортных услуг: ICE1 большой

пассажировместимости используется на протяженных маршрутах, ICE2 на более

коротких, ICE3 там, где требуется наибольшая максимальная скорость и

имеются уклоны до 40 ‰, а ICE-T наиболее удобен на относительно старых

линиях с большим числом кривых.

В грузовых перевозках на сегодняшний день альтернативы локомотивной тяге

нет.

9.Комбинированные системы общественного рельсового транспорта

Исторически сложилось так, что на наземный рельсовый транспорт в

настоящее время приходится относительно малая доля внутригородских

пассажирских перевозок. В Европе и Америке он не выдержал конкуренции со

стороны частных автомобилей. Так, в настоящее время трамвайные сообщения

функционируют примерно в 300 городах мира, тогда как между первой и второй

мировыми войнами число таких городов было в 2 раза бульшим.

Первые линии городского рельсового транспорта появились в Нью-Йорке в

1852 г., затем в Париже в 1853 г. Они проходили по улицам на уровне земли,

не обособлялись от прочего уличного движения. Однако последние линии

трамвая в Париже были закрыты в 1937 г., в Лондоне в 1961 г., чему

способствовало наличие разветвленной сети метрополитена и автобусных

маршрутов.

В настоящее время самым "трамвайным" городом мира является Санкт-

Петербург. Ежегодно 2000 поездов трамвая перевозят по линиям общей

протяженностью более 700 км около 1 млрд. пассажиров. На втором месте

находится Москва с 1000 поездами трамвая, протяженностью линий 450 км и

объемом перевозок около 400 млн. пассажиров в год. Трамвайные сообщения

распространены в основном в городах Восточной и Центральной Европы.

Наибольшим числом городов с трамвайным сообщением располагает Германия:

здесь трамваи есть в 52 городах, причем в 20 из них численность населения

не превышает 200 тыс. чел.

Городские администрации постепенно возвращаются к признанию

общественного, особенно рельсового транспорта как действенного средства

решения все осложняющихся транспортных проблем, важнейшей из которых

является перегрузка улиц автомобилями, ведущая к образованию заторов,

следовательно, к увеличению времени поездки, и загрязнению воздуха

выхлопными газами. На первом этапе в столицах и крупнейших городах разных

стран мира в расширяющихся масштабах строились линии подземного

метрополитена. Затем и в менее крупных городах стали создавать сети

метрополитена облегченного типа, линии которого частично проходили на

уровне земли. И, наконец, в последнее время обратили внимание на трамвай,

стоимость инфраструктуры и подвижного состава которого существенно ниже,

чем метрополитена. Признаны такие достоинства трамвая, как высокая

провозная способность и скорость движения поездов (при выделении

обособленных полос), а также экологическая чистота (при принятии мер по

уменьшению шумового воздействия на окружающую среду). Таким образом,

возникли условия для возвращения трамвая в города.

В течение последних лет трамвай появился впервые или возродился

примерно в 30 городах более 10 стран мира. До конца 2000 г. будет открыто

еще более 10 трамвайных сетей, и до 100 проектов рассматриваются на пяти

континентах, особенно в Азии, где потребности в общественном транспорте

наибольшие. Однако в реальном осуществлении проектов лидируют США, где

создаются 12 сетей, Франция (10) и Великобритания (4).

Система трамвай - поезд

Транспортные администрации многих городов Европы и Америки в последнее

время стали проявлять интерес к концепции использования в общественном

транспорте для перевозок между центром города и пригородами или между

центрами близлежащих городов подвижного состава, способного обращаться по

линиям как трамвайным, так и магистральных железных дорог. Концепция таких

комбинированных транспортных систем получила название "трамвай- поезд"

(tram- train). Еще 10 лет назад о ней мало кто задумывался, несмотря на то,

что по большей части колея трамвайных и железнодорожных сетей одинаковая и

технические проблемы в принципе преодолимы.

Обе системы рельсового транспорта имеют сходный по конструкции путь и

основаны на общем принципе использования сцепления в системе колесо- рельс.

Однако они традиционно были полностью отделены друг от друга и

эксплуатировались по-разному, так что вопрос об их хотя бы частичном

объединении никогда не возникал.

В то же время в ряде случаев возникал вопрос другого плана- о

возможности пропуска поездов трамвая по неиспользуемым или мало

используемым путям пригородных железнодорожных линий, что позволяло бы

жителям ближайших пригородов без пересадки попадать в центр города.

Подобным же образом пригородные поезда могли бы заходить в центр города по

путям трамвайных линий. Такое сочетание двух видов общественного рельсового

транспорта с совместным использованием инфраструктуры было бы весьма

полезным для повышения эффективности работы общественного транспорта и

создания дополнительных удобств для пассажиров при условии, естественно,

решения сопутствующих проблем.

Потенциальный рынок для транспортных систем трамвай- поезд, судя по

прогнозам и первым результатам реализации указанной концепции, имеет

благоприятные перспективы развития. В Германии примером расширения

трамвайной сети за счет железнодорожных путей служат Карлсруэ и

Саарбрюккен, в Великобритании- Манчестер. Уже есть опыт международного

сотрудничества в данной области: по этой концепции функционирует

транспортная связь между Саарбрюккеном, Германия, и Саргемином, Франция.

Прорыв в указанном направлении произошел во второй половине 1980-х

годов, когда муниципалитет города Карлсруэ, Германия, обратился к

руководству железных дорог Германии (DBAG) с просьбой рассмотреть вопрос о

пропуске поездов трамвая по примерно 20 км пригородной линии. Администрация

городского транспорта Карлсруэ (AVG) эксплуатировала в то время 49 км

внутригородских трамвайных линий. Первыми шагами стали приобретение у DBAG

участка неиспользуемой грузовой линии длиной в несколько километров и

реконструкция его для пассажирского движения. Через 4 года, в ноябре 1998

г., после исследований и испытаний AVG и DBAG подписали соглашение,

утвержденное соответствующими властями, об условиях совместной эксплуатации

участка Карлсруэ- Бреттен. Движение поездов трамвая по этому участку было

открыто в сентябре 1992 г. Эта транспортная система получила название

CityLink.

Общая длина системы CityLink несколько превышает 30 км. Она включает

6,4-км линию трамвая в пределах города Карлсруэ, новую, специально

построенную соединительную линию длиной 2,8 км и эксплуатируемый участок

DBAG длиной 21 км до Бреттена; по последнему участку движение обычных

пассажирских и грузовых поездов продолжается, как и ранее. В системе

используется подвижной состав на две системы тягового электроснабжения:

трамвайную 750 В постоянного тока и железнодорожную 15кВ, 162/3Гц

переменного тока

Общая численность населения зоны, охватываемой CityLink, составляет

более 500 тыс. чел., в том числе 270 тыс. жителей Карлсруэ. За истекшее с

момента открытия время объем перевозок новой транспортной системы

увеличился почти в 2 раза.

В 1996 г. подобным же образом было организовано движение поездов

трамвая по путям DBAG в другую сторону от Карлсруэ- до Баден-Бадена.

Через 5 лет после Карлсруэ система комбинированного рельсового

транспорта была открыта в Саарбрюккене, городе с населением 250 тыс. чел. В

сентябре 1997 г. введена в эксплуатацию транспортная система Saarbahn

длиной 19 км в южном от Саарбрюккена направлении, из которых 1 км проходит

по территории Франции (от границы до Саргемина). Успешная эксплуатация

первой в мире международной связи по системе трамвай- поезд побудила

соответствующие органы к разработке других подобных связей между городами

Германии, Франции и Бельгии (Мюлуз- Фрайбург, Страсбур- Кель, Лилль- Турне

и т. п.).

Реализация проекта в Саарбрюккене заняла меньше времени, чем в Карлсруэ

(5 лет вместо 8), несмотря на дополнительные проблемы, связанные с

пересечением границы и постройкой нового участка длиной 5 км. Ее успех

способствовал развертыванию работ к северу от Саарбрюккена, где система

Saarbahn будет состоять из 11-км участка линии DBAG и нового участка длиной

14 км. Есть план связать немецкий город Гершвайлер, также в земле Саар, с

французским Форбахом. Таким образом, в Сааре будет создана сеть

транспортных систем трамвай- поезд, обслуживающая регион с населением более

1 млн. чел.

За первый год эксплуатации системы Saarbahn (рис. 9.1) в 250-местных

поездах постройки компании Bombardier перевезено 8 млн. пассажиров, т. е.

на 20 % больше, чем перевозили годом ранее по указанному маршруту поезда

трамвая, DBAG и автобусы, вместе взятые.

[pic]

Рисунок 9.1. Поезд транспортной системы Saarbahn в Саарбрюккене

Среднесуточный объем перевозок на 10 % превысил прогнозировавшийся.

Доля системы в общем пассажиропотоке достигла 50 %, в то время как ранее

доля пригородных поездов DBAG не превышала 10 %.

Около 20 городов Германии, имеющих трамвайные сообщения, проявили

интерес к сотрудничеству с DBAG, другими железнодорожными операторами,

компаниями- изготовителями подвижного состава в создании аналогичных

транспортных систем. Полагают, что система трамвай- поезд оптимальна для

транспортного обслуживания регионов с населением порядка 500 тыс. чел.

По мере того как системы комбинированного рельсового транспорта

приобретали признание в качестве полноправных участников процесса

пассажирских перевозок наряду с традиционными системами, прояснялись

возникающие вопросы и находились ответы на них, но одновременно повышались

требования со стороны причастных транспортных администраций. Компании-

операторы стараются решать проблемы совместимости полностью независимых,

различных с технической точки зрения и по-разному управляемых транспортных

систем на одной инфраструктуре. По общему мнению, согласования технических

параметров подвижного состава, постоянных сооружений и устройств,

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7