Введение
Актуальность темы исследования. Экономика России, стран СНГ и любого современного государства не может успешно функционировать без развитого железнодорожного транспорта. По мере углубления реформ и дальнейшего развития рыночных экономических отношений в России осуществляется увеличение протяженности и модернизация технического оснащения сети железных дорог. Переоснащение основных объектов сети -железнодорожных участков, направлений, узлов, станций и вокзалов выполняется на базе современных информационных технологий, повышения скоростей движения пассажирских и грузовых поездов, сокращения времени поездок пассажиров и сроков доставки грузов.
Программы модернизации железных дорог России и нового железнодорожного строительства направлены на удовлетворение потребностей населения и предприятий разных форм собственности в перевозках, повышение конкурентоспособности железнодорожного транспорта, освоение новых территорий Урала, Сибири и Дальнего Востока, их промышленного, социального и культурного развития. Приоритетная роль в решении этих проблем принадлежит реконструкции существующих железнодорожных направлений для организации движения пассажирских и других срочных поездов с повышенными скоростями движения, а на специализированных линиях (коридорах) при ограниченном уровне инвестиций обеспечивать перевозки с достаточно высокими скоростями. Необходимо, однако, с целью повышения конкурентоспособности железных дорог и удовлетворения спроса населения на перевозки большее разнообразие вариантов по выбору пассажирами времени поездки, типа поездов и вида вагонов, по набору предоставляемых услуг. Особенно актуальны эти проблемы в международных и внутренних транспортных коридорах.
Проблема скорости пассажирских, ускоренных контейнерных и других поездов напрямую связана с затратами наиболее дорогостоящего ресурса транспорта — пропускной способностью при высоком уровне надежности, безопасности технического комплекса. Ведущая роль в решении этой проблемы принадлежит интервальному регулированию потока поездов и в особенности скоростного и высокоскоростного пассажирского поездопотока, созданию системы резервирования надежности и безопасности при выполнении необходимого уровня комфортности и престижа железных дорог на рынке пассажирских и товарных транспортных услуг. Учитывая остроту этих проблем, требования к точному соблюдению сроков поездок, к качеству транспортной работы, научно-техническому уровню железнодорожной системы в условиях конкуренции других видов транспорта значительно возрастают.
Эти и другие факторы определяют актуальность организационного, информационного, математического и экономического обеспечения пассажирских и ускоренных грузовых перевозок в транспортных коридорах, в том числе международных сообщениях. Интеграция транспортной системы России и стран СНГ в мировую транспортную систему способствует, как известно, решению собственных текущих и долгосрочных внутриэкономических
проблем, улучшению хозяйственных связей между регионами и соседними странами, повышению конкурентоспособности отечественных транспортных коммуникаций, стимулированию транзитных перевозок, формированию международных и внутренних транспортных коридоров (МТК, ВТК) исходя из национальных интересов.
Европейский и отечественный опыт показывает, что рентабельность должна быть пропорциональна скорости, а высокие скорости окупаются в течении 3-4х лет (Франция - линии ТЖВ и другие страны). Скоростные железные дороги повышают мобильность различных групп населения, увеличивают число поездок с информационной и деловой направленностью, ускоряют оборачиваемость товаров срочной доставки.
Задача формирования основной схемы скоростных магистралей России, стран СНГ" (во взаимосвязи с европейской схемой) в последние годы начинает приобретать практическое значение.
В Москве в июне 1993 г. на совещании экспертами Управлений дорог была поставлена задача создания «кольца» соединений в России, в Центральной и Восточной Европе, охватывающего города Санкт-Петербург, Москву, Киев, Минск, Варшаву, Бухарест и создания системы быстрых железнодорожных сообщений внутри этого кольца, совпадающей с высокоскоростной сетью Западной Европы.
На территории России сложились транспортные коммуникации, на которых концентрируются внешние и внутренние грузо- и пассажиропотоки; перевозки пассажиров, следующих в международных сообщениях. На этих направления создана, как правило, развитая транспортная инфраструктура, и прежде всего железнодорожная, имеющая общегосударственное значение. К этим направлениям относятся железнодорожные коммуникации Север — Юг и Запад — Восток.
Масштабный экономический интерес России и стран СНГ представляют транспортные коммуникации, обеспечивающие транзитные перевозки в направлении Запад - Восток. Ключевая роль в этом принадлежит Транссибирской железнодорожной магистрали. Программа развития железнодорожного транспорта России и роста скоростей пассажирского движения, как в рамках скоростных международных коридоров, так и по многим региональным транспортным коридорам и линиям имеет возрастающую актуальность. На большинстве линий параметры организации скоростного движения будут не одинаковыми.
Проблема интервального регулирования и резервирования скоростного пассажирского и грузового движения входит в состав комплексных проблем организации движения на перспективу 2005 - 2015 годов. Актуальность этой проблемы связана также и с тем, что она включается в разработку новых требований к графику движения пассажирских и грузовых поездов, установлению необходимых резервов пропускных способностей и обеспечения надежности и безопасности пассажирского и грузового движения.
В связи с развитием фундаментальных и прикладных наук и использованием их достижений в народном хозяйстве, на железнодорожном
транспорте России созданы объективные предпосылки расширения проблем скоростных и высокоскоростных линий с обеспечением высокого уровня комфорта, надежности и безопасности. Среди населения поездки по железной дороге идентифицируются с маловероятным уровнем риска для жизни и здоровья пассажиров. Этот фактор во многом предопределяет популярность пассажирских поездов в удовлетворении спроса на поездки и эта популярность должна быть не уменьшена на скоростных и высокоскоростных линиях.
Актуальность проблемы определяется тем, что повышение скоростей входят в государственные программы России, и они решаются в настоящее время, и будут решаться в ближайшем будущем, в диссертации разрабатываются такие вопросы как установление закономерностей транспортного потока при росте скоростей движения как на обычных, так и на скоростных специализированных линиях (внутренних и международных транспортных коридорах), обобщается опыт скоростного движения за рубежом и на сети железных дорог России, разрабатываются методы параметрической декомпозиции систем интервального регулирования без резервирования и с резервированием, для которых проблема защиты временем и расстоянием попутно следующих поездов в пакете имеет определяющее значение и самостоятельный характер, поскольку существующая (традиционная) методика дает значения защитных (блокирующих) параметров, величина которых обратно пропорциональна скорости, что противоречит задаче роста скоростей. Ресурс пропускной способности в системе интервального регулирования при различных диапазонах роста скоростей должен также возрастать пропорционально росту скорости и блокирующих величин гарантированного обеспечения безопасности.
Решение этих вопросов соответствует принятым Программам Правительства РФ и в том числе «Основным направлениям развития и социально-экономической политики железнодорожного транспорта на период до 2005 года» (М., Ротапринт МПС, 1996, - 76с.) и Программе «Скорость».
Степень научной разработанности проблемы. Рост скоростей до уровня их значений в международных скоростных железнодорожных коридорах сравнительно новая задача, которая поставлена Государственной Программой «Скорость» в конце 90-х годов с переходом экономики России к рыночным отношениям. Это объясняется, , во-первых, тем что необходима системная реализация повышенных скоростей в пассажирском и грузовом движении, обеспечения высокоскоростных коридоров гарантированной безопасностью движения при светофорных и электронных резервированных системах регулирования движения и, во-вторых, предшествующий отечественный опыт исходил в основном из скорости до 200 км/ч (линия Москва - Санкт-Петербург). Необходимость роста скоростей объясняется еще и тем, что по меньшей мере РЖД входят в девять международных коридоров ОСЖД/ЭСКАТО ООН и Панъевропейских (Критских) коридоров, в т.ч. таких по протяженности как Москва - Н. Новгород - Свердловск - Омск - Новосибирск - Тайшет -Красноярск с разветвлением до Вани но и Находки (первый коридор).
Речь идет таким образом о научной проработке проблем, критериев и моделей системной организации скоростного движения в транспортных
коридорах и линиях с использованием международного и отечественного опыта. Вопросы управления скоростными линиями рассматривались в работах В.И.Арсенова, А.А.Гинева, Н.И.Громова, С.В.Доминина, А.Н.Ефанова, А.А.Зайцева, С.М.Резера, Е.А.Сотникова, С.С.Жаброва, Ю.В.Дьякова, Л.Б.Миротина, В.А.Персианова, В.М.Лисенкова, И.Г.Тихомирова, Ф.П.Кочнева и др. В области создания и развития систем ИРДП известны работы отечественных ученых А.И.Шишлякова, Б.Л.Кровацкого, Н.Ф.Пенкина, В.М.Лисенкова, A.C.Переборова, Вл.В. и В.В.Сапожниковых, В.И.Шелухина и др.
Развитию скоростных систем и повышению их роли в управлении и в экономике занимались известные исследователи: Д.Бенсон, Л.Воске, М.Бруке, Х.Кайндрэд, Д.Нэпи, Д.Уайтхез, Р.Харрисон, Д.Холт, Д.Хитшникал, В.Ренерт и другие.
Необходимость решения проблем скоростного движения была сформулирована на международных конференциях по транспорту (Крит, 1994г.; Хельсинки, 1997г.; Евроазиатская конференция Санкт-Петербург, 1998, 2000 г.г.), на которых определены конкретные транспортные коридоры Восток-Запад и Север-Юг, выработаны исходные концепции роста скоростей. Участие в конференциях принимали также Министры транспорта России и евроазиатских стран.
Автор настоящей диссертации получил возможность изучать опыт скоростного движения на стажировке в Германии в высшей школе Г.Магдебурга (1997г.).
Цель исследования - разработать методики расчета критериев точности и безопасности выполнения траекторий движения скоростных поездов, определить потерю скорости движения поездов в транспортном потоке в связи с возможными переходами от стационарного режима к режиму движения с пониженными скоростями на основе решения задачи математической теории транспортных потоков. Установить ресурсный подход к защите (блокировке) попутно следующих поездов путем резервирования межпоездного расстояния, рассмотреть системы интервального регулирования движением поездов (ИРДП) как гибкие системы светофорного и электронного регулирования, предложить методику расчета пропускной способности транспортных коридоров в попутном направлении по главным путям, .величина которой пропорциональна величине скорости, плотности потока и времени работы коридора, причем скорость и плотность потока должны быть изолированными параметрами расчета скорости доставки грузов.
Задачи исследования определяются поставленной в теме диссертации целью выполнения работы. Эти задачи сводятся к следующему:
- анализ отечественного и зарубежного опыта организации скоростного движения и реализации повышенных скоростей; дать оценку экономических параметров скоростных поездов в виде карт критических соотношений.
- установить основные эксплуатационно-технические параметры системы ИРДП при светофорных системах 3/3 и 4/4 без резервирования и с резервированием, а также схемы электронной (без светофорной) системы ИРДП.
- установить критериальные требования к выполнению 1раекторий движения скоростных поездов с использованием теории ошибок и многочленов Эрмита.
- рассмотреть взаимодействие попутно следующих поездов и предложить методику расчета понижения скорости поездов в потоке на основе решения задачи, поставленной математической теорией транспортных потоков (численное определение величины к) и определить в среднем реализуемую скорость потока поездов.
предложить методику определения пропускной способности как совокупною ресурса транспортного коридора, пропорционального величине средней скорости, средней плотности потока и времени работы коридора (линии), причем эти параметры должны согласовываться (не противоречить, быть изоморфными) сроку поездки пассажиров и времени доставки товаров.
В соответствии с поставленными целями и задачами на защиту выносятся следующие вопросы:
1 .Концепция, в соответствии с которой в скоростном движении защитными (блокирующими) ресурсами поездов в потоке являются межпоездное расстояние и время (интервал). В связи с возможными отклонениями от стационарного режима движения эти переменные могут резервироваться одним или несколькими блок-участками (светофорные системы ИРДП) или иметь резерв межпоездного расстояния - электронные системы ИРДП.
2.Регламентация точности выполнения траекторий движения скоростных поездов с использованием многочлена Эрмита. Поскольку этот парамeip качества транспортных услуг экспонируется во внешней среде, точность может быть предметом государственного лицензирования, а технология скоростных коридоров железных дорог отнесена к высокоточным технологическим процессам.
3.Решение уравнений Ф.Хейта в математической теории транспортных потоков, в результате которого определена величина к - потеря скорости в транспортом потоке, рассчитана средняя скорость и коэффициент регулирования потока.
4.Методика расчета пропускных способностей в каждом из попутных направлений главных путей транспортного коридора, величина которых прямо пропорциональна средней скорости потока, его плотности и времени работы коридора. Зависящие переменные согласуются (изоморфны) основным переменным при расчете времени поездки пассажиров и сроков доставки грузов.
Объект исследования — основные параметры регулирования скоростных железнодорожных коридоров.
Предмет исследования - режимы работы, регулирования, пропускная способность, защитные ресурсы поездов в потоке железнодорожных транспортных коридоров.
Теоретико-методологической основой диссертационной работы является системный анализ скоростного движения, дифференциальные уравнения движения (разгона, торможения) поездов, теория ошибок и многочлены Эрмита, математическая теория транспортных потоков, теория расчета пропускных
способностей на железнодорожном транспорте. Использовались научно-методические издания MI 1С по режимам движения поездов при росте скорости, по безопасности движения и графикам движения MI 1С.
Эмпирическая баш нсс^ушданиц включает анализ скоростного движения на линии Санкт-Петербург Москва» практическая стажировка в Германии (Магдебург, Стендаль), участие и учебно-методических семинарах и конференциях в Германии, изучение международных конференций по работе скоростных транспортных коридоров в Санкт-Петербурге, изучение международных семинаров но 2-му коридору в Минске и Бресте.
Научная новизна диссертационной работы состоит в следующем:
- сформирована ресурсная двухпараметрическая концепция системы ИРДП при росте скорости в железнодорожных транспортных коридорах;
- разработана новая методика оценки точности выполнения траекторий движения скоростных поездов на основе теории ошибок и многочленов Эрмита, позволяющая количественно и качественно идентифицировать траектории движения скоростных поездов;
- предложена методика определения потерь скорости поездов в транспортном потоке на основании решения уравнений Ф.Хейта теории транспортных потоков, позволяющая оценить уровень регулирования поездопотоков в разных системах ИРДП и выполнения стационарного режима движения;
- разработана новая аналитическая модель расчета пропускной способности двухпутных коридоров.
Практическая значимость диссертации заключается в том, что предложенные в ней методические основы направлены на повышение надежности, безопасности и точности выполнения траекторий движения скоростных поездов в координатах (/,/), что эти концепции могут составить предмет государственного лицензирования технологических процессов по организации движения скоростных поездов в железнодорожных транспортных коридорах. Предложенные карты критических соотношений экономических показателей представляют собой необходимый методический материал для бизнес-планов скоростного движения и инвестиционных проектов роста скоростей на железных дорогах компании «РЖД» в том числе при разработке структуры тарифов для скоростных поездов.
Режим работы скоростных коридоров и системы ИРДП могут быть использованы при разработке ТЗ на создание АДЦУ для скоростных коридоров в пределах национальной сети железных дорог России. Они могут быть использованы и уже частично использованы в учебных процессах МГУПС и БелГУТа.
Апробация результатов исследования осуществлена в научных публикациях по теме диссертации, выступлениях на научно-практических конференциях по проблемам транспорта и безопасности его функционирования и организации движения поездов с повышенными скоростями, а также заседаниях кафедр и исследовательских лабораторий УЭР МГУПС и БелГУТа.
Глава 1. Системный анализ отечественного и зарубежного опыта организации скоростного движения
1.1. Концепция повышения скоростей движения пассажирских поездов
Программа развития железнодорожного транспорта России других государств предусматривают в качестве главной задачи в области пассажирских сообщений обеспечение высокой скорости, комфортности и безопасности пассажирских перевозок. Эти критерии рассматриваются как главные показатели уровня состояния и развития железнодорожной транспортной системы Одновременно они являются приоритетными в социально-экономическом отношении, направленными на экономический прогресс общества, охрану окружающей среды, здоровья и безопасности людей.
История развития железнодорожного транспорта сводится в конечном итоге к росту скоростей движения, начиная с их значений в пределах 15-20-22 км/ч (начало 19 в.) до рекордной скорости 515,4 км/ч (ТЖВ, Франция) в конце недавно ушедшего 20 в. Рост величины скорости при движении по рельсам превысил начальные значения в 25 раз. История роста скоростей на железных дорогах сводится также к смене видов тяги - паровая, дизельная, электрическая. При бесконтактным с рельсовым путем видом скоростного транспорта и тяги на магнитном подвесе скорость движения поездов может и далее возрастать. Рост скоростей движения происходит в процессе развития всех видов транспортных систем, и, в частности, железнодорожного транспорта в международном, межгосударственном, внутреннем и пригородным сообщениях.
Развитие железнодорожного транспорта обеспечивало индустриальное производство, разделение труда, внутреннюю и внешнюю торговлю, прогресс экономики и культуры.
На пороге XXI века в развитых государствах принято считать, что пассажирский железнодорожный транспорт переходит в эпоху своеобразного второго ренессанса - возрождения в новых экономических и социальных условиях общества. Этот вывод подтверждается и определяется многими факторами, в том числе концентрацией населения в больших городах, миграцией населения, энергетическими и экономическими проблемами. Один из основных конкурентов железнодорожного транспорта -автомобильный из-за пробок на автомагистралях и чрезмерной загазованностью среды (даже при современных конструкциях двигателей) стал причиной того, что скоростные электрифицированные железные дороги стали получать инвестиции на их создание и развитие. Учитывая также и то, что по прогнозам, выполненным в ФРГ, США, Японии, загруженность воздушного пространства в окрестностях мегаполисов приближается к опасным пределам [1,2,15,28].
10
Скоростные железные дороги в послевоенный период разрабатывались в Японии, России, Франции, Германии, США и других странах.
Основной особенностью скоростных железных дорог является то обстоятельство, что они начали разрабатываться как единые большие системы со своей специальной инфраструктурой, а скоростные поезда формироваться не как обычные (традиционно) из отдельных вагонов, а конструироваться, производятся и. эксплуатироваться как единые подвижные единицы (системы) - неотъемлемые части скоростного железнодорожного транспорта (СЖТ). Расчет японцев производить скоростной подвижной состав на рынки других стран не оправдался: европейские и другие страны стали создавать свои национальные системы СЖТ (поезда TGV - Франция, ICE - Германия, Х2 - Швеция, ЕТР-450, ЕТР-500 Италия и т.д.).
После распада СССР экспериментальная линия Москва - Санкт-Петербург по-прежнему остается полигоном исследований, проектных разработок и практической эксплуатации отечественных систем скоростного железнодорожного транспорта. Национальные интересы России связаны с перспективой создания скоростной сети железных дорог «Север - Юг», «Запад - Восток» на базе скоростного поезда «Сокол» российского производства. Создание высокоскоростной сети России и стран СНГ основывается на концепциях и разработках отечественных и зарубежных ученых [28,31,50,100] с учетом динамического развития сети высокоскоростных линий в Западной Европе и образования Единой Европейской Скоростной Железнодорожной Сети (ЕЕЖС). [53,86,31].
По скоростным железнодорожным системам образовалась международная конкурентная среда, способствующая с одной стороны развитию СЖТ, с другой - в этом развитии реализации национальных интересов и выполнению экономических критериев.
В настоящее время продолжается дискуссия среди специалистов разных стран о том, существует ли необходимость в магнитопоездах. В основе этой дискуссии лежат исследования и изучение существующих и проектируемых путей сообщения и общеконтинентальных систем скоростных сообщений, потенциала новейших транспортных технологий, потребностей в пассажирских перевозках и спроса на транспортные услуги. Рабочая комиссия федеральных железных дорог ФРГ представила доклад об исследованиях транспорта на магнитном подвесе как наиболее перспективного средства повышения скоростей пассажирских перевозок. Транспорт на принципах магнитной левитации (МЛТ), который рассматривается не только в качестве национального, но и международного вида транспорта исходя из того, что в начале XXI в. пассажиропотоки между Западной и Восточной Европой существенно возрастут.
Как отмечают специалисты [28,44,52], стремление к объединению транспортных систем характерно не только в Европе. Для железных дорог России и стран СНГ это стремление может получить дальнейшее развитие и иметь положительный вектор. Япония, ФРГ, Франция являются лидерами в создании СЖТ. В жесткой конкурентной борьбе с французскими системами
И
TGV Япония выиграла и планирует в
Китае строительство скоростной линии Шанхай Пекин на базе своей системы Сиикамсен. Конкурентная борьба скоростных различных систем разных оран, их изготовителей свидетельствует об актуальности повышения скоростей на железных дорогах России и стран СНГ'.
В 1996г. съезд железнодорожников России принял план развития железных дорог до 2005г., который реализуется путем разработки и выполнения специальных Программ, в т.ч. Программы высоких скоростей, которые в той или иной степени корректируются. Предусматривается модернизация существующих линий и строительство специализированных скоростных трасс, на которых будут использоваться системы скоростных поездов типа «Сокол» и другие системы.
В Европе скоростной железнодорожный транспорт начал создаваться в 60-х годах, а коммерческая эксплуатация с 70-х годов. Коммерческая эксплуатация скоростных железнодорожных магистралей показала их экономическую эффективность и большие возможности удовлетворения спроса населения на перевозки. В пределах национальных границ густонаселенных государств, но1-относительно малых по размерам территории, когда возникает необходимость частных остановок» сложно реализовать основное преимущество СЖТ - маршрутные скорости 300 - 400 км/ч. Совершенно очевидно, насколько эффективно могут использоваться скоростные системы на железных дорогах России в связи с развитием Центральных, Южных, Урало-Сибирских и Восточных регионов.
Выгодное географическое положение России как естественного транзитного моста между Европой и Азией во многом предопределяет большой потенциал пассажиропотоков и грузопотоков, который может быть освоен хорошо организованными видами транспорта и прежде всего железнодорожным транспортом, который располагает уникальным по своей роли Транссибом, по которому в отдельные годы перевозилось более 140 тыс. контейнеров в 20 футовом эквиваленте и ежесуточно от припортовых станций Тихого океана отправлялось 5 и более контейнерных поездов.
Потенциал транссибирского направления используется пока еще недостаточно, хотя это направление традиционно являлось технически развитым и оснащенным. Пропускная способность магистрали продолжает усиливаться для пропуска скоростных пассажирских и контейнерных поездов (завершена его электрификация, удлинены приемоотправочные пути, используются и углубляются информационные технологии в управлении перевозочным процессом).
В настоящее время расстояние более 9 тыс. км от Находки, Владивостока до западных границ России контейнерные поезда проходят со скоростью более чем 1000 км/сутки или 42 км/ч, а маршрутная скорость пассажирских поездов составляет 60 км/ч и более. Это железнодорожное направление сети имеет реальные возможности повышения своей конкурентоспособности, хотя оно и сейчас достаточно высокое. Реальные сроки доставки контейнеров из Японии в Центральную Европу с участием
12
Транссиба в 2 раза быстрее, однако контейнерный поток по-прежнему следует морским путем, поскольку суда могут перевозить до 1000 и более контейнеров.
Учитывая актуальность снижения времени нахождения пассажиров в пути в МПС России, разрабатывается Федеральная целевая программа «Развитие скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов в России», которая охва гывает не только Европейскую часть России, но и поэтапное развитие скоростного движения на железнодорожных линиях восточного Урала. Предусматривается интеграция сети скоростных дорог России с Европейской сетью скоростных железных дорог.
В соответствии с разработанным Экономической комиссией ООН «Европейским соглашением о магистральных железнодорожных линиях для международного сообщения» началось практическое создание общеевропейской сети транспортных сообщений.
Вопросы развития гранспортно-экономических связей между странами Западной, Центральной и Восточной Европы ставились с начала 90-х годов на трех общеевропейских конференциях в Праге (1991г.), на острове Крит (1994г.) и Хельсинки (1997г.). Проводились также международные форумы по вопросам развития связей между странами Европы и Азии, в том числе первая и вторая Евро-Азиатская конференция по транспорту в Санкт-Петербурге (1998г.), а также в 2000 году. Развитие транспортной инфраструктуры СЖТ осуществлялось в рамках формирования ЕС. На конференции в г. Хельсинки была обсуждена и поддержана концепция совместного инвестирования общеевропейской транспортной
инфраструктуры, соединения Трансъевропейской транспортной сети (ТЕС) с соседни м и стра нам и.
В настоящее время международная транспортная система (МТС) на европейском континенте включает четыре составляющих: транспортные сети государств ЕС; 11 общеевропейских транспортных коридоров в странах Центральной и Восточной Европы; транспортные коммуникации
международного транспортного сотрудничества, а также транспортную инфраструктуру на направлении евроазиатских связей.
По территории России в настоящее время проходят международные транспортные коридоры (МТК): №1 (Гданьск - Калининград - Рига -Таллинн), №2 - по территории России, Белоруссии (Берлин - Познань -Варшава - Брест - Минск - Москва - Нижний Новгород); №9 - по территории России, Белоруссии, Украины (Хельсинки - Санкт-Петербург -Псков - Витебск - Гомель - Киев - Одесса) с ответвлением от Гомеля через Минск и Вильнюс на Калининград и ответвлением от Любашевки на Бухарест.
Под понятием «транспортный коридор» будем понимать совокупность магистральных транспортных коммуникаций с соответствующим обустройством (инфраструктурой) как правило, разных видов транспорта, обеспечивающих перевозки пассажиров и грузов в международном сообщении на направлениях их наибольшей концентрации, связывающих
13
разные страны. Под международной железнодорожной сетью «Е» будем понимать систему основных и второстепенных линий. Основными линиями являются «магистральные железные дороги», по которым уже в настоящее время производится большой объем международных перевозок или которые приобретают большое значение в ближайшем будущем. Второстепенными линиями являются те линии, которые, дополняя в настоящее время сеть основных линий, смогут обеспечивать международные перевозки большого объема только в отдаленном будущем. Как известно, магистральные линии международной железнодорожной сети «Е» отвечают техническим параметрам, приведенным в Приложении 11 к Европейскому Соглашению о международных линиях, или должны быть приведены в соответствие с положениями этого приложения в ходе будущих работ по модернизации линий в рамках внутригосударственных программ.
Наибольшую протяженность на территории России имеет МТК №9 и №2. По транспортным магистралям этих коридоров осуществляется основная часть международных грузовых железнодорожных перевозок на направлениях Запад - Восток и Северо-запад - Юг. Общая протяженность российских частей МТК по отношению к суммарной длине Критских коридоров приведена в таблице .1.1.
Таблица 1.1. Доля российских частей Критских МТК
№№ коридоров Общая протяженность, км Российская часть, км Доля России, %
Железные дороги Автодороги Железные дороги Автодороги Железные дороги Автодороги
№1 1710 1630 180 102 10,5 6,3
№2 2500 2300 930 860 37,2 37,4
№9 6500 5820 1952 1966 30,0 33,8
ВСЕГО 10710 9750 3062 2928 28,6 30,0
Не только выгодное географическое положение, но и уровень развивающихся транспортных услуг делают сеть железных дорог России конкурентоспособной, а на стыке с Европейской частью эти характеристики относятся, прежде всего, к сети Октябрьской железной дороги. Целью формирования и развития международных транспортных коридоров (МТК) на территории России является повышение эффективности российских внешнеторговых перевозок и обеспечение гарантированного их осуществления на основе международных соглашений и договоренностей, укрепляющих экономическую безопасность страны, а также привлечение на отечественные коммуникации транзитных перевозок третьих стран и получение за счет этого дополнительных доходов.
14
Скоростной железнодорожный транспорт и железнодорожные линии, на которых осуществляется повышение скоростей движения, представляют собой информационно-регулирующие технологические, технические и управляющие системы, совокупность комплексов более высокого уровня развития. Он содержит в себе метаинформационные модели, новые нормативы и руководящие материалы, новые научные разработки и проекты. Значение этих носителей метаинформации состоит в том, что на их основе устанавливается обратная связь между внешней средой — социальными слоями населения, пользующимся этим современными и усовершенствованными видами транспорта и транспортным и нетранспортным персоналом, который получает новые рабочие места. Большую роль играют также адаптивные рыночные механизмы, которые должны вырабатываться во внутренней среде скоростных транспортных систем (персонала) и внешней среде - среде пользователей.
Эффективность деятельности усовершенствованных и скоростных видов транспорта, их управляющих систем основываются на прямых и косвенных механизмах технического и экономического регулирования. Важнейшей функцией экономического регулирования является разработка систем оценочных показателей, определяющих предпочтительность вариантов с повышенными скоростями' движения, созданию такой структурной мотивации, которая обеспечивала бы общую заинтересованность в новом качестве транспортных услуг.
В настоящее время на железных дорогах России уже принимаются конкретные меры по ускорению продвижения пассажирских поездов на всех направлениях сети. По более рациональным расписаниям с большими скоростями, начиная с 1996г., проложено в графиках движения 269 пар пассажирских поездов, 24 пассажирских поезда переведены в категорию скоростных (Москва - Самара, Ижевск - Санкт-Петербург, Мурманск -Астрахань, Красноярск - Симферополь, Горький - Брест и др.). В соответствии с указанием МПС, определен перечень пассажирских поездов, подлежащих ускорению при дальности маршрута более 2 тыс.км. На первом этапе осуществлено повышение скоростей таких поездов с маршрутной скоростью более 50 км/ч, т.е. начат поэтапный рост скоростей пассажирских поездов пока еще, как правило, в нижнем диапазоне ходовых и маршрутных скоростей.
Приведены к нормативной скорости 70 км/ч фирменные пассажирские поезда, следующие до станции назначения более 1 суток, число таких поездов составляет около 30 пар из общего числа фирменных поездов около 90 пар. Проблема повышения скоростей движения пассажирских поездов начинает носить общесетевой характер, являясь серьезным фактором повышения конкурентоспособности железнодорожного транспорта.
15
1.2. Характеристики скоростных поездов и систем
Пассажирские сообщения в России реализуются по различным схемам и техническим условиям. Во внутреннем сообщении используются традиционные схемы формирования поездов различной массы, допустимой скорости и длины. На скоростных линиях и, прежде всего линии Санкт-Петербург - Москва. Используются новые, в отличие от традиционных, системы поездов ЭР200, «Сокол» и другие. В сообщении с Финляндией организация специальных фирменных поездов «Сибелиус», «Репин», «Лев Толстой» со скоростью 140 км/ч на территории двух государств, с выполнением финских нормативов.
В российско-финляндском сообщении наблюдается устойчивый пассажиропоток, а в периоды новогодних и рождественских праздников в сообщении Москва - Хельсинки назначаются дополнительные поезда. Согласно общим планам между Российскими и Финскими железными дорогами, время в пути пассажирских поездов между Хельсинки и Санкт-Петербургом в перспективе к 2005 году будет составлять Зч. Уже в 2001 году оно сокращено до 5ч.
Для оценки возможностей реализации повышенных скоростей движения рассмотрим характеристики отдельных скоростных поездов и систем [1,2,7,8] отечественных и европейских железных дорог.
Поезд ЭР200 (Россия). Электропоезд ЭР200 был изготовлен по техническим разработкам ВНИИЖТа на основе многолетних исследований в области повышения скоростей движения пассажирских поездов. Было утверждено техническое задание на 14-вагонный электропоезд постоянного тока напряжением ЗкВ с конструкционной скоростью 200 - 250км/ч. В составе электропоезда ЭР200 два головных и 12 промежуточных моторных вагонов, причем головные вагоны не имеют тягового электрооборудования.
Суммарная мощность тяговых двигателей всех моторных вагонов поезда составляет 10320 кВт, что обеспечивает заданные тяговые и скоростные характеристики на уровне ряда европейских поездов. Электропоезд был сконструирован по новым требованиям и параметрам; использованы в конструкции новые системы и элементы. Впервые в отечественном электровозостроении получили воплощение совершенно новые тележки с центральным пневматическим подвешиванием, дисковые и магнитно-рельсовые тормоза, облегченный кузов из алюминиевых сплавов с обтекаемой формой головной части, современное тиристорное регулирование тяговых двигателей в режиме тяги и реостатного торможения с электронной противобоксовочиой и противоюзной защитой.
Разработан и использован в конструкции поезда ЭР200 оригинальный двухступенчатый автоматически регулируемый токоприемник. Предусмотрена также многозначная сигнализация, автомашинист, кондиционирование воздуха, информационная система в пассажирских
16
вагонах, бар и многое другое. Поезд ЭР200 является хорошим прототипом для последующих модификаций скоростных пассажирских поездов отечественного образца. Ведутся работы по его дальнейшему совершенствованию.
Поезд ICE (Германия). Многосистемный экспресс выполнен как электропоезд с двумя тяговыми головными элементами и шестью соединительными подвижными единицами без привода. Максимальная вместимость (число мест для сидения) - 370. Общее представление об основных параметрах различных вариантов экспресса ICE приведены в таблице 1.2.
Таблица 1.2. Характеристики поездов ICE
Технические параметры ICE (1 сист.) 1СЕ-М (4 сист.) ICE-M
Конструкционная скорость, км/ч 280 ч 220 - система пост, тока 1,5-3 кВ; 300(350)-система перемен, тока 15-25кВ 220 - сист. пост, тока 1,5-3 кВ; 300(350)-система перемен, тока 15-25кВ
Мощность при длительном режиме, МВт 2x4,8 2 2x3,6 -перемен, ток 15-25кВ; 2x2,5 пост, ток 1,5-3 кВ 6
Число тяговых головных элементов на 1 единицу 2 1
Число соединительных подвижных единиц 14 6 5
Статическая нагрузка на колесную пару, кН 200 170 200
Максимальная ширина вагона, мм 3020 3020 3020
Решающий уклон участка (руководящий уклон), в %о 30 40 40
Длина восьмивагонного поезда - 200 м. Принимая во внимание обычные 400-метровые платформы, можно соединить друг с другом два поезда. Благодаря большой полезной длине вагонов с отдельными тележками, имеется возможность предоставления отличного ресторанного сервиса.
Поезд ЭТР450 (Италия). Этот поезд разработан с использованием системы уравновешенного корпуса, которая уменьшает боковое ускорение, повышая, таким образом, комфорт. Состав состоит из девяти элементов. Его характеристики сведены в таблицу 1.3.
17 |
