На
современном этапе следует оптимизировать
структуру управления. Здесь реального
эффекта можно добиться только за счет
изменения функции управления во всех
звеньях на основе возможностей информатики.
Особого внимания заслуживает предложение
руководства Восточно-Сибирского железнодорожного
управления, которое разрабатывает новую,
двух- уровневую систему управления дорогой.
Главное при этом – обеспечение надежности
работы отрасли, сохранение и улучшение
социального положения железнодорожников.
4.2
Настоящее и будущее
железнодорожного транспорта
В
настоящее время железнодорожный транспорт
переживает второе рождение в виде монорельсовых
дорог, а также высокоскоростных железных
дорог.
4.2.1
Монорельс.
Монорельс
— разновидность рельсового транспорта,
особенностью которого является движение
состава по единственному рельсу, в
отличие от традиционного транспорта,
где движение осуществляется по паре рельс
[14].
Монорельсовая
система делится по способу подвеса
состава на подвесную, опорную и
с боковым подвесом.
Преимущества:
- Основное
преимущество монорельсовой дороги заключается
том, что она, как и метрополитен, не занимает
место на перегруженных магистралях города,
но, в отличие от метро, гораздо дешевле
в строительстве.
- Монорельсовый
состав может преодолевать более крутые
вертикальные уклоны по сравнению с любым
двурельсовым транспортом.
- Скорость,
развиваемая монорельсом, в теории может
значительно превышать скорость традиционных
рельсовых составов, так как отсутствует
опасность схода состава с рельс. Кроме
того, вероятность столкновения с другими
объектами дорожного движения равна нулю.
- По сравнению
с российскими трамваями и поездами, монорельс
гораздо тише.
Недостатки:
- На практике
монорельсовый транспорт часто движется
с низкой скоростью, а монорельсовые дороги
не могут справиться с большими пассажиропотоками.
- В холодных
странах в зимнее время в салоне находиться
пассажирам некомфортно (по сравнению
с метро).
- Монорельсовые
дороги почти нигде не стандартизированы.
Исключением является Япония.
- Монорельсовая
стрелка — громоздкое сложное сооружение,
время перевода монорельсовой стрелки
— 30 с, в отличие от обычных стрелок, которые
переводятся за долю секунды.
- Потенциально
существует опасность падения состава
с большой высоты (по сравнению с трамваем),
особенно у подвесных поездов.
- На некоторых
линиях в случае остановки вагона из-за
аварии или технических проблем, пассажиры
не могут покинуть вагоны.
- Рельс принимает
на себя мощные крутильные напряжения.
На подвесном — не только рельс, но и конструкция
вагона.
- На подвесном
монорельсе возникает качка.
- Содержание
монорельсовой линии гораздо дороже, чем
линии любого другого общественного транспорта.
4.2.2
Маглев
Магнитоплан
или Маглев (от англ. magnetic levitation) —
это поезд на магнитном подвесе,
движимый и управляемый магнитными
силами. Такой состав, в отличие
от традиционных поездов, в процессе движения
не касается поверхности рельса. Так как
между поездом и поверхностью движения
существует зазор, трение исключается,
и единственной тормозящей силой является
сила аэродинамического сопротивления.
Относится к монорельсовому транспорту
[16].
Скорость,
достижимая маглев, сравнима со скоростью
самолёта и позволяет составить
конкуренцию воздушным сообщениям
на малых (для авиации) расстояниях
(до 1000 км). Хотя сама идея такого транспорта
не нова, экономические и технические
ограничения не позволили ей развернуться
в полной мере: для публичного использования
технология воплощалась всего несколько
раз. В настоящее время, Маглев не может
использовать существующую транспортную
инфраструктуру, хотя есть проекты с расположением
элементов магнитной дороги между рельсов
обычной железной дороги или под полотном
автотрассы.
На
данный момент существует 3 основных технологии
магнитного подвеса поездов:
- На сверхпроводящих
магнитах (электродинамическая подвеска,
EDS)
- На электромагнитах
(электромагнитная подвеска, EMS)
- На постоянных
магнитах; это новая и потенциально самая
экономичная система.
- Существуют
проекты магнитных дорог с различными
видами магнитного подвеса, например,
Tubular Rail предлагает отказаться от рельса
как такового, и использовать лишь периодически
расставленные кольцевые опоры.
Состав
левитирует за счёт отталкивания одинаковых
полюсов магнитов и, наоборот, притягивания
разных полюсов. Движение осуществляется
линейным двигателем, расположенным
либо на поезде, либо на пути, либо и
там, и там. Серьёзной проблемой проектирования
является большой вес достаточно мощных
магнитов, поскольку требуется сильное
магнитное поле для поддержания в воздухе
массивного состава.
Наиболее
активные разработки маглев ведут Германия
и Япония.
Достоинства:
- Теоретически
самая высокая скорость из тех, которые
можно получить на серийном (не спортивном)
наземном транспорте.
- Низкий шум.
Недостатки:
- Высокая стоимость
создания и обслуживания колеи.
- Вес магнитов,
потребление электроэнергии.
- Создаваемое
магнитной подвеской электромагнитное
поле может оказаться вредным для поездных
бригад и/или окрестных жителей. Даже тяговые
трансформаторы, применяемые на электрифицированных
переменным током железных дорогах, вредны
для машинистов, но в данном случае напряжённость
поля получается на порядок больше. Также,
возможно, линии маглева будут недоступны
для людей, использующих кардиостимуляторы.
- Потребуется
на высокой скорости (сотни км/ч) контролировать
зазор между дорогой и поездом (несколько
сантиметров). Для этого нужны сверхбыстродействующие
системы управления.
- Требуется
сложная путевая инфраструктура. Например,
стрелка для маглева представляет собой
два участка дороги, которые сменяют друг
друга в зависимости от направления поворота.
Поэтому маловероятно, что линии маглева
будут образовывать мало-мальски разветвлённые
сети с развилками и пересечениями.
Реализованные
Маглев:
Первая
публичная система маглев (M-Bahn) построена
в Берлине в 1980-х годах.
Дорога
длиной 1,6 км соединяла 3 станции метро
от железнодорожного узла Gleisdreieck до выставочного
комплекса на Potsdamer Strasse. После долгих испытаний
дорога была открыта для движения пассажиров
28 августа 1989 г. Проезд был бесплатный,
вагоны управлялись автоматически без
водителя, дорога работала только по выходным
дням. В районе, куда подходила дорога,
предполагалось провести массовое строительство.
Дорога была построена на эстакадном участке
бывшей линии метро U2, где движение было
прервано в связи с разделением Германии
и разрушениями во время войны. 18 июля
1991 линия перешла в промышленную эксплуатацию
и включена в систему метро Берлина.
После
разрушения Берлинской стены население
Берлина фактически удвоилось и
потребовалось соединить транспортные
сети Востока и Запада. Новая дорога
прерывала важную линию метро, а городу
требовалось обеспечить высокий пассажиропоток.
Через 13 дней после ввода в промышленную
эксплуатацию, 31 июля 1991, муниципалитет
принял решение демонтировать магнитную
дорогу и восстановить метро. C 17 сентября
дорога была демонтирована, а позднее
— восстановлено метро.
Нескоростной
маглев-челнок ходил от Бирмингемского
аэропорта к ближайшей железнодорожной
станции в период с 1984 по 1995 гг. Длина
трассы составляла 600 м, и зазор подвеса
составлял 1,5 см. Дорога, проработав 10 лет,
была закрыта из-за жалоб пассажиров на
неудобства и была заменена традиционной
монорельсовой дорогой.
Неудача
с первой маглев-дорогой в Берлине
не отпугнула немецкую компанию Transrapid
— дочернее предприятие Siemens AG и ThyssenKrupp
— от продолжения исследований, и позже
компания получила заказ от китайского
правительства на строительство высокоскоростной
(450 км/ч) маглев-трассы от шанхайского
аэропорта Пудун до Шанхая. Дорога открыта
в 2002 году, её длина составляет 30 км. В будущем
её планируется продлить на другой конец
города до старого аэропорта Хунцяо и
далее на юго-запад до города Ханчжоу,
после чего её общая длина должна составить
175 км.
В
Японии испытывается дорога в окрестностях
префектуры Яманаси по технологии JR-Maglev
(Рис.3). Скорость, достигнутая в процессе
испытаний MLX01-901
с пассажирами 2 декабря 2003, составила
581 км/ч.
Рис.
3. JR-Maglev на трассе в Яманаси
Там
же, в Японии, к открытию выставки
Expo 2005 в марте 2005 введена в коммерческую
эксплуатацию новая трасса. 9-километровая
линия Линимо (Нагоя) состоит из 9 станций.
Минимальный радиус — 75 м, максимальный
уклон — 6 %. Линейный двигатель позволяет
поезду разгоняться до 100 км/ч за считанные
секунды. Линия обслуживает территорию,
прилегающую к месту проведения выставки,
университету префектуры Айти, а также
некоторые районы Нагакутэ. Поезда изготовлены
компанией Chubu HSST Development Corp.
4.2.3
Современные высокоскоростные
сети железных дорог
- Тайваньская
высокоскоростная железная дорога [17].
Тайваньская
высокоскоростная железная дорога (THSR)
— высокоскоростная железнодорожная
система, проложенная вдоль западного
побережья Тайваня. Её длина в
настоящий момент составляет 335,5 км,
построенный участок соединяет
Тайбэй и Гаосюн. Дорога открылась для
регулярного пассажирского движения 5
января 2007 года.
THSR
использует технологию японской
высокоскоростной сети Синкансэн.
Состав Taiwan High Speed 700T был произведён
консорциумом японских компаний
во главе с Кавасаки. Общая
стоимость проекта оценивается в 15
миллиардов американских долларов и является
одной из самых дорогостоящих транспортных
систем в мире из числа построенных на
частное финансирование. Скорость поездов
достигает 300 км/ч, общее время пути из
Тайбэя в Гаосюн занимает 90 минут (по сравнению
с 4,5 часами для обычного поезда). Для тех
поездов THSR, которые останавливаются на
всех станциях, полное время в пути составляет
два часа. В настоящее время генеральным
менеджером корпорации Taiwan High Speed Rail Corp.
является Чинь-дер Оу, председателем совета
директоров — Нита Инь.
Синкансэн
(«новая магистраль») — высокоскоростная
сеть железных дорог в Японии, предназначенная
для перевозки пассажиров между
крупными городами страны. Принадлежит
компании Japan Railways. Первая линия, Токайдо-синкансэн,
была открыта между Осакой и Токио в 1964
году. В настоящее время она является наиболее
загруженной. Максимальная скорость движения
поезда (на маршруте Нодзоми на перегоне
между Хиросимой и Хакатой) составляет
300 км/ч [15].
Линии
синкансэна электрифицированы по системе
однофазного переменного тока 25 кВ 60 Гц.
Рис.
4. Японский Синкансен.
Поезд 500-й серии на станции
Киото, Март 2005
Нодзоми
— самый быстрый маршрут высокоскоростных
поездов на линиях синкансэна Токайдо
и Санъё. Введён в эксплуатацию 14 марта
1992 года. Скорость и время поездки его
поражают. Путь от станции Токио до станции
Син-Осака (515,4 км) занимает 2 часа 25-37 минут;
до станции Хаката (1069,1 км) — от 4 часов
50 минут до 5 часов 20 минут. Максимальная
скорость движения на поездах 300-й серии
составляла 270 км/ч. В настоящее время на
линии Санъё-синкансэн на поездах 700-й
серии составляет 285 км/ч, а на поездах
500-й и N700-й серий — 300 км/ч. Поезда маршрута
Нодзоми занимают второе место по скорости
среди коммерчески эксплуатируемых в
мире поездов (после шанхайского маглева).
5. Экология
на железнодорожном
транспорте
На
долю железнодорожного транспорта приходится
75% грузооборота и 40% пассажирооборота
транспорта общего пользования в РФ. Такие
объемы работ связаны с большим потреблением
природных ресурсов и, соответственно,
выбросами загрязняющих веществ в биосферу.
Однако по абсолютным значениям загрязнение
от железнодорожного транспорта значительно
меньше, чем от автомобильного. Снижение
масштабов воздействия железнодорожного
транспорта на окружающую среду объясняется
следующими основными причинами:
- низким удельным
расходом топлива на единицу транспортной
работы (меньший расход топлива обусловлен
более низким коэффициентом сопротивления
качению при движении колесных пар по
рельсам по сравнению с движением автомобильных
шин по дороге);
- широким применением
электрической тяги (в этом случае выбросы
загрязняющих веществ от подвижного состава
отсутствуют);
- меньшим отчуждением
земель под железные дороги по сравнению
с автодорогами (одна полоса движения
для автодорог I и II категорий составляет
3,75 м, соответственно для автодороги с
четырьмя полосами движения ширина проезжей
части равна 2х7,5 м, с шестью полосами -2х11,25
м; под обочины отводится 3,75 м; железнодорожная
колея имеет ширину 1,52 м, соответственно
на двухпутную железную дорогу будет приходиться
10-12 м).