Высокоскоростное сообщение это комплекс

Обновлено: 15.05.2024

Перспективы развития высокоскоростного движения в России

Мировой опыт строительства и эксплуатации высокоскоростных магистралей в странах Европы и Азии свидетельствует о том, что реализация таких проектов создаёт основу динамичного роста экономики страны и повышают ее устойчивость, наряду с собственной эффективностью, выступают катализатором развития отраслей промышленности, малого и среднего бизнеса, экономического подъема городов и регионов.

Экономика и благосостояние общества в Российской Федерации тесно связаны с развитием сети железных дорог, где одним из ключевых направлений является расширение полигона скоростных и высокоскоростных перевозок между крупнейшими агломерациями страны.

В рамках программы предусмотрена реализация 20 проектов организации СМ и ВСМ, что позволит организовать более 50 скоростных маршрутов, по которым будет совершаться не менее 84 млн. поездок в год, а общая протяжённость линий со скоростями более 160 км/ч, составит более 11 тыс. км.

Системообразующими проектами являются ВСМ Москва – Казань – Екатеринбург, Москва – Ростов-на-Дону – Адлер и Москва – Санкт-Петербург. Задача создания этих ВСМ – модернизация опорного каркаса сети железных дорог Российской Федерации и приведение его в соответствие с сегодняшним и будущим спросом на пассажирские и грузовые перевозки.

Кроме того, предусматривается создание нескольких скоростных и высокоскоростных магистралей небольшой протяжённости, способных обеспечить существенный экономический и социальный эффект за счет расширения границ существующих агломераций и оптимизации системы расселения.

Сеть СМ и ВСМ в сочетании с пригородным движением создадут интегрированную транспортную систему, предоставляющую максимально эффективную услугу по перевозке пассажиров в стране.

Программа реализуется в три этапа.

1 этап: 2016-2020 гг. – реализация пилотных проектов создания инфраструктуры скоростного и высокоскоростного движения, таких как:

ВСМ Москва – Казань – Екатеринбург на участке Москва – Казань;

ВСМ Москва – Ростов-на-Дону – Адлер на участке Москва – Тула;

СМ Тула – Орел – Курск – Белгород;

ВСМ Екатеринбург – Челябинск;

СМ Екатеринбург – Нижний Тагил;

СМ Новосибирск – Барнаул.

На этом этапе предусмотрено проектирование и строительство первых линий скоростных и высокоскоростных магистралей, наиболее эффективных для перевозчиков, владельцев инфраструктуры и государства, где ключевым проектом станет строительство ВСМ Москва – Казань.

На территории Уральского полигона планируется реализация проекта строительства ВСМ Екатеринбург – Челябинск, что позволит связать высокоскоростной железнодорожной связью два крупнейших города Урала. Кроме того предлагается модернизировать существующую железнодорожную линию Екатеринбург – Нижний Тагил.

ВСМ Москва – Ростов-на-Дону – Адлер на участках Ростов – Краснодар – Адлер и Тула – Воронеж;

ВСМ Москва – Казань – Екатеринбург на участке Казань – Елабуга;

СМ Новосибирск – Кемерово;

СМ Москва – Красное;

СМ Кемерово – Новокузнецк;

СМ Екатеринбург – Тюмень;

СМ Москва – Ярославль;

СМ Владимир (ВСМ-2) – Иваново.

Реализация проектов второго этапа позволит значительно расширить сеть СМ и ВСМ. Это, прежде всего, продление ВСМ Москва – Казань – Екатеринбург от Казани до Елабуги, в зоне влияния которой находятся крупные города Набережные Челны и Нижнекамск, а также строительство ВСМ Москва – Ростов-на-Дону – Адлер на участках от Тулы до Воронежа и от Ростова-на-Дону до Адлера.

На территориях Уральского и Сибирского полигонов планируется проектирование и строительство СМ Екатеринбург – Тюмень и организация скоростного движения на участках Новосибирск – Кемерово, Юрга – Томск и Кемерово – Новокузнецк, предполагающие как строительство путей в новом профиле, так и модернизацию существующей инфраструктуры.

3 этап: 2026-2030 гг. – формирование скоростных и высокоскоростных железнодорожных коридоров:

ВСМ Москва – Санкт-Петербург;

ВСМ Москва – Казань – Екатеринбург на участке Елабуга – Екатеринбург;

Ответвление от ВСМ Москва – Казань – Екатеринбург в направлении Чебоксары – Ульяновск – Самара;

ВСМ Москва – Ростов-на-Дону – Адлер на участке Воронеж – Ростов-на-Дону;

CМ Ставрополь – Невинномысск – Минеральные Воды

Реализация проектов третьего этапа завершит формирование опорного каркаса сети СМ и ВСМ, позволит соединить центральную часть России с Поволжьем и Уралом единой сетью высокоскоростных железнодорожных магистралей, что будет способствовать повышению уровня мобильности и жизни населения, интеграции стратегически важных городов страны.

В его рамках развернут комплекс работ по разработке проектной документации, проведению инженерных изысканий, подготовке документов планировки территории в соответствии с сетевым планом-графиком мероприятий реализации проекта строительства ВСМ Москва – Казань, утвержденным распоряжением Правительства Российской Федерации от 13 января 2016 г. № 5-р.

Повышение прочности, ресурса и безопасности объектов железнодорожной техники в эксплуатации в значительной мере должны обеспечиваться применяемыми нормативными требованиями. Анализ расчетных и экспериментальных материалов по длиннобазным платформам, элементам тележек грузовых и пассажирских вагонов, автосцепным устройствам и другим объектам железнодорожной техники показывает, что нормативные требования в части оценки прочности, ресурса и живучести должны быть уточнены и дополнены.

Должны быть проведены работы по совершенствованию норм проектирования локомотивов, вагонов и специального подвижного состава с целью их уточнения и дополнения с учетом накопленных результатов теоретических и экспериментальных исследований, экологических требований и на основе новых научных знаний о методах и критериях анализа рисков, широкого применения систем моделирования безопасности и живучести конструкций. Это позволит повысить уровень нормативно-методической базы железнодорожного транспорта до уровня передовых отраслей машиностроения.

Согласно действующим нормативным документам оценка циклической прочности несущих конструкций железнодорожного подвижного состава проводится по запасу сопротивления усталости.

К установленным в Нормах коэффициентам запаса должно быть выработано обоснование по обеспечению безопасности эксплуатации в течение заданного периода времени. Кроме того, расчеты по коэффициентам запаса необходимо дополнить расчетами на долговечность для оценки ресурса ответственных деталей, предусмотреть оценку долговечности методами механики разрушения, а также расширить и уточнить требования по применяемым материалам, технологии изготовления, методам и регламенту проведения неразрушающего контроля с выявлением остаточных напряжений после изготовления или ремонта.

Основные направления работ:

совершенствование численных и экспериментальных методов анализа нагруженности, текущего и предельного напряженно-деформированного состояний конструкций подвижного состава с учетом нелинейностей физических (упруго-пластическое поведение материала) и геометрических (большая деформация, контактное взаимодействие);
исследование характеристик сопротивления усталости (деградации) материалов и сварных типовых элементов конструкций в гигацикловой области нагружения;
применение эффективных систем диагностики состояния конструкций подвижного состава на основе методов неразрушающего контроля (голография, термовидение, магнитная память металла, акустическая эмиссия и др.);
определение номенклатуры критически важных и потенциально опасных объектов подвижного состава, разработка системы критериев и параметров прочности, безопасности, живучести и риска;
математическое моделирование аварийных ситуаций (столкновение, сход и др.) и нормирование параметров предельного состояния объектов подвижного состава в аварийных ситуациях;
использование устройств и технологий, снижающих экологическую нагрузку на окружающую среду.

5.5.2 Технология управления ресурсами, рисками на этапах жизненного цикла на основе анализа надежности на железнодорожном транспорте

Целью разработки и внедрения технологии управления ресурсами, рисками на этапах жизненного цикла на основе анализа надежности на железнодорожном транспорте (УРРАН) является создание технологии эффективного управления ресурсами для содержания инфраструктуры и подвижного состава на основе формирования системы эксплуатационных показателей надежности и безопасности, методов их применения с учетом оценки рисков на всех этапах жизненного цикла.

Комплексное управление надежностью, рисками, стоимостью жизненного цикла на железнодорожном транспорте означает во многих отношениях смену основных принципов:

от оценки рисков на основе правил к оценке рисков на основе соображений безопасности;
от описательных спецификаций требований к спецификациям, ориентированным на функции;
от проектирования систем по принципу "снизу вверх" к проектированию по принципу "сверху вниз";
от технического подхода к подходу на основе целостного, системно-ориентированного взгляда.

Применение комплексного управления надежностью, рисками, стоимостью жизненного цикла на железнодорожном транспорте позволит:

количественно оценивать производственную деятельность хозяйств с учетом отказов и организации технического обслуживания и эксплуатации;
контролировать и сопоставлять деятельность структурных подразделений в рамках хозяйства на основании показателей, учитывающих характеристики структурных подразделений и их производственной деятельности;
прогнозировать количество предполагаемых отказов с учетом заданного объема произведенной работы;
оценивать реальные потери в зависимости от надежности технических средств;
оперативно решать вопросы обеспечения безопасности перевозочного процесса.

Поставленная задача по своим масштабам и сложности значительно опережает методологию RAMS, являющуюся комплексным трудом европейского сообщества и представленную стандартом EN 50126. Она имеет ряд принципиальных отличий:

эксплуатационные показатели надежности и безопасности УРРАН связаны с объемами выполненной работы, а не со временем работы, как в RAMS;
показатели УРРАН, в отличие от RAMS, дополнительно раскрывают вопросы долговечности технических систем и объектов;
в разрабатываемой системе реализуются вопросы управления затратами на поддержание и развитие объектов инфраструктуры на всех этапах жизненного цикла, что практически не рассматривается методологией RAMS;
более предметно разрабатывается оценка влияния человеческого фактора.

Внедрение системы УРРАН позволит принципиально перестроить подходы к определению состояния инфраструктуры и подвижного состава, планированию инвестиций и эксплуатационных расходов, а также оценке надежности и безопасности перевозочного процесса.

5.6. Высокоскоростное движение и инфраструктура

Протяженность высокоскоростных линий в мире:

в эксплуатации - 11509 км;
в стадии строительства – 13349 км;
запланировано строительство на период до 2025 года – 18457 км.

Всего к 2025 году в мире планируется построить 43315 км высокоскоростных линий. Крупнейшими странами по протяженности высокоскоростных линий в мире станут: Китай – 13126 км (30,3 %), Испания – 5520 км (12,7 %), Франция – 4787 км (11,1 %).

Теперь к списку стран, обладающих высокоскоростным движением, уверенно можно причислить и Россию.

инфраструктура (новые линии, построенные для движения на скоростях свыше 250 км/ч и модернизированные линии, где скорость движения может составлять 200-220 км/ч, на некоторых из них эксплуатируются поезда с принудительным наклоном кузова в кривых);
подвижной состав;
условия эксплуатации.

Высокоскоростные поезда должны быть построены таким образом, чтобы обеспечивать безопасное бесперебойное движение:

на скорости более 250 км/ч на специальных высокоскоростных линиях;
на скорости до 250 км/ч на обычных линиях, специально модернизированных для высокоскоростного движения;
на максимально возможной скорости на прочих линиях.

Использование каждого из данных типов имеет свои преимущества и недостатки. При эксплуатации специализированных высокоскоростных магистралей поезда развивают большую скорость (до 350-400 км/ч) по сравнению с модернизированными линиями (200-250 км/ч), поскольку специализированные линии предназначены исключительно для курсирования высокоскоростных поездов. Кроме того, высокая скорость на специализированных ВСМ дает значительное сокращение времени в пути и, следовательно, создаются конкурентные условия для перехода пассажиров с альтернативных видов транспорта на высокоскоростной железнодорожный транспорт, а также дополнительно генерируется новый пассажиропоток, что обеспечивает повышение доходности от высокоскоростных пассажирских перевозок. Как показывают ранее выполненные в ОАО "РЖД" проработки, учитывающие мировой опыт, а также опыт организации высокоскоростного движения на модернизированной линии Санкт-Петербург – Москва, при строительстве специализированной высокоскоростной железнодорожной магистрали с максимальными скоростями 350-400 км/ч возможен двукратный прирост пассажиропотока.

Вместе с тем, строительство специализированных высокоскоростных магистралей является весьма капиталоемким и требует значительно больших капиталовложений по сравнению с модернизацией железнодорожной линии, а также выделение дополнительных территорий за пределами полосы отвода железных дорог. Кроме того, для организации высокоскоростного движения на существующих линиях зачастую требуется строительство дополнительных главных путей в пригородных зонах крупных городов для обеспечения социально значимых пригородных перевозок, а также путепроводов, переходов и т.д.

Основными задачами развития скоростного и высокоскоростного движения являются:

создание высокоскоростных электропоездов с конструкционной скоростью до 400 км/ч, скоростных электропоездов – 160 км/ч (в вариантах постоянного тока, переменного тока и двухсистемном);
выбор полигонов скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов;
организация скоростного и высокоскоростного движения пассажирских поездов на приоритетных направлениях сети железных дорог;
создание нормативной базы для разработки и организации эксплуатации скоростного и высокоскоростного подвижного состава и инфраструктуры;
создание технических средств и системы технического обслуживания для скоростного и высокоскоростного движения;
подготовка кадров для обеспечения скоростного и высокоскоростного движения.

Комплекс мероприятий по повышению скоростей движения на железнодорожном транспорте включает:

1. Повышение маршрутных скоростей дальних пассажирских поездов, следующих на расстояния более 700 км, до 70-90 км/ч.

2. Организация скоростного железнодорожного движения после реконструкции действующих линий между крупными региональными центрами скоростными поездами, с максимальной скорость движения до 160-200 км/ч, и временем поездки, не превышающем 7 часов.

3. Создание высокоскоростных железнодорожных линий, на которых обеспечивается движение со скоростями до 350-400 км/час. На первом этапе разработка проекта высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Санкт-Петербург (ВСМ 1) на основе Контракта жизненного цикла (КЖЦ).

5.7. Корпоративная система управления качеством

Качество на железнодорожном транспорте – это комплекс анализа и последующих действий, направленный на выполнение требований и ожиданий клиентов, а также внутренних потребителей, при безусловном выполнении требований безопасности и экологических норм.

Реализация системы управления качеством позволит получить долгосрочные и значительные внутренние и внешние преимущества в управлении, экономике, финансах, в работе на рынке транспортных услуг.

Целями разработки и внедрения корпоративной интегрированной системы управления качеством являются:

достижение системного улучшения обеспечения безопасности движения на основе контроля качества выполнения всех технологических операций в процессе перевозки, а также в процессе ремонта и подготовки подвижного состава;
снижение издержек ОАО "РЖД" за счет оптимизации бизнес- и технологических процессов на основе их совершенствования, выявления резервов и снижения непроизводительных или неэффективных расходов ресурсов;
существенное повышение качества предоставляемых услуг для освоения новых, ранее недоступных рынков, а также укрепления конкурентных позиций и усиления присутствия на существующих рынках.

Комплексное развитие кадрового потенциала, в том числе, на основе эффективного решения вопросов мотивации персонала за счет формирования в рамках системы управления качеством прозрачных и объективных критериев оценки качества работы каждого сотрудника компании.

Кроме того, обязательными инструментами перехода к целевому состоянию системы управления качеством будут являться:

требования к качеству управленческой деятельности, основанные на процессном подходе;
градация уровней качества в соответствии с платежеспособным спросом потребителей транспортных услуг;
дифференцированный подход в работе с пользователями транспортных услуг на основе долгосрочных контрактов с определением взаимной финансовой ответственности;
выстраивание системы производственных взаимоотношений, исключающей передачу некачественной продукции или услуг от поставщиков к потребителям, в том числе, внутри компании;
производственно-экологический контроль;
проектный подход к реализации концепции корпоративной интегрированной системы управления качеством;
реинжиниринг как средство существенного снижения издержек и значительного повышения эффективности деятельности компании;
мониторинг показателей деятельности;
создание условий, технических средств обеспечения и контроля производственных операций;
обучение и переподготовка кадров в условиях функционирования корпоративной интегрированной системы управления качеством;
мотивация внедрения инноваций, основанных на инициативе и знаниях работников компании;
формирование в компании климата доверия сотрудников к проводимым преобразованиям.

Целевую структуру интегрированной системы управления качеством ОАО "РЖД" будут составлять:

Экономическая и социальная эффективность ВСМ в масштабах государства, относительно малое отрицательное воздействие на окружающую среду в сравнении с другими видами транспорта склонили общественное мнение в развитых странах в пользу высокоскоростных железных дорог.

С учетом неоспоримых преимуществ ВСМ решения о сооружении таких линий приняты в качестве государственных программ во многих странах. В Европе эти планы вышли на межгосударственный уровень.

Однозначной, объективно существующей границы, определяющей зону высокоскоростного движения на железнодорожном транспорте, такой как, например, "звуковой барьер" в авиации 2 \ не существует.

Еще в середине XX столетия к категории "высокоскоростного" на железнодорожном транспорте относили движение со скоростями 140 . 160 км/ч. За последние 50 лет граница высокоскоростного движения поднялась к значению 200 км/ч. Эта величина, принятая в настоящее время во многих странах, в значительной мере носит конвенциональный и исторически сложившийся характер. Однако предпосылки к определению, пусть несколько размытой, зоны высокоскоростного движения все-таки имеются.

Для традиционной железнодорожной транспортной системы колесо-рельс при переходе скоростной границы 200 . 250 км/ч наблюдается значительное увеличение сопротивления движению подвижного состава и, как следствие, рост энергетических затрат на тягу поезда.

Для скоростей движения выше 200 км/ч требуются иные технические нормы и более высокая, чем на обычных линиях, оснащенность стационарных устройств, инфраструктуры и подвижного состава, что приводит к росту капитальных затрат на строительство, стоимости подвижного состава и более высоким эксплуатационным расходам, что, однако, перекрывается высоким экономическим и социальным эффектом при массовых пассажирских перевозках.

Максимальные скорости движения поездов по ВСМ в коммерческой эксплуатации в зависимости от конкретных условий и проектных решений (конструктивных параметров линий) составляют 250. 350 км/ч. Это определяется расчетами и подтверждено опытом эксплуатации. При обеспечении заданного уровня безопасности и комфорта ВСМ экономически и социально более привлекательны в сравнении с другими видами транспорта, особенно при массовых перевозках пассажиров в дневных поездках на расстояния 400 . 800 км в вагонах с местами для сидения и на 1700 . 2500 км - в спальных вагонах ночных поездов.

Сегодня сложилась следующая градация скоростей в пассажирском движении:

до 140 . 160 км/ч ~ движение поездов на обычных железных дорогах;

до 200 км/ч - скоростное движение поездов, как правило, на реконструированных линиях;

свыше 200 км/ч - высокоскоростное движение на специально построенных ВСМ.

Сравнение высокоскоростного железнодорожного, авиационного и автомобильного транспорта показывает, что при расстояниях порядка 400 . 800 км высокоскоростные поезда, обеспечивая более высокий уровень комфорта и безопасности, предоставляют пассажиру и большую скорость передвижения (меньшее время в пути). Дополнительным удобством является и то, что поезда ВСМ отправляются и прибывают на вокзалы, расположенные в непосредственной близости от центров городов.

Опыт всех осуществленных проектов ВСМ в мире показал, что в транспортных коридорах после начала эксплуатации высокоскоростных поездов происходит перераспределение пассажиропотока в пользу высокоскоростного железнодорожного транспорта.

Чрезвычайно важным является то, что ВСМ по сравнению с авиа- и автотранспортом имеют самый низкий удельный выброс загрязнителей в окружающую среду, при равных пассажиропотоках занимают меньшие территории, чем это требуется для автострад и аэропортов.

Организация коммерческого движения поездов со скоростями более 200 км/ч с высоким уровнем безопасности и комфорта для регулярной перевозки большого количества людей, а в ряде случаев и доставки специальных грузов, потребовала создания новых технических средств железнодорожного транспорта.

Условно, с некоторой долей упрощения и приближения, можно выделить три основных концептуальных подхода к организации высокоскоростного движения.

Японская и испанская концепции предусматривают сооружение ВСМ, путевая (рельсовая) система которых полностью изолирована от остальной железнодорожной сети страны.

Французская концепция предполагает строительство новых ВСМ, входящих в общий состав сети, но предназначенных исключительно для высокоскоростного подвижного состава.

Итальянская и германская концепции заключаются в комплексной реконструкции железнодорожных направлений, при которой осуществляется строительство высокоскоростных участков и модернизация существующих линий, спрямление главных путей с целью организации скоростного и высокоскоростного движения.

Кратко остановимся на каждой из них.

В Японии в силу исторических причин и топографических условий железные дороги строились с узкой колеей - 1067 мм. ВСіМ в этой стране сооружаются с использованием так называемой "стефенсоновской" колеи 1435 мм. Они, за исключением специальных участков, получивших название "мини- Синкан-сэн" 25 , полностью изолированы от остальной железнодорожной сети.

Так же как и в Японии, в Испании рельсовая система ВСМ нормальной колеи 1435 мм отделена от общей сети железных дорог колеи 1668 мм.

Определенным отличием ситуации в этих странах при схожести концепции создания ВСМ является то, что в Испании на ВСМ выходят поезда типа Тальго (см. далее), вагоны которых имеют устройство колесных пар, позволяющее двигаться по пути с разной шириной колеи (1668/1435) 26 .

В Японии и Испании на ВСМ построены специальные станции, но в ряде случаев для высокоскоростного подвижного состава пути подведены к платформам существующих железнодорожных вокзалов.

Во Франции для высокоскоростного движения построены специальные магистрали. Поскольку ВСМ и сеть обычных железных дорог имеют одну и ту же колею 1435 мм, высокоскоростные поезда могут выходить на обычные линии, что увеличивает зону обслуживания. Однако подвижной состав обычных железных дорог никогда не заходит на высокоскоростные линии. Как правило, в крупных городах поезда ВСМ обслуживаются на существующих вокзалах, которые перед началом эксплуатации ВСМ подверглись реконструкции и расширению. Имеются также и новые станции, и вокзалы, сооруженные для ВСМ. Так, в пригороде Парижа на ВСМ впервые введен в эксплуатацию совмещенный вокзал - аэропорт Шарль де Голль Руасси, где осуществляется непосредственная пересадка пассажиров с поездов на самолеты и обратно.

В Италии и Германии на реконструированных железнодорожных направлениях осуществляется смешанная эксплуатация высокоскоростных и обычных пассажирских поездов, а также ускоренных грузовых поездов.

При организации высокоскоростного железнодорожного движения в этих “странах проводилась комплексная модернизация железнодорожных участков. Строились новые линии ВСМ, а также осуществлялась модернизация старых железных дорог данного коридора с устройством многочисленных соединений с участками ВСМ. В конечном итоге это позволило получить железнодорожные магистрали с тремя, четырьмя и иногда пятью путями, как правило, обезличенными; по некоторым из них на значительном протяжении можно осуществлять движение поездов со скоростями более 200 км/ч. Такие железнодорожные направления эксплуатационно гибки, позволяют в случае необходимости обеспечивать движение по всем путям в одном направлении.

При проектировании ВСМ в отличие от обычных железных дорог главной задачей стала трассировка линии с применением горизонтальных кривых больших радиусов-от 4 до 7 км. Исключение составляла первая высокоскоростная линия Токио-Осака (Япония), где минимальный радиус был принят равным 2,5 км.

В то же время в 60-е годы XX столетия был создан железнодорожный подвижной состав, который способен при высоких скоростях движения преодолевать уклоны значительно большей крутизны, чем это было принято на старых линиях. Так, например, на французских ВСМ максимальный уклон на затяжных подъемах принимается равным 35%о, на новых линиях в Германии - 40%о. Это позволяет уменьшить объем земляных работ при строительстве и в ряде случаев избежать на перевальных участках устройства дорогостоящих тоннелей. Радиус вертикальных кривых при сопряжении смежных элементов профиля на ВСМ колеблется от 15 до 30 км. Максимальное возвышение наружного рельса составляет 125 . 180 мм, что в сочетании с относительно большими радиусами кривых не создает дискомфорта для пассажиров при движении поездов с максимальной скоростью.

В настоящее время наметилось несколько принципиально отличных подходов к созданию железнодорожного пути для ВСМ.

В Японии на первой в мире ВСМ Токио-Осака был уложен бесстыковой путь из рельсов 53,3 кг/пог. м (позже замененных на рельсы массой 60 кг/пог.м) на железобетонных шпалах на щебеночном балласте и на земляном полотне. Большие затраты на содержание пути традиционной конструкции при высоких скоростях движения предопределили дальнейший выбор японских специалистов - использование жестких (плитных) оснований вместо балластной призмы и практически полный отказ от земляного полотна на новых’ линиях ВСМ. К этому решению подтолкнуло также то, что на новых ВСМ Японии доля пути на участках с искусственными сооружениями приближалась к 100%.

Во Франции после анализа японского опыта была принята конструкция главных путей ВСМ, предусматривающая укладку бесстыкового пути из рельсов массой 60,8 кг/пог.м на шпальнобалластном основании на земляном полотне. При этом учитывались два решающих достоинства балластного варианта по сравнению с плитным: значительно меньшая цена самой конструкции

(на участках с преобладанием земляного полотна) и больший запас устойчивости пути против поперечного сдвига от воздействия подвижного состава.

Принимались во внимание и недостатки плитного основания на земляном полотне, которые проявились в Японии, в частности, дороговизна такой конструкции, трудности устранения геометрических отклонений пути (хотя они и меньше по величине), отсутствие отлаженной технологии укладки пути, неопределенность его поведения на слабых грунтах.

Многолетний опыт эксплуатации французской ВСМ Па-риж—Лион подтвердил высокие эксплуатационные качества и надежность пути на балласте. Он уложен и на других ВСМ Франции, предназначенных для движения поездов со скоростями до 350 км/ч.

В Германии на первых линиях ВСМ предпочтение отдавалось пути на земляном полотне с балластной призмой. Однако позднее, когда возникла проблема строительства спрямляющих ходов с большим числом тоннелей и других искусственных сооружений, были проведены исследования и испытания пути на жестком основании. В результате было признано целесообразным применение верхнего строения японского типа с некоторыми коррективами немецких специалистов, принятыми в соответствии с местными условиями.

На первой испанской ВСМ Мадрид-Севилья применена конструкция пути, близкая к французской.

Топографические условия в районах первых перспективных ВСМ России близки к западноевропейским, поэтому можно считать целесообразным применение балластного пути на земляном полотне с использованием современной технологии уплотнения насыпей.

Из-за необходимости обеспечения более прямой трассы и обязательного устройства развязок с другими видами транспорта в разном уровне на высокоскоростных линиях строится большее, чем на обычных линиях, количество искусственных сооружений.

Мосты, виадуки, путепроводы на ВСМ во избежание образования на подходах к ним б'-образных кривых устраиваются, как правило, двухпутными. Рельсы укладываются на шпальную решетку и балластный слой или на плитное основание. К искусственным сооружениям предъявляются особые требования в связи со специфическим характером динамических нагрузок, вибрационных и шумовых характеристик при высоких скоростях движения. В последние годы отдается предпочтение конструкциям из предварительно напряженного железобетона.

В первые годы эксплуатации тоннелей на ВСМ специалисты столкнулись с негативными последствиями ударных звуковых волн при проходе поездами тоннелей на больших скоростях. Это потребовало принятия мер по герметизации подвижного состава и устройства различных инженерных конструкций в виде решетчатых раструбов у порталов тоннелей, дополнительных вентиляционных штолен, воздушных камер и т.п., смягчающих фронт ударной волны перед поездом.

Раздельные пункты - станции, обгонные пункты и диспетчерские посты - в значительной мере определяют уровень обеспечения жизнедеятельности высокоскоростных и скоростных железнодорожных магистралей.

Особенностью японского и испанского вариантов, как отмечалось выше, является полная рельсовая автономность ВСМ от обычных железных дорог. Это потребовало на всем протяжении ВСМ сооружения новых промежуточных пассажирских станций с полным комплексом устройств. Для обеспечения удобной пересадки пассажиров с поездов обычных линий на высокоскоростные и обратно в Японии и Испании вновь сооружаемые станции совмещают на одной площадке со станциями обычных железных дорог.

Французский вариант предусматривает размещение на ВСМ только тех раздельных пунктов, которые необходимы для организации движения поездов. Пассажирские операции передаются на_ ближайшие обычные вокзальные комплексы, на которые по специально построенным соединительным путям заходит часть высокоскоростных поездов. Кроме раздельных пунктов с путевым развитием, в среднем через 22-24 км размещаются диспетчерские посты с укладкой двух съездов между главными путями для возможности перевода движения с одного пути на другой.

Итальянский и германский варианты В СМ также предполагают использование существующих железнодорожных станций, но, как правило, расширенных и реконструированных, ?,

Стрелочные переводы являются важнейшим элементом путевого развития раздельных пунктов. Проектирование и строительство ВСМ послужило мощным толчком к разработке новых типов стрелочных переводов, в том числе и таких, которые обеспечивают высокую скорость движения как по прямому, так и по отклоненному направлению.

Упомянутая ранее генеральная стратегия трассирования ВСМ по кратчайшим направлениям с устройством соединительных ответвлений для захода части высокоскоростных поездов на крупные пассажирские станции обычных линий стимулировала французских специалистов к разработке, производству и широтному применению пологих стрелочных переводов с крестовинами марки 1/65, допускающих максимальную скорость движения на боковой путь до 220 км/ч. На ВСМ Париж-Лион из 136 стрелочных переводов 87 имеют конструкцию с подвижными элементами крестовины марки 1/65 или 1/46.

В Германии используются несколько типов стрелочных переводов для скоростного и высокоскоростного движения, среди них - безостряковый с двумя передвижными рельсами, допускающий скорость движения на боковой путь до 350 км/ч.

Системы текущего содержания стационарных устройств* применяемые на эксплуатируемых зарубежных ВСМ, позволяют десятилетиями поддерживать их должное состояние в условиях интенсивного движения поездов. Эти системы включают в себя технические средства контроля и диагностики; они обслуживаются производственными подразделениями, оснащенными высокопроизводительными машинами и механизмами, имеющими базы технического обслуживания вдоль линии, специальные контрольно-измерительные поезда (вагоны) для получения характеристик пути, контактной сети, устройств СЦБ и связи.

Создание высокоскоростных железнодорожных магистралей потребовало принципиально новых подходов к обеспечению безопасности функционирования железной дороги как комплексной системы.

На ВСМ обеспечивается непрерывный мониторинг состояния земляного полотна и искусственных сооружений; ведется наблюдение за состоянием атмосферы, в частности, за силой и направлением ветра, интенсивностью выпадения осадков, в некоторых случаях осуществляется контроль сейсмической активности. Полученные данные передаются непосредственно в автоматизированные системы управления движением на высокоскоростной магистрали.

На ВСМ используются комплексные методы управления движением поездов на базе интегрированных систем сигнализации, централизации и блокировки. Применяются системы многозначной автоблокировки, как правило, без напольных сигналов, АЛСН 27 с контролем скорости движения поезда и диспетчерская централизация управления стрелками и сигналами на раздельных пунктах.

В высокоскоростном движении применяется электрический подвижной состав. Предпринимались попытки использовать для тяги высокоскоростных поездов дизели и газотурбинные установки.

Высокоскоростные поезда представляют собой составы постоянного формирования с локомотивной или моторвагонной тягой. В ряде случаев для высокоскоростного движения используются сочлененные вагоны с промежуточными тележками. Подвижной состав ВСМ характеризуется низкой нагрузкой от колесных пар на рельсы - около 16 . 18 т. В опытном японском поезде 5ТАИ21 удалось добиться нагрузки на ось всего 7,4 т.

Тяговый привод с инверторными преобразователями и асинхронными тяговыми электродвигателями предопределил успех в создании высокоскоростных поездов последних двух десятилетий. Прогресс в области новой элементной базы -появление в 80-е годы запираемых тиристоров (СТО) - позволил упростить схемы преобразователей, сократить число элементов и начать широкое использование на железнодорожном транспорте мощных, компактных, надежных и относительно дешевых асинхронных тяговых двигателей.

В конструкции подвижного состава все большее применение находит модульный (блочный) принцип размещения оборудования, что существенно снижает расходы по проектированию, изготовлению и эксплуатации подвижного состава.

ВСМ, как правило, электрифицированы на переменном токе промышленной частоты 50 или 60 Гц с напряжением в контактном проводе 25 кВ. Однако в ряде стран применяется переменный ток пониженной частоты 16 2 /₃ Гц и напряжение в контактной сети 15 кВ.

Для увеличения длины межподстанционных зон энергоснабжения на ВСМ часто используется система 2 х 25 кВ переменного тока с промежуточными автотрансформаторами.

Некоторые соединительные линии и участки входов ВСМ в железнодорожные узлы электрифицированы на постоянном токе напряжением 1,5 или 3,0 кВ.

Эксплуатация ВСМ с 1964 года по настоящее время показала, что в сравнении с другими видами транспорта высокоскоростные железные дороги являются самыми безопасными. За весь период существования специализированных ВСМ на них не произошло ни одной аварии, повлекшей гибель пассажиров.

Самый серьезный инцидент в истории скоростного (не высокоскоростного - прим, авт.) движения случился 3 июня 1998 года в Германии на реконструированной железнодорожной линии к северу от Ганновера в районе станции Эшеде, где на скорости около 200 км/ч сошел с рельсов поезд 1СЕ1. В катастрофе погибло 100 человек и ранено 88. Причиной трагедии стали недостатки системы диагностирования состояния колесных пар поезда, в результате чего произошло разрушение бандажа одного из колес и сход вагонов с рельсов.

Однако даже с учетом этой катастрофы статистическое сравнение ВСМ, авиационного и автомобильного транспорта, отнесенное к единице выполненной перевозочной работы (в пасс.-км), показывает, что ВСМ близки к абсолютно безопасному транспорту.

МИРОВОЙ ОПЫТ ВНЕДРЕНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Как это работает

Рисунок 1 - Депо высокоскоростных поездов в городе Ухань (провинция Хубэй). 9 марта 2015 года

Высокоскоростная железнодорожная магистраль в уезде Тяньян Гуанси-Чжуанского автономного района

Стыковка с Россией

Читайте также: