Организация скоростных пассажирских перевозок в дальнем сообщении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.22.08, кандидат технических наук Сидраков, Александр Андреевич

  • Сидраков, Александр Андреевич
  • кандидат технических науккандидат технических наук
  • 2012, Москва
  • Специальность ВАК РФ05.22.08
  • Количество страниц 182
Сидраков, Александр Андреевич. Организация скоростных пассажирских перевозок в дальнем сообщении: дис. кандидат технических наук: 05.22.08 - Управление процессами перевозок. Москва. 2012. 182 с.

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сидраков, Александр Андреевич

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СКОРОСТНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ 8 ДОРОГ

1.1. Анализ вариантов организации скоростных железнодорожных 8 пассажирских перевозок за рубежом

1.2. Проекты и перспективы развития скоростных железных дорог в 26 России

1.3. Существующие модели оценки эффективности проектов сооружения 3 8 скоростных железных дорог

1.4. Выводы по главе 1

2. ОРГАНИЗАЦИИ СКОРОСТНЫХ ПАССАЖИРСКИХ ПЕРЕВОЗОК 47 НА ВЫБРАННОМ НАПРАВЛЕНИИ

2.1. Классификация вариантов организации движения скоростных 47 поездов

2.2. Варианты снижения скоростной дифференциации поездов 52 различных типов на направлении

2.3. Варианты разделения движения по видам сообщений

2.4. Пересадочное пассажирское сообщение с использованием 76 скоростных ночных поездов и высокоскоростных поездов-экспрессов

2.5. Выводы по главе 2

3. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ 88 ОРГАНИЗАЦИИ СКОРОСТНЫХ ПАССАЖИРСКИХ ПЕРЕВОЗОК

НА ВЫБРАННОМ НАПРАВЛЕНИИ

3.1. Определение экономической эффективности вариантов

3.2. Использование информационных технологий при расчете 98 эффективности проектов

3.3. Применение методики выбора оптимального варианта 102 организации скоростного движения для направления Москва-Сочи

3.4. Выводы по главе 3

4. ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ ПЛАНА ФОРМИРОВАНИЯ И ИЗ ГРАФИКА ОБОРОТА СКОРОСТНЫХ ПАССАЖИРСКИХ ПОЕЗДОВ

4.1. Разработка плана формирования скоростных и высокоскоростных 113 поездов

4.2. Особенности разработки графика оборота скоростных и 130 высокоскоростных поездов

4.3. Выводы по главе 4 140 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 142 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 144 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 152 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 161 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 164 ПРИЛОЖЕНИЕ 4 171 ПРИЛОЖЕНИЕ 5

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Управление процессами перевозок», 05.22.08 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Организация скоростных пассажирских перевозок в дальнем сообщении»

ВВЕДЕНИЕ

Необходимость развития скоростного рельсового транспорта обусловлена, в первую очередь, непрерывным ростом мобильности населения, повышением экологичности массовых видов транспорта, необходимостью экономии мировых нефтегазовых ресурсов.

Скоростной железнодорожный транспорт позволяет уменьшить негативное воздействие на окружающую среду, увеличить зоны тяготения крупных городов. Кроме того, он увеличивает конкурентоспособность железнодорожного транспорта по сравнению с автомобильным и авиационным, а также повышает мировой престиж страны, делая ее более привлекательной для туристических и деловых поездок.

При организации скоростного движения поездов повышается качество транспортных услуг за счет значительного сокращения времени поездки. Учитывая эти и многие другие преимущества, можно с уверенностью сказать, что скоростные и высокоскоростные железнодорожные перевозки

значительные перспективы для расширения зоны охвата и сфер применения.

Вопросы организации скоростных железнодорожных перевозок и по сей день исследованы недостаточно полно. Несмотря на многочисленные исследования в данной области, до сих пор не было разработано единой комплексной методики определения эффективности проектов организации скоростного движения. Все рассматриваемые проекты рассчитывались по одному-двум способам организации движения скоростных поездов, при этом использовались различные методы определения оптимальности того или иного варианта.

Темпы развития скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта в мире свидетельствуют о значительном спросе на данный вид перевозок и его экономическую эффективность. Однако, в связи с территориальными особенностями развитых стран, большинство скоростных

и высокоскоростных линий имеют незначительную длину - до 600 километров, так что скоростные перевозки в дальнем сообщении до сих пор остаются неисследованными. Исследованию этих и других вопросов организации железнодорожных скоростных пассажирских перевозок и посвящена данная работа.

Целью диссертационной работы является совершенствование научно-методических основ оценки эффективности различных вариантов организации скоростных пассажирских железнодорожных перевозок в дальнем сообщении.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

анализ существующих моделей оценки эффективности скоростных и высокоскоростных пассажирских перевозок по проектам отечественных и зарубежных учёных;

классификация различных способов организации движения поездов на скоростном направлении; взаимодействие грузового и пассажирского движения, сочетание скоростного и высокоскоростного движения;

разработка единой комплексной методики оценки эффективности проектов сооружения скоростных магистралей и модернизации существующих направлений при различных способах организации движения поездов на направлении.

Объектом исследования являются скоростные и высокоскоростные пассажирские перевозки на железнодорожном транспорте в дальнем сообщении. На основе анализа технических характеристик скоростного подвижного состава и требований, предъявляемых к пути скоростных линий, предлагается следующая классификация пассажирских перевозок по критерию скорости:

до 140 км/ч - обычные (регулярные) перевозки на существующих железнодорожных линиях;

от 141 до 200 км/ч - скоростные перевозки, как правило, на существующих линиях, реконструированных под скоростное движение;

от 161 до 250 км/ч - скоростные перевозки, как правило, на вновь сооружаемых линиях;

от 251 до 350 км/ч - высокоскоростные перевозки на специализированных высокоскоростных магистралях (ВСМ). Предметом исследования является методика оценки эффективности различных вариантов организации скоростных пассажирских перевозок с учётом особенностей железных дорог России.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, пяти приложений и списка использованной литературы. Общий объём работы составляет 182 страницы.

Первая глава содержит краткий анализ мировых тенденций организации скоростных и высокоскоростных пассажирских перевозок, а также организации движения специализированных пассажирских поездов дальнего следования, в том числе обращающихся по участкам скоростного движения. Приведена история развития скоростного пассажирского движения и анализ различных типов подвижного состава скоростных и высокоскоростных линий Европы, Японии, Китая и ряда прочих стран, имеющих скоростные и высокоскоростные железнодорожные сообщения (раздел 1.1). Рассмотрены проекты организации скоростных пассажирских перевозок в России (раздел 1.2). Проведен анализ экономико-математических моделей, использовавшихся для оценки эффективности вариантов организации скоростных пассажирских перевозок на направлении (раздел 1.3).

Во второй главе разработана условная классификация вариантов организации скоростных пассажирских перевозок на направлении в зависимости от расстояния перевозки, используемой инфраструктуры, подвижного состава и взаимодействия скоростного и регулярного движения

поездов (раздел 2.1). Рассмотрены варианты уменьшения последствий высокой скоростной дифференциации пассажирских скоростных и грузовых, пассажирских скоростных и пассажирских пригородных поездов при организации совмещенного движения регулярных и скоростных поездов (раздел 2.2). Выявлен ряд факторов, возникающих в результате разделения скоростного и регулярного движения поездов и влияющих на итоговую эффективность данных вариантов организации скоростных пассажирских перевозок на направлении (раздел 2.3, 2.4).

В третьей главе разработана экономико-математическая модель определения эффективности различных способов организации скоростных пассажирских перевозок на направлении в зависимости от тарифа на перевозку, прогнозируемых пассажиропотоков и степени их взаимного влияния (раздел 3.1). Рассмотрены возможные варианты автоматизации расчетов и разработана методология определения оптимальности вариантов организации скоростных пассажирских перевозок на направлении для программного продукта MS Excel (раздел 3.2). В разделе 3.3 приведен пример определения оптимального варианта организации скоростных пассажирских перевозок на направлении Москва-Сочи с использованием разработанной методологии расчетов.

В четвертой главе рассмотрены особенности расчета оптимального плана формирования и оптимизации графика оборота скоростных и высокоскоростных пассажирских поездов. Поставлена оптимизационная задача и предложен метод расчета оптимального плана формирования скоростных пассажирских поездов (раздел 4.1). Предложен метод оптимизации увязки составов скоростных поездов в обороте (раздел 4.2).

1. МИРОВЫЕ ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СКОРОСТНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ

ДОРОГ

1.1. Анализ вариантов организации скоростных железнодорожных пассажирских перевозок за рубежом

Ускорение железнодорожных пассажирских перевозок, особенно в дальнем сообщении, является одной из основных проблем и задач развития железных дорог во всех индустриально развитых странах, таких как Япония, страны западной Европы.

Основными причинами развития скоростных железнодорожных перевозок можно назвать:

- необходимость повышения провозной и пропускной способности железнодорожных линий в условиях постоянно растущих объемов грузовых и пассажирских перевозок;

- повышение конкурентоспособности железнодорожного транспорта и улучшение сервиса за счет сокращения затрат времени на перевозку;

- высокая экологичность железнодорожного транспорта по сравнению с авиационным и автомобильным, в условиях повышения требований к экологической безопасности транспорта во всем мире;

- потребность экономии традиционных энергетических ресурсов, таких как нефть и газ, при недостаточном использовании альтернативных источников энергии в настоящее время.

Имея в настоящее время значительное преимущество перед другими видами транспорта, скоростной железнодорожный транспорт получает все большее распространение в мире. Общая протяженность специализированных высокоскоростных магистралей в настоящее время составляет около 9 тысяч километров, из них в Европе - немногим меньше 6 тысяч километров [89]. В процессе строительства и проектирования находятся 11 тысяч километров ВСМ. Суммарная длина линий,

модернизированных для скоростного движения (до 200-250 км/ч) составляет чуть менее 20 тысяч километров [17].

В мировой практике скоростное движение в зависимости от реализуемых скоростей и технического оснащения линии подразделяется на две основные категории:

- скоростное движение со скоростями 161-250 км/ч на новых линиях; 141-200 на модернизированных с учетом нормативов для скоростных поездов;

- высокоскоростное движение со скоростями 251-350 км/ч на специализированных высокоскоростных магистралях (ВСМ).

Франция является лидером в Европе по протяженности скоростных железнодорожных линий. Их общая длина составляет 2077 километров, в процессе строительства находится 326 километров и 198-километровая линия проектируется на ближайшую перспективу (рис. 1.1.) [22, 89]. Высокоскоростные поезда Франции носят название TGV (сокр. фр. train à grande vitesse - скоростной поезд), а магистрали - LGV (сокр. фр. ligne à grande vitesse - скоростная линия) [91,92].

Поезда, обращающиеся на высокоскоростных участках со скоростями до 320 километров в час, осуществляют движение и по существующим линиям, предназначенным для движения обычных пассажирских и грузовых поездов, со скоростями, обеспечивающими необходимый уровень безопасности (на некоторых участках до 220 километров в час) (рис. 1.1). Как правило, предназначенные для совмещенного скоростного и обычного движения линии являются многопутными с разделением грузового и пассажирского движения. Колея железных дорог Франции является стандартной для большинства стран Европы - 1435 миллиметров.

Высокоскоростные магистрали Франции имеют бесстыковой путь из рельсов с удельной массой 60 килограмм на погонный метр. Рельсы имеют вертикальный наклон к оси пути 1:20 для обеспечения гашения поперечных колебаний подвижного состава.

Рис. 1.1. Схема скоростных и высокоскоростных линий Европы

Железобетонные шпалы длиной 2,4 метра размещаются на расстоянии 60 сантиметров, то есть эпюра укладки шпал составляет 1667 шпал на километр пути. Балласт используется, как правило, гравийный или щебеночный с толщиной слоя не менее 32 сантиметров.

Минимальные радиусы кривых на высокоскоростных линиях составляют 4000 метров, а на вновь строящихся линиях - 7000 метров. Линии, предназначенные только для высокоскоростного движения, имеют более крутые продольные уклоны, чем обычные линии. Высокое соотношение мощность/вес состава для высокоскоростных поездов позволяет им преодолевать уклоны до 35%о (на линии Париж-Юго-Восток). Междупутье на LGY проектируется уширенное - 4,2-4,5 метров -для уменьшения негативного влияния встречных воздушных потоков.

Подвижной состав TGV отличается от других поездов системой сцепления вагонов. Тележки расположены между вагонами, осуществляя поддержку сразу обоих. Моторные вагоны имеют собственные тележки. Данная система предназначена в первую очередь для обеспечения безопасности пассажиров при крушении. Вместе с тем, данная конструкция ходовой части вызывает определенные проблемы при переформировании составов - отцепку или прицепку вагонов необходимо осуществлять только в специализированном депо с подъемом всего сцепа на домкратах.

Поезда TGV имеют два головных моторных вагона (локомотива) и от 8 до 18 прицепных. Моторные вагоны являются по меньшей мере двухсистемными и осуществляют питание от переменного тока 25кВ и постоянного 1,5кВ. Поезда Thalys и Eurostar являются трех- и четырех систем (табл. 1.1.) [54,56,66,70,72,73,78,80,83,84].

Германия имеет весьма плотную сеть скоростных и высокоскоростных междугородних линий ICE (Inter City Express). При строительстве новых высокоскоростных линий рекомендуемые радиусы кривых в плане составляют 7000 метров, в трудных условиях - 4800.

11

Таблица 1.1.

Краткая характеристика скоростных поездов Франции

Серия АПнпПяии 1)ир1с\ Кевеаи ТЬа1у.ч Еэ^КТХП) Еиго81аг(КТХ1)

Внешний вид ¡¡Р л. 12! ¡¡Л ЁШ1

Годы эксплуатации с 1481 с 1989 с 1994 с 1992 с 1998 с 2005 с 1993

Линии эксплуатации Юго-Воскж. С'рсдюсчн.е, Атлаптик Атлап гик Юго-Восток. Срелтемьс. Атлатик, Рона-Альпы Юго-Восток, Средиземье, Атлантик, Север, Рона-Альпы Север, Восток Восток (Южная Корея) Север

Вагонов построено 1070 1200 72 600 170 80(190) 732(920)

Вагонов в составе 2-8 2-10 2-8 2+8 2+8 2+8 2+(14-18)

Вместимость, чел. 350 459-485 512 361-377 377 377(363) 596-750(935)

Максимальная осевая нагрузка, т/ось 16 15.8 16 16 16 17'

Система электроснабжения 25к 13 АС: 1.5кВ IX 25 кВ АС: 1.5кВ IX' 25 к В АС; 1.5кВ ЕЭС 25кВ АС; 1,5кВ ОС; ЗкВ ОС 25кВ АС; 1,5кВ ОС; ЗкВ ОС 25кВ АС; 1,5кВ ОС; ЗкВ ОС 25кВ АС; 675/750В БС; 1,5кВ ОС; ЗкВ ОС

Эксплуатационная скорость, км/ч 270-300 300 320 320 300 320(305) 300

Максимальный продольный уклон на линии Кельн-Франкфурт-на-Майне составляет 40%о. Путь новых высокоскоростных магистралей уложен как на шпальном, так и на плитном основании с нормальной шириной колеи - 1435 мм. Большинство линий полигона обращения высокоскоростных поездов - это существующие модернизированные линии с совмещенным движением скоростных, обычных пассажирских и грузовых поездов. Многие модернизированные линии трех- и четырехпутны со специализацией путей по категориям поездов. Скорости движения по специализированным ВСМ достигают 300 км/ч, по существующим модернизированным линиям - 250 км/ч. По остальным участкам железных дорог Германии скоростные поезда обращаются со скоростью не более 160 км/ч.Высокоскоростные поезда Германии, обращающиеся внутри страны, имеют питание от переменного тока 15кВ, международные поезда имеют мультисистемную модификацию. Кроме того, поезда на базе Siemens Velaro, поставляемые в другие страны (Испания, Китай, Россия), питаются от переменного тока 25кВ. Единственная модель - ICE-TD - имеет тепловозную тягу. Различные модели поездов имеют как локомотивную, так и моторвагонную тягу: поезда серии ICE1 состоят из двух локомотивов по концам состава и 12-14 прицепных вагонов, поезда серии ICE2 состоят из локомотива и 6 вагонов и могут объединяться в двойной состав, последующие модели являются моторвагонным подвижным составом (табл. 1.2) [55,75,57].

Испания, как и Франция, имеет центрально-радиальную структуру скоростных и высокоскоростных линий (рис. 1.1).

Скоростные и высокоскоростные поезда обращаются как на специализированных высокоскоростных магистралях, так и на существующих модернизированных линиях, совместно с пассажирскими и грузовыми поездами. Специализированные ВСМ Испании имеют бесстыковой путь и стандартную ширину колеи 1435 мм. На усовершенствованных для скоростного движения линиях используется

13

стандартная для Испании колея 1668 мм. Путь уложен преимущественно на балластном основании, толщина балластного слоя - 30 сантиметров, минимальная толщина - 25 сантиметров. Рекомендуемые радиусы кривых в плане составляют 4000 метров, минимальные - 2000-3000 метров.

На специализированных линиях применяется стандарт европейской системы сигнализации, централизации и блокировки ETCS (European Train Control System) уровня 1 и 2. Первый уровень ETCS подразумевает наличие путевых датчиков, размещенных в колее и передающих сигналы на путевые реле, которые в свою очередь регулируют показания напольных сигналов и локомотивного оборудования. При втором уровне ETCS система ETCS-1 дополняется радиосвязью GSM-диапазона, передающей данные о текущем блок-участке и принимающей данные о лежащих впереди участках. Как правило, система ETCS-2 не требует установки напольных сигналов и путь делится на блок-участки только путевыми датчиками.

Система электроснабжения специализированных магистралей основана на переменном токе напряжением 25 кВ. На существующих модернизированных линиях используется постоянный ток напряжением 3 кВ, применяемый на большинстве железных дорог Испании.

Для связи вновь построенных высокоскоростных магистралей с шириной колеи 1435 мм и напряжением переменного тока 25 кВ с остальными линиями с шириной колеи 1668 мм и постоянным током 3 кВ были построены специализированные пассажирские поезда с изменяемым расстоянием между колесами, работающими от двух систем тока (Talgo 250 и Alvia Sepia). Помимо поездов собственной разработки, обращающихся только по высокоскоростным линиям с колеей 1435 мм, в Испании имеются поезда на базе французского TGV Atlantique и немецкого ICE3 (табл. 1.3). Поезда серий Talgo и AVE на базе TGV Atlantique имеют локомотивную тягу, с двумя локомотивами - в голове и хвосте состава; остальные поезда являются моторвагонными [60,65,68,71].

14

Таблица 1.2.

Серия

1СЕ1

1СЕ2

1СЕЗ(С1ШЗ, Уе1а го-Нив)

1СЕЗМ

1СЕ-Т

1СЕТО

Внешний вид

Годы эксплуатации

с 1993

с 1995

с 2000

с 2002

с 1997

с 2001

Линии эксплуатации

11юри0срг-Ипгилытадт

Мюнхен-Ганновер (Гамбург, Бремен), Кер.чии-Кс.и.п

Вся сеть

Кельн-Брюссель-Амстердам, Кельн-Страсбург-Париж

Франкфурт-Вена, Цюрих-Берлин, Франкфурт-Дрезден

Дрезден-Мюнхен, Мюнхен-Цюрих, Гамбург-Копенгаген

Вагонов построено

720

322

480(480, 80)

136

279

80

Вагонов в составе

2 '(12-1-1)

1+6

8-16(8-16, 10)

5-7

Вместимость, чел.

743-885

371

441-882 (556-1230, 606)

430

260-372

180-195

Максимальная осевая нагрузка, т/ось

19.4

19.4

12,8

13,6

14

13,4

Система электроснабжения

15кВ АС

15к»ЛС

15кВ АС (25кВ АС)

15кВ АС; 25кВ АС; 1,5кВ БС; ЗкВ БС

15кВ АС

электропоезд

Эксплуатационная скорость, км/ч

250-280

300

300(300, 250)

300-320

230

200

Таблица 1.3.

Серия Talgo 250 АМа-Б (ТСОЭ) Talgo 350 АУЕ(ТСУ-А) АУЕ(1СЕЗ)

Внешний вид Шё, ш

Годы эксплуатации - с 2001 с 2005 с 1992 с 2006

Линии эксплуатации Паленсия, Па: ii,я лол ид. Аликанте, Сан-Себастьян, Бильбао-Малрил Мадрид- Валенсия, Малага-Севилья, Анкара-Эльхесир (Турция) Мадрид-Барселона, Мадрид-Сарагоса Мадрид- Севилья, Мадрид-Малага, Барселона- Аликанте Мадрид- Севилья, Мадрид-Малага, Мадрид- Барселона

Вагонов построено - 228(72) - 136 464

Вагонов в составе 2+11 4(6) 2+12 2+8 8

Вместимость, чел. 249 238-282(419) 318 329 404

Максимальная осевая нагрузка, т/ось 18 15,6 17 16 13

Система электроснабжения 25кВ АС, ЗкВ DC 25кВ АС, ЗкВ БС 25кВ АС 25кВ АС, ЗкВ БС 25 кВ АС

Эксплуатационная скорость, км/ч 220-250 250(260) 330 300 350

Первая скоростная линия Италии Рим-Флоренция имеет бесстыковой путь из рельсов с удельной массой 60 килограмм на погонный метр на железобетонных шпалах длиной 2,3 метра, расположенных на расстоянии 60 сантиметров. Минимальные радиусы кривых 3000 метров позволяют достичь скорости 250 км/ч. Скоростная линия имеет соединения между главными путями через каждые 16,2 километра, что позволяет использовать любой путь в любом направлении. Стрелочные переводы между главными путями позволяют сохранить скорость при отклонении на бок до 100 км/ч, а 15 стрелочных переводов - до 160 км/ч. Линия электрифицирована на постоянном токе 3 кВ с подстанциями через каждые 16 километров.

Остальные скоростные линии Италии электрифицированы на переменном токе 25 кВ и рассчитаны на движение со скоростями до 300-350 км/ч (рис. 1.1.1). Минимальные радиусы кривых на новых линиях составляют 4000 метров; максимальные уклоны на линии Рим-Неаполь достигают 21%о. Железные дороги Италии имеют стандартную европейскую колею 1435 миллиметров [49].

Высокоскоростные линии Рим-Неаполь и Рим-Милан-Турин специализированы только для движения высокоскоростных поездов, прочие линии имеют совмещенное движение скоростных и обычных поездов. Кроме того, скоростные поезда на ряде участков обращаются и по обычным немодернизированным железнодорожным линиям [64].

Первые скоростные поезда Италии, названные РепёоНпо, являлись моторвагонным подвижным составом с электрификацией на постоянном токе 3 кВ. Развитие железнодорожных связей с другими странами Европы вызвало необходимость создания двух- и трехсистемных скоростных поездов: для Швейцарии и Германии с питанием от переменного тока 15 кВ; для Франции - с питанием от постоянного тока 1,5 кВ. Помимо этого, новые высокоскоростные линии Италии строились с электрификацией по общеевропейским стандартам на переменном токе 25 кВ, что также потребовало создания двухсистемных поездов. Все скоростные и высокоскоростные поезда Италии, кроме моделей ЕТ11-500 и С1Ш5 являются моторвагонным подвижным составом с наклоняемыми вагонами.

Поезда ЕТК-500 имеют локомотивную тягу с двумя локомотивами: в голове и хвосте состава; С11Н5 - моторвагонный подвижной состав с ненаклоняемыми вагонами (табл. 1.4) [58,77,90].

Помимо перечисленных стран, в Европе немало стран имеют скоростные и высокоскоростные железные дороги (прил. 1, рис. 1.1). На железных дорогах Европы широко распространен сервис «ЬйегС^» - междугородние поезда дальнего следования, обращающиеся по некоторым участкам высокоскоростных линий, по модернизированным и по регулярным железнодорожным линиям со скоростями до 200 км/ч. Поезда ШегСку используют, как правило, локомотивную тягу. Род тока зависит от страны обращения; имеются и дизельные локомотивы. Также для сервиса ШегСку применяются и моторвагонные поезда (табл. 1.5). С локомотивами используются стандартные пассажирские вагоны регулярного сообщения, с местами для сидения пассажиров, спальные, мягкие и жесткие, а также, в ряде случаев, вагоны специализированных высокоскоростных поездов. Большинство пассажирских вагонов рассчитано на скорости движения до 160-200 км/ч.

Япония до сих пор является мировым лидером в железнодорожных скоростных перевозках. Если объем скоростных пассажирских перевозок в Европе превысил цифру 70 млн. пассажиров в год только в 2003 году, то в Японии он держался на этом уровне с 1990 года, а с 2004 года наметился его дальнейший рост.

Общая протяженность высокоскоростных линий Японии, носящих название Синкансен (ЗЫпкапвеп), на сегодняшний день составляет 2459 километров; в процессе строительства находятся 786 километров специализированных магистралей; на стадии проектирования находятся еще 1177 километров ВСМ (рис. 1.2.) [16,22,89,].

Линии Синкансен полностью отделены от обычных железнодорожных линий Японии, за исключением линий «мини-Синкансен», которые проходят по существующим модернизированным железнодорожным линиям с совмещенной колеей 1067/1435 миллиметров.

Таблица 1.4.

Серия ETR-450 ETR-460 ЕТИ-480 ETR-470 ETR-600(610, CRH5) ETR-500AV(F)

Внешний вид Щ К d ■ j I >J/ J

Годы эксплуатации с 1989 с 1993 с 1993 с 1993 с 2006 с 1996-2005

Линии эксплуатации мыс линии Рим-Флоренции. 11ЫС линии Вся сеть, Лиссабон-Порто (Португалия), Лиссабон-Мадрид (Португалия) Милан-Цюрих, Милан-Берн- Базель Вся сеть, (Милан-Цюрих, Милан-Берн-Базель, Китай) Милан- Флоренция-Рим-Неаполь, Милан-Венеция, Венеция-Рим, (Рим-Париж)

Вагонов построено - 80 - 72 -(480) 780

Вагонов в составе 9 8-9 9 9 7(8) 2+(8-12)

Вместимость, чел. 390 426-480 480 480 432(622) 404-671

Максимальная осевая нагрузка, т/ось 13.8 13,5 13,5 13,5 16,5 17

Система электроснабжения ЗкВ ОС ЗкВ DC 25кВ АС, ЗкВ БС 15кВ АС, ЗкВ DC 25кВ АС, ЗкВ DC, (15 кВ АС) 25кВ АС, ЗкВ ОС, (1,5 кВ ОС)

Эксплуатационная скорость, км/ч 200 250 250 200 250 300

Краткая характеристика прочих скоростных поездов и локомотивов Европы

Серия Class 180 Class 220(221,222) V250 Х40 Х55 (CRH1) Class 43(253,254)

Годы эксплуатации с 2000 с 2001 с 2009 с 2006 с 2007 с 1982

Страна эксплуатации Англия Англия Голландия, Бельгия Швеция Швеция(Китай) Англия

Вагонов построено 70 136(176, 108) 152 113 175(960) 197

Вагонов в составе 5 4(4-5, 4-7) 8 ■2-3 2-3(8-16) ; :

Вместимость, чел. 287 188(188-250, 188-342) 546 153-252 165-294 (618-1299) Т.,.:.

Максимальная осевая нагрузка, т/ось 12,6 12,8 15,1 .. 17,5 17,6

Система электроснабжения Дизель-Электропоезд Дизель-Электропоезд 25кВАС, ЗкВ DC, 1,5 kB DC 15кВ 15 кВ АС (25 кВ Дизель-локомотив

Эксплуатационная скорость, км/ч 200 200 250 -■■.:.■'" 200 ' 180-200 200

Серия Class 13/3000 Class 91 ES 64U Х2 Class 101

Годы эксплуатации с 2000-2001 с 1991 с 2000 с 1989 с 1999

Линии эксплуатации Франция, Люксембург, Бельгия Англия Австрия, Германия Швеция Шт

Вагонов построено 80 360

Вагонов в составе ■/;.-' v

Вместимость, чел. - с

Максимальная осевая нагрузка, т/ось 20,4 21,5 18,3 20,8

Система электроснабжения 25кВ АС, ЗкВ DC 25 кВ АС 25кВ АС, 15кВ АС, ЗкВ DC, 1,5кВ DC 15кВ АС 15кВ АС

Эксплуатационная скорость, км/ч 200 200 230 200-210 220

В связи с особенностями рельефа Японии линии Синкансен имеют множество искусственных сооружений, таких как туннели и акведуки, позволяющих добиться кратчайшего и наиболее прямого пути между станциями. Пересечения высокоскоростных линий с автомобильными дорогами в одном уровне исключены. Применяемые радиусы кривых составляют минимум 4000 метров, за исключением самой первой линии Токайдо-Синкансен, где применяются радиусы кривых 2500 метров и более. Линии Синкансен имеют стандартную колею 1435 миллиметров.

ВСМ Японии имеют бесстыковой путь, частично размещенный на балласте, частично на основании из плит. Безбалластное основание применяется, как правило, на искусственных сооружениях, таких как мосты, путепроводы, виадуки, туннели, а также на некоторых станциях.

В качестве системы сигнализации и блокировки используется международная система АТС (Automatic Train Control), выполняющая основные функции систем станционной и перегонной автоблокировки, автоматической локомотивной сигнализации и комплекса локомотивных устройств блокировки. Данная система может быть использована в совокупности с международной системой АТО (Automatic Train Operation), позволяющей полностью автоматизировать управление движением поезда.

Поезда Синкансен имеют питание от переменного тока 25кВ с поддержкой напряжения линий мини-Синкансен 20кВ.

Весь подвижной состав японских высокоскоростных магистралей является моторвагонным. В развитии подвижного состава железных дорог Японии можно выделить четыре поколения высокоскоростных электропоездов:

- первое (1960-е — конец 1970-х годов) - электропоезда серии 0;

- второе (1980-е годы) - поезда серий 100,200;

- третье (1980 - 1990-е годы) - поезда серий 300, 400, El, Е2, ЕЗ, Е4;

- четвертое - современные поезда серий 500, 700 и 800, введенные в эксплуатацию в последние годы (табл. 1.6.) [16,53,62,67].

IlliiiSISi

itBMeJjSte

Цй;>пЬам:аг'

(¡вВЯяии!

о

'S

-^Узгтео

о

Khisirovsk

tiiihor-

авж

ЙЖ Я^ШИШЯ

/

' ч - '^ч ° '

■ и ¿Äw...........ТГ Ъ—ч

рамцщршмшннр......

iwsftoit x

\ Xi'an

/»¿К'"'

>' ^ZhcnHbbu

'Uwjfiwg | f- ....."

Diijbfisran (

S4.poro.--4

RiMi

.......

J w Л

щШШШЩЩщШ^'ЩШШУ

Похожие диссертационные работы по специальности «Управление процессами перевозок», 05.22.08 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Управление процессами перевозок», Сидраков, Александр Андреевич

4.3. Выводы по главе 4

Разработка плана формирования скоростных пассажирских поездов на направлении необходимо выполнять с условием максимального освоения пассажиропотока на данном виде железнодорожного сообщения. Скоростные поезда, как обеспечивающие более высокий уровень комфорта, скорости и сервиса, должны иметь приоритет в распределении пассажиропотока на направлении. Расчет плана формирования скоростных поездов необходимо выполнять исходя их условия максимального заполнения мест.

Москва

Ростов-на-Дону

Краснодар Сочи

Рис. 4.7. Схематический график движения и увязки скоростных пассажирских поездов.

Определение оптимальности плана формирования скоростных поездов должно производится на основе максимизации прибыли от перевозок.

При организации комбинированного движения скоростных и высокоскоростных поездов на направлении в план формирования включаются как прямые струи скоростных пассажирских поездов, так и пересадочные маршруты. При этом пассажиропоток струй высокоскоростных поездов принимается равным пассажиропотоку до станции назначения струи плюс величина пассажиропотока, следующего с пересадкой. При расчете следует отдельно учитывать доходы и расходы от скоростных и высокоскоростных поездов в объединенной струе.

По результатам расчета плана формирования скоростных пассажирских поездов составляется схематичный график движения скоростных поездов на направлении. Схематичный график движения увязывается по станциям в график оборота, учитывающий нормативные времена оборота для скоростных поездов локомотивной тяги и высокоскоростных поездов-экспрессов.

Оптимизация графика оборота скоростных поездов производится посредством составления матриц возможной увязки маршрутов по станциям оборота и дальнейшей их корректировке по условию минимизации количества составов скоростных поездов в обороте.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

До настоящего времени в России не существовало единой, обеспечивающей достаточную точность расчетов, методики определения эффективности различных вариантов организации скоростных пассажирских перевозок на направлении. Все существующие методики либо не полностью соответствуют современным экономическим отношениям, принятым в развитых странах мира, либо не охватывают значительное число влияющих факторов, оказывающих большое влияние на конечный результат.

В данной работе приведена универсальная комплексная методика определения эффективности проектов организации скоростных пассажирских перевозок в дальнем сообщении при различных способах движения поездов на направлении. Основанная на последних исследованиях в области скоростных пассажирских перевозок и экономики, данная методика является полезным инструментом для оценки различных вариантов организации скоростного пассажирского движения на любом направлении.

Ранее не учитываемые показатели, такие как экономия поездо-часов, поездо-километров, бригадо-часов грузовых и обычных пассажирских поездов, экономия затрат на ремонты пути при увеличении периодичности ремонта и др. дают экономию от 2 до 10,65% в год от общей суммы расходов, связанных с движением поездов. Данные цифры способны оказать значительное влияние на определение эффективности и сроков окупаемости проектов.

Помимо этого, в работе создана общая классификация возможных способов организации скоростного движения на направлении. Данная классификация может широко применяться в дальнейших исследованиях, связанных со скоростными и высокоскоростными перевозками.

Новая классификация подразделяет скоростные перевозки не только по критерию максимальной и минимальной скорости движения поездов, но и по используемой инфраструктуре, подвижному составу, уровню комфорта пассажиров, взаимодействию скоростного движения с грузовым и обычным пассажирским. Используя данную классификацию можно быстро подобрать шаблон решении задачи по разработанной методике.

Рассмотренная методика может с легкостью дополняться новыми компонентами, которые могут быть получены в результате дальнейших исследований.

Разработанный в рамках диссертационной работы метод расчета оптимального плана формирования скоростных и высокоскоростных пассажирских поездов может применяться при организации и планировании скоростных пассажирских перевозок.

Предложенный метод оптимизации увязки составов скоростных и высокоскоростных поездов в обороте, с учетом выявленных особенностей составления графика оборота скоростных и высокоскоростных поездов, позволит значительно сократить затраты на приобретение специализированного подвижного состава при организации скоростного (высокоскоростного) движения.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сидраков, Александр Андреевич, 2012 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Архангельский Е.В. Станционные и межпоездные интервалы скоростного и высокоскоростного движения // Железнодорожный транспорт. 2009, №7. с. 38.

2. Березкин A.B. Реконструкция параллельных железнодорожных направлений при введении скоростного пассажирского движения: автореф. дисс. канд. техн. наук. М., 2001. 23 с.

3. Болотин, А. В. Теоретические основы определения эффективности строительства высокоскоростных пассажирских линий и оценка влияния таких линий на национальный доход: дисс. д-ра экон. наук. М., 1993.405 с.

4. Болотин A.B. Экономическое сравнение вариантов высокоскоростных линий. // Тр. МИИТ, 1992, Вып. 869.

5. Вакуленко С.П., Колин A.B. Высокоскоростная магистраль Санкт-Петербург - Москва: проблемы и перспективы // Железнодорожный транспор. 2006, №6. с. 47.

6. Васюнина А. А. Экономическая эффективность реконструкции железнодорожных линий для организации скоростного пассажирского движения: дисс. канд. эконом, наук. М.: МИИТ, 2008. 232 с.

7. Высокоскоростные железнодорожные сообщения - достижения и проблемы // Железные дороги мира, 2001. №2, с. 5-9.

8. Джабаров С.Т. Рациональная стратегия этапной реконструкции постоянных сооружений железных дорог для введения скоростного движения пассажирских поездов. 1989 г. М. 153 с.

9. Дьяков Ю.В., Ренерт В. Проблемы организации высокоскоростного движения между Западом и Востоком Европы. // Железнодорожный транспорт, 1995, №2, с.24-28.

Ю.Жабров С.С., Сотников Е.А., Ковалев В.И. Скоростной и высокосокростной транспорт. // Железнодорожный транспорт, 1998, №4, с. 39-42.

11.Инструкция по разработке графика движения поездов в ОАО «РЖД». 2006 г. М. 184 с.

12. Инструкция по расчету наличной пропускной способности железных дорог. 1991 г. М. 304 с.

13.Инструкция по техническому обслуживанию и эксплуатации сооружений, устройств, подвижного состава и организации движения на участках обращения скоростных пассажирских поездов. ЦРБ-393. 2003 г. М. 64 с.

14.Исмагулова М.С. Продольный профиль железных дорог для скоростного и высокоскоростного движения поездов. 1990 г. 180 с.

15.Калугин Е.А. Экономическая эффективность применения прогрессивных конструкций пути на скоростных железнодорожных линиях. - дисс. канд. эконом, наук, М., 2003 г. 168 с.

16.Киселев И.П. Краткий обзор высокоскоростных поездов в Японии. // Железные дороги мира, 2005. №№ 7, 8, 9.

П.Киселев И.П. Краткий обзор истории европейских высокоскоростных пассажирских поездов. // Железные дороги мира. 2005, №12. 2006, №1.

18. Кисе л ев И.П. Состояние и перспективы развития высокоскоростных железнодорожных сообщений. К итогам IV Международного конгресса по высокоскоростному движению. // Железнодорожный транспорт, 2003. №6, с. 72-77. №7,. с.72-77.

19. Кисе л ев И.П., Сотников Е.А., Суходеев B.C. Высокоскоростные железные дороги. СПб.: Петербургский гос. ун-т путей сообщения, 2001.60 с.

20.Козлов В.Ю. Обоснование экономически рационального числа скоростных пассажирских поездов. // Тр. МИИТ, Вып.715, с. 90-94.

21.Колин A.B., Котов В.А. Возможности скоростной перевозки грузов. // Железнодорожный транспорт, 2008. №3. с. 20-23.

22.Кравченко М.В. Оценка эффективности и перспективы развития скоростных пассажирских перевозок на железных дорогах России. -дисс. канд. эконом, наук, М., 2005 г. 180 с.

23.Нормативы для составления графика движения пассажирских поездов. 2006 г. М. 112 с.

24.Пазойский Ю.О., [Шубко В.Г| Сидраков A.A., Кравцов A.C. Пассажирские перевозки в дальнем и пригородном сообщении: учебное пособие. / М.:МИИТ, 2009. 130 с.

25.Паршев А.П. Почему Россия не Америка. - М., 2003 г. 411 с.

26.Персианов В.А. Ключевые вопросы транспортной политики. // Железнодорожный транспорт, 2000. №10, с. 20-26. №11, с. 12-17.

27.Пита A.JI. Международные пассажирские железнодорожные сообщения в Европе. // Железные дороги мира, 2001. №7. с. 11-15.

28.Положение о системе ведения путевого хозяйства ОАО «Российские железные дороги». Утверждено ОАО «РЖД» 30 октября 2009 г.

29.Проект поэтапного повышения скоростей движения пассажирских поездов на направлении Москва - Красное. М: Гипротранстэи МПС, 1999.

30.Савельев В.Г. Определение эффективности ввода скоростного движения на направлении Москва - Брест. Автореферат академика ATP. М.: Гипротранстэи МПС, 1994, 27с.

31. Савельев В.Г. Организационно-экономические условия формирования системы скоростного движения пассажирских поездов на железных дорогах: автореф. дисс. канд. эконом, наук. М., 1997.31 с.

32.Себестоимость железнодорожных перевозок. Ред. А.Г. Смеховой, А.И. Купорова. М., Маршрут, 2003. 494 с.

33.Сидраков A.A. Влияние разделения пассажирского и грузового движения на среднегодовые затраты на ремонт пути. / Неделя науки - 2010 «Наука МИИТа - транспорту» // Труды научно-практической конференции. - М.:МИИТ, 2010, с. VII-12.

34.Сидраков A.A. Задача переключения грузового движения со скоростных железнодорожных линий на параллельные направления. / Современные проблемы управления перевозочным процессом. Повышение качества подготовки специалистов и уровня научных исследований // Труды международной научно-практической конференции. -М.:МИИТ, 2006, с. IV-50.

35.Сидраков A.A. Классификация возможных вариантов организации движения скоростных поездов. / Безопасность движения поездов // Труды научно-практической конференции. - М.:МИИТ, 2009. с, X-29.

36.Сидраков A.A. Оптимум для конкуренции. / Мир транспорта №3-2008.-М. 2008, с. 94.

37.Сидраков A.A. Проблемы совмещения грузового и скоростного пассажирского движения на железнодорожном транспорте. / Транспорт-2007 // Труды Всероссийской научно-практической конференции. - Ростов н/Д.: РГУПС, 2007, с. 89.

38.Сидраков A.A. Целесообразность разделения грузового и скоростного пассажирского движения на железнодорожном транспорте. / Современные проблемы управления перевозочным процессом. Повышение качества подготовки специалистов и уровня научных исследований // Труды международной научно-практической конференции. - М.:МИИТ, 2006, с. IV-46.

39.Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт в прошлом, настоящем и будущем. К 150-летию железнодорожной магистрали Санкт-Петербург - Москва. Т.1. 2001 г. СПб. Под ред. В.И. Ковалева. 320 с.

40.Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт в прошлом, настоящем и будущем. К 150-летию железнодорожной магистрали Санкт-Петербург - Москва. Т.2. 2003 г. СПб. Под ред. В.И. Ковалева. 447 с.

41. Стандартные проектные решения и технологии по переустройству инженерных сооружений при подготовке железных дорог к введению скоростного движения пассажирских поездов. 1999 г. М. 78 с.

42. Стандартные проектные решения и технологии усиления земляного полотна при подготовке полигонов сети для введения скоростного движения пассажирских поездов. 1998 г. М. 141 с.

43. Строительство новой высокоскоростной линии TGV Est. // Железные дороги мира, 2001. №7. с. 22-25.

44.Трукунов А.Г. Ресурсосберегающие технологии и их применение при ремонтах пути на скоростных направлениях. 2003 г. М. 238 с.

45.Уралов В.Л., Михайловский Г.И., Воробьев Э.В. Комплексная механизация путевых работ. 2004 г. М. 382 с.

46.Харина Е.В. Выбор рациональных мер по повышению скоростей движения пассажирских поездов в условиях растущего объема грузовых и пассажирских перевозок. - дисс. канд. техн. наук., М., 2005 г. 168 с.

47.Харина Е.В. Скоростное и высокоскоростное движение: оценка затрат. // Железнодорожный транспорт, 2002. №11. с. 64-67.

48.Шайдуллин Ш.Н., Иванов С.Ю., Исаенко Э.П. Подготовка железнодорожного пути к скоростному движению пассажирских поездов. 2004 г. Нижний Новгород. 245 с.

49.Afragola station delayed // Today's Railways Europe. 2008, №155. p. 52.

50.AH Payidar Akgungor, Abdulmuttalip Demirel. Evaluation of Ankara -Istanbul high speed train project // Transport. 2007, №1.

51.Beer K. Die Zukunft des Schienesverkehrs in Europa. // Deine Bahn, 2003, №2. p. 67-73.

52.Black Clifford R. (March 2005). The Acela Express // Japan Railway & Transport Review. 2005, №3.

53.Central Japan Railway Company Annual Report 2007. p. 14.

54.Cinotti Eric, Tréboul Jean-Baptiste. Les TGV européens: Eurostar, Thalys // Presses universitaires de France. Paris, 2000.

55.Die Bahn am Ball. // Deutsche Bahn AG, 2006. p. 96.

56.Double decked trains could be replacement for Eurostars // RAIL. 2005, №529. p. 11.

57.Dritte Generation ICE-Triebzüge fur DB Reise&Touristik // Elektrische Bahnen, Elektrotechnik im Verkehrswesen. 2000, №11.

58.ETR500 general and technical specifications // EURAILmag. 2007, №3. p. 131.

59.Gustavo Nombela. Is Investment in High Speed Rail Socially Profitable? // Journal of Transport Economics and Policy. 2007, №41, p. 3-23.

60.High speed advances in Spain // Railway Gazette International. 2007, №1. p. 4.

61.High Speed Rail Construction of Korea and Its Impact // Korea Research Insitute for Human Settlements. 2008.

62.Hood Christopher P. Shinkansen - From Bullet Train to Symbol of Modern Japan // Routledge. London, 2006.

63.1naki Barron. High Speed lines in the world. // UIC - HS Department. 2006.

64.Italian north-south high speed line completed // Railway Gazette International. 2009.

65.Juan Carlos Martin, Gustavo Nombela. Microeconomic impacts of investments in high speed trains in Spain // Annals of Regional Science. 2007, №3.

66.Les gares nouvelles de Provence du TGV Méditerranée // Bulletin annuel de l'AFGC. 2001, №3. p. 49-51.

67.Miura S., Takai H., Uchida M., Fukada Y. The Mechanism of Railway Tracks // Japan Railway & Transport Review. 1998, №15. p. 38-45.

68.Moshe Givoni. Development and Impact of the Modern High-speed Train: A Review // Transport Reviews. 2006, № 5. p. 593-611.

69.Mustafa Karasahin. Railway projects in Turkey // Mechanics Transport Communications. 2007, №3.

70.Pepy, G.: 25 Years of the TGV // Modern Railways, 2006. №10. p. 67 -74.

71 .Perpignan-Barcelona AVE to open in 2012 or ... 2020? // Today's railways Europe. 2007, №140. p. 10.

72.Perren Brian. Harrow Weald: Capital Transport // TGV handbook, 2nd ed. 2000.

73.Perspectives 2009 // Bilan de l'année, 2008.

74.Peter Attenborough. Colin Rees Transport (CRT) // Australian Model Railway Magazine. 2006, №22. p. 38.

75.Peter Jehle, René Naumann, Rainer Schach. Transrapid und Rad-Schiene-Hochgeschwindigkeitsbahn: Ein gesamtheitlicher Systemvergleich // Springer, 2006. p. 20.

76.Qian Lixin. Повышение скорости движения поездов на железных дорогах Китая. // Железные дороги мира, 2006 г. № 5.

77.Record italiano di vélocité // Tutto Treno. 2008, №4.

78.Ryo Takagi. High-speed Railways:The last ten years. // Japan Railway & Transport Review. 2009.

79.Selim Bolat. Development of Euro-Asian transport links // Research, Planning & Coordination Department, Turkish State Railways -TCDD. 2007. p. 4.

80.Soulié Claude, Tricoire Jean. Le grand livre du TGV, Paris // La Vie du rail. Paris, 2002.

81 .TCDD annual report 2008.

82.Tevfik Muhammed. Presentation of the Rail Transport - Turkey // YEÇÎLÇAM (TCDD). 2008. p. 29.

83.Wilckens Martin, Ellewanger Gunther. High speed for Europe. // Japan Railway & Transport Review. 2009.

84. World Speed Survey Tables // Railway Gazette International, 2007. №9.

85.www.bahn.de - официальный сайт Акционерного общества «Немецкие железные дороги» (DB AG).

86.www.europa.eu - официальный сайт Европейского Союза (European Union).

87.www.gks.ru - официальный сайт Госкомстата Российской Федерации.

88.www.rzd.ru - официальный сайт Открытого акционерного общества «Российские железные дороги».

89.www.uic.asso.fr - официальный сайт Международного союза железных дорог (UIC).

90.www.alstom.com

91.www.rff.fr/ Réseau Ferré de France

92.www.sncf.com/ SNCF-Société Nationale des Chemins de fer Français

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.