W И 00 0000 00 Й Й ОО 0000 UO W W OO W OO ООН И
ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ
Общий курс
Том 2
< i > l ЬиУ Ь* К 1
Ростовский госудаоственныи университет путей сообщения" Научно-; 'ск.'? би ека
Москва
740393
От авторов
Во втором томе учебного пособия раскрываются особенности устройства высокоскоростного железнодорожного подвижного состава, дано описание механической части, электротягового и тормозного оборудования, устройств жизнеобеспечения и систем управления; общие принципы организации эксплуатационных депо для высокоскоростных поездов, приведены особенности технологического процесса их обслуживания, показанного на иллюстрациях и конкретных примерах.
Авторы исходят из того, что в настоящее время создано четвертое поколение высокоскоростных поездов. Отметим, что под поколениями в технике понимаются стадии развития устройств, машин, механизмов одного функционального назначения, отличающиеся друг от друга скачкообразными улучшениями характеристик. Смена поколений в технике обусловливается началом применения новых технических идей, лучших конструкций, материалов, технологических приемов и т.п. Говоря о поколениях железнодорожной техники, прежде всего, связываем их с переходом от паровой тяги к электрической и двигателям внутреннего сгорания. Поколения подвижного состава, например, вагонов, характеризуются эволюцией от деревянных конструкций рам и кузовов к частично металлическим, а затем — цельнометаллическим, кардинальным улучшением ходовой части и др.
|
|
|
Смена поколений высокоскоростного подвижного состава определяется развитием конструкции важнейших элементов, обусловивших увеличение максимальной скорости движения, сокращение удельного расхода электроэнергии, повышение комфорта проезда пассажиров, снижение шумового загрязнения и т.д.
Возникновение первого поколения высокоскоростных поездов связано со сменой парадигмы — модели решения проблемы высокоскоростного железнодорожного движения. До создания первой в мире ВСМ Токио—Осака высокоскоростное движение в технически развитых странах того времени — Великобритании, Италии, СССР, США, Франции, ФРГ осуществлялось по обычным магистральным железным дорогам со смешанным движением поездов разных категорий как по своей массе, так и по скорости. Эксплуатация первой в мире ВСМ «Токайдо Синкансэн» показала, что только специализированная железная дорога, предназначенная исключительно для специального подвижного состава, позволяет организовать массовые безопасные перевозки пассажиров со скоростью 200 км/ч и выше.
Первое поколение высокоскоростных поездов было, по большому счету, более качественным исполнением известных к тому времени конструкций. Кузова вагонов — из низколегированных сталей, коллекторные тяговые двигатели постоянного тока, электромеханические релейные системы управления и т.п. Естественно, на практике четкую границу между поколениями провести не всегда представляется возможным, поскольку создаются и переходные виды технических устройств, в которых используются компоненты, принадлежащие к разным поколениям. Тем не менее, на протяженном отрезке времени поколения технических устройств вполне выделяются.
|
|
|
Оценивая развитие высокоскоростного железнодорожного подвижного состава за последнее пятилетие, можно отметить следующее. Рекорд скорости 574,8 км/ч, установленный 3 апреля 2007 г. французским опытным поездом V150, задал новый формат соотношения рекордной скорости движения высокоскоростных поездов и максимальной скорости в коммерческой эксплуатации. Помимо градаций «скоростное» и «высокоскоростное» дви- 3
Высокоскоростной железнодорожный транспорт
жение все чаще употребляются определения «сверхскоростное» (более 350 км/ч) и «уль- траскоростное» (более 400 км/ч).
|
|
|
В последнее пятилетие в эксплуатацию были введены первые сверхскоростные поезда — поезд AGV компании Alstom и китайские поезда CRN380.
В процессе повышения скорости одной из главных задач стало снижение подвижным составом энергопотребления и генерируемого им шума. При этом было подтверждено, что основным источником шума являются токоприемники, поэтому усилия ведущих производителей подвижного состава сосредоточены именно в этих направлениях. Мировые тенденции развития высокоскоростного подвижного состава и инфраструктуры ВСМ показывают, что на ближайшие 10—15 лет максимальная скорость в коммерческой эксплуатации скорее всего не превысит 380—400 км/ч на небольшом полигоне, а в массовой эксплуатации будет держаться на уровне не более 350 км/ч.
Во втором томе рассмотрены основные проблемы обеспечения безопасности высокоскоростного движения в комплексе мероприятий, учитывающих природные факторы (климатические условия, сейсмическая активность в районе прохождения трассы ВСМ и др.), а также технико-технологическое обеспечение и защиту высокоскоростных магистралей от несанкционированных внешних воздействий, включая террористические проявления. Отдельно рассмотрен комплекс вопросов, связанных с подготовкой персонала для ВСМ.
|
|
|
Детально представлен процесс управления движением поездов на высокоскоростных магистралях. Показано, что при простоте эксплуатационной схемы организации движения поездов (челночный характер, практически без переформирования составов в процессе следования) определенные трудности в организации и управлении движением, а также всей деятельностью ВСМ, создает высокая интенсивность перевозочного процесса, сопоставимая с системами метрополитена в крупных городах. На отдельных ВСМ в сутки обращается до 150 пар поездов и более при максимальной скорости движения до 300— 350 км/ч. Показан путь развития систем управления движением от устройств СЦБ и связи (в частности, диспетчерских централизаций с использованием релейной аппаратуры) до современных комплексных автоматизированных систем управления, базирующихся на компьютерных устройствах последнего поколения.
Один из параграфов пособия посвящен обслуживанию пассажиров на ВСМ, особенностям организации пассажирской работы. На примерах крупных вокзальных комплексов Франции, Германии, Японии и других стран показано развитие вокзалов ВСМ, описано их современное состояние, путь превращения в транспортно-коммерческие и пересадочные комплексы. Представлены примеры реконструкции существующих железнодорожных вокзалов в связи с организацией высокоскоростных железнодорожных перевозок и строительства новых, рассмотрены проблемы взаимодействия различных видов транспорта, в частности создание совмещенных станций высокоскоростных железных дорог и аэропортов.
В пособии рассмотрен комплекс вопросов, связанных с проведением регулярного обследования состояния стационарных устройств ВСМ, включая использование специальных высокоскоростных инспекционно-диагностических вагонов и поездов; приведено описание сложившихся в разных странах подходов к организации обслуживания и ремонта устройств пути и других объектов инфраструктуры ВСМ.
В приложениях ко второму тому в табличной форме и в виде графиков представлены сведения о развитии высокоскоростного подвижного состава с середины прошлого столетия до наших дней.
Авторы выражают благодарность сотрудникам научно-технической библиотеки Петербургского государственного университета путей сообщения во главе с Л.М. Родионовой за большую помощь в подготовке пособия, а также руководству и специалистам ОАО «Скоростные магистрали», ОАО «Ленгипротранс» и профессору Петербургского государственного университета путей сообщения Ю.И. Ефименко, которые ознакомились с рукописью и внесли ценные замечания и предложения.
Глава 12
Понятие высокоскоростного подвижного состава
12.1. Основные принципы построения современных высокоскоростных поездов
Создание подвижного состава для высокоскоростных магистралей является сложной задачей. Несмотря на то, что железные дороги существуют более 150 лет, теорию качения колеса по рельсу и до настоящего времени нельзя считать полностью завершенной. По-прежнему перед создателями новых локомотивов и вагонов стоит немало задач, решений которых еще не найдено. При этом главная трудность заключается в необходимости комплексного подхода при проектировании, когда невыполнение даже одного из условий сводит на нет успехи в реализации остальных задач. Требования, предъявляемые к подвижному составу очевидны: обеспечить экономически эффективные перевозки, устраивающие пассажиров и общество в целом по безопасности, скорости, комфорту, при минимальном воздействии на окружающую среду. Высокая скорость движения (более 300 км/ч) требует новых технических решений традиционных задач в области локомотиво- и вагоностроения, а именно: выбор источника энергии, создание двигателя: ходовых частей; системы управления движением; кузова вагона; салона для пассажиров; систем обеспечения комфорта [рис. 12.1).
В настоящее время на высокоскоростных магистралях используется электрический подвижной состав с питанием от внешней энергосистемы [Приложение 1). Достоинства, присущие электрической тяге, привели в подобных транспортных системах к вытеснению локомотивов и поездов с автономными источниками энергии — тепловозов, дизельных поездов и подвижного состава с газотурбинными силовыми установками. Первые опытные высокоскоростные поезда на европейском континенте, в частности, построенные во Франции и в Великобритании, имели автономные источники энергии в виде газовых турбин, близких по конструкции к авиационным двигателям. Однако затем все высокоскоростные поезда стали создаваться с использованием электрической тяги со снабжением электроэнергией от контактной сети (см. Приложение 1).
Преимущественное распространение на высокоскоростных железных дорогах, начиная с первого поезда ВСМ серии 0 (ноль), Япония, 1964 г. [рис. 12.2) получили системы электрификации переменного тока с напряжением в контактном проводе 15 или 25 кВ, что позволяет значительно уменьшить величину электрического тока, передаваемого на подвижной состав, при этом снижаются тепловые потери в контактной сети.
| О' |
| Оборудование для размещения |
| Кабина машиниста |
| Тормозные устройства |
| Специальное остекление |
| Моторные тележки |
| Межвагонные переходы |
| Наружные внутренне двери с системой привода и управления |
| Тяговый электропривод: преобразователь, бесколлекторные двигатели, система управления |
| Межвагонное сцепное устройство, поглощающие аппараты, пассивные системы обеспечения безопасности |
| Рис. 12.1. Основные системы, узлы и агрегаты высокоскоростного поезда |
| Комплекс оборудования |
| Система управления, |
| Кузов головного |
| Кузов промежуточного Система токосьема вагона |
| Высоковольтная |
| Поддерживающие |
| Рис. 12.2. Поезд серии 0 (ноль). Конец 60-х годов XX столетия. Япония |
В подавляющем большинстве на электрифицированных железных дорогах для электроснабжения подвижного состава применяют воздушный контактный провод, в то время как обратным проводом служат рельсы. Эта система вытеснила с магистральных железных дорог использование третьего токоведущего (контактного) рельса или двух фазовых контактных проводов и ходовых рельсов, служащих в качестве третьего фазового провода в трехфазных системах[1].
Место нажатия токоприемника на провод представляет собой скользящий контакт между двумя колеблющимися элементами: движущимся со скоростью 250—350 км/ч токоприемником и контактным проводом. При этом на тяговые двигатели должна передаваться мощность 10—20 МВт, для чего одного токоприемника недостаточно, а использование двух и более — ухудшает динамическое взаимодействие токоприемников и контактного провода. При высоких скоростях из-за колебаний подвижного состава, контактного провода и распространения в нем бегущей поперечной волны контакт между полозом токоприемника и проводом нарушается, возникает искрение. При определенных условиях высокоскоростной поезд может догнать свою поперечную волну, распространяющуюся по контактному проводу, и токосъем станет невозможным. В результате этих особенностей контактная сеть, устройства для токосъема высокоскоростных локомотивов и электропоездов имеют существенные отличия от тех конструкций, которые применяются на обычном электроподвижном составе. Для ВСМ необходимо рассматривать динамические процессы в системе «подвижной состав — токоприемники — контактная сеть».
Для обычного подвижного состава мощность тяговых двигателей выбирается из условия преодоления основного и дополнительного сопротивления движению поезда на расчетном (руководящем) подъеме. При расчетах главную роль играет дополнительное сопротивление от уклона. Для высокоскоростного подвижного состава основное значение приобретает сопротивление воздушной среды. Исследования показывают, что оно имеет две основные компоненты: пропорциональную скоростному напору воздуха, т.е. величине скорости в квадрате, и пропорциональную трению поверхностей поезда о воздух, т.е. значению скорости в первой степени. Первая составляющая определяется формой головной части первого вагона (локомотива), а вторая — суммарной площадью поверхности состава, гладкостью обшивки вагонов, количеством и конструкционным оформлением межвагонных соединений и переходов. Поезда имеют длину, во много раз превышающую величину поперечного сечения, поэтому основной компонентной для высокоскоростного подвижного состава является сопротивление от трения о воздух. В этом состоит одно из принципиальных преимуществ высокоскоростных поездов в сравнении с автомобилями и самолетами, у которых сопротивление движению пропорционально квадрату величины скорости, в то время как у поездов существенная его часть пропорциональна скорости в первой степени.
Таким образом, на высокоскоростном подвижном составе необходимо иметь двигатели, позволяющие не только обеспечить трогание с места и движение на расчетном подъеме, но и преодолевать постоянно увеличивающееся сопротивление от трения о воздух с ростом скорости. Это требует несколько меньшихудельных энергетических затрат, чем у конкурирующих видов транспорта, но из-за значительной длины поездов абсолютная величина потребной мощности весьма велика. В этой связи проблема выбора двигателя оптимального типа и достаточной мощности всегда стояла перед создателями подвижного состава. На определенном этапе доминировала точка зрения, согласно которой стремились сделать двигатель как можно более мощным, в последующем основное внимание разработчиков было направлено на создание экономичных конструкций. Появились задачи увеличения надежности, упрощения технического обслуживания двигателей, снижения ущерба, наносимого окружающей среде. Решение этих задач оказалось возможным на новом этапе технического развития, когда были созданы бесколлекторные трехфазные тяговые электродвигатели, в том числе синхронные тяговые двигатели с возбуждением от постоянных магнитов. Новые двигатели сочетают высокую удельную мощность с достаточной надежностью. Однако для регулирования скорости вращения их якорей (роторов) потребовалась эффективная преобразовательная техника и сложные схемы управления, которые были реализованы на практике только в последние десятилетия XX в. В эти годы были разработаны и освоены в массовом производстве новые поколения силовых полупроводниковых приборов и микропроцессорных систем управления, созданы новые магнитные материалы. Более подробно описание применяемых в настоящее время тяговых двигателей, преобразовательной техники и систем управления тяговым приводом рассмотрено в главе 14.
Основные характеристики подвижного состава — его конструкционная скорость и сумма затрат за жизненный цикл, которые в конечном итоге определяют конкурентоспособность ВСМ по отношению к авиации и автомобильному транспорту. За прошедшие годы конструкционная скорость высокоскоростных поездов (см. табл. 12.1} увеличилась с 230 км/ч (1964 г.) до 380 км/ч (2010 г.).
Выбор величины конструкционной скорости является результатом комплексных технико-экономических сравнений капитальных вложений в путевую структуру (стационарные устройства), разработку и производство подвижного состава, эксплуатационных расходов (на содержание стационарных устройств и подвижного состава) и социально-экономической потребности в той или иной скорости на рынке транспортных услуг, причем в конкретном транспортном коридоре.
В настоящее время самая большая максимальная проектная скорость движения 350 км/ч предусмотрена на магистрали Мадрид — Барселона (Испания), а также на
|
| Таблица 12.1 |
| Конструкционная скорость некоторых серийных высокоскоростных поездов |
| Рис. 12.3. Опытный поезд Е954 Fastech 360S. Япония. 2005 г. |
| Рис. 12.4. Высокоскоростной поезд серии Е5. Япония. 2011 г. |
Опыт производителей высокоскоростного подвижного состава показывает, что повышение конструкционной скорости, снижение массы (удельной массы подвижного состава), увеличение энерговооруженности не является самоцелью, а связаны с конечной задачей — повышением социально-экономической эффективности перевозок, стремлением упрочить позиции ВСМ в конкуренции с авиацией и, отчасти, автомобильным транспортом.
12.2. Концепции высокоскоростного подвижного состава
При реализации высокоскоростного подвижного состава нашли применение две концепции тягового привода: локомотивная (сосредоточенная) — с тяговыми двигателями, установленными на электровозах[3], которые в высокоскоростных поездах, как правило, размещаются по одному в головной и хвостовой частях поезда[4], и моторвагонная (распределенная) — с относительно равномерным размещением тяговых средств вдоль поезда (Приложение 1).
Необходимо заметить, что и в первом и во втором случаях высокоскоростные поезда являются составами постоянного форми
рования; в условиях эксплуатации не переформировываются; расцепляются только в депо при проведении работ по обслуживанию или для ремонта.
Все высокоскоростные поезда, построенные в Японии с начала 60-х годов XX столетия, по настоящее время являются моторвагонными. В европейских странах до недавнего времени преобладала концепция локомотивной тяги. Однако и европейские производители в новейших разработках, например, в Германии высокоскоростные поезда 1СЕ 3 (так называемая «платформа поездов «Velaro»), поставляемых, кроме железных дорог Германии в Испанию, КНР и Россию; во Франции поезд AGV, перешли к использованию распределенной тяги. На рис. 12.5 приведены схемы формирования некоторых высокоскоростных поездов.
Переходя к рассмотрению механического оборудования высокоскоростного подвижного состава, отметим, что его ходовую часть представляют комплект тяговых (моторных) и поддерживающих тележек, обеспечивающих не только передачу вертикальной нагрузки, тяговых и тормозных сил, задание траектории движения экипажа, но и амортизацию возмущений, действующих со стороны железнодорожного пути.
Наиболее важный элемент ходовой части рельсового экипажа[5] — колесная пара. Колесо является опорой, обеспечивая необходимое расстояние между экипажем и дорогой; движителем и элементом тормозной системы; оно задает направление движения экипажа вдоль оси пути, включая кривые участки и стрелочные переводы. В 50—70-х годах XX столетия в кругах ученых и инженеров появились представления, что колесо как движитель, средство поддержания экипажа и задания траектории движения, — устарело (см. главу 2). С начала XX века предпринимаются попытки научно обосновать и реализовать в инженерных разработках возможность замены колеса воздушной подушкой (смазкой) или магнитным подвесом. В 50-е годы в ряде стран велись работы по использованию на экипажах в качестве движителей воздушного винта, газовой струи (реактивная тяга), линейных двигателей (подробно см. в главе 2). Однако ни одна из междугородных высокоскоростных транспортных систем с использованием подобных устройств для поддержания и направления движения экипажей до настоящего времени в коммерческую эксплуатацию не была введена.
Колесо не требует энергии для поддержания необходимого зазора между экипажем и поверхностью земли (путевой структурой), поэтому затраты на передвижение колесных экипажей оказываются минимальными. Иные устройства могут быть эффективными только в тех случаях, когда расходы на энергию для удержания экипажа в гравитационном поле Земли будут существенно малы по сравнению с затратами на его перемещение. Очевидно, что это может быть достигнуто только при высоких скоростях (по нашим оценкам более 500— 700 км/ч).
Вместе с тем система «колесо—рельс» имеет и ряд недостатков. Невозможно сделать идеально гладким железнодорожный путь и поверхность катания колес. А для того чтобы заставить колесо катиться прямо (в прямых) и не изнашиваться (в кривых), приходится решать сложные уравнения динамики подвижного состава, по сравнению с которыми, например задачи небесной механики, — кажутся элементарными.
Для преодоления недостатков системы «колесо—рельс», особенно применительно к высокоскоростному подвижному составу, неоднократно предпринимались попытки разработать улучшенные варианты конструкции ходовой части, в частности, с независимым вращением колес; с радиальной установкой колесных пар в кривых (т.е. по радиусу кривой); с наклоном кузова вагона. Однако в силу большей сложности и стоимости по сравнению с традиционными ходовыми устройствами они не нашли пока широкого распространения на высокоскоростном подвижном составе.
На высокоскоростных линиях используется подвижной состав с разными типа-
| Серия 0,11 840 кВт, 1964 г., Япония |
| Серия 100,11040 кВт, 1984 г., Япония |
| Серия 700,13 200 кВт, 1997 г., Япония |
| Серия Е5, 9960 кВт, 2010 г., Япония |
| ICE 1, 9600 кВт, 1990 г., Германия |
| ICE 2,4800 кВт, 1997 г., Германия |
| ICE 3,8000 кВт, 1998 г., Германия |
| 4 | 1 2 1 з 1 | 1 4 1 5 1 6 1 7 1 | 1 в i 9110L11-1,121 131 14115116 А |
| а | J ООИ И 00 00 | И ИИ и 00 ОТ И и | И НО) ООН йй woo оои и и ноО оОй и |
Velaro Rus (Сапсан) 8000 кВт, 2009 г., Германия для России /LL ^-1 3 .-J_4_L.5.J.„6,..l 7 I 81 9.~Пок
W И 00 0000 00 Й Й ОО 0000 UO W W OO W OO ООН И
| TGV PSE, 6450 кВт, 1978 г„ Франция |
| TGV А, 8800 кВт, 1989 г., Франция |
TGV Duplex (двухэтажные вагоны) 8800 кВт, 1989 г., Франция
| <1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 [Ж | |
| я | ноо 0 | 0 0 | 0 0 | 0 0 | 0 0 | 0 00 00 оои и | ||
| Х-2000,3260 кВт, 1990 г., Швеция |
S220 Pendolino, 4000 кВт, 1994 г., Италия (Франция) для Финляндии
J 1 I 2 | <3 | 4*| 5 | 6 к
W Ж) 0О ОО О! W0I «000 00 0» W
| V150 опытный, 19 600 кВт, 2007 г., Франци» |
| AGV, 4800 кВт, 2008 г., Франция |
| Возможна конфигурация: 8,10,11,14 вагонов |
| Условные обозначения: | |
| — электровоз с кабиной управления 1 | | — вагон |
| 4 1 — головной вагон с кабиной управления 00 00 Q0 (у | — двухэтажный вагон |
| — колесная пара с тяговым двигателем -у | — колесная пара без двигателя |
| « < — токоприемники |
Рис. 12.5. Схемы формирования и распределение тяговых средств некоторых высокоскоростных поездов. После наименования поезда (или серии) указаны: суммарная тяговая мощность, год создания, страна-изготовитель
Рис. 12.6. Двухосная тележка вагона высокоскоростного поезда ETR500. Италия. 2005 г.
ми опирания кузовов вагонов на тележки. Наиболее распространенными являются вагоны, каждый из которых поддерживается двумя двухосными индивидуальными тележками. На рис. 12.6 приведена двухосная тележка вагона итальянского высокоскоростного поезда серии ETR500. В конструкции высокоскоростного подвижного состава также успешно используются сочлененные вагоны, при которой кузова соседних вагонов опираются на одну промежуточную тележку. Использование таких вагонов стало своеобразной фирменной маркой компании Alstom, производящей поезда семейства TGV (рис. 12.7,12.9).
При одинаковой нагрузке на ось, казалось бы, существенной разницы нет. В первом случае вагоны должны быть в два раза легче, а следовательно, и короче. Однако в связи с тем, что у короткого вагона меньше изгибающий момент от веса тары и пассажиров, его кузов можно сделать более легким. С другой стороны, эксплуатация поезда из сочлененных вагонов усложняется, поскольку при ремонтных работах в депо необходимы особые технологические тележки или другие устройства для поддержания расцепленных вагонов. Во многих странах это считается существенным недостатком. Соперничество конструкторов, придерживающихся одной из двух концепций, продолжается. Промежуточные одноосные тележки используются в поездах
Talgo (Испания) с сочлененными вагонами (рис. 12.8,12.10).
При создании ходовых частей для высокоскоростного подвижного состава приходится по-новому ставить и решать задачи обеспечения безопасности, плавности хода, уменьшения вибраций при высоких скоростях движения. Тележки вагонов современных экспрессов — продукт новых технических достижений, и успехи в создании ходовых частей — во многом определяют возможности высокоскоростного поезда.
Стремление увеличить вместимость пассажирского железнодорожного подвижного состава привела к мысли о создании двухэтажных вагонов, высота которых находилась бы в пределах установленного габарита. Пассажирские вагоны с двумя этажами появились уже в первой половине XIX века[6]. Для того, чтобы иметь возможность в пределах установленного габарита подвижного состава как можно выше поднять потолки в салонах первого и второго этажа, в двухэтажных вагонах над уровнем тележек часто размещают входные тамбуры, а пол первого этажа опускают как можно ниже в межтележечное пространство. Первые двухэтажные вагоны на ВСМ были введены в 1986 г. в составе японского высокоскоростного поезда серии 100, предназначен-
| Рис. 12.7. Схематическое изображение локомотива и сочлененных вагонов поезда TGV: 1 — электровоз; 2 — вагон, сцепленный с локомотивом; 3 — индивидуальная тележка; 4 — промежуточные тележки; 5 — сочлененные вагоны |
| Рис. 12.8. Схематическое изображение высокоскоростного поезда Talgo XXI с сочлененными вагонами на одноосных тележках: 1 — тепловоз; 2 — моторная тележка; 3 — промежуточные одноосные тележки; 4 — сочлененные вагоны |
| Рис. 12.9. Сочлененные вагоны поезда TGV, опирающиеся на промежуточную тележку. Франция. 2010 г. |
кого для линий ВСМ «Токайдо» и «Санъё» {рис. 12.11}. До появления ВСМ двухэтажные вагоны получили значительное распространение в ряде стран в пригородном пассажирском движении, а также в поездах дальнего следования в виде спальных двухэтажных вагонов на ряде маршрутов в США и Канаде. В этих же двух странах, а также и в ряде европейских стран, например, в Германии, Швейцарии, Италии, двухэтажные вагоны использовались в комфортабельных экспрессах. Идея этих вагонов заключалась в том, что на первом этаже вагона в отдельных купе помещались спальные места. На втором этаже с куполообразной крышей, имевшей большое остекление, располагались кресла по числу спальных мест. Во время поездки в дневные часы пассажиры вагона имели возможность находиться на верхнем этаже и с большим комфортом обозревать местность вдоль железной дороги, отправляясь на ночной отдых в нижние купе.
При создании поезда серии 100 в Японии исходили, как из стремления увеличить число посадочных мест, так и из желания создать условия комфортного проезда для пассажиров. В салоне второго этажа располагались либо обеденный зал ресторана с панорамными окнами для обзора местности, либо места повышенной комфортности, называе-
Рис. 12.10. Одноосная промежуточная тележка сочлененных вагонов поезда Talgo. Испания
| Рис. 12.11. Двухэтажные вагоны поезда серии 100. Япония. 1986 г. |
Однако двухэтажные вагоны оказались востребованы на ВСМ Восточной японской железнодорожной компании, поезда которой проходят по густонаселенным городским агломерациям и пригородным районам Токио. В часы пик дорога фактически работает в режиме, близком к пригородному или даже городскому транспорту: на всех остановках происходит большой обмен пассажиров в вагонах. Это потребовало создания вагонов повышенной вместимости, которые совмещали бы в себе возможность предоставления комфорта для пассажиров, путешествующих на относительно дальние расстояния, с обеспечением быстрой посадки и выхода пассажиров, следующих одну-две остановки. Эта концепция была реализована в поезде серии Е 1 МАХ[7] (1994 г.)— первом японском высокоскоростном поезде {рис. 12.12), полностью состоящем из двухэтажных вагонов, и развита в поездах четвертой модели серии Е 4 МАХ (1997). Ранее использовавшиеся здесь поезда серии 200, состоявшие из 12 одноэтажных вагонов, вмещали 898 пас-
сажиров, новые поезда из 12 двухэтажных вагонов (при такой же длине состава около 300 м) вмещали 1229 пассажиров.
В вагонах поездов Е 1 МАХ и Е 4 МАХ устроены салоны трех классов. Примерно треть из всех мест поезда приходится на такие, которые в России принято называть «общие» — пассажиры приобретают билеты без «плацкарты» — без указания места и занимают свободные кресла. В салонах этого класса устроены кресла без подлокотников, размещенные по шесть в ряд (3 + 3), их, как правило, занимают пассажиры, едущие на короткие расстояния. В вагонах поездов имеются также салоны с местами экономического и первого классов.
| Рис. 12.12. Высокоскоростной поезд Е 1 МАХ с двухэтажными вагонами: а — общий вид; б — поперечное сечение вагона с основными размерами в сопоставлении с вагонами поездов других серий. 1994 г. Япония |
| 740393 |
ФГБО/ В'1П
Ростовский госудаостаенныи
университет путей сообщения
Научал- бч: тека
Для подъема на второй этаж в каждом из вагонов устроены по две винтовые лестницы, а в двух вагонах для удобства инвалидов-колясочников и пожилых пассажиров предусмотрены лифты.
В конце 80-х годов XX столетия во Франции первая из введенных в строй в 1981 г. ВСМ Париж — Лион, на которой обращались высокоскоростные поезда первого поколения TGV PSE, подошла к пределу своей провозной способности. Национальное общество железных дорог Франции, исходя из необходимости освоения растущего пассажиропотока на этом, а в будущем и на других высокоскоростных направлениях, приняло решение о создании поездов TGV с двухэтажными вагонами.
В 1995 г. компания GEC Alsthom начала выпуск высокоскоростных поездов с двухэтажными вагонами [рис. 12.13), получивших наименование TGV Duplex. Этот поезд, по сравнению с поездом из одноэтажных вагонов TGV PSE (при одинаковой длине состава из двух электровозов и 8 пассажир-
| Рис. 12.13. Двухэтажные вагоны поезда TGV Duplex: а — общий вид; б — поперечное сечение кузовов вагонов — эконом-класса (слева) и бизнес-класса. Франция. 1995 г. |
ских вагонов) имел на 45 % большую вместимость. За счет применения легких сплавов в конструкции кузова, проектировщикам удалось снизить массу двухэтажного вагона. Общая масса нового поезда оказалась на 5 т меньше (380 т вместо 385).
Необходимо заметить, что создание двухэтажных вагонов сопряжено с большими дополнительными трудностями, в сравнении с одноэтажными. Приходится решать многие проблемы обеспечения безопасности, прежде всего, связанные с аварийной эвакуацией пассажиров, и др. При этом, как видно из приведенных примеров, вместимость двухэтажных вагонов по сравнению с одноэтажными повышается не в два раза, а меньше, поскольку значительное пространство вагона занимают лестницы.
В Приложениях 1, 2, 3 приведены классификация и основные этапы развития высокоскоростного подвижного состава Японии, КНР и Европейских стран.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 475; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!