Высокоскоростной железнодорожный транспорт

 

личному взаимодействуют с контактным проводом. При взаимодействии с графитом и металлизированным углем на проводе образуется гладкая зеркальная поверх­ность. Применение меди и стали, наобо­рот, вызывает образование шероховатости на поверхности и как следствие — силь­ный износ как контактного провода, так и контактных вставок.

На японских, французских и германских ВСМ применяют различные материалы для контактных вставок в зависимости от кон­кретных условий эксплуатации.

10.11. Строительно-монтажные работы при электрификации ВСМ

К настоящему времени в странах, имею­щих ВСМ, определились близкие техничес­кие приемы и технология работ по органи­зации строительно-монтажных работ при электрификации ВСМ. Они принципиально не отличаются от электрификации обыч­ных магистральных железных дорог, при этом исполнение каждой операции требу­ет более высокого качества работы. На рис. 10.44 приведены основные работы, входя­щие в комплекс электрификации: 1 — мон­таж опор; II — раскатка проводов; III — вре­менное крепление проводов; IV — оконча­тельное крепление проводов с соблюдени­ем проектных отметок по высоте и в плане. Поскольку в настоящее время высокоско­ростные магистрали сооружаются только электрифицированными, то мероприятия по обустройству систем электроснабжения, строительству линий электропередач, зда­ний для тяговых подстанций, установке опор и монтажу контактной сети входят в общий план сооружения всей инфраструк­туры ВСМ.

При строительно-монтажных работах при­меняется высокопроизводительная техника, привлекается квалифицированный персо­нал специализированных организаций, ко­торые ведут работы по электрификации ВСМ, как и другие, в основном на основе конкурсных тендерных торгов. При выпол­нении больших объемов электрификации работают строительно-монтажные поезда или аналогичные подразделения. Конструк­ции опор, других элементов контактной се­ти изготавливаются на специализирован­ных предприятиях с постоянным входным контролем поступающего сырья и комп­лектующих изделий и контролем качества изготовленной продукции.

На строительно-монтажных площадках работает как общестроительная техника, дорожно-транспортные машины, так и спе­циализированные (рис. 10.45), например, для установки опор контактной сети, вклю­чая рытье котлованов под опоры и их мон­таж (рис. 10.46, рис. 10.47), и другие опера­ции — раскатка привода (рис. 10.48) и т.п.

 

Направление движения путевых машин

Рис. 10.44. Основные работы, входящие в комплекс электрификации: I — монтаж опор; II — раскатка проводов; III — временное крепление проводов; IV — окончательное крепление проводов с соблюдени­ем проектных отметок по высоте и в плане. Основные машины, используемые при электрификации: 1 — мотовоз; 2 — платформа с бурильным станком и краном для установки опор; 3 — платформа со столбами для опор контактной сети; 4 — раскаточный комплекс; 5 — подъемная площадка для первичного крепления проводов; 6 — самодвижущаяся подъемная площадка для окончательного креп­ления проводов

 

 

Рис. 10.45. Установка на железно­дорожном ходу, применяемая для бурения скважин под фундаменты опор контактной сети и их бетони рования. Франция. 1995 г.

Рис. 10.46. Фундамент для метал­лической опоры контактной сети ВСМ. Испания. 2010 г.

 

Одной из самых сложных операций при монтаже контактной сети, требующей вни­мания и осторожности в целях исключения повреждения контактного провода или несущего троса, является, так называемая «раскатка». В процессе ее осуществления провод или трос сматывают с барабанов, на которых они были доставлены с заво­дов, и равномерно распределяют по дли­не железнодорожного пути (рис. 10.49}. Для этой работы используют специальные рас- каточные монтажные платформы или по­езда (рис. 10.49). В последних конструкци­ях имеются системы для автоматического задания величины натяжения проводов.

Раскатанные провода временно прикреп­ляют в подвешенном состоянии к консо­лям. А затем уже окончательно монтируют в положении, предусмотренном проектом контактной подвески. Современные конст-

 

 

Рис. 10.48. Раскатка контактного провода со специальной плат­формы, приводимой в движение мотовозом. Франция. 1995 г.

Рис. 10.47. Железобетонная опора контактной сети ВС.М. Франция. 1995 г.

Рис. 10.49. Опытный раскаточный поезд с системой автоматическо­го задания величины натяжения проводов контактной подвески. Италия — Россия. 2012 г.

Рис. 10.50. Монтаж контактного провода на ВСМ с передвижных вышек на смешанном автомобильно-железнодорожном ходу. 1990-е годы

 

Рис. 10.51. Крепление контактной сети типа Re250 на ВСМ в двухпутном тоннеле: а — попереч­ное сечение; б — план линии: 1 — питающий фидер; 2 — несущий трос; 3 — контактный провод; 4 — габарит подвижного состава. Германия. 2001 г.

 

 

I

Рис. 10.52. Крепление контактной сети в Лечбергском базисном тоннеле: 1 — анкер; 2 — свод тонне­ля; 3 — консоль; 4 — фиксатор; 5 — опорная стойка. 2010 г.

 

Рис. 10.53. Контактная сеть в двухпутном тоннеяе на ВСМ «Кюсю». Япония. 2010 г.

 

 

рукции подвесок требуют соблюдения вы­сокой точности монтажа с привязкой к кон­кретному месту на плане пути, с допусками, измеряемыми в мм, на отклонение положе­ния контактного провода в пространстве. Для проведения подобных работ требуется специализированная монтажная техника — подъемные монтажные платформы-авто- мотрисы, в том числе и на смешанном ав­томобильно-железнодорожном ходу [рис. 10.50}. В практике электрификации ВСМ находят применение средства высокоточ­ного определения положения на местнос­ти и в пространстве (для выполнения про­ектных решений) с помощью спутниковых систем навигации GPS.

Определенная специфика имеется при ус­тройстве контактной сети в тоннелях. Как правило, контактный провод подвешива­ется на консоли, кронштейны особой кон­струкции и формы [рис. 10.51—10.53}, при этом учитывается, что в тоннелях на боль­шинстве ВСМ скорость движения в настоя­щее время по соображениям аэродинамики и безопасности ограничивается значением 200—250 км/ч. В некоторых случаях, на­пример, в тоннелях на подходах к подзем­ным вокзалам скорость ограничивается до более низких значений, а вместо контакт­ного провода используются жесткие токо­проводящие шины из алюминия.

Глава 11

Автоматика, телемеханика и связь на ВСМ

 

11.1. Системы автоматики, телемеханики и связи на ВСМ, общие требования

При организации высокоскоростного дви­жения поездов предъявляются повышен­ные требования к системам автоматики, телемеханики и связи, определяющими из которых являются обеспечение функцио­нирования при высоких скоростях, безо­пасности движения и надежности устройств и систем управления. Техническим регла­ментом Российской Федерации «О безопас­ности высокоскоростного железнодорож­ного транспорта» предписано, что подсис­тема железнодорожной автоматики и теле­механики (сигнализации,централизации и блокировки) должна обеспечивать безопас­ное движение подвижного состава с уста­новленными скоростями и минимальным интервалом следования поездов. Указан­ные требования являются одними из ос­новных при разработке систем управле­ния и связи, определении способов обеспе­чения необходимых показателей быстро­действия устройств и скорости передачи данных.

Система управления ВСМ рассматривает­ся как единый комплекс, включающий ус­тройства управления движением поездов, единую вычислительную среду, приборы обеспечения безопасности, связи и поря­док технического обслуживания и ремонта устройств. Эта система призвана обеспечи­вать:

— безопасность перевозочного процесса;

— выполнение графика движения поез­дов;

— надежность функционирования техни­ческих средств;

— минимизацию эксплуатационных рас­ходов.

Анализ эксплуатации ВСМ в ряде зару­бежных стран и рекомендации междуна­родных организаций, причастных к созда­нию ВСМ, в первую очередь — Междуна­родного союза железных дорог, позволя­ют сформулировать ряд общих положений для систем управления движением поез­дов (СУДП). Одним из важных является вы­вод о том, что современную СУДП необхо­димо строить на базе принципов форми­рования так называемой «цифровой сети», получившей обозначение ISDN (от англ. — Integrated Services Digital Network). Такая система формируется для совместного ре­шения задач управления ВСМ и предостав­ления услуг связи.

СУДП должна строиться на принципах обеспечения автоматического управления и максимальной автоматизации функций операторов (рис. 11.1). Она содержит: ста­ционарную аппаратуру системы управле­ния (САСУ), установленную на станциях СПЦ (станционный пункт управления) и в путевых пунктах концентрации (ППК), рас­положенных вдоль ВСМ, а также бортовую аппаратуру системы управления (БАСУ), размещаемую непосредственно на подвиж­ном составе. Кроме того, в состав САСУ включена подсистема диспетчерского цен­тра управления (ДЦУ).

Рис. 11.1. Структура системы управления движением поездов на ВСМ

 

Координация управления всеми состав­ляющими подсистемами ВСМ осуществля­ется из ДЦУ. Так, ДЦУ существующей ли­нии Санкт-Петербург — Москва, обеспечи­вает управление движением всех поездов на линии, включая скоростные, размеща­ется в Санкт-Петербурге. Собственно СУДГ1 для этой линии основывается на традици­онных, преимущественно релейного типа, системах сигнализации и автоматизиро­ванного управления — САУД.

В составе структуры — устройства обес­печения движения:

— автоматическая блокировка с автома­тической локомотивной сигнализацией;

— электрическая централизация стрелок и сигналов;

— система диспетчерской централизации и технического обслуживания. При этом на станциях сохраняется сложившаяся инфра­структура: на постах электрической цент­рализации (ЭЦ) перевозочный процесс ор­ганизуют дежурные по станции, а в случаях использования микропроцессорной центра­лизации (МПЦ) оборудуются автоматизи­рованные рабочие места дежурных по стан­ции. Здесь же находится персонал, обес­печивающий техническое обслуживание и ремонт. Вся магистраль оборудована систе­мой автоблокировки с централизованным размещением аппаратуры (АБТЦ) на пос­тах ЭЦ станций, примыкающих к перегону. В случаях превышения предельной дли­ны перегонов (обусловлено ограничения­ми действия централизованной автоблоки­ровки] устраиваются ППК. Регулирование скоростных и высокоскоростных поездов на линии Санкт-Петербург — Москва осу­ществляется системой многозначной локо­мотивной сигнализации.

Управление движением поездов обеспе­чивается бортовой системой БАСУ в авто­матизированном режиме управления с учас­тием машиниста. К основным функциональ­ным требованиями СУДП относятся:

— автоматизированное управление стан­ционными объектами (установка марш­рутов, индивидуальный перевод стрелок, обеспечение информации для пассажиров);

— реализация заданного графика движе­ния поездов с требуемой пропускной спо­собностью и с соблюдением условий безо­пасности;

— определение местоположения поездов, локомотивов, рабочих дрезин с эксплуата­ционным и ремонтным персоналом;

— ведение технологических моделей пе­ревозочного процесса;

— контроль состояния и измерение па­раметров бортовой и стационарной аппара­туры на ВСМ в реальном масштабе времени (мониторинг).

В целом СУДП представляет собой слож­ную иерархическую систему управления, основополагающие принципы которой за­кладываются при проектировании элемен­тов системы. На всех ее уровнях применя­ются аппаратные средства на основе вы­числительной техники. Еще одним прин­ципом является предъявление установлен­ных проектом требований по безопаснос­ти к подсистемам управления на каждом уровне. Общими задачами построения бе­зопасных систем являются:

— контроль соблюдения условий безо­пасности на основе информационной моде­ли перевозочного процесса и установлен­ных технологических параметров объектов управления;

— обеспечение надежного управления в случае нарушений технологического про­цесса (во вспомогательных режимах с пе­редачей ответственных команд);

— исключение ошибок пользователя ус­тройствами СУДП;

— выработка управляющих воздействий с обеспечением безопасности;

— перевод объектов или системы в за­щитные состояния при отказах;

— обеспечение необходимых условий ин­формационного обмена между иерархичес­кими уровнями СУДП;

— обеспечение достоверности индикации данных о состоянии объектов контроля.

На последующих этапах предполагается реализация автоматических режимов уп­равления:

— автоматическая установка маршрутов из ДЦУ на всех станциях линии;

— регулирование перевозочного процес­са на основе автоматического построения графика движения;

— автоведение поездов техническим ком­плексом БАСУ.

Иерархия структуры СУДП позволит реали­зовать многоконтурность подсистемы обес­печения безопасности. На рис. 11.2 показа­но три контура:

— централизованный, на уровне ДЦУ, реализующий интервальное регулирова­ние движения поездов и автоматическую установку маршрутов;

— децентрализованный контур — стан­ционный уровень, представляющий собой модернизированные устройства СЦБ, обес­печивающие преемственность с действую­щими в настоящее время системами СЦБ;

— бортовой контур, исключающий угро­зу безопасности на основе информации о движении поездов встречного и попутного направлений.

Кроме перечисленных автоматических контуров, сохраняется возможность вклю­чения в процесс управления движением поездов человека (диспетчера, дежурных по станциям, машинистов). Переход к руч­ному управлению представляет собой ре­зервный контур.

Поэтапный ввод контуров управления позволяет повысить уровень обеспечения безопасности и обеспечить требуемые экс­плуатационные показатели ВСМ, чем дос-

Подсистема координатного регулирования	Безопасная ЭВМ ДЦУ
Подсистема управления маршрутами

Централизованный контур

 

Подсистема интервального регулирования	Безопасная ЭВМ ЭЦ и АБ
Подсистема управления объектами ЭЦ
Подсистема мониторинга пути и объектов инфраструктуры

Децентрализованный контур

 

	Бортовые исполнительные устройства	Безопасная ЭВМ
	Бортовые устройства автоведения
Бортовой контур

Рис. 11.2. Контуры обеспечения безопасности движения поездов на ВСМ

 

тигается экономическая целесообразность уровня допустимого риска для пассажиров в течение рейса на каждом этапе эксплуа­тации.

Децентрализованный контур управления, выполняющий на первых этапах эксплуа­тации функции основного, сохранится как один из штатных контуров после полно­масштабного ввода СУДП.

11.2. Особенности приборного и аппаратного обеспечения устройств СЦБ

Как показывает мировая практика, при больших скоростях движения установка проходных светофоров на перегонах те­ряет свою актуальность и доминирующей становится сигнализация на пульте маши­ниста. Вместе с тем для обеспечения ма­невровой работы и движения поездов, не оборудованных бортовой аппаратурой (хо­зяйственных, ремонтных), целесообразна установка на станциях напольных свето­форов с применением упрощенной индика­ции (рис. 11.3, 11.4). В ряде стран, в том чис­ле и в России, на ВСМ сохраняются прин­ципы поездной и маневровой маршрутиза­ции, применяемые на обычных железных дорогах.

На ВСМ повышаются требования надеж­ности и безопасности функционирования к приборам и элементам СЦБ (рельсовые це­пи, путевые датчики, средства индуктив­ной связи, радиотехнические устройства).

Важнейшим элементом современных сис­тем железнодорожной автоматики и теле­механики являются рельсовые цепи. Тра­диционно они обеспечивают контроль свободности (занятости) рельсовых учас­тков, целостность рельсовых нитей, вза­имную увязку сигнальных показаний со­седних светофоров. В системах автомати­ческой локомотивной сигнализации (АЛС) рельсовые цепи используются в качестве линий индуктивной связи для обмена ин­формацией между напольными и локомо-

 

Рис. 11.3. Маневровый светофор со знаком грани­цы блок участка. ВСМ. Бельгия. 2010 г.

Рис. 11.4. Маневровый светофор на ВСМ «Кюсю». Япония. 2011 г.

 

 

 

I I I I I I I I I г

1111111II

 

Счет осей

Блок-участок

Сравнение

I

Рис. 11.5. Принцип определение занятости блок-участка с помощью счета осей на его входе и выходе

 

тивными устройствами. Однако рельсовые цепи обладают рядом недостатков: низкая надежность изолирующих стыков; неус­тойчивость работы в условиях изменения электрического сопротивления балласта в зависимости от погодных условий и других факторов; недостаточная точность опре­деления координат поездов. Более надеж­ными являются бесстыковые тональные рельсовые цепи, получившие распростра­нение на участках, где используется цель­носварной путь из рельсовых плетей «бес­конечной длины».

Одним из преимуществ рельсовых цепей, по сравнению с другими датчиками заня­тости пути подвижными единицами, яв­ляется контроль целостности рельсовой линии. Однако с помощью такого способа могут быть обнаружены только разрывы рельсов, в то время как микротрещины и повреждения головки рельсов не выявля­ются. Поэтому на ВСМ необходимо с уста­новленной периодичностью проводить ре­гулярное обследование всех участков пути с помощью измерительно-диагностичес­ких поездов (вагонов), оборудованных ус­тройствами, которые дают объективную картину состояния рельсов, в том числе и обнаруживают некоторые скрытые от глаз дефекты. Эти устройства также фиксиру­ют положение рельсовых нитей в плане и по уровню.

На ВСМ, помимо рельсовых цепей, целе­сообразно использовать и другие устройс­тва контроля свободности пути, например, точечные датчики, которые иногда по ста­ринке называют «рельсовыми педалями». Первые механические устройства с элек­трическими контактами имели конструк­цию, напоминающую педаль, на которую подвижной состав при проходе нажимал колесом. Они выполняют лишь одну фун­кцию: фиксируют проследование колес­ной парой подвижной единицей некото­рой точки пути (рис. 11.4—11.6). По сравне­нию с рельсовыми цепями такие датчики обладают рядом достоинств: устойчивость их работы не зависит от внешних факто­ров (состояния электрического сопротив­ления балласта и рельсов); отсутствует ограничение максимальной длины контро­лируемых участков; на эти приборы сигна­лизации не влияет обратный тяговый ток. При использовании точечных датчиков производится счет осей подвижного соста­ва, вошедших и покинувших определенный участок пути (рис. 11.5). На основании срав­нения этих данный устройство выдает сиг­нал о свободности или занятости участка.

В настоящее время разработаны и экс­плуатируются различные бесконтактные датчики индукционного типа (рис. 11.6). Их действие основано на изменении маг­нитного сопротивления фиксирующего ус­тройства под влиянием движущейся мимо него колесной пары. В некоторых странах, например, в Японии, используются и пье­зоэлектрические путевые датчики. На ли­нии Петербург— Москва проведены испы­тания дополнения рельсовых цепей систе­мой счета осей с целью повышения надеж­ности работы СУДП в целом.

На ряде зарубежных железных дорог внедрены точечные радио-датчики ново­го поколения, так называемые балисы^[LVI], которые в зависимости от осуществляе­мых ими функций разделяются на пассив-

Рис. 11.6. Компоненты устройства электронной путевой педали фирмы «Сименс» и пример ее уста­новки на пути: 1 — приборный блок (внутренний вид); 2 — размещение приборного блока на пути; 3 — индукционный датчик («педаль»)

ные, обеспечивающие передачу данных с пути на локомотив, и активные, реализу­ющие двусторонний обмен информацией (рис. 11.7).

Конструктивно балисы размещаются на шпале или плите между рельсами. Эти уст­ройства содержат электронные компонен­ты радиопередатчика и элементы памяти, в которых записаны сведения нормативно­го характера (географические координаты, особенности профиля участка и т.п.).

Еще одним техническим средством, поз­воляющим осуществлять контроль свобод­ное™ участков пути, являются линии ин­дуктивной связи с проводниками (шлейфа­ми), укладываемыми на шпалах или подош­вах рельсов вдоль пути следования поезда (рис. 11.8). Через определенные интервалы меняется взаиморасположение проводни­ков шлейфов путем их перекрещивания (так называемого «транспонирования»), чем обес­печивается смена фазы сигнала, поступа­ющего на локомотив при проследовании мест перекрещивания шлейфов. По коли­честву этих изменений определяется поло­жение локомотива на участке, а при извест­ной длине поезда вычисляется и часть за­нимаемого пути.

Примером практической реализации на ма­гистральном железнодорожном транспорте линий с индуктивной связью является сис­тема LZB фирмы «Siemens». Местоположе-

Электронные маркеры (балясы)

б

г

Рис. 11.7. Балисы: а — схема размещения маркеров на пути; б—д — внешний вид датчиков, используе­мых в разных странах, и способы их установки. 2000-е годы

ние поезда, в этой системе определяется по показаниям бортовых устройств поезда и информация передается в пункт управле­ния; при этом погрешность не превыша­ет 100 м (шаг транспонирования), а более точная информация поступает от одомет­ра — осевого датчика пройденного локо­мотивом пути. На пункт управления коор­дината поезда передается с точностью до 12,5 м.

Другим примером использования линий индуктивной связи является комплекс уст­ройств «Euroloop» (от англ, loop — петля), в котором, в отличие от системы LZB, для пе­редачи данных линейные кабельные шлей­фы (рис. 11.9) используют не на всем про­тяжении пути, а только на отдельных уча­стках (дискретно). Передача информации осуществляется в одном направлении — с пути на локомотив, на который сообща­ются сведения о допустимой скорости дви­жения, местоположении участков с ограни­чением скорости, расстоянии до следую­щей зоны передачи данных (шлейфа), что обеспечивает контроль бортовыми устрой­ствами исправности очередного шлейфа и в случае необходимости переход системы в защитное состояние.

Существенным конструктивным недостат­ком систем типа LZB и «Euroloop» является

Рис. 11.8. Шлейф индуктивной связи, размещенный внутри рельсовой колеи: а — схема устройства; б — пример закрепления на ВСМ. Испания. 1991 г.

Рис. 11.9. Укрепляемый на рельсах коаксиальный кабель системы Euroloop S21 фирмы «Siemens». 2005 г.

использование шлейфов, представляющих собой, как отмечалось выше, петли из ка­беля, уложенные между рельсами. Наличие этих кабелей на рельсошпальной решетке усложняет работы по обслуживанию и ре­монту пути, а также может стать причиной проблем с его защитой от вандализма и хи­щений^[LVII]. Вместе с тем применение шлей­фов позволяет реализовать координат­ный принцип интервального регулирова­ния движения поездов с организацией так называемых «подвижных» блок-участков, благодаря чему существенно улучшают­ся эксплуатационные показатели линии, в частности, увеличивается пропускная спо­собность.

В последние годы достигнут прогресс в использовании следующего поколения ко­ординатных систем определения положе­ния подвижных единиц без использования напольных кабельных шлейфов, с приме­нением радиоканалов, в том числе радио­навигационных комплексов.

Радионавигационные системы с помощью бортовой аппаратуры и сигналов передат­чиков, расположенных на Земле или на ис­кусственных спутниках Земли, позволяют подвижному объекту измерять параметры своего движения: координаты, скорость, ускорение. С развитием техники и средств связи все больший интерес представляют спутниковые радионавигационные систе­мы, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с наземными, в частности, обес­печивают устойчивую связь в условиях пе­ресеченной местности.

В настоящее время спутниковые навига­ционные системы типа американской GPS или российской ГЛОНАСС (ГЛОбальная НА- вигационная Спутниковая Система) позво­ляют определять координаты движущихся объектов с точностью до 2—3 м, что вполне достаточно для реализации координатно­го регулирования движения поездов. Кро­ме того, спутниковые системы с разной степенью функциональности действуют и используются для нужд ВСМ: американ­ская NAVSTAR GPS (NAVigation Satellites pro­viding Time And Range — англ: навигацион­ные спутники, обеспечивающие измерение времени и расстояния; Global Positioning System (GPS) — англ.: система глобального позиционирования), российская ГЛОНАСС и европейская Galileo («Галилео»). Систе­мы могут обеспечивать обмен информаци­ей между подвижными единицами и пунк­тами управления (станционный и диспет­черский уровни). Однако на точность оп­ределения координат системами GPS, ГЛО­НАСС влияет уровень приема сигнала от спутников. Прием сигналов ухудшается под плотной листвой деревьев или из-за очень большой облачности, при наличии помех от наземных радиоисточников. Перспектив­ным является применение спутниковых навигационных систем в сочетании с тра­диционными устройствами (АЛС, борто­выми измерителями параметров движе­ния) и балисами, однако широкого ком­мерческого применения подобные систе­мы пока не нашли.

При этом, что касается бортовых измери­телей параметров движения, то в настоя­щее время широко используются осевые измерители пройденного пути и мгновен­ной скорости (одометры). Принцип их дей­ствия основан на определении угловых пе­ремещений колесных пар. Датчики первич­ной информации этих устройств генери­руют импульсные сигналы, по числу кото­рых вычисляется пройденный путь поезда, а следовательно, и его координата; по час­тоте импульсов устанавливается скорость движения, а по скорости изменения часто­ты импульсов — ускорение движения по­езда. Основными причинами погрешности измерений осевыми датчиками являются: несовпадение осей датчика и колесной па­ры; возмущение рессорной подвески локо­мотива при воздействии пути; проскальзы­вание колесных пар при боксовании; изме­нение радиусов колес в результате их изно­са и радиуса круга катания в кривых.

Лучшими по точности являются радио­локационные измерители, основанные на использовании эффекта Доплера. Так, в диапазоне скоростей от 3 до 7 км/ч их по­грешность составляет не более 2 %, а при больших скоростях, вплоть до 350 км/ч, — 0,01 %. Погрешность измерения пройден­ного пути составляет 0,2 %.

Одним из самых ответственных элемен­тов путевой структуры являются стрелоч­ные переводы. На применяемых на ВСМ по­логих переводах длина остряка достигает нескольких десятков метров, что создает определенные трудности при устройстве стрелочных электроприводов, которые дол­жны обеспечить надежный перевод стрел­ки и запирание остряков в крайних поло­жениях при любых погодных условиях. Уси­лия от стрелочного электропривода долж­ны прилагаться к относительно длинным
и гибким острякам в нескольких точках. Контроль положения остряка также дол­жен осуществляться по всей его длине. Для этого на пологих стрелках ВСМ устанавли­ваются не один, а несколько приводов по всей длине остряка (рис. 11.10).

Опыт применения пологих стрелочных переводов на высокоскоростных магист­ралях показал правильность перехода от использования одного стрелочного элек­тропривода (СЭП), обладающего большим механическим переводным усилием и сис­темой рычагов для управления дополни­тельными замыкателями, к устройствам у которых для каждого внешнего замыка­теля предусмотрен индивидуальный элек­тропривод с относительно небольшим уси­лием на рабочем шибере.

К переводным механизмам стрелок на вы­сокоскоростных железных дорогах предъ­являются определенные требования:

— механическое усилие для передвиже­ния длинных остряков и сердечников крес­товин должно прилагаться по всей их дли­не в нескольких точках и обеспечиваться группой электроприводов;

— безусловное замыкание прилегающего остряка в определенных точках с обеспече­нием возможности перемещения остряков относительно рамного рельса в заданных пределах;

— надежное фиксирование отведенного остряка по всей длине;

— контроль подвижной части стрелки в части недопущения предельного сужения колеи;

— контроль обеспечения требуемого за­зора между контррельсом и ходовым рель­сом;

— надежная сигнализация взреза стрел­ки.

Наличие внешних замыкателей уменьши­ло вибрацию длинных остряков, что поло­жительно сказалось на стабилизации эле­ментов стрелочного перевода по уровню.

Рис. 11.10. Приводы остряков стрелочного перевода на ВСМ. Нидерланды. 2010 г.

Одна из проблем обеспечения надежно­сти работы стрелочного перевода, особен­но при высоких скоростях движения, связа­
на с тем, что отдельные детали механизма электропривода, в частности, тяги, приво­дящие в движение остряки, устанавлива­ются между двумя соседними шпалами в шпальном ящике, балласт в который поме­щается только до уровня нижней поверх­ности шпалы. Это не дает возможности вести машинную подбивку двух соседних со стрелочным приводом шпал, что приво­дит к нарушению непрерывности техноло­гического цикла процесса обслуживания пути, способствует уменьшению плотнос­ти балласта под этими двумя шпалами и к заметному вертикальному смещению пути под воздействием нагрузки от подвижного состава. Проведенные испытательные по­ездки показали, что в такой ситуации уже при скорости 230 км/ч мгновенные значе­ния усилий в остряке достигают 4000 Н.

Решение этой проблемы возможно при­менением конструкции стрелочного при­вода защелочного типа, размещаемого в корпусе так называемой «полой шпалы» (рис. 11.11). Привод в полой шпале физичес­ки заменяет железобетонную шпалу; ме­ханически защищает клиновой замыкатель, рабочие и контрольные тяги остряков; улуч­шает функционирование стрелочного при­вода в зимних условиях, так как в полой шпале имеется электроподогрев. Такой стрелочный перевод не создает помех для работы путевой техники, производящей подбивку балласта (рис. 11.12). Как пока­зали опыт эксплуатации и испытания, ука­занный тип привода особенно эффекти­вен на стрелочных переводах с остряками большой длины, предназначенных для вы­сокоскоростного движения. Отечественный опытный образец такого стрелочного при­вода (СПМ) проходит испытания на ст. Уне- ча Московской железной дороги.

На линии между Москвой и Санкт-Петер­бургом в настоящее время для организа­ции движения со скоростями до 200 км/ч используются стрелочные переводы Р65 марки 1/11 проекта 2726 и проекта 2956 на участке со скоростями до 250 км/ч.

Для перевода стрелки проекта 2726 уста­новлены электроприводы (рис. 11.13):

— СЭП 1 типа СП-12У с внешним замыка­телем ВЗ-7(ВЗ) на остряках и с рычажным переводным механизмом без замыкателя;

— СЭП 2 типа СП-12У с внешним замы­кателем ВЗК на крестовине и с рычаж­ным переводным механизмом без замы­кателя.

Переводные рычажные механизмы широ­ко используются за рубежом, но, в отличие от наших, совместно с внешними замыка­телями в каждом сечении, что значительно повышает безопасность движения поездов по стрелке. На российских железных доро­гах принято устанавливать внешние замы­катели на стрелочных переводах при ско-

 

Рис. 11.11. Интегральный стрелоч­ный привод фирмы Сименс S700 V в полой шпале: 1 — железобетонная шпала; 2 — полая шпала; 3 — рам­ный рельс; 4 — отжатый остряк; 5 — прижатый остряк; 6 — рам­ный рельс; 7 — электродвигатель с редуктором; 8 — переводной механизм; 9 — рабочие и контроль­ные тяги

Рис. 11.12. Работа путевой машины на стре­лочном переводе, оснащенном приводом, в полой шпале

Рис. 11.13. Схема установки стрелочного элек­тропривода на стрелочном переводе типа 2726

ВСП-220Н ВСП-1520Н

ВСП-220К ВСП-150К

Рис. 11.14. Схема установки стрелочного элек­тропривода на стрелочном переводе типа 2956

ростях движения поездов 160 км/ч и бо­лее. При меньших скоростях применяются электроприводы с внутренним замыкани­ем типа СП-6М.

Для перевода и контроля стрелки проек­та 2956 устанавливают электроприводы на остряках либо на крестовине (рис. 11.14).

На остряках:

— СЭП 1 типа ВСП-220Н с внешними за­мыкателем ВЗ-7 в первом сечении;

— СЭП 2 типа ВСП-150Н с ВЗ-7 во втором сечении (в 4 метрах от первого).

На крестовине:

— СЭП 3 типа ВСП-220К с внешним за­мыкателем ВЗК в первом сечении,

— СЭП 4 типа ВСП-150К с внешним до- жимателем (ДС) во втором сечении и пере­водным рычажным механизмом в третьем сечении.

Причем два электропривода СЭГИ и СЭП2 работают одновременно и переводят под­вижный сердечник крестовины, затем, два

других электропривода СЭПЗ и СЭП4 так­же работают одновременно и переводят остряки. Электропривод, установленный в первом сечении (по оси межостряковой тя­ги) должен переместить остряки на 150 мм, во втором сечении (в конце острожки) — на 70 мм. Также переводится и крестови­на. Эти различия в ходе, характерные для длинных остряков и подвижной крестови­ны, предопределили применение приводов с различным ходом шибера. Однако, вре­мя перевода приводов должно быть оди­наковое. Поэтому, для выравнивания угло­вых скоростей, в приводе с большим ходом шибера используется электродвигатель, передающий большее число оборотов ва­ла и имеющий большую мощность, так как он «стартует» раньше и раньше принима­ет на себя силовую нагрузку со стороны ос­тряков. В некоторых зарубежных электро­приводах, например, компании Bombardier привод EBI Switch 2000, для выравнивания угловых скоростей применяют программи­руемые преобразователи частоты.

11.3. Средства регулирования движения поездов на перегонах

Технический комплекс интервального ре­гулирования движения поездов (ИРДП) ВСМ решает задачи, характерные для магис­трального транспорта с учетом специфики высокоскоростного движения. При органи­зации высокоскоростного движения долж­но быть исключено внезапное изменение характера движения поезда по причине не­исправности технических средств и необ­ходимости применения экстренного тор­можения, что может привести к травмам пассажиров, повышенному износу пути и подвижного состава.

Требуется увеличение межпоездного ин­тервала. На существующей скоростной ма­гистрали Санкт-Петербург — Москва этот интервал равен десяти блок-участкам обыч­ной автоблокировки. Из-за недостаточного количества комбинаций сигнальных пока­заний напольных светофоров регулирова­ние скорости машинистом осуществляется по показаниям многозначной автоматичес­кой локомотивной сигнализации (индика­ция на локомотивном светофоре).

При организации скоростного и высоко­скоростного движения изолирующие сты­ки в рельсовых цепях являются нежела­тельными элементами конструкции пути. В настоящее время на магистрали Санкт- Петербург— Москва используются бессты­ковые рельсовые цепи тональной частоты.

Необходима организация двухсторонней связи между подвижными единицами и напольным оборудованием с дальнейшей трансляцией информации в центры управ­ления движением поездов — ДЦУ. К этим средствам связи предъявляются высокие требования по быстродействию и досто­верности передачи.

В общем случае система интервального регулирования движения поездов на ВСМ может быть выполнена тремя способами, принципиально различными относитель­но допустимого интервала между подвиж­ными единицами:

— децентрализованное регулирование движения поездов с постоянными блок- участками, контролируемыми системой дискретного интервального регулирова­ния;

— централизованное регулирование дви­жением поездов с подвижными дискретны­ми блок-участками;

— координатное регулирование.

Рассмотрим более подробно каждый из способов.

При первом способе — децентрализован­ном — регулирование движения поездов осу­ществляется по фиксированным блок-уча- сткам. При этом используются рельсовые цепи с их традиционными функциями дат­чика свободное™ (занятости) участка пути и целостности рельсового пути, а также ка­нала передачи информации на локомотив. На поезд передаются сигналы, вырабаты­ваемые аппаратурой децентрализованного контура управления.

Среди главных причин недостаточной про­пускной способности такой автоблокиров­ки (АБ) следует отметить такие, как малую информационную емкость; полное отсут­ствие гибкости в управлении движением поездов; низкую дискретность определе­ния местоположения поездов на перегоне, обусловленную применением рельсовых цепей длиной до 2500 м.

Использование напольной аппаратуры АБ требует обеспечения ее непрерывным электропитанием, для чего необходимо уст­ройство высоковольтных линий электро­снабжения; периодическое обслуживание, регулировка и ремонт. Соблюдение этих требований усложняется тяжелыми кли­матическими условиями России и обуслов­ливает необходимость содержания боль­шого штата обслуживающего персонала и вспомогательного оборудования.

Большое количество используемой систе­мами АБ напольной аппаратуры снижает общую надежность и безопасность управ­ления. Сбои в работе систем увеличивают психофизиологическую нагрузку на локо­мотивные бригады и дежурных по стан­циям. Перекрытие сигнала на запрещаю­щее показание перед движущимся поездом вызывает необходимость применения экс­тренного торможения, что приводит к уве­личению механических нагрузок на под­вижной состав и на верхнее строение пу­ти, а также может вызвать выжимание ва­гонов.

Вторым вариантом первого способа ин­тервального регулирования с фиксирован­ными блок-участками является использо­вание счетчиков осей для контроля заня­тости и свободности рельсовых участков и точечной автоматической локомотивной сигнализации (АЛСТ) с применением путе­вых приемопередатчиков — балис. АЛСТ реализуется с помощью радиотехнических средств ближнего действия и составляет основу децентрализованного контура ин­тервального регулирования системы уп­равления движением поездов. Стационар­ная аппаратура АЛСТ предназначена для передачи на поезд и приема с поезда ин­формации по управлению и организации вычислительными средствами БАСУ фун­кционирования автоблокировки с фикси­рованными блок-участками. В момент про­хода поезда мимо датчиков осуществляет­ся обмен информацией между подвижной единицей и стационарной аппаратурой АЛСТ. Через приемопередатчики на поезд поступают сигналы, вырабатываемые ап­паратурой децентрализованного контура управления, характеризующие состояние (занятость— свободность) впередилежа- щих блок-участков, а также информация централизованного контура управления о разрешении движения и об ограничении скорости на каких-либо из блок-участков и т.п. С поезда принимается информация о скорости движения, диагностические дан­ные и ряд других параметров.

Второй вариант первого способа требует реализации интервального регулирования работы бортового оборудования следую­щим образом: при прохождении путевого приемопередатчика, происходит двусторон­ний обмен информацией между поездом и стационарной аппаратурой. Бортовой при­емопередатчик, обнаружив путевой прие­мопередатчик, принимает данные о поезд­ной ситуации на магистрали в текущий мо­мент времени, а затем передает собствен­ную информацию.

Длина блок-участка устанавливается не менее максимальной длины тормозного пути и на перегонах составляет 5—10 км. На головном и хвостовом вагонах поезда располагаются два комплекта бортовой аппаратуры точечной АЛС (АЛСТ), фикси­рующей занятие или освобождение блок- участков. При проходе поезда мимо стацио­нарной аппаратуры АЛСТ с локомотива пе­редается его номер и данные о местонахож­дении поезда, а на локомотив — сигналы о занятости впередилежащих блок-участков и ограничениях скорости. Характеристики каждого блок-участка хранятся в устройст­вах памяти на борту поезда.

Ограждение движущегося поезда сигнала­ми АЛСТ аналогично модели ограждения движущегося поезда сигналами светофо­ров существующих систем автоблокиров­ки. Точка начала снижения скорости рас­считывается бортовой центральной вычи­слительной машиной на основании ско­рости поезда, длины соответствующего блок-участка и состояния тормозной сис­темы.

Минимально допустимое расстояние меж­ду поездами должно составлять не менее одного блок-участка и зависит от скоро­сти движения поезда. В случае фиксации головным приемопередатчиком поезда за­нятости блок-участка и подачи хвостовым приемопередатчиком сигнала об освобож­дении блок-участка при движении поез­да с максимальной скоростью минимально возможное расстояние до идущего впереди поезда может составлять длину трех блок- участков, а при снижении скорости сокра­щается до одного. В случае же работы толь­ко одного приемопередатчика (второй в резерве) с фиксацией занятости блок- участка и освобождения предшествующе­го минимальное расстояние между поез­дами должно быть равно четырем блок- участкам за вычетом длины поезда.

При необходимости ограничения скоро­сти движения поезда на каком-либо блок- участке или его отрезке из ДЦУ на точеч­ный датчик, установленный перед преды­дущим блок-участком, подаются кодовые комбинации, с помощью которых переда­ется сигнал о величине ограничения ско­рости, а также указываются координаты точек начала и конца действия ограниче­ния внутри блок-участка. К началу участка ограничения скорости поезд снижает ее до заданной величины и этот участок прохо­дит с допустимой скоростью.

При втором способе — централизован­ном регулировании движения поездов осу­ществляется переменное включение в блок- участок такого количества рельсовых це­пей, которое обеспечивает безопасный ин­тервал попутно следующих поездов. При этом интервальное регулирование осуще­ствляется посредством многозначной ло­комотивной сигнализации без проходных светофоров. Этот способ обеспечивает по­вышение пропускной способности сущест­вующей железнодорожной линии и может быть с минимальными затратами реализо­ван на существующей линии со скоростным движением Санкт-Петербург — Москва. По­вышение пропускной способности перего­нов многозначные АБ обеспечивают также и за счет увеличения скорости движения поездов в условиях предоставления сиг­нальной информации о состоянии больше­го числа впереди лежащих блок-участков (расстояний до препятствия в виде сово­купности находящихся впереди свободных рельсовых цепей). Таким образом, исполь­зование второго способа регулирования на линиях с интенсивным движением поездов предоставляет новые возможности для вы­бора оптимальной скорости движения под­вижных единиц:

- на поезд непрерывно поступает инфор­мация о фактическом интервале до впере­ди идущего поезда или точки остановки;

- расчет допустимой скорости движения осуществляется с учетом тормозного пути в границах впередилежащих свободных рельсовых цепей;

- непрерывное регулирование допусти­мой скорости по реальному интервалу меж­ду подвижными единицами можно органи­зовать с учетом динамики их движения.

Оснащение высокоскоростного поезда при- приемной аппаратурой многозначной АЛС­ЕН непрерывного типа и АЛС числового ко­да АЛСН обеспечивает возможность дви­жения высокоскоростного поезда с допус­тимыми скоростями по сети обычных же­лезных дорог, а также реализовать интер­вальное регулирование на принципах бес­светофорной сигнализации с подвижными блок-участками и изменяющимся числом входящих рельсовых цепей (вариант два).

Третий способ — с координатным регу­лированием — позволяет достичь макси­мальной пропускной способности, так как интервал между поездами определяется с учетом динамических характеристик подвижного состава. В основе построения такой системы интервального регулирова­ния движения поездов лежит использова­ние радиоканала для связи САСУ с поезда­ми, т.е. АЛСР. Вдоль трассы устанавливают - ся стационарные радиостанции, обеспечи­вающие связь с подвижным составом ВСМ на протяжении всего перегона.

Диспетчерский центр управления (ДЦУ) осуществляет автоматическое (в экстраор­динарных ситуациях — автоматизирован­ное) управление движением поездов, для чего обеспечивает:

— разработку, хранение и ввод в борто­вую автоматизированную систему управле­ния поездов (БАСУ) массивов паспортных данных магистрали, рейсового задания для конкретного поезда по расписанию; инфор­мацию об ограничении скорости по усло­виям безопасности на различных участках пути; программное значение скорости;

— передачу тормозных и тяговых харак­теристик поезда и других исходных дан­ных, необходимых для выполнения рейса;

— установку маршрута движения поездов и контроль выполнения условий безопас­ности;

— автоматический контроль за прохож­дением поездов посредством сравнения по­лученных по радиоканалу фактических па­раметров движения каждого поезда (прой­денного пути, скорости, времени) с про­граммными параметрами;

— прогнозирование поездной ситуации на ВСМ с учетом требований безопаснос­ти с помощью непрерывно функциониру­ющей в процессе движения поездов мате­матической модели ВСМ, включающее в анализ возможности выполнения графика без его корректирования; оценку меняюще­гося межпоездного расстояния; уточнение (изменение) рейсового задания; переход с автоматического на автоматизированный режим управления движением поездов из ДЦУ;

— выдачу команд на управление движе­нием поездов.

Управление каждым отдельным поездом при выполнении планового графика дви­жения осуществляется БАСУ поезда в со­ответствии с выданным рейсовым зада­нием и командами, передаваемыми по ра­диоканалу. В процессе движения в диспет­черский центр управления непрерывно по­ступает информация, характеризующая ис­полнение данным поездом планового гра­фика движения, а также о техническом со­стоянии систем и агрегатов подвижного состава, путевых устройств по данным ус­тановленных на поездах устройств диаг­ностики.

Для обеспечения непрерывной связи меж­ду поездами и центром управления вдоль трассы ВСМ в помещениях станционных постов централизации и аппаратных проме­жуточных пунктов устанавливаются много­канальные стационарные приемопередат­чики (СПП). Количество аппаратных проме­жуточных пунктов определяется с учетом требования перекрытия зонами действия стационарных приемопередатчиков всей трассы ВСМ. Расстояние между ними со­ставляет 5—12 км в зависимости от усло­вий распространения радиоволн вдоль ма­гистрали и определяется необходимостью получения на входе приемников требуемо­го уровня сигнала. Приемники СПП рабо­тают непрерывно, а их передатчики вклю­чаются по запросу БАСУ поезда или в ре­зервном режиме по команде ДЦУ.

Поездные радиостанции также работают непрерывно и в процессе движения вдоль трассы перестраиваются на частоту одного из каналов стационарного приемопередат­чика, в зоне обслуживания которого нахо­дится поезд в данный момент.

Управление движением поездов осущест­вляется методом интервального регулиро­вания с подвижными промежутками между поездами, обеспечивающим поддержание при всех условиях безопасного расстояния L, которое рассчитывается как функцио­нал от текущей скорости движения поезда и длины его тормозного пути для данного профиля трассы.

Управление движением каждого отдель­ного поезда осуществляется его БАСУ в ав­томатическом режиме в соответствии с по­лученным рейсовым заданием. ДЦУ осу­ществляет контрольные функции за дви­жением всех поездов. Для управления и
обеспечения безопасности движения от ап­паратных промежуточных пунктов на по­езд непрерывно поступает необходимая информация. Структурная схема техничес­ких средств бортового оборудования для организации интервального регулирова­ния поездов представлена на рис. 11.15.

Основу бортового оборудования состав­ляет бортовая центральная вычислитель­ная машина (БЦВМ), построенная на базе безопасной ЭВМ, решающая следующие за­дачи:

— двусторонний обмен информацией между поездом и напольными устройст­вами;

— расчет параметров для управления движением поезда с учетом характерис­тик подвижного состава, профиля пути, временных ограничений скорости на от­дельных участках;

— осуществление непрерывного контро­ля скорости движения поезда;

— непрерывный контроль за процессом торможения с учетом реальной эффектив­ности тормозных систем;

— обеспечение автоматического при­цельного служебного торможения;

— контроль состояния машиниста;

— подачу предупредительных световых и акустических сигналов машинисту.

В основе процесса интервального регу­лирования движения поезда по ВСМ лежат алгоритмы функции определения коорди­наты подвижного состава и определения

о о

Рис. 11.15. Структурная схема технических средств бортового оборудования для организа­ции интервального регулирования поездов допустимой скорости из условия обеспече­ния безопасного интервала. Процесс опре­деления координаты подвижной единицы производится средствами бортовой аппа­ратуры поезда. Получение координат под­вижных единиц возможно несколькими способами:

— использованием бортовых средств спутниковой навигации;

— по одометрическим измерениям пути, пройденного от контрольных точек;

— по координатам установки напольного оборудования при их проследовании поез­дом (балисы, изолирующие стыки рельсо­вых цепей, стационарная аппаратура САУТ).

Собственно алгоритм вычисления коор­динаты поезда сводится к определению при­ращения пройденного пути, которое фор­мируется датчиком пути и скорости по от­ношению к контрольной точке. Вычислен­ное значение координаты передается со­ответствующим потребителям (в ДЦУ для оптимизации режима управления и затем смежным поездам с целью обеспечения безопасного интервала). Взаимодействие бортовых и стационарных устройств сис­тем безопасности предполагается органи­зовать по каналам сети GSM-R.

При незначительном расхождении резуль­татов определения координат, полученных по сигналам осевых датчиков пути и скоро­сти (ДПС) и от системы спутниковой нави­гации, производится коррекция координа­ты. При превышении величины расхожде­ния координаты осуществляется регистра­ция отклонения с возможностью передачи этой информации в ДЦУ. Фактическая ско­рость поезда постоянно сравнивается с до­пустимой. Алгоритм определения допусти­мой скорости из условия обеспечения бе­зопасного межпоездного интервала зави­сит от выбранного способа организации интервального регулирования. При цент­рализованном регулировании движения поездов разрешенная скорость определя­ется из расчета обеспечения допустимого интервала между поездами с учетом дли­ны пути служебного торможения при фак­тической скорости подвижного состава и его тормозных характеристик. Исходя из собственной координаты поезда и положе­ния впереди идущего поезда, определяет­ся действительная дистанция между ними, которая сравнивается с допустимым поезд­ным интервалом при соответствующих ха­рактеристиках поезда. По результатам срав­нения обеспечивается один из следующих режимов движения поезда:

— торможение, если допустимый интер­вал меньше фактического межпоездного ин­тервала;

— сохранение параметров движения по­езда при равенстве допустимого и факти­ческого межпоездных интервалов;

— увеличение скорости поезда, если фак­тический межпоездной интервал больше до­пустимого.

Принятые на борт поезда сведения о сво­бодное™ (занятости) пути и допустимой скорости движения с учетом временных ограничений скорости на впередилежащих блок-участках поступают в БЦВМ.

БЦВМ, получив от путевого приемопере­датчика данные о свободности (занятос­ти) впередилежащих блок-участков, на ос­новании полученной информации о своем местоположении и скорости рассчитыва­ет параметры движения поезда; вычисляет «кривую» торможения и передает необхо­димые данные о параметрах движения по­езда и поездной ситуации на пульт управ­ления и индикации машиниста — ПУИ, а также соответствующие команды в систе­му управления тягой и торможением поез­да.

Переданные с поезда данные о номере поезда, его реальной скорости, состоянии подвижного состава поступают на станци­онный пост централизации и в диспетчер­ский центр и используются для контроля и регулирования движения поездов.

Применение бортовой микропроцессор­ной системы управления существенно об­легчает работу машиниста, который при этом осуществляет:

— контроль работоспособности бортово­го оборудования; ввод исходных данных;

— выбор режима управления (автомати­ческий или автоматизированный);

— подачу команды начала движения;

— включение экстренного торможения, в том числе и в режиме автоведения по­езда;

— ведение поезда в режиме автоматизи­рованного управления;

— управление открытием и закрытием наружных дверей вагонов поезда.

Сокращение функций машиниста, а так­же блокировка некоторых действий, ко­торые при определенных условиях могут привести к аварийным ситуациям, повы­шает общий уровень безопасности движе­ния поездов.

11.4. Станционные устройства автоматики и телемеханики. Диспетчерская централизация на ВСМ

В состав станционных технических средств входят автоматизированное ра­бочее место (АРМ) дежурного по станции (линейного диспетчера), а также базо­вые станции сотовой системы радиосвя­зи и исполнительные компьютеры, укомп­лектованные модулями сопряжения с бес­стыковыми рельсовыми цепями, стрелоч­ными электроприводами, светофорами. В АРМ дежурного по станции объединяют­ся функции управления расположенными на станционном посту централизации сис­темами микропроцессорной централиза­ции (МПЦ) и автоматической локомотив­ной сигнализации.

АРМ дежурного по станции базируется на ЭВМ и включает устройства ввода/вывода информации (клавиатуру, «мышь», прин­тер, плоттер, цветной дисплей) и конт­роллер связи. Применяемые технические средства не накладывают ограничений на величину зоны действия станционного поста централизации, она определяется наличи­ем СПЦ на магистрали, которые устраива­ются только на крупных раздельных пунк­тах.

В зону действия (управления и контроля) каждого из станционных постов централи­зации ВСМ включаются объекты, распо­ложенные как на самой станции, так и на участке магистрали, закрепленном за дан­ным постом, в том числе и малодеятель­ные промежуточные станции. Контроль и управление удаленными объектами, входя­щими в зону действия станционного пос­та централизации, осуществляются техни­ческими средствами перегонных и стан­ционных постов централизации, в соста­ве которых имеются специализированные безопасные исполнительные компьютеры, обеспечивающие управление движением поездов на станции.

Следует отметить, что в качестве основы автоматизированного рабочего места поезд­ного диспетчера используются компьюте­ры стандартной конфигурации, которые ха­рактеризуются высокой надежностью. Под­ключение резервного АРМ позволяет одно­временно его использовать для составле­ния и тестирования расписаний движения поездов, и решения других задач. Электро­питание вычислительных средств следует выполнять от систем на основе источников бесперебойного питания.

АРМ поездного диспетчера оборудуется как минимум тремя цветными дисплеями с размерами экранов по диагонали не ме­нее 21 дюйма. На одном дисплее отобража­ется общая обстановка на трассе движения поездов; на другом — увеличенное изоб­ражение выбранной диспетчером зоны с описанием состояния наземных устройств СУДП; на третьем — графики движения по­ездов. Как правило, в ДЦУ проектируется табло коллективного пользования на ос­нове плазменных или жидкокристалличес­ких панелей. Для оснащения других рабо­чих мест (например, АРМ системы безопас­ности) могут использоваться терминалы, подключаемые к специальному серверу. В качестве терминалов применяются пер­сональные компьютеры.

Для хранения архивной и статистической информации в комплексе выделен сервер базы данных. Структура программного обес­печения СУДП соответствует стандартизо­ванным спецификациям. Основные моду­ли программного обеспечения (управле­ния и контроля) предоставляют возмож­ность:

— автоматической установки маршрутов в соответствии с расписанием движения поездов на согласованный диспетчером предстоящий период;

— приема и идентификации сигналов от поездов и наземного оборудования;

— отображения на экране компьютера графиков движения поездов с возможно­стью прогнозирования очередности уста­новки маршрутов для прибывающих на станцию поездов и оперативной перестрой­ки расписания в случае необходимости;

— обеспечения безопасности при управ­лении движением поездов;

— получения данных через интерфейс от системы электроснабжения для коррекции расписания в соответствии с текущими ог­раничениями по электропотреблению;

— информационного обслуживания пас­сажиров с передачей данных как по коман­де диспетчера, так и автоматически — из расписания.

Распределенная база данных осущест­вляет управление поступлением инфор­мации в режиме реального времени, обес­печивая высокую устойчивость вычисли­тельного процесса за счет автоматической передачи функций при сбоях в работе уст­ройств с одного рабочего места на другое.

11.5. Европейская единая система управления движением поездов

Исторически в процессе развития желез­нодорожного транспорта в европейских странах сформировались различные систе­мы сигнализации и связи, разнообразные устройства обеспечения безопасности дви­жения поездов. Как правило, эти системы и приборы, разработанные в разных стра­нах, несовместимы в эксплуатации, что в условиях европейской интеграции стало существенным препятствием при пересе­чении государственных границ, затрудне­нии для развития международных желез­нодорожных перевозок. В частности, при­ходится производить либо смену локомо­тивов, либо оборудовать их несколькими различными комплектами устройств обес­печения безопасности движения и автома­тики, пригодными для работы на желез­ных дорогах разных стран.

Однако такой подход не пригоден для ВСМ. Все высокоскоростные поезда как с локомотивной тягой, так и моторвагон­ные, построены по принципу составов пос­тоянного формирования и расцепляют­ся только во время ремонтных работ в ус­ловиях депо. Поезда ВСМ эксплуатируют­ся как нераздельные подвижные единицы, без прицепки и отцепки локомотивов, что исключает их смену на границах железных дорог. В случае установки на поездах не­скольких комплектов приборов, пригод­ных для работы на железных дорогах раз­ных стран, бортовая аппаратура обеспече­ния безопасности движения существенно усложняется, что приводит к снижению ее надежности и росту стоимости. Таким об­разом, отсутствие единых международных стандартов системы сигнализации и управ­ления движением поездов неблагоприятно влияет на развитие европейских высоко­скоростных магистралей и ухудшает кон­курентоспособность железных дорог.

С целью устранения указанных негатив­ных факторов Международный союз же­лезных дорог в 1991 г. стал инициатором проекта Европейской системы управления движением поездов, получившего назва­ние ETCS (European Train Control System, от англ. — Европейская система управления поездами). Основные требования к этому проекту подготовлены группой экспертов и специалистов комитета «А200» при Евро­пейском институте железнодорожных ис­следований. Создание единой системы уп­равления движением поездов на европей­ском уровне является важным шагом в на­правлении стандартизации и унификации при разработке и эксплуатации приклад­ных систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи.

Для удовлетворения разнообразных усло­вий эксплуатации европейских железных дорог, в том числе высокоскоростных, сис­тема ETCS разрабатывается как многоуров­невая и многофункциональная. Она долж­на быть совместимой с бортовым и путе­вым оборудованием существующих наци­ональных систем сигнализации и связи железных дорог и действовать совместно с ними. Программы ETCS реализуются ос­новными промышленными фирмами, вы­пускающими железнодорожное сигнально­техническое оборудование. Их сотрудни­чество с комитетом «А200» определяет ме­морандум, подписанный в Берне в июне 1991 г.

Проект ETCS имеет экономические, ком­мерческие, технические, эксплуатацион­ные и социально-политические аспекты. Использование унифицированной систе­мы для европейских стран приводит к уменьшению затрат, поскольку она реа­лизуется по единому стандарту. Создает­ся емкий европейский рынок средств же­лезнодорожной автоматики и связи с мас­совым выпуском стандартных и недоро­гих системных компонентов. Исключается монополизм поставщиков, так как разные фирмы выпускают стандартное взаимоза­меняемое оборудование и конкурируют между собой, что положительно влияет на его технические характеристики и цену.

Основная коммерческая цель ETCS со­стоит в обеспечении безопасных и отно­сительно дешевых перевозок пассажиров и грузов. Безопасность движения повыша­ется за счет оборудования железных до­рог автоматическими системами управле­ния. При этом увеличиваются скорости движения и уменьшаются интервалы сле­дования поездов до значений, приближаю­щихся к физически возможным.

В техническом отношении проект ETCS характеризуется расширением использова­ния микропроцессоров и электронной об­работки данных, в том числе и в блоках уп­равления стрелками и сигналами. Компью­терная техника устанавливается на борту поезда, а также в устройствах напольно­го оборудования и соединяется с помощью систем передачи данных.

Основной принцип построения ETCS — модульность. Система состоит из типовых блоков и может работать в различных ва­риантах структурной компоновки. Функ­циональные возможности модулей легко адаптируются в соответствии с требова­ниями конкретных железных дорог. Струк­тура ETCS включает в себя подсистемы — EUROCAB, EUROBALISE, EURORAD1O.

Подсистема EUROCAB — бортовой ком­плекс системы ETCS, основным модулем которого является бортовой безопасный компьютер, выполняющий все вычисле­ния, критические с точки зрения безава­рийного движения поезда: допустимую скорость; расчет кривых экстренного тор­можения; сравнение и соответствие факти­ческой скорости с допустимой. Компью­тер также обеспечивает работоспособность поездных приборов, машин и агрегатов от момента включения до момента выключе­ния.

Поездное оборудование содержит модуль определения времени и пройденного пути TOU. Полученные данные по специальному информационному поездному каналу (ши­не) передаются другим модулям, приборам и устройствам; точность этой информации во многом определяет надежность и безо­пасность работы системы в целом. Для экс­плуатации на железных дорогах с иными (местными) устройствами автоматики и телемеханики бортовая часть ETCS допол­няется модулем STM2, предназначенным для обработки информации, поступающей от существующих напольных устройств, и преобразования ее в формат системы ETCS.

Подсистема EUROBALISE является стан­дартной аппаратурой передачи данных с поезда на путь и с пути на поезд. Она состо­ит из путевой части (приемоответчика), при необходимости дополняется блоком сопряжения с путевыми сигналами и сред­ствами централизации, и бортовой части, включающей антенну и электронную ап­паратуру для приема и передачи информа­ции. Подсистема EURORADIO обеспечивает непрерывное управление движением поез­дов с применением стандартной многока­нальной аппаратуры подвижной радиосвя­зи. Диспетчерский радиоцентр, функцией которого является интервальное регули­рование движением поездов, увязан с сис­темой ETCS. Диспетчерский центр по ра­диоканалу получает данные о местополо­жении поезда и передает на поезд коман­ды задания режима движения (расстояние до впереди идущего поезда или закрытого светофора на станции по трассе маршру­та). Напольное оборудование передает на поезд информацию о параметрах пути сле­дования поезда и о состоянии систем СЦБ. Для связи на направлениях «поезд — путь» и «путь — поезд» используются балисы или кабельные петли (шлейфы).

Система ETCS функционирует в режимах маневровых передвижений, автоматизиро­ванного и автоматического управлений и в режиме ведения поезда в соответствии с нормами железных дорог конкретной стра­ны. При этом нет необходимости использо­вать сразу все возможные функции. Выбор модификаций системы достаточно гибок и зависит от размеров движения на конкрет­ном участке, требуемого уровня безопас­ности и финансовых возможностей заказ­чика.

В зависимости от оснащения участков спецификации ETCS предусматривают пять уровней системы: нулевой, первый, вто­рой, третий и STM (Special Transmit Module, от англ. — специальный передающий мо­дуль).

ETCS нулевого уровня — это режим, при котором подвижная единица с бортовым устройством ETCS движется по участку, не оборудованному системой. Функции конт­роля ограничены постоянной проверкой скорости с целью недопущения максималь­ной величины, которая определяется как меньшее значение из максимально допус­
тимой скорости поезда и величины, уста­новленной для этого режима националь­ными правилами страны.

ETCS первого уровня (рис. 11.16) входит в группу вместе с другими системами с точеч­ной передачей большого объема данных и динамическим контролем скорости. Основ­ное средство передачи — приемоответчи- ки: так называемые «Eurobalise», которые транслируют среди прочего разрешение на движение и параметры железнодорожной линии при проходе над ними локомотив­ного приемника сигналов. Применяются приемоответчики для передачи неизменя­емой информации и управляемые приемо­ответчики для передачи переменных дан­ных. Приемоответчики первого типа хра­нят и передают на поезд ранее запрограм­мированную информацию, в то время как приемоответчики второго типа работают под управлением напольных электронных модулей и передают получаемую от них информацию (например, о текущем пока­зании напольного светофора). Приемоот­ветчики связаны между собой средства­ми передачи информации, т.е. в большин­стве случаев приемоответчики одной груп­пы передают информацию о расстоянии до приемоответчиков следующей группы, что обеспечивает обнаружение неисправ­ного или отсутствующего приемоответчи- ка с помощью бортовых средств измерения пройденного пути. Кроме приемоответчи­ков, могут применяться устройства пере­дачи линейного действия. Ими могут быть кабельные шлейфы «Euroloop», уложенные на подошве рельса, или устройства радио­связи, которые используются локально для передачи на поезд информации о текущем показании расположенного впереди свето­фора.

В состав данных, передаваемых с пути на поезд, входят также сведения о маршруте дальнейшего следования поезда. Они не­обходимы в тех случаях, когда напольный светофор не дает исчерпывающей инфор­мации о маршруте. Основываясь на инфор­мации, получаемой от путевых устройств, и данных о поезде, включая сведения о его тормозных свойствах, бортовой компью­тер вычисляет в каждый момент времени динамическое ограничение скорости, ко­торое отображается в кабине машиниста и используется для контроля движения по­езда.

Сигнальныи модуль

Контроль свободности пути

Система централизации

Рис. 11.16. Схема принципа регулирования движения поездов при ETCS первого уровня

Поскольку ETCS первого уровня обеспе­чивает регулярную передачу разрешений на движение, напольные светофоры не яв­ляются обязательными, однако в большин­стве случаев их сохраняют. Хотя в общем случае эта система не имеет ограничений по скорости, ее используют преимущест­венно в обычном сообщении при макси­мально допустимой скорости примерно до 160 км/ч. Система первого уровня приме­няется на существующих железных доро­
гах с напольными светофорами, по пока­заниям которых могут обращаться поез­да, не оборудованные устройствами ETCS. Напольное оборудование (рельсовые цепи или шлейфы) определяет координаты по­езда и передает его на центральный пост. Через точечные путевые трансмиттеры, ус­тановленные на границах блок-участков или чаще, на поезд передаются данные о характеристике участка, пройденном пу­ти и положении предыдущего поезда. Цен­тральный пост, имея информацию о поло­жении всех поездов на линии, через путе­вые трансмиттеры передает на каждый по­езд заданный скоростной режим. Бортовой компьютер считывает эти данные и посто­янно ведет вычисление точки начала тор­можения.

В ETCS второго и третьего уровней (рис. 11.17, 11.18, соответственно) осуществля­ется двусторонний непрерывный обмен информацией между устройствами инфра­структуры и подвижным составом, который обеспечивает система радиосвязи Eurora­dio, базирующаяся на стандарте GSM-R.

Рис. 11.17. Схема принципа регулирования движения поездов при ETCS второго уровня

—балиса

Рис. 11.18. Схема принципа регулирования движения поездов при ETCS третьего уровня

Взаимодействие путевых устройств с по­ездом координирует центр радиоблокиров­ки: RBC (от англ. Radio Block Centre). Центр регулирует движение на протяженном уча­стке линии, хранит статические данные о пути и транслирует на поезд динамические данные, например, о показаниях сигналов и положении стрелок, полученные от сис­тем электрической централизации. В от­личие от ETCS первого уровня центр ра­диоблокировки идентифицирует каждый поезд и контролирует его индивидуально. С поезда осуществляется запрос о разреше­нии движения через фиксированные про­межутки времени (обычно каждые 60 с) или при возникновении особых ситуаций. Приемоответчики передают только неиз­меняемую информацию и предназначены в основном для определения местоположе­ния поезда. Основное различие между ETCS второго и третьего уровней состоит в том, что ETCS второго уровня отвечает только за передачу на локомотив сигнальных по­казаний и контроль скорости движения по­езда, a ETCS третьего уровня дополнитель­но осуществляет контроль свободности пу­ти, выполняемый в системах второго уров­ня постами централизации, и проверку целостности состава бортовыми средства­ми. Эта информация транслируется в RBC. Кроме того, ETCS третьего уровня разгра­ничивает интервалы следования с помо­щью подвижных блок-участков. ETCS вто­рого уровня применяется на многих лини­ях, особенно с высокоскоростным движе­нием.

Комплекс устройств второго уровня ис­пользуется на новых линиях, где не при­меняются проходные светофоры и обра­щаются поезда, оснащенные радиопереда­ющими системами, по которым бортовой компьютер обменивается информацией с центральным пунктом. На пути устанав­ливают простейшие электронные марке­ры координаты трассы. Это могут быть ус­тройства, не требующие электрического питания, работающие в пассивном режи­ме по радиозапросу с поезда. Характерис­тики трассы запрограммированы в борто­вом компьютере.

Напольное оборудование определяет по­ложение поезда на пути и передает инфор­мацию на центральный пост. Последний об­рабатывает информацию и по радиоканалу передает на поезд новые данные о скоро­стном режиме и положении предыдуще­го поезда. Бортовой компьютер вычисля­ет точку торможения и сообщает информа­цию машинисту на дисплей пульта управ­ления. От каждого путевого трансмиттера поезд получает точную координату своего положения на пути, что позволяет коррек­тировать ошибку в вычислениях бортово­го компьютера.

При реализации системы ETCS третьего уровня не применяется оборудование, фик­сирующее положение поезда. Координаты каждого поезда определяются на централь­ном посту по информации, полученной от поезда по радиоканалу. Путевой трансмит­тер представляет собой простейший элек­тронный маркер километра, передающий информацию на поезд. Характеристики трассы предварительно заносятся в бор­товой компьютер. Получив от очередного путевого трансмиттера координату пути, бортовой компьютер корректирует ошиб­ку и передает на центральный пост по ра­диоканалу информацию о действительном местоположении поезда. Центральный пост вычисляет для всех поездов взаимные ко­ординаты и передает бортовому компьюте­ру каждого из них данные по скоростному режиму и положению впереди идущего по­езда. При нагоне поезда бортовой компью­тер вычисляет точку начала торможения. Третий уровень ETCS предполагает отказ от напольных устройств и осуществление движения только по радиоканалу в режи­ме подвижного блок-участка. Преимуще­ства системы ETCS третьего уровня — в от­сутствие сложных перегонных устройств СЦБ, требующих обслуживания и ремонта, что делает ее весьма перспективной для вновь сооружаемых ВСМ. Технически пре­дусмотрено при этом должно быть:

—наличие полностью развитой сети циф­ровой радиосвязи с установкой радиомачт через 5—10 км;

—наличие полностью оборудованного парка подвижного состава, так как потеря

радиосредств на движущемся объекте мо­жет привести к катастрофе;

— контроль целостности состава только локомотивными средствами с гарантией безопасности.

Таким образом, третий уровень системы ETCS рассматривается только как перспек­тивный, зависящий в основном от полити­ческих решений в области развития сис­тем цифровой радиосвязи. Именно разви­тие цифровой радиосвязи GSM-R определя­ет создание опытных полигонов системы ETCS, но во всех случаях стремятся сох­ранить традиционные системы автома­тики.

Уровень STM применяется в случае, когда поезд, оборудованный ETCS со специализи­рованным модулем передачи, движется по линии, оснащенной только национальной системой АЛС. Этот уровень, а точнее, не­сколько уровней (их количество определя­ется числом специализированных модулей STM для адаптации к национальным сис­темам] разработаны для периода перехо­да на общеевропейскую систему. STM до­бавляют к бортовому оборудованию для обеспечения взаимодействия между соот­ветствующей национальной системой АЛС и ETCS.

Обобщая изложенное, можно утверждать о единстве подходов в идеологии регули­рования движения поездов в европейских странах. Что касается стран Азии, то в Китае, например, создана национальная система управления движением поездов CTCS — аналог ETCS.

11.6. Организация связи на ВСМ

К сетям технологической связи на ВСМ, в отличие от обычных железных дорог, предъявляются повышенные требования по качеству и объему предоставляемых ус­луг. Особенности организации связи на ВСМ обусловлены высокими скоростями дви­жения поездов (более 300 км/ч) и наличи­ем интенсивных помех, создаваемых сило­вым электрооборудованием инфраструкту­ры и подвижного состава.

Традиционно на железных дорогах, в том числе на ВСМ, используют проводную и ра­диосвязь. Сети проводной связи организу­ются при помощи кабельных и волоконно- оптических линий и по своему назначению подразделяются на два основных вида:

— общетехнологическую связь (ОбТС), предназначенную для ведения служебных переговоров между работниками, находя­щимися на одной или на разных стан­циях;

— оперативно-технологическую связь (ОТС), предназначенную для оператив­ного управления процессами перевозок (для переговоров поездного диспетчера со всеми раздельными пунктами, входящими в обслуживаемый им участок, для опера­тивного руководства электроснабжением, контроля продвижения подвижного соста­ва по участку и др.].

При помощи средств проводной связи на ВСМ также организуется связь для обеспе­чения служебных переговоров руководите­лей ремонтных бригад (пути, электрифи­кации и электроснабжения, автоматики и телемеханики, гражданских сооружений), обслуживающих объекты инфраструктуры на перегоне; с дежурными по станциям, ог­раничивающим данный перегон, а так­же с другими работниками ВСМ. Телефон­ные аппараты устанавливаются на опорах контактной сети и вблизи крупных искус­ственных сооружений.

Сети железнодорожной технологической радиосвязи по своему назначению делятся на четыре основных вида:

— поездная радиосвязь (ПРС), которая осуществляет обмен информацией меж­ду поездным диспетчером (дежурным по станции) и машинистами, связь машинис­тов между собой и с другими абонентами, обеспечивающими поездную работу; для организации ПРС используются стацио­нарные (PC) и возимые (локомотивные) радиостанции (РВ), которые устанавлива­ются, соответственно, в помещениях дис­петчеров и в поездах;

— станционная радиосвязь (СРС) служит для оперативного управления технологи­ческими процессами на станциях;

— ремонтно-оперативная радиосвязь (РОРС) предназначена для организации служебных переговоров и обмена данны­ми при производстве ремонтно-восста­новительных работ на объектах инфра­структуры ВСМ, в том числе, для связи с сигналистами, ограждающими место проведения работ; работники ремонтных бригад оснащаются носимыми радиостан­циями (PH);

— радиосвязь передачи данных (РСПД) обеспечивает прием и передачу данных о техническом состоянии объектов инфра­структуры и подвижного состава ВСМ.

При организации сетей технологической радиосвязи используются три режима свя­зи.

1. Одночастотный симплексный режим (simplex), при котором передача и прием информации осуществляется поочередно на одной и той же частоте. Связь между ра­диостанциями, как правило, организуется напрямую без использования ретрансля­тора (базовой стации). Радиостанции осна­щаются специальным переключателем — тангентой, подключающим антенну радио­станции либо к передатчику (режим пере­дачи — тангента нажата), либо к приемни­ку (режим приема — тангента отпущена).

2. Полудуплексный (двухчастотный симп­лексный) режим (half-duplex), при кото­ром передача информации осуществляет­ся на одной частоте, а прием — на другой. Как и в одночастотном симплексном режи­ме, информация передается и принимает­ся поочередно. Связь между радиостанци­ями, как правило, организуется при помо­щи ретранслятора, приемник которого ра­ботает на частоте передачи радиостанций, а передатчик, — соответственно, на часто­те приема. Радиостанции также оснащают­ся тангентой.

3. Дуплексный режим (duplex), при ко­тором передача и прием информации осу­ществляется одновременно на разных час­тотах. Связь между радиостанциями орга­низуется с использованием ретранслятора. Тангента у радиостанций отсутствует.

Симплексный и полудуплексный режи­мы характерны для аналоговых систем ра­диосвязи, дуплексный режим — для циф­ровых.

В сетях проводной и радиосвязи возмож­ны такие виды информационного обмена, как передача речи (для аналоговых и циф­ровых систем) и передача данных (только для цифровых систем). Причем для пере­дачи речи могут использоваться три типа вызова:

— индивидуальный вызов (individual call), устанавливающий двухточечное двунаправ­ленное соединение между вызывающим и вызываемым абонентами;

— групповой вызов (group call), устанав­ливающий многоточечное двунаправлен­ное соединение между вызывающим або­нентом и несколькими вызываемыми або­нентами, которое организуется при исполь­зовании группового номера, присваиваемо­го каждому из членов группы;

— широковещательный вызов (broadcast call), осуществляющий одностороннюю пе­редачу информации от вызывающего або­нента нескольким вызываемым абонентам.

Для передачи речевых соообщений и дан­ных в сетях технологической связи приме­няются два основных режима соединения (коммутации).

1. Коммутация каналов (circuit switching) — режим соединения, при котором по запро­су вызывающего абонента на физическом уровне устанавливается временное соеди­нение с вызываемым абонентом, и данному соединению на весь период связи выделя­ется фиксированная полоса пропускания. Основным достоинством данного режима является полное отсутствие перегрузок се­ти, недостатком — неэффективное исполь­зование ресурса связи.

2. Коммутация пакетов (packet switching) — режим соединения, при котором передава­емое сообщение разбивается на фрагмен­ты (пакеты), каждый из которых последо­вательно, один за другим, пересылается адресату независимо, возможно разными
путями. В пункте назначения происходит сборка передаваемого сообщения из посту­пивших пакетов. Данный режим позволяет занимать канал только на время передачи пакета, после чего он освобождает для пе­редачи других пакетов.

Для организации сетей технологической радиосвязи на ВСМ в настоящее время ис­пользуются транкинговые и сотовые сис­темы связи, реализующие двунаправлен­ную радиосвязь между фиксированным компонентом системы — базовыми стан­циями (БС), и подвижным компонентом — подвижными (мобильными) станциями (ПС), которые перемещаются по территории, об­служиваемой системой БС. Зону обслужи­вания одной БС символически обозначают правильным шестиугольником — сотой. Площадь одной соты (зона обслуживания одной БС) намного меньше территории обслуживания всей системы, что позволя­ет значительно уменьшить мощность ра­диопередатчиков БС и ПС. Разделение тер­ритории обслуживания системы на соты, выделение каждой соте подгруппы кана­лов и возможность изменения мощности БС дают возможность реализовать гибкую структуру системы, учитывающую интен­сивность трафика на данной территории в данный момент времени.

Еще на первых ВСМ в Японии, затем во Франции большое внимание было уделено организации надежной радиосвязи меж­ду диспетчерами и машинистами высоко­скоростных поездов. На первых японских и французских высокоскоростных поездах появилась такая необычная новая коммер­ческая услуга для пассажиров как междуго­родняя телефонная связь из движущегося поезда. Для этого между поездом и стаци­онарными АТС были организованы радио­каналы, а в вагонах были установлены те­лефоны-автоматы. В непрерывном улуч­шении качества этой связи они эксплуа­тировались до конца 90-х годов прошлого столетия, когда распространение общедо­ступной сотовой связи и увеличение зоны ее покрытия, которая охватила все линии ВСМ, сделало нерентабельным содержание в поездах ВСМ междугородных телефонов- автоматов и они были демонтированы.

К началу развития ВСМ на европейских железных дорогах в эксплуатации находи­лось более 20-ти различных и несовмести­мых между собой систем управления дви­жением поездов, в каждой стране действо­вали свои правила эксплуатации железных дорог (которые иногда даже противоречи­ли друг другу), национальные требования по сертификации безопасности, системы подготовки и лицензирования машинис­тов, применялись пять различных систем тягового электроснабжения и использова­лись восемь различных, несовместимых между собой систем проводной и радио­связи.

Решить проблему эксплуатационной сов­местимости и безопасности систем обеспе­чения движения поездов на европейских ВСМ было призвано внедрение Европей­ской системы управления движением поез­дов ETCS (European Train Control System), которая, вместе с системой цифровой же­лезнодорожной радиосвязи стандарта GSM-R (Global System for Mobile Communi­cations Railways — Глобальная система под­вижной связи на железнодорожном транс­порте), входит в состав Европейской сис­темы управления железнодорожными пе­ревозками ERTMS (European Rail Traffic Management System). При этом система со­товой связи GSM-R (рис. 11.19) использу­ется как в качестве технологической же­лезнодорожной радиосвязи (ПРС, СРС, РОРС), так и в качестве канала связи меж­ду напольным и поездным оборудованием (РСПД).

Стандарт GSM-R является основой для по­строения Европейской интегрированной железнодорожной радиосети с расширен­ными возможностями EIRENE (European In­tegrated Railway Radio Enhanced Network) — европейского проекта, целью которого яв­ляется разработка требований железных дорог ЕС к сетям железнодорожной радио­связи. В рамках данного проекта были вы­пущены два основополагающих докумен­та, определяющих функциональные (Func-

Рис. 11.19. Базовая станция GSM-R на высокоскоростной магистрали Нюрнберг — Ингольштадт. Германия. 2010 г.

tional Requirements Specification, FRS) и тех­нические (System Requirements Specification, SRS) требования к системе GSM-R.

GSM-R является вариантом реализации стандарта GSM — системы сотовой связи второго поколения (2G — generation, англ.: поколение). К первому поколению отно­сятся разнообразные (не совместимые меж­ду собой) системы, преимущественно, ана­логовых стандартов, разработанные к на­чалу 1980-х гг. в различных странах ми­ра. Разработка стандарта GSM началась в 1982 г., а первые технические условия бы­ли изданы в 1990 г. Европейским инсти­тутом стандартизации в области телеком­муникаций (European Telecommunications Standards Institute, ETSI). Для обеспечения требований, предъявляемых со стороны железнодорожного транспорта, в стандарт GSM было внесено около 90 дополнений, наиболее важными из которых являют­ся обеспечение группового и широковеща­тельного вызова, возможность установ­ления приоритетов и обеспечение экст­ренного вызова. В настоящее время про­мышленностью разных стран выпускается разнообразная аппаратура связи стандар­та GSM-R (рис. 11.20).

Наряду со стандартом GSM-R на ВСМ так­же используется стандарт цифровой тран­кинговой связи TETRA (Terrestrial Trunked Radio — Наземное транкинговое радио), который так же, как и стандарт GSM, раз­работан институтом ETSI. Разработка стан­дарта была начата в 1994 г., а первые специ­фикации появились в 1996 г. TETRA, в от­личие от GSM-R, является открытым стан­дартом, т.е. доступ к спецификациям от­крыт для всех заинтересованных сторон, которыми являются, прежде всего, произ­водители оборудования.

TETRA, помимо стандартного режима, поз­воляет абонентам работать в режиме непо­средственной («прямой») связи (Direct Mode Operation, DMO), когда между подвижными станциями могут устанавливаться двух- и многоточечные соединения по радиокана­лам напрямую, минуя базовые станции. При этом, подвижные станции могут рабо­тать в режиме так называемого «двойно­го наблюдения» («Dual Watch»), при кото­ром возможен информационный обмен с абонентами, работающими как в сетевом (транкинговом) режиме, так и в режиме непосредственной (прямой) связи.

Изначально сети стандарта GSM-R обеспе­чивали соединение только в режиме ком­мутации каналов. Для обеспечения соеди­нения в режиме коммутации пакетов бы­ла разработана технология GPRS (General

Рис. 11.20. Примеры аппаратуры системы GSM-R: а — портативное переговорное устройство для ка­бины машиниста; б — контейнер с приборами поездного комплекта GSM-R; в — графический дисплей приема и передачи данных GSM-R для кабины машиниста

Packet Radio Service — Служба пакетной пере­дачи данных общего назначения по радио­каналу), позволяющая повысить скорость передачи данных со стандартных 9,6 кбит/с до 171 кбит/с. Развитием сетей GSM/GPRS является технология EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution — Усовершенствован­ная технология передачи данных для раз­вития сетей GSM), позволяющая повысить скорость передачи данных до 384 кбит/с. Сети GSM/GPRS относятся к технологиям поколения 2,5G, а сети GSM/GPRS/EDGE — к технологиям поколения 2,75G.

Системы радиосвязи 3G и 4G (3-го и 4-го поколений) предоставляют подвижным або­нентам ВСМ возможность передавать дан­ные со скоростями, которые сопоставимы со скоростями, возможными в сетях про­водной (фиксированной) связи — десят­ки и сотни Мбит/с. Наиболее распростра­ненным представителем систем 3G явля­ется технология UMTS (Universal Mobile Telecommunications System — Универсаль­ная система мобильной связи), позволяю­щая абонентам передавать данные со ско­ростью до 2 Мбит/с. Развитие данной тех-

 

Радиотелефонная связь и передача телеметрической информации

Wi-Fi
Т 1Г1 Сотовые      Локальные
1 Ш                                                  h
Wi-Fi -
1	а.

Кассовый терминал оплаты электронными платежными средствами

Система учета продаж и бухгалтерия

Систем национального мониторинга движения поездов

Система резервирования и продажи билетов

Бортовая информационная система поезда

Информация о положении поездов в реальном масштабе времени на информационных табло на вокзалах и в сети Интернет

■ Информации о движении поезда .

Электронные билеты

 

Рис. 11.21. Информационное обеспечение поезда «Асе1а» (без устройств и систем обеспечения безопас­ности и управления движением). США. 2010 г.

 

нологии привело к появлению ее модифи­кации — HSPA (High-Speed Packet Access — Высокоскоростная пакетная передача дан­ных), использование которой позволяет по­высить базовую скорость передачи данных до 14 Мбит/с. Представителями систем 4G, скорость передачи данных в которых мо­жет достигать сотен Мбит/с, на сегодняш­ний день являются две технологии:

LTE («Long Term Evolution» — «Развитие на длительный период»), являющая разви­тием технологии UMTS/HSPA;

WiMAX («Worldwide Interoperability for Microwave Access» — «Глобальный доступ при помощи микроволновой связи») — группа стандартов IEEE 802.16^[58].

Наряду с указанными стандартами на ВСМ, в том числе, для внутрипоездной связи и обеспечения доступа пассажиров к сети Ин­тернет, используются такие технологии ра­диосвязи, как:

- DECT (Digital Enhanced Cordless Tele­communications (standard) — Усовершенст­вованный стандарт цифровой беспровод­ной связи;

— Bluetooth^[59] — группа стандартов IEEE 802.15;

— Wi-Fi^[60] — группа стандартов IEEE 802.11 и др.

В последние десятилетия важным на­правлением развития связи на объектах ВСМ, наряду с решением вопросов органи­зации движения и обеспечения безопас­ности на ВСМ, подробно рассмотренных в предыдущих параграфах данной главы,

стало удовлетворение разнообразных ин­формационных потребностей пассажиров. В условиях борьбы на рынке транспорт­ных услуг различных перевозчиков, пре­доставление пассажирам устойчивой и до­ступной мобильной связи, включая воз­можность работы в Интернете, стало важ­ным фактором выбора пассажиром того или иного транспортного оператора.

На примере организации информацион­ного обеспечения высокоскоростных поез­дов «Асе1а» (США) рассмотрим круг вопро­сов информационного обеспечения, решае­мых на борту поезда (рис. 77.27).

С помощью сотовых радиоканалов и спутниковой связи информация о движе­нии поезда в реальном масштабе времени передается в национальную систему мони­торинга движения поездов, а оттуда посту­пает в сеть Интернет на соответствующие страницы сайта железнодорожной компа­нии и в информационные системы вокза­лов по маршруту следования поездов для отображения на информационных табло и использования справочными службами.

Пассажирам в вагонах поезда предостав­ляется возможность подключения собствен­ных компьютеров к сети Интернет с помо­щью устройств беспроводного доступа (Wi­Fi). Имеется бортовая информационная сеть для пассажиров поезда, с помощью кото­рой передается актуальная информация о следовании по маршруту и транслируют­ся развлекательные музыкальные и видео программы. С помощью сотовых телефонов и компьютеров пассажиры могут восполь­зоваться системой резервирования и про­дажи билетов на разные виды транспорта, бронирования гостиниц, заказа такси.

Бортовая информационная система поез­да обслуживает также кассовые термина­лы для совершения пассажирами покупок товаров и услуг с помощью электронных платежных средств.

Наряду с технологиями наземной радио­связи на ВСМ также активно используют­ся различные системы спутниковой связи (Inmarsat, Iridium, Globalstar и др.), основ­ным преимуществом которых является обеспечение зоны обслуживания значи­тельных размеров, а также возможность организации независимого от наземной инфраструктуры канала связи в чрезвы­чайных ситуациях.

Библиография

1. Алексеев Л. Е. Тяговые электрические машины и преобразователи. — Л.: Энергия. 1977. — 444 с.

2. Бурков А.Т. Электронная и преобразовательная техника: учебник для вузов ж.-д. трансп. — М., 2001. —464 с.

3. Вальднер С.С. Сверхскоростной поезд. — М.: Трансжелдориздат, 1941. — 67 с.

4. Варнавский В.Г. Концессионный механизм партнерства государства и частного сектора. Серия «Научные доклады: независимый экономический анализ». № 146. — М.: Московский обществен­ный научный фонд ИМЭМО РАН, 2003. — 270 с.

5. Вейнбер Б.Л. Движение без трения (безвоздушный электрический путь). — СПб.: Естество­испытатель, 1914. — 56 с.

6. Габарда Д. Новые транспортные системы в городском общественном транспорте. — М.: Транс­порт, 1990. — 216 с.

7. Гопал К.Дюбай. Основные принципы устройства электроприводов: пер. с англ. — М.: Техносфе­ра, 2009.—431 с.

8. Гуткин Л.В., Дымант Ю.Н., Иванов П.А. Электропоезд ЭР200. — М.: Транспорт, 1981. — 192 с.

9. Гурьев А.И. И какие же русские не любили быстрой езды? История обреченного проекта. — СПб.: КОСТА, 2009. — 360 с.

10. Железнодорожный транспорт. Энциклопедия / Гл. ред. Н.С. Конарев. — М.: Большая Российс­кая энциклопедия, 1994. — 560 с.

11. Железные дороги колеи 1520 мм. Строительно-технические нормы (СТН Ц-01—95). — М.: МПС РФ. 1995.

12. Железные дороги: общий курс / М.М. Уздин и др.; под ред. М.М. Уздина. — 5-е изд., перераб. и доп. — СПб.: Выбор, 2002. — С. 303—304.

13. Зеленский Ю.И. Скоростное пассажирское движение. — М.: Трансжелдориздат, 1957. — С. 72.

14. Изыскания и проектирование железных дорог: учебник для вузов / И.В. Турбин, А.В. Гаври­ленков, И.И. Кантор и др.; под ред. И.В. Турбина. — М.: Транспорт, 1989. — 479 с.

15. Инфраструктура линии Санкт-Петербург—Москва для высокоскоростного движения поез­дов. Стандарт ОАО «РЖД». — М.: ОАО «РЖД», 2007. — 178 с.

16. Кантор И.И. Продольный профиль пути и тяга поездов. — М.: Транспорт, 1984. — 207 с.

17. Каргин Д.И. Ширина железнодорожной колеи (из истории железных дорог). Ч. 1 // Техника и экономика путей сообщения. — 1920. — № 1. — С. 81—94; Ч. II // Там же. — № 2. — С. 79—86.

18. Киселев И.П. Высокоскоростной сухопутный транспорт: состояние и перспективы // Транс­порт Российской Федерации. — 2010. — № 6 (31). — С. 60—66.

19. Киселев И.П. Высокоскоростные железнодорожные магистрали. Важнейшие характеристики, технические решения и перспективы развития // Железнодорожный транспорт. — 2011. — № 5. — С. 73—77; №6. — С. 83—91; № 7. — С. 73—77.

20. Киселев И.П. История скоростных сухопутных нетрадиционных видов пассажирского транс­порта // История науки и техники. — 2006. — № 8. — С. 2—12.

21. Киселев И.П. Монорельсовые транспортные системы на воздушной подушке // История на­уки и техники. — 2006. — № 9. — С. 19—26.

22. Киселев И.П. Прогресс высокоскоростного железнодорожного движения // История науки и техники. — 2006. — № 5. — С. 68—74; № 6. — С. 74—77; № 8. — С. 87—93.

23. Киселев И.П. Скоростные монорельсовые пассажирские транспортные системы с использова­нием магнитного подвешивания // История науки и техники. — 2006. — № 12. — С. 2—25.

24. Киселев И.П. Этапы развития систем железнодорожной автоматики, телемеханики и связи и высокоскоростное движение // Промышленные АСУ и контроллеры. — 2010. — №6. — С. 56—69.

25. Киселев И.П., Сотников Е.А., Суходоев В.С. Высокоскоростные железные дороги. — СПб.: ПГУПС, 2001. —С. 17.

26. Киселев И.П., Титова Т.С. Экологические аспекты высокоскоростного железнодорожного транспорта. — СПб.: ПГУПС, 2005. — 50 с.

27. Концепции проекта высокоскоростной железнодорожной магистрали «Москва— Санкт-Пе­тербург» BCM 1. — М.: ОАО «Скоростные магистрали», 2011. — 47 с.

28. Котельников А.В. Электрификация железнодорожных дорог. Мировые тенденции перспекти­вы. — М.: Интекст, 2002. — 104 с.

29. Лазарян В.А. О математическом моделировании движения поезда по переломам продольного профиля / В.А. Лазарян, Е.П. Блохин // Труды МИИТа. Вып. 444. — М., 1974. — С. 83—123.

30. Лауэр К.Б. Американские железные дороги и их эксплуатация. — М.: Трансжелдориздат, 1936. —259 с.

31. Лемещук П.К, Ганкин Н.Б. Перспективы скоростного движения // Железнодорожный транс­порт. — 1965. — № 7. — С. 7.

32. Линия на магнитном подвесе из Токио в Осаку // Железные дороги мира. — 2011. — № 8. — С. 2.

33. Лопатников Д.И. Оценка степени хозяйственного развития территории // Известия РАН. Се­рия географическая. — 1997. — № 2. — С. 85—88.

34. Мазур И.И., Молдаванов О.И. Курс инженерной экологии. — М.: Высшая школа, 1999. — 123 с.

35. Манасарян Г.Г. Монорельсовый транспорт. — Ереван: Айастан, 1976. — 80 с.

36. Маслов Н.Н. Охрана окружающей среды на железнодорожном транспорте. — Л.: ЛИИЖТ, 1991. —С. 12.

37. Муратов Д.Г. На основе контракта жизненного цикла // Железнодорожный транспорт. — 2010. —№6. —С. 47—49.

38. ОАО «Скоростные магистрали» представит проект развития высокоскоростного железнодо­рожного движения в РФ // Информационный портал «РЖД — партнер». — 9 ноября 2010.

39. Положение о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию. Утверждено Постановлением Правительства РФ от 16.02.2008 г. № 87.

40. Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации. Утверждены приказом Минстранса России от 21 декабря 2010 г. № 286. — М.: Омега-Л, 2012. — 173 с.

41. Правила технической эксплуатации железных дорог Союза ССР. МПС СССР. — М.: Транспорт, 1970.— 120 с.

42. Приказ Министерства транспорта Российской Федерации от 4 июня 2012 г. № 162 «О вне­сении изменений в Правила технической эксплуатации железных дорог Российской Федерации, утвержденные приказом Министерства транспорта Российской Федерации от 21 декабря 2010 г. № 286» // Бюллетень нормативных актов федеральных органов исполнительной власти. — №36, 3 сентября 2012 г. — С. 156—160.

43. Разъяснения о порядке применения Положения о составе разделов проектной документации и требованиях к их содержанию. Письмо Министерства регионального развития РФ от 22.06.2009 г. № 19088. СК/08.

44. Раков В.А. Локомотивы отечественных железных дорог: 1845—1955. — 2-е изд., перераб. — М.: Транспорт, 1995. — 564 с.

45. Рогинский Н.О. Железнодорожная сигнализация и обеспечение безопасности следования по­ездов. В 2 вып. — М.: Транспечать, 1928. Вып. 1. — 308 с.; Вып. 2. — 293 с.

46. Скоростное движение пассажирских поездов на железных дорогах зарубежных стран // Техни­ко-экономический обзор работы и технической оснащенности зарубежных дорог. Вып. 27. — М.: ЦНИИТЭИ МПС, 1970. — 68 с.

47. Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт. В прошлом, настоящем и бу­дущем. К 150-летию железнодорожной магистрали Санкт-Петербург — Москва. Т. 1. — СПб.: Инфор­мационный центр «Выбор», 2001. — 320 с.

48. Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт. Сооружения и устройства. Подвижной состав. Организация перевозок (обобщение отечественного и зарубежного опыта). Т. 2. — СПб.: Информационный центр «Выбор», 2003. — 448 с.

49. Сотников Е.А. Железные дороги мира: из XIX в XXI век. — М.: Транспорт, 1993. — 200 с.

50. Специальные технические условия (СТУ) для проектирования, строительства и эксплуа­тации новой высокоскоростной пассажирской железнодорожной магистрали «Москва — Санкт- Петербург». Согласованы решением Министерства регионального развития РФ от 28.07.2009 г. №23683. ИП/08.

51. Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года. Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877. — М.,

2007. — 70 с. прил.

52. Строительно-технические нормы Министерства путей сообщения Российской Федерации «Железные дороги колеи 1520 мм» СТН Ц-01—95. — М., 1995. — С. 5.

53. Суходоев В.С. Станции высокоскоростных и скоростных железных дорог. — СПб: ПГУПС, 1999. — 130 с.

54. Технический регламент о безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта. Утвержден постановлением Правительства РФ от 15.07.2010 г. № 533 // Собрание законодатель­ства РФ. — 26.07.2010 г., № 30. — С. 4106.

55. Токосъем и тяговое электроснабжение при высокоскоростном движении на постоянном токе: сб. научн. тр. ОАО «ВНИИЖТ» / Под. ред. Н.В. Мироноса, П.Г. Тюрина. — М.: Интекст, 2010. — 192 с.

56. Указ Президента Российской Федерации от 16 марта 2010 г. № 321 «О мерах по организации движения высокоскоростного железнодорожного транспорта в Российской Федерации» // Россий­ская газета— 2010,19 марта.

57. Ульянов А.А., Емец В.А., Куренков П.В. Экономическая оценка организации высокоскоростного сообщения по направлению Москва — Самара // Экономика железных дорог. — 2010. — № 11. — С. 11—23.

58. Федеральный закон Российской Федерации «О техническом регулировании» от 27.12.2002 г. № 184-ФЗ (ред. от 28.07.2012 г.) // Российская газета. — 2002. — № 245 от 31 декабря.

59. Циолковский К.Э. Сопротивление воздуха и скорый поезд. — Калуга, 1927. — 54 с.

60. Шотлендер Я.В. История паровоза за сто лет: 1803—1903. — СПб.: Тип. Кушнерев, 1905. — 440 с.

61. Электрифицированные железные дороги России (1929—2004 гг.) / Под общ. ред. П.М. Шилки­на. — М.: Интекст, 2004. — 336 с.

62. Электрические железные дороги: учебник для вузов ж.-д. транспорта / В.А. Кисляков, А.В. Плакс, В.Н. Пупынин и др.; под ред. А.В. Плакса и В.Н. Пупынина. — М.: Транспорт, 1993. — 281 с.

63. Электроподвижной состав с электрическим торможением: учебное пособие для вузов ж.-д. транспорта / В.Н. Жуликов, IO.M. Иньков, Л.Г. Козлов и др.; под ред. Ю.М. Инькова и Ю.И. Фельдми­на. — М.: ГОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте»,

2008. — 412 с.

64. Allen G.F. The world's fastest trains from age of steam to the TGV. — 2-nd ed. — Sparkford: Patrick Stephens Limited, 1992. — 192 p.

65. AVE Construyendo futuro. — Madrid: Alta Velocidad Espanola, 1991. — 326 p.

66. Commission Decision 2001/260/EC of 21 March 2001 on the basic parameters of the command­control and signaling subsystem of the trans-European high-speed rail system referred to as «ERTMS characteristics» in Annex II (3) to Directive 96/48/EC [Official Journal L 93 of 03.04.2001].

67. Commission Decision 2008/163/EC of 20 December 2007 concerning the technical specification of interoperability relating to safety in railway tunnels in the trans-European conventional and high-speed rail system [Official Journal L 64 of 7.3.2008].

68. Commission Decision 2008/164/EC of 21 December 2007 concerning the technical specification of interoperability relating to persons with reduced mobility in the trans-European conventional and high­speed rail system [Official Journal L 64 of 7.3.2008].

69. Commission Decision 2008/217/EC of 20 December 2007 concerning a technical specification for interoperability relating to the infrastructure sub-system of the trans-European high-speed rail system [Official Journal L 77 of 19.3.2008].

70. Contact Lines for Electric Railways: Planning, Design, Implementation Maintenance / by Friedrich Kiessling, Rainer Puschmann, Axel Schmieder, Egid Schneider. — Erlangen, Publicis Publishing, 2009. — 994 p.

71. Cooper B. Intercity 125. The World's Fastest Diesels. — Shepperton: lan Allan Ltd., 1987. — 80 p.

72. Fletcher M., Taylor J. Railways: The Pioneer Years. — London: Chartwell Books Inc., 1990. — 320 p.

73. High Speed lines in the World — UIC High Speed Department Updated 1st July 2012.

74. High speed rail: Fast track to sustainable mobility // UIC: Paris, 2012. — 36 p.

75. Hollingsworth B. Steam Passenger Locomotives. — London: Tiger Books International PLC, 1982. — 208 p.

76. Hollingsworth B., Cook A. The great book of trains. — London: Tiger Book International, 1987. — 414 p.

77. Hughes M. Rail 300: The world high speed train race. — London: David & Charles, 1988. — 192 p.

78. ICE. High-tech on rails. — Darmstadt: Hestra-Verlag, 1986. — 176 p.

79. Knopperts IV. // Материалы презентации докладов на Всемирном конгрессе по высокоскорос­тному железнодорожному движению. — Амстердам, 2008.

80. Lacote F. High-speed Trains and the environment. Third World Congress on High-speed Rail. — Berlin, 1998.— P. 231.

81. Marshall J. The Guinness railway fact book. — Enfiield: Guinness Publishing, 1994. — 192 p.

82. Nakazawa Ni. Approach of JR Central on global environmental issues // Japanese Railway Engi­neering. — 2002. — № 148. — P. 5

83. Necessities for future high speed rolling stock / Report. — Paris: U1C, 2010. — 42 p.

84. Patterson]. Air emission reductions from aviation // Third World Congress Third World Congresson High-speed Rail. — Berlin. 1998. — P. 232.

85. Pyrgidis Ch. High-speed lines and the environment // Rail Engineering International. 1993. № 4. — p. 13—17.

86. Reducing the external costs of transport. International Union of Railways. — Paris. 1995. — P. 6.

87. Takagi R. High-speed Railways. The Last 10 Years // Japan Railways & Transport Review. — 2005. — № 3. — P. 4—7.

88. The Oxford Companion to British Railway History / Edited by Jack Simmons & Gordon Biddle. Oxford University Press, 1997. — 592 p.

89. V150: Le train de l'excellence. — Saint-Ouen, 2007. — 108 p.

90. Yokoyama A. Infrastructure for highspeed lines in Japan // International Practicum on Implementing High Speed Rail in United States. — UIC, APTA, б. m., 6. r.

Источники иллюстраций

Блажко Л.С.: 6.7, 6.10, 6.58, 6.59, 6.60; Бурков AT.-. 10.1, 10.2, 10.3, 10.4, 10.5, 10.6, 10.7, 10.10, 10.19,

10.20, 10.22, 10.23, 10.24, 10.26, 10.27, 10.28, 10.32а, 10.33, 10.34, 10.37, 10.38, 10.39, 10.40, 10.41, 10.42, 10.43, 10.49; Бушуев Н.С.: 5.3, 5.4, 5.5, 5.6; Восточная японская железнодорожная компания (East Japan Railway Company): 3.12, 3.16, 3.18; Гурьев А.И. И какие же русские не любили быстрой езды? История обреченного проекта. - СПб.: КОСТА, 2009: 5.2; Защита населения от повышен­ного шумового воздействия // Сборник докладов Второй всероссийской конференции. — СПб., 2009: 3.11; Западная японская железнодорожная компания (West Japan Railway Company): 6.28; Ки­селев Н.П.-. 1.19, 1.22, 1.28, 1.29, 1.30, 1.31, 1.32, 1.33, 2.5, 2.7, 2.8, 2.14, 3.2, 3.4, 3.12, 3.13, 3.16, 3.18, 4.1, 4.2, 4.3, 4.4, 4.5, 4.6, 5.1, 6.1, 6.7, 6.10, 6.28; 8.8, 8.9, 8.12, 8.23, 8.34, 10.7, 10.9, 10.10, 10.16, 10.19,

10.21, 10.22, 10.23, 10.28, 10.32, 10.35, 10.36, 10.37, 10.51, 10.52, 11.5,11.6, 11.7а, 11.8а, 11.19, 11.21; Кубо С.: 8.6; Международный союз железных дорог: 3.2, 3.4, 3.7, 4.4, 4.5, 4.6, 6.3, 8.1, 8.7,11.3; Минис­терство железных дорог КНР: 1.23, 3.15, 8.3, 8.13; Никитин А.Б.: 11.1,11.2, 11.13, 11.14, 11.15, 11.16, 11.17,11.18; ОАО «Российские железные дороги» 1.32; ОАО «Скоростные магистрали» 1.33; Россий­ский государственный архив экономики: 2.4; Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт: в 2 т. Т.1. — СПб.: Выбор, 2001: 1.1, 1.7, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18, 1.26, 1.27; Скоростной и высокоскоростной железнодорожный транспорт: в 2 т. Т.2. — СПб.: Выбор, 2003: 2.11, 2.12, 6.6, 6.17, 6.52в, 6.53, 8.15, 8.23, 9.3, 9.4, 9.5, 9.7,10.8,10.11, 10.12,10.13,10.14, 10.15; Скоростные железные дороги Японии: Синкансен / Т. Тосихико, К. Сатоси, И. Есио и др. / Пер. с японск. под ред. В.Г. Альбрехта. — М.: Транспорт, 1984: 6.27, 10.21, 10.44; Соколова С.А. Повыше­ние скоростей движения на железных дрогах (до середины XIX века). История машиностроения // Труды Ин-та истории естествознания и техники Акад, наук СССР. Т. 45. — М.: Изд-во Акад, наук СССР, 1962. 1.2; Суходоев В.С.: 9.1, 9.2, 9.6; Фролов Ю.С. Тоннели на высокоскоростных железнодорожных магистралях // Транспорт РФ. 2010, №1 (26): 8.25, 8.44; Центральная японская железнодорожная компания (Central Japan Railway Company): 3.3,3.13, 3.14,3.17,6.9,6.26,8.36,10.9,10.16,10.17; Цент­ральный музей железнодорожного транспорта РФ: 2.5; Японская железнодорожная компания Кю­сю (Kyushu Railway Company): 6.29, 6.30,10.53,11.4,11.7д; ADIF // Презентация доклада на Россий­ско-испанском семинаре по проблемам ВСМ. Москва, 2011: 6.5.а, 6.54, 10.46; Allen G.F. The world’s fastest trains from age of steam to the TGV. — 2-nd ed. — Sparkford: Patrick Stephens Limited, 1992:

1.3; Alstom / Альстом в России / http://www.hsrail.ru/abouthsr/trains/ 1.20; Ansaldo STS/ Презента­ция доклада на Российско-итальянском семинаре по ВСМ. Москва, 2011: 10.306; AVE Construyendo futuro. — Madrid: Alta Velocidad Espanola, 1991: 6.8, 6.52a, 6, 6.56, 8.4, 10.18, 10.50, 11.86; Bogl: 6.35, 6.36, 6.37; 6.38, 6.39, 6.40, 6.41, 6.42; DB AG: 6.13, 6.14, 10.29a; Feldwisch W. High Speed Rail in Practice. New projects in Germany // Презентация доклада на Всемирном конгрессе по высокоскоростному железнодорожному движению. — Амстердам, 2008: 8.17; Fletcher М., Taylor J. Railways: The Pioneer Years. — London: Chartwell Books Inc., 1990: 1.4, 1.5, 1.6, 2.1; Gago V. New Design Criteria for Spanish HS Network Extension // Презентация доклада на Всемирном конгрессе по высокоскоростному же­лезнодорожному движению. — Амстердам, 2008: 8.42; Glover М. Channel Tunnel Rail Link (CTRL) // Презентация доклада на Всемирном конгрессе по высокоскоростному железнодорожному движе­нию. — Амстердам, 2008: 8.10, 8.24; High Speed in the Low Land. — Zoetemeer: InfraSpeed, 2006: 3.19, 8.39, 8.40, 8.41, 11.7b, r, 11.10; High Speed Rail. Fast track to sustainable mobility. — Paris: UIC, 2010:

I. 25, 3.2, 3.4; ICE. High-tech on rails. — Darmstadt: Hestra-Verlag, 1986: 8.11,8.19; Kiefiling F., Puschmann R., Schmieder A. Contact Lines for Electric Railways. — Erlangen: Siemens: 10.35, 10.36, 10.51, 10.52; Knopperts W. Evaluating the Model for Risk-sharing and the Role of Private Funding in Infrastructure // Презентация доклада на Всемирном конгрессе по ВСМ. — Амстердам, 2008:8.5; Mccampbell L. Recent Developments in on Board Systems. — Amtrak, U S // Презентация доклада на Всемирном конгрессе по ВСМ. — Филадельфия, 2012: 11.21; ОВВ — Рогг: 6.43, 6.44, 6.45, 6.46, 6.47; Pathmamanoharan А. Taiwan High Speed Line, precursor of Asian High Speed / Презентация доклада на Всемирном конг­рессе по ВСМ. — Амстердам, 2008: 6.51, 6.55; Perez-Fabregat L. М. Н. S. L. in Spain / Презентация до­клада на Всемирном конгрессе по ВСМ. — Амстердам, 2008: 8.2, 8.45; Plasser & Theurer: 6.5; RAIL. ONE GmbH: 6.31, 6.32, 6.33, 6.34; RENFE - ADIF: 6.1, 6.11, 6.12, 6.18, 6.19, 6.20, 6.21, 6.22, 6.50, 7.1, 7.3, 8.22, 8.43, 10.25, 11.7.6; Salemme A. The status of High Speed / High Capacity projects in Italy // Пре­зентация доклада на Всемирном конгрессе по ВСМ. — Амстердам, 2008: 8.14; Siemens AG: 10.30 а,

II. 6,11.9, 11.11, 11.12; SNCF: 3.5, 3.6, 3.8, 3.9, 3.10, 3.20, 6.2а, 6.4, 6.15, 6.16, 6.23, 8.16, 8.31, 8.32, 8.33, 10.296, 10.31, 10.45, 10.47, 10.48; Sonneville AG: 6.48, 6.49; Tanaka A. Coexisting and Mutual Prosperity with the Regions on the Sanyo Shinkansen Line // Презентация доклада на Всемирном конгрессе по ВСМ. - Амстердам, 2008: 8.34, 8.35; www.aernav.free.fr/Galerie/I80_HV_l.html: 2.9; www.freelibs. com/news/ 12162: 8.28; www.forum.amadeus-project.com/lofiversion/index.php/ t2614.html; http:// pandadao.livejournal.com/56270.html: 2.3; www.impactlab.net/wp-content/uploads/2010/10/skyway. jpg Skyway: 2.66; www.islamnews.ru/news-136482.html: 8.30a; www.irnpactlab.net/2010/10/30/ futuristic-monorails-from-the-past: 2.2; www.kaluga.barahla.net/goods/91/5235503.html: 6.2a; www. masterovoi.ru/pjerspjektivnyje-matjerialy-gjeotjekstil-gjeorjeshjetka-gjeosjetka: 6.26; www.profi-forex. org/auto/entryl008127725.htm: 3.1; www.ptatransitauthority.blogspot.ru/2009/10/alweg-monorail. html. Монорельсовые дороги: 2.6a; www.transrapid.de/cgi-tdb/en/basics.prg?a_no=19: 2.10; www. wikimapia.org/24582427/ru/ Готардский-базисный-тоннель: 8.26; www.wikimapia.org/25136859/ ru/ Тоннель-Мармарай: 8.306; www.wikimedia.org/wiki/File:Rail_gauge_world. png?uselang=ru: 7.2; www.wikipedia.org/wiki/Channel_Tunnel: 8.37, 8.38; www.wikipedia.org/wiki/File:GBT_MFS_Faido_ TV-WS.jpg.File:GBT MFS Faido TV-WS.jpg: 8.27; www.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B0%D0%B9 %DO%BB:NEAT_Gotthardachse.png: 8.20; www.wikipedia.org/wiki/File:GSM-R-Station.jpg: 11.19; www. wikipedia.org/wiki/File:GSM-R-Station.jpg: 11.20; www.wikipedia.org/wiki/File-.JRE-TEC-E5_omiya. JPG: 1.24; www.wikipedia.org/wiki/File:JR-Maglev-MLX01-901_001.jpg: 2.13; www.wikipedia.org/wiki/ File:Netherlands_HSL_Southl.jpg. File:Netherlands HSL Southl.jpg: 8.21; Yokoyama A. Infrastructure for high speed lines in Japan // International Practicum on Implementing High Speed Rail in United States. — UIC, APTA, 6. m., 6. r.: 6.6.6,6.24,6.25; ZabeeJ.C. High Speed Rail in Practice-Recent Achievements in Europe // Презентация доклада на Всемирном конгрессе по ВСМ. — Амстердам, 2008: 1.21; 8.18, 8.29.

Авторы

Людмила Сергеевна Блажко — инженер путей сообщения (Ленинград­ский институт инженеров железнодорожного транспорта — ЛИИЖ'Г), кан­дидат технических наук (1986 г.), доктор технических наук (2004 г.); специа­лист в области взаимодействия пути и подвижного состава, строительства же­лезных дорог, верхнего строения пути, технических устройств высокоскоро­стного железнодорожного транспорта; участник разработки проектов, свя­занных с высокоскоростным железнодорожным транспортом и рельсовыми транспортными системами с высокими и сверхвысокими осевыми нагрузка­ми; профессор, заведующая кафедрой «Железнодорожный путь» Петербург­ского государственного университета путей сообщения, проректор по учеб­ной работе (ПГУПС); автор десятков научных трудов, учебников и учебных по­собий.

Анатолий Трофимович Бурков — инженер путей сообщения (Томский электромеханический институт инженеров железнодорожного транспор­та, 1958 г.); кандидат технических наук (1964 г.), доктор технических наук (1982 г.); специалист в области электрификации железных дорог, электри­ческого тягового привода, силовых электрических преобразовательных сис­тем, высокоскоростного железнодорожного транспорта; участник разра­ботки проектов электрификации железных дорог, создания нового тягово­го электрического подвижного состава, в том числе — для ВСМ; профессор кафедры «Электроснабжение железных дорог» ПГУПС; заведующей этой ка­федрой (1977—2010 гг.); автор десятков научных трудов, учебников и учеб­ных пособий.

Николай Сергеевич Бушуев — инженер путей сообщения (ЛИИЖТ, 1976 г.), кандидат технических наук (1984 г.); специалист в области изысканий и про­ектирования железных дорог, высокоскоростных магистралей; участник раз­работки проектов новых железных дорог и ВСМ; профессор кафедры «Изыс­кания и проектирование железных дорог» ПГУПС; автор десятков научных трудов, учебников и пособий.

Валентин Александрович Гапанович — инженер путей сообщения (Но­восибирский институт инженеров железнодорожного транспорта, 1992 г.), выпускник Академии народного хозяйства при Правительстве РФ (1998 г), кандидат технических наук (2012 г.); специалист в области управления про­цессами перевозок на железнодорожном транспорте, высокоскоростного же­лезнодорожного транспорта; главный инженер Октябрьской железной доро­ги (2000-2003 гг.), вице-президент, старший вице-президент ОАО «РЖД»; ру­ководитель и участник ряда крупных проектов, связанных с модернизацией железных дорог страны, организацией высокоскоростного железнодорожно­го движения в РФ; автор десятков научных трудов, учебников и пособий.

Игорь Павлович Киселев — инженер путей сообщения (ЛИИЖТ, 1971 г.), кандидат философских наук (1997 г.), доктор исторических наук (2012 г.); спе­циалист в области СЦБ и связи, высокоскоростных транспортных систем, ис­тории транспорта; директор по международным связям Российского откры­того акционерного общества «Высокоскоростные магистрали» — РОАО «ВСМ» (1991—2006 гг.); участник разработки проектов, связанных с высокоскорос­тным железнодорожным транспортом в России; профессор кафедры управ­ления и технологии строительства ПГУПС и профессор кафедры истории ПГУПС; автор десятков научных трудов, учебников и пособий.

Валерий Иванович Ковалев — инженер путей сообщения (ЛИИЖТ, 1981 г.), кандидат технических наук (1998 г.), доктор технических наук (2004 г.); про­фессор; специалист в области управления процессами перевозок на желез­нодорожном транспорте, высокоскоростного железнодорожного транспор­та; заместитель начальника Октябрьской железной дороги (1994—1995 г.], начальник Приволжской железной дороги (1995—1997 г); заместитель, пер­вый заместитель министра путей сообщения РФ (1997—1999 г.); ректор ПГУПС (1999—2013 г.); организатор и участник разработки ряда крупных же­лезнодорожных проектов; автор десятков научных трудов, учебников и посо­бий.

Александр Петрович Ледяев — инженер-строитель (ЛИИЖТ, 1967 г.), кан­дидат технических наук (1978 г.), доктор технических наук (1996 г.), специа­лист в области строительства тоннелей и метрополитенов; профессор, заве­дующий кафедрой тоннелей и метрополитенов, первый проректор ПГУПС; Заслуженный работник высшей школы Российской Федерации; участник раз­работки крупных транспортных проектов по освоению подземного пространс­тва; автор десятков научных трудов, учебников и пособий.

Александр Борисович Никитин — инженер путей сообщения—электрик (ЛИИЖТ, 1984 г.), кандидат технических наук (1989 г.), доктор технических на­ук (2005 г.); специалист в области компьютерных систем оперативного управ­ления движения поездов, автор ряда разработок микропроцессорных систем железнодорожной автоматики и телемеханики, в том числе и для высокоско­ростного железнодорожного транспорта; профессор кафедры автоматики и телемеханики на железных дорогах и руководитель Центра компьютерных железнодорожных технологий ПГУПС; автор десятков научных трудов, учеб­ников и пособий.

Павел Андреевич Плеханов — инженер путей сообщения (ПГУПС, 2007 г.}, кандидат технических наук (2013 г.); специалист в области железнодорожной электросвязи, организации систем управления и безопасности на обычном и высокоскоростном железнодорожном транспорте; доцент кафедры радиотех­ники ПГУПС; автор научных работ и учебных пособий.

Валерий Михайлович Саввов — инженер путей сообщения (ЛИИЖТ, 1967 г.), кандидат технических наук (2002 г.); специалист н области электроснабжения железных дорог, высокоскоростного подвижного состава и высокоскоростно­го железнодорожного транспорта; главный инженер Октябрьской железной дороги (1988—1992 гг.), первый заместитель генерального директора РОАО «Высокоскоростные магистрали» (1992—2011 гг.); профессор кафедры элек­троснабжения железных дорог ПГУПС (с 2005 г.); участник разработки проек­тов ВСМ в РФ и нового электроподвижного состава; лауреат премии Прави­тельства РФ в области науки и техники, автор десятков научных трудов, учеб­ников и пособий.

Владимир Николаевич Смирнов — инженер-строитель (ЛИИЖТ, 1963 г.), кандидат технических наук (1983 г.), доктор технических наук (1998 г.); спе­циалист в области проектирования, управления строительством мостов и ра­боты мостовых сооружений в условиях высокоскоростного железнодорож­ного движения; профессор и заведующий кафедрой мостов ПГУПС; участник разработки проектов, связанных с высокоскоростным железнодорожным дви­жением; автор десятков научных трудов, учебников и пособий.

Юрий Игоревич Соколов — инженер-экономист (Московский государст­венный университет путей сообщения (МНИТ), 1998 г.), кандидат экономичес­ких наук (2000 г.), доктор экономических наук (2008 г.); специалист в области экономики железнодорожного транспорта, управления качеством и маркетин­га на транспорте; профессор кафедры экономики и управления на транспорте МИИТ; руководитель и участник ряда проектов, связанных с научным сопро­вождением программ развития железнодорожного транспорта, автор десят­ков научных трудов, учебников и пособий.

Виталий Семенович Суходоев — инхсенер путей сообщения (ЛИИЖТ, 1958 г.), кандидат технических наук (1968 г.); специалист в области проектирования железных дорог, железнодорожных узлов и станций, высокоскоростного же­лезнодорожного транспорта; профессор кафедры железнодорожных станций и узлов ПГУПС; участник разработки проектов новых железнодорожных стан­ций, ВСМ в России; автор десятков научных трудов, учебников и пособий

Тамила Семеновна Титова — инженер-электромеханик (Северо-западный заочный политехнический институт), кандидат технических наук (1993 г.), доктор технических наук (2005 г.); специалист в области систем электроснаб­жения, техносферной и экологической безопасности; профессор и заведую­щая кафедрой техносферной и экологической безопасности, проректор по науч­ной работе ПГУПС; автор десятков научных трудов, учебников и пособий.

Юрий Степанович Фролов — инженер-строитель (Новосибирский инсти­тут инженеров железнодорожного транспорта, 1961 г.), кандидат техничес­ких наук (1972 г.), доктор технических наук (1995 г.); специалист в области со­оружения тоннелей и метрополитенов; профессор кафедры тоннелей и мет­рополитенов ПГУПС; участник разработки транспортных проектов по освое­нию подземного пространства; автор десятков научных трудов, учебников и пособий.

Оглавление

Введение....................................................................................... ...................................................................................................... 3

Глава 1. ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ТРАНСПОРТ

И ЕГО МЕСТО В СОВРЕМЕННЫХ ТРАНСПОРТНЫХ СИСТЕМАХ........................................................................................ 7

1.1. Предыстория высокоскоростного железнодорожного транспорта................................................................... 7

1.2. Классификация железных дорог и максимальная скорость движения поездов....................................... 17

1.3. Зарождение и развитие современного высокоскоростного

железнодорожного транспорта.............................................................................................................................................. 20

1.4. Основные этапы становления и перспективы развития скоростного

и высокоскоростного железнодорожного транспорта в России................................................................................ 26

Глава 2. МОНОРЕЛЬСОВЫЙ СКОРОСТНОЙ И ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ТРАНСПОРТ................................................. 34

2.1. Первоначальный этап развития монорельсовых транспортных систем

в XIX — начале XX столетия........................................................................................................................................................ 34

2.2. Развитие конструкций монорельсовых транспортных систем

во второй половине XX столетия............................................................................................................................................. 37

2.3. Монорельсовые транспортные системы с экипажами на магнитном подвешивании............................. 40

Глава 3. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ СООРУЖЕНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ

ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ.......................................................................................................................... 46

3.1. Исторический очерк экологии транспортных систем........................................................................................ 46

3.2. Сравнение экологии транспортных систем.............................................................................................................. 47

3.3. Снижение шума — основная задача улучшения экологических

характеристик высокоскоростных железных дорог....................................................................................................... 56

Глава 4. СОЦИАЛЬНО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ И РЕЗУЛЬТАТЫ

СООРУЖЕНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ.......................................................................................... 66

4.1. Основные социально-экономические факторы, определяющие спрос

на высокоскоростные пассажирские перевозки.............................................................................................................. 66

4.2. Взаимодействие и конкуренция отдельных видов транспорта в условиях открытого рынка транспортных услуг. Место высокоскоростных железных дорог

на рынке пассажирских перевозок.......................................................................................................................................... 69

4.3. Источники финансирования и механизмы реализации проектов ВСМ......................................................... 79

4.4. Социально-экономическая эффективность сооружения

высокоскоростных железных дорог....................................................................................................................................... 84

Глава 5. ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ............................................... 90

5.1. Основные концептуальные подходы к созданию высокоскоростных

железнодорожных магистралей............................................................................................................................................... 90

5.2. Общие требования к инфраструктуре высокоскоростных железнодорожных линий............................. 92

5.3. Общие принципы разработки и состав проектов железных дорог.................................................................. 94

5.4. Нормативная документация........................................................................................................................................ 95

5.5. Особые требования к проектам ВСМ......................................................................................................................... 97

5.6. Основные технические параметры и решения ВСМ.............................................................................................. 97

5.7. Выбор принципиального направления и положения трассы ВСМ................................................................... 99

5.8. Основные элементы плана линии и условия их проектирования................................................................ 102

5.9. Элементы продольного профиля и требования к их проектированию....................................................... 108

5.10. Трассирование ВСМ....................................................................................................................................................... 113

5.11. Основные критерии оценки трассы ВСМ.............................................................................................................. 114

Глава 6. ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫЙ ПУТЬ ДЛЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ДВИЖЕНИЯ,

ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ................................................................................................ 116

6.1. Основные требования к земляному полотну вновь сооружаемых ВСМ...................................................... 116

6.2. Рельсы и рельсовые скрепления ВСМ....................................................................................................................... 118

6.3. Конструкции верхнего строения пути на балласте на ВСМ.............................................................................. 122

6.4. Безбалластные конструкции железнодорожного пути ВСМ........................................................................... 131

6.5. Стрелочные переводы, применяемые за рубежом для скоростного

и высокоскоростного движения........................................................................................................................................ 148

6.6. Стрелочные переводы, используемые для высокоскоростного

железнодорожного движения в России............................................................................................................................ 155

Глава 7. ПРОБЛЕМЫ СОВМЕСТИМОСТИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ВСМ

С РАЗЛИЧНОЙ ШИРИНОЙ КОЛЕИ....................................................................................................................................... 159

7.1. Краткий исторический очерк происхождения разных стандартов ширины

колеи железных дорог и влияние ширины колеи на скорость движения............................................................ 159

7.2. Выбор ширины колеи для ВСМ и совместная эксплуатация магистралей

с различной шириной колеи................................................................................................................................................. 162

Глава 8. ИСКУССТВЕННЫЕ СООРУЖЕНИЯ НА ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ

ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ МАГИСТРАЛЯХ.............................................................................................................................. 164

8.1. Особенности устройства искусственных сооружений

на высокоскоростных железнодорожных магистралях.............................................................................................. 164

8.2. Основные требования к проектированию мостов

на высокоскоростных магистралях................................................................................................................................... 169

8.3. Конструкции мостов на высокоскоростных магистралях............................................................................... 170

8.4. Общие сведения о тоннелях...................................................................................................................................... 179

8.5. Особенности тоннелей на высокоскоростных линиях.................................................................................... 193

Глава 9. РАЗДЕЛЬНЫЕ ПУНКТЫ НА ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ МАГИСТРАЛЯХ......................................................... 201

9.1. Размещение и путевые схемы раздельных пунктов на ВСМ............................................................................ 201

9.2. Классификация и схемы раздельных пунктов ВСМ............................................................................................ 206

9.3. Раздельные пункты в местах разветвления и соединения высокоскоростных линий......................... 209

Глава 10. СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРИФИКАЦИИ И УСТРОЙСТВА ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ....................................................................................................................... 210

10.1. Системы электрической тяги и устройства электроснабжения.................................................................. 210

10.2. Режимы движения и особенности тяговых расчетов при определении

нагрузок на устройства электроснабжения высокоскоростных линий................................................................ 214

10.3. Требования к устройствам электроснабжения высокоскоростных линий............................................ 218

10.4. Способы усиления системы тягового электроснабжения............................................................................. 218

10.5. Критерии выбора параметров сети тягового электроснабжения............................................................... 224

10.6. Динамика высокоскоростной контактной сети............................................................................................... 226

10.7. Питание тяговых подстанций и секционирование электротяговой сети............................................... 232

10.8. Тяговые подстанции и линейные устройства.................................................................................................. 239

10.9. Контактная сеть........................................................................................................................................................... 243

10.10. Обеспечение надежного токосъема при высокоскоростном движении................................................. 253

10.11. Строительно-монтажные работы при электрификации ВСМ.................................................................... 260

Глава И. АВТОМАТИКА, ТЕЛЕМЕХАНИКА И СВЯЗЬ НА ВСМ........................................................................................ 266

11.1. Системы автоматики, телемеханики и связи на ВСМ, общие требования............................................... 266

11.2. Особенности приборного и аппаратного обеспечения устройств СЦБ..................................................... 269

11.3. Средства регулирования движения поездов на перегонах............................................................................. 278

11.4. Станционные устройства автоматики и телемеханики.

Диспетчерская централизация на ВСМ............................................................................................................................... 283

11.5. Европейская единая система управления движением поездов.................................................................... 284

11.6. Организация связи на ВСМ........................................................................................................................................ 290

Библиография............................................................................................................................................................................. 297

Источники иллюстраций .....................................................................................................................................................   301

^{1 = 1} П ^{+ {}С ⁺ ^ПР’

^[I] «Стратегии развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года». — М., 2007. — 70 с. прил. / Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 17 июня 2008 г. № 877-р // http:// www.garant.ru. Текст распоряжения официально опубликован не был; Указ Президента Российской Федерации от 16 марта 2010 г. № 321 «О мерах по организации движения высокоскоростного железнодорожного транспорта в Российской Федерации» // Российская газета. 2010.19 марта.

^[II] Дорога предназначалась, прежде всего, для перевозки грузов, хотя на ней выполнялись и пассажирские пере­возки, в основном конной тягой.

^[III] По другим данным — 29 миль/ч (46,6 км/ч).

^[IV] В обозначении типа паровоза (осевой формулы) приведенные числа соотвествуют числу осей: перед­них бегунковых; ведущих (движущих или сцепных); задних поддерживающих (как правило, расположенных под будкой машиниста). Например, тип паровоза 2-1- 0 означает, что машина имеет имеет две бегунковые, одну ведущую и не имеет поддерживающих осей.

^[V] Вышедшее сегодня из употребления название, при­менявшееся еще в начале XX в.

^[VI] Так в США называют города Сент-Пол и Миннеаполис, расположенные на разных берегах Миссисипи.

^[VII] В ряде публикаций приводятся сведения о более вы­сокой скорости, достигнутой этим паровозом, здесь публикуются данные наиболее авторитетного истори­ка техники В.А. Ракова.

^[VIII] Квази... — начальная часть сложных слов, вносящая значения: мнимый, ненастоящий, похожий.

^[9] В ряде исследований говорится «о первом опьянении человечества скоростью». В рекордных поездках пре­вышена скорость 100 миль в час, интерес к гоночным паровозам ослаб.

^[10] С большим снижением скорости движения в период мировой войны и первого послевоенного десятилетия.

^[11] Определение «Поезд пассажирский скоростной — пассажирский поезд, который по участку (отдельным участкам) следования осуществляет движение со ско­ростью от 141 до 200 км/ч включительно», которое содержалось в ПТЭ 2010 г. было в 2012 г. заменено сле­дующим: «Поезд пассажирский скоростной — пасса­жирский поезд, маршрутная скорость движения кото­рого составляет более 91 км/ч».

^[12] Поезд пассажирский высокоскоростной — пассажир­ский поезд, который по участку (отдельным участкам) следования осуществляет движение со скоростью бо­лее 200 км/ч.

¹ Специалистами обсуждается вопрос принятия еще более высокой градации скорости железнодорожно­го движения: «ультраскоростное» — диапазон 400— 500 км/ч.

^[13] Пропуск по ВСМ скоростных грузовых поездов в ви­де почтовых поездов был реализован только на ВСМ «Юго-Восток» во Франции.

^[XIV] Данные на 1 апреля 2013 г. // www.uic.org. Имеются различия в определении статуса одних и тех же маги­стралей, в силу чего в разных источниках данные не­сколько отличаются.

^[XV] Исходя из сложившейся к тому времени международ­ной кооперации социалистических стран пассажирс­кие электровозы для СССР поставляли предприятия Чехословакии.

^[XVI] Используется также словосочетание «магнитный под­вес».

^[XVII] Георг IV (1762—1830) — король Соединенного коро­левства Великобритании и Ирландии, король Ганнове­ра с 1810 по 1830 г.

^[XVIII] В п. 3.2. и 3.3 использованы материалы совместных публикаций авторов с А.Ф. Алимовым, Г.К. Зальцма­ном, С.В. Зубаревым, Г.К. Ивахнюком, А.П. Прониным и А.И. Чистобаевым.

^[XIX] 23 июля 2011 г. в КНР вблизи города Вэньчжоу про­изошло столкновение (нагон одного высокоскоростно­го поезда другим), в результате чего погибли 33 и были ранены более 190 чел.

^[20] В параграфе использованы материалы совместных публикаций авторов с С.А. Хрущевым и А.И. Чистоба- евым.

^[21] Этим термином обозначают зону социально-эконо­мической деятельности, тяготеющую к данному транс­портному коридору.

^[22] Осуществлен лишь проект реконструкции существу­ющей железной дороги в северо-восточном коридо­ре в пределах мегалополиса Бостон (Бостон — Нью- Йорк — Вашингтон), в котором поезда Acela достига­ют максимальной скорости 240 км/ч.

^[23] Ненецкому, Ханты-Мансийскому, Ямало-Ненецкому и Чукотскому АО.

^[24] К этим факторам относятся «аэрофобия» — боязнь полетов, а также «транспортофобия» — боязнь пере­движения на любых транспортных средствах. Для та­ких пассажиров полет в принципе связан с большим дискомфортом, вплоть до нервно-психологических рас­стройств.

^[25] Иногда объявление максимальной скорости может даже стать фактором, отпугивающим пассажиров.

^[26] Понятие «зона равной доступности» — некая огра­ниченная территория, одинаково доступная для горо­жан, вычисляемая исходя из конфигурации городской территории и плотности расселения людей. Здесь, для упрощения, приняты за конечные точки центр (или ис­торический центр) каждого из двух населенных пунк­тов, между которыми совершается поездка, считая, что центральная часть города является точкой (зоной) рав­ной доступности, одинаково удобной для усредненного горожанина.

^[27] Относится и к конкурентоспособности транс­портных систем на магнитном подвешивании.

^[XXVIII] От лат. multiplicatio — умножение.

^[29] Европейский союз (Евросоюз, ЕС) — экономическое и политическое объединение 28 европейских государств, юридически закреплен Маастрихтским договором в 1992 г. Главной целью объединения является регио­нальная интеграция — построение «как можно более тесного союза европейских народов» (ст. 1 Договора о Европейском Союзе).

^[30] Нормализация — установление нормы, образца, то же, что стандартизация в пределах какой-либо отрасли производства.

^[31] Технические условия эксплуатационной совместимо­сти, утвержденные ЕС директивой 96/48.

^[32] CEN (от фр. — Comite Europeen de Normalisation) — Ев­ропейский комитет по стандартизации; CENELEC (от фр. — Comite Europeen de Normalisation Electrotechni­que) — Европейский комитет электротехнической стан­дартизации; ETS1 (от англ. — The European Telecommu­nications Standards Institute) — Европейский институт телекоммуникационных стандартов.

^[33] Может быть необходимо при получении банковских кредитов, решении вопроса о страховании объектов и т.п.

^[34] Напряжения в рельсовой плети под действием темпе­ратурных сил, возникающих при изменении темпера­туры рельсов по сравнению с той, при которой произ­водилось их закрепление на постоянный режим экс­плуатации.

^[35] Алюминотермия — химическая реакция восстанов­ления окислов металлов алюминием, открыта русским химиком Н.Н. Бекетовым (1859). В результате реакции в короткий промежуток времени выделяется большое количество тепла (С до 3000 °C) и образуется расплав­ленный металл.

^[36]               Разработано британской компанией Pandrol UK Limited.

^[37]               Разработано германской компанией Vossloh AG.

^[XXXVIII] Наименование конструкции дано по названию стан­ции Реда на железнодорожной линии Билефельд — Хамм в Германии, где она была впервые испытана в 1972 г. Цифра 2000 — год, когда современная кон­струкция этого пути была впервые введена в коммер­ческую эксплуатацию на ВСМ Эрфурт— Галле, ФРГ.

^[XXXIX] Конструкцию предложил в конце 80-х годов прошлого века немецкий инженер Макс Бёгл (Bogl). В настоящее время конструкции этого пути производятся компани­ей Макс Бёгл (ФРГ).

^[XL] Конструкцию разработали совместно Австрийские железные дороги (нем. Osterreichischen Bundesbahnen, аббревиатура ОВВ) и австрийская компания Allgemeine Baugesellschaft — А. Porr AG (сокращенно: Рогг).

^[XLI] LVT от англ. Low Vibration Track — путь с низкой виб­рацией.

^[XLII] От 1 фута и ^г/₄ дюйма (311 мм) до 7 футов и */₄ Дюй­ма (2140 мм). Общая протяженность дорог с колеей 4'8¹/?" (1435 мм) составляла 3228 км; 5'3" (1600 мм) — 55 км; 5'6" (1676 мм) — 55 км; 6'2" (1880 мм) — 43 км; 7'¹/₄ (2140 мм) — 469 км. Имелось множество промыш­ленных и шахтных железных дорог с колеей менее 4'8¹/₂".

^[XLIII] Самая широкая колея — 2440 мм, использовавшаяся когда-либо на промышленных железных дорогах, была устроена на лесовозной дороге в Орегоне, США, 80-е годы XIX столетия.

^[XLIV] Колея стала самой распространенной в мире, кроме названий «стандартная», «нормальная» получила еще и наименование «стефенсоновская». В мировой желез­нодорожной литературе колею 1435 мм принято на­зывать «стандартной» или «нормальной», более широ­кую — «широкой», более узкие — «узкой». В России «стандартной» называли колею 1524, теперь 1520 мм, а «стефенсоновскую» — именуют «узкой». Более ши­рокую колею, чем в России имеют несколько стран: Ирландия — 1600 мм, Испания — ныне — 1668 мм (до недавнего времени — 1676 мм), Португалия — 1676 мм (Иберийская колея), Финляндия — 1524 мм. Распространены в мире и более узкие колеи: 1067 мм — Япония, многие страны Африки. Австралия имеет три стандарта: 1067, 1435 и 1600 мм. В мире широко ис­пользуется также колея шириной 1000 мм.

^[XLV] Так называемых «S-образных» кривых, напоминаю щих в плане повернутую латинскую букву S.

^[XLVI] Нем.: Bauverfahren von Kopf — система строительства перед головой.

^[47] В русскоязычной географической, справочной литера­туре. в официальных изданиях карт и атласов утверди­лось название «Готардский».

^[48] Базисный тоннель — тоннель, порталы (входы) кото­рого находятся у самого подножия хребта.

^[49] Польдер (от нидерл. — polder) — осушенный и возде­ланный низменный участок побережья.

^[L] Син-Каммон — Новый Каммон (япон.). Первый одно­путный железнодорожный тоннель между островами Хонсю и Кюсю под проливом Симоносеки был проложен в начале 40-х годов XX в. и имел длину 3,6 км. Двухпут­ный тоннель Син-Каммон, значительно более протя­женный, сооружался в 50-е гг. и был пройден по более благоприятной с точки зрения геологии трассе север­нее существовавшего тоннеля.

^[LI] Магтагау (от турецкого Marmara — Мраморное море и гау — рельс).

^[LII] В XIX—XX вв. скорость поездов в тоннелях не превы­шала 70—80 км/ч.

^[LIII] В процессе строительства тоннеля проходка опере­жающей штольни велась раньше основных тоннелей большого диаметра, что, помимо решения необходи­мых транспортно-технологических вопросов, позволя­ет также уточнять геологическую ситуацию впереди по трассе тоннеля.

^[LIV] Здесь и далее к сверхпологим отнесены переводы, обеспечивающие скорость на ответвление 160 км/ч и более.

^[LV] t* — временной фиксированный интервал, исполь­зуемый при обработке графика нагрузки /(f), который перемещается на оси времени t (см. критерии расчета параметров сети тягового электроснабжения // Скоро­стной и высокоскоростной железнодорожный транс­порт. T2. / Под ред. В.И. Ковалева. — СПб.: Информаци­онный центр «Выбор», 2003. — С. 176).

^[LVI] Балиса — от франц, balise (бакен, буй; сигнальная мачта; радиомаяк). Для отличия от железнодорожных терминов в современной технической литературе, по­священной авиации, судовождению для обозначения подобного устройства используется англ, слово beacon.

^[LVII] В последние годы по западноевропейским странам прокатилась волна вандализма и хищений кабелей различного назначения на железных дорогах.

^[58] По данным The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc. — Института инженеров по электротех­нике и электронике (США).

^[59] Bluetooth от англ. — Синий зуб (в честь короля Хараль­да 1).

^[60] От англ. — беспроводная «верность» воспроизведе­ния (Wireless Fidelity).

---

Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 1427; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!