В статье рассмотрены особенности развития высокоскоростных железных дорог зарубежных стран, в частности Японии и Франции. Сформулированы основные положения, по которым разрабатывается система нормативных требований по проектированию, строительству и эксплуатации высокоскоростных магистралей в России.
Ключевые слова: железнодорожный транспорт, высокоскоростные железные дороги.
Высокоскоростным называется железнодорожный транспорт, обеспечивающий движение поездов со скоростью свыше 250 км/ч по международной классификации, и свыше 200 км/ч — по российским стандартам. Движение таких поездов, как правило, осуществляется по специально выделенным железнодорожным путям — высокоскоростной магистрали (ВСМ). ВСМ обеспечивает комфорт, удобства и, главное, скорость, которая решает проблемы передвижения из одной точки в другую в условиях современного образа жизни и ведения бизнеса.
Наличие высокоскоростного движения является показателем уровня развития не только технического состояния железных дорог, но высокого социального статуса государства в целом. Поэтому развитие скоростных и высокоскоростных перевозок является стратегическим приоритетом для компании ОАО «РЖД». В соответствии со «Стратегией развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года» одной из основных задач государства является разработка комплекса технических регламентов и национальных стандартов в сфере скоростного и высокоскоростного железнодорожного транспорта [1]. Следовательно, задача изучения опыта проектирования, строительства и эксплуатации ВСМ в зарубежных странах является актуальной.
Приступая к проектированию и строительству новых ВСМ, любая страна тщательно изучает опыт других государств в этой области. Тем не менее, почти каждая страна при выборе технических средств часто идет своим путем, сообразуясь с местными условиями, возможностями и традициями. Существуют два принципиально разных пути развития ВСМ: японский и западноевропейский.
Высокоскоростное движение впервые появилось в начале 1960-х гг. Несмотря на многочисленные проекты в европейских странах, первая общественная высокоскоростная железная дорога появилась на другом конце континента — в Японии. В этой стране большая часть железнодорожной сети узкоколейная (ширина колеи 1067 мм), что не позволяет использовать ее для движения с высокой скоростью (предельная скорость для этой колеи — 110 км/ч). В конце 1930-х годов появилось предложение о строительстве между городами Токио и Осака новой электрифицированной линии с колеей 1435 мм для движения электропоездов со скоростью около 200 км/ч. Строительство дороги началось в 1959 году, 1 октября 1964 года первая в мире ВСМ была запущена в эксплуатацию, уже в 1967 году дорога стала приносить прибыль, а к 1971 полностью окупила затраты на строительство.
Первая ВСМ вобрала в себя многие технические и эксплуатационные новшества того времени и оказала большое влияние на решения, примененные позже на магистралях в разных странах мира. Линия предназначалась как для пассажирского, так и для грузового движения. Но идея использования высокоскоростных магистралей для грузовых перевозок не была реализована. Концепция высокоскоростных железнодорожных линий, специализированных только на пассажирских перевозках, стала в мире доминирующей.
Вторая ВСМ была построена во Франции, на линии Париж-Лион. Для пропуска высокоскоростных поездов трасса укладывалась по кратчайшему направлению между конечными пунктами. Но в отличие от японских ВСМ, французская магистраль имеет связь с существующими железнодорожными станциями по специальным соединительным путям. Общая протяженность ВСМ Франции приближается к 2000 км. Однако поезда TGV обращаются также по маршрутам общей длиной более 6000 км, проходящим и по обычным (не высокоскоростным) реконструированным линиям. TGV был разработан в течение 70-х годов и введен в эксплуатацию в 1981 г. В настоящее время эти поезда курсируют по 150 направлениям Франции и других стран, таких как Бельгия, Германия, Люксембург, Италия и Швейцария.
Протяженность линий ВСМ в Германии составляет более 1200 км. Максимальная скорость движения поездов — 330 км/час. Отличительной особенностью германских ВСМ является большое количество искусственных сооружений, причиной строительства которых стало отсутствие свободной территории. По этой же причине Германия пошла по пути переустройства некоторых существующих железнодорожных линий в высокоскоростные.
В Италии впервые были созданы поезда с системой наклона кузова — «Pendolino», которые были широко приняты в нескольких странах, чтобы лучше всего использовать обычный путь (в противоположность специально построенному высокоскоростному).
В настоящее время Китай набрал большие обороты в области высокоскоростного движения. Еще в 90-е годы прошлого столетия Китай отставал в развитии железнодорожного транспорта, а сегодня имеет самую широко развитую систему ВСМ. В системе китайских ВСМ работает несколько моделей сверхскоростных пассажирских поездов. На международном конгрессе в Пекине в 2010 году нижняя граница диапазона скоростей на железных дорогах, относимых к высокоскоростным, поднята с 200 до 250 км/ч.
Основными характеристиками, принципиально отличающимися при строительстве и эксплуатации ВСМ в этих странах, являются: конструкция железнодорожного пути, схемы раздельных пунктов и элементная база путевого развития (в частности, стрелочные переводы). В силу географических и исторических особенностей развитие скоростных магистралей в разных уголках мира происходило по-разному.
Путь является наиболее ответственным элементом ВСМ, который в решающей степени определяет безопасность движения. В настоящее время применяется два основных типа конструкции пути — плитный (японский вариант) и балластный на земляном полотне (западноевропейский).
На первой ВСМ Токио-Осака было применено классическое строение железнодорожного пути — балластный на земляном полотне. Опыт эксплуатации в первые же годы показал, что он требует огромных затрат на его содержание. После интенсивного пропуска поездов со скоростями 190–210 км/ч в период с 6 до 24 часов путь приходил в такое состояние, которое требовало сплошной выправки его как в плане, так и в профиле. Эти обстоятельства способствовали тому, что в дальнейшем был сделан выбор в пользу жестких оснований вместо балластной призмы и более широкого применения виадуков и эстакад вместо земляного полотна. Земляное полотно на плитном основании обеспечивает низкий уровень вибрации и шума, надежно закрепляет оптимальные размеры пути, резко снижает текущие затраты на его содержание.
Французские ученые и специалисты также провели широкие исследования по выбору оптимального типа железнодорожного пути для европейских ВСМ. Был обоснован выбор шпально-балластного пути на земляном полотне. При этом учитывались два решающих преимущества балластного пути перед плитным: больший запас устойчивости пути против поперечного сдвига от воздействия подвижного состава; значительно меньшая стоимость самой конструкции. Многолетний опыт эксплуатации ВСМ Париж-Лион подтвердил прогнозировавшиеся высокие эксплуатационные качества и надежность пути на балласте. Исследования, проведенные во Франции, позволили установить величину руководящего уклона 25–35 ‰. Использование кинетической энергии поезда на подъеме с такими уклонами позволяет поддерживать достаточно высокую скорость, что позволяет преодолевать определенные высотные препятствия без строительства тоннелей.
Раздельные пункты (станции, обгонные пункты, диспетчерские посты) в значительной мере определяют уровень обеспечения жизнедеятельности скоростных и высокоскоростных железных дорог. Их размещение, путевые схемы и техническое оснащение — важнейшие вопросы проектирования ВСМ и реконструируемых существующих линий. И здесь мировой опыт можно разделить на два принципиально отличных варианта — японский и западноевропейский.
В японском варианте все станции построены по поперечной схеме с минимально необходимым путевым развитием. На проходных станциях нет отдельно расположенных пассажирских зданий: билетные кассы, контора начальника станции и другие помещения расположены под путями и платформами. На станциях пассажирские платформы располагаются с внешней стороны каждого приемоотправочного пути, или между двумяприемоотправочными путями. В обоих вариантах проблема обеспечения безопасности пассажиров на платформах снята, так как платформы отделены от главного пути одним приемоотправочнымпутем.
Принятые технические решения по раздельным пунктам западноевропейских ВСМ существенно отличаются от принципов размещения и схем станций сети японских ВСМ — Синкансен.Французские, германские и итальянские ВСМ имеют ширину колеи такую же, как обычные железные дороги, что позволяет использовать их как составную часть общей сети страны и даже континента в целом. Во Франции осуществлялось строительство соединительных линий, связывающих станции ВСМ со станциями действующей железнодорожной сети. Дополнительное путевое развитие, проектируемое в связи с примыканием новой линии, обеспечивает одновременный прием и отправление поездов по главному и примыкающему путям при условии исключения приготовления враждебных маршрутов [2, с. 63].
Важным элементом пути на раздельных пунктах скоростных участков существующих железных дорог и высокоскоростных магистралей являются стрелочные переводы, которые в недавнем прошлом были серьезной помехой для движения поездов по главным путям с высокими скоростями даже по прямому направлению. Это объясняется тем, что в стрелочном переводе классической конструкции ширина колеи изменяется резко в начале его, а затем в зоне сердечника крестовины. В этих местах при высоких скоростях возникают недопустимо большие боковые силы.
Франция на сегодняшний день имеет широкую номенклатуру высокоскоростных стрелочных переводов с марками крестовин от 1/20 до 1/65. Объем работ по содержанию таких стрелочных переводов сравним с тем, который производится на обычных линиях.
Проблема развития высокоскоростного экологически чистого наземного транспорта носит общенациональный характер. Ее решение позволило бы существенно улучшить ситуацию с организацией перевозок пассажиров на основных направлениях сети железных дорог, обеспечить увеличение пассажирооборота, сократить потребность в подвижном составе и в результате поднять престиж отечественных железных дорог и государства в международном аспекте. Поэтому тема развития высокоскоростного движения все время была в числе приоритетных.
До сих пор эксплуатация высокоскоростных поездов в России осуществлялась на действующих железнодорожных линиях. За это время был выявлен ряд значительных недостатков: выплески пути после прохода высокоскоростного поезда, отсутствие возможности пропуска пригородных поездов и поездов дальнего следования, большие затраты на ремонт. Поэтому было принято решение о строительстве выделенных линий. Изучение опыта проектирования, строительства и эксплуатации ВСМ, накопленного зарубежными странами за более чем полувековой период, позволит России создать собственную систему нормативных документов в этой области.
Литература:
- Стратегия развития железнодорожного транспорта в Российской Федерации до 2030 года // [Электронный ресурс] / Режим доступа: http://doc.rzd.ru
- Особенности организации скоростного движения с учетом использования имеющейся железнодорожной инфраструктуры / Карасев С. В., Зарубина Т. Д. В сборнике: Политранспортные системы. Материалы VIII Международной научно-технической конференции в рамках года науки Россия-ЕС. Новосибирск, 2015. С. 61–67.
