Опыт использования трамвайных поездов за рубежом



В статье авторы рассматривают зарубежный опыт совместного использования инфраструктуры железных дорог и легкорельсового транспорта (трамвая),для малобюджетного развития транспортных систем городского и регионального транспорта.

Ключевые слова: легкорельсовый транспорт, железные дороги, трамвайная система, трам-поезд, региональный транспорт .

При высокой мобильности населения развивающихся городов, с большой занимаемой площадью, увеличивается потребность в перевозках пассажиров, как внутри города, так между городом и пригородами. Есть и потребность и в обеспечении транспортной связности региона вокруг такого города. Отечественные примеры решения транспортных проблем мегаполисов, как Москва и Санкт-Петербург, известны. Есть публикации по этим проблемам, учебного и научного характера [1, 2, 3] и в СМИ.

Особые проблемы транспорта у средних по численности населения городов, условно с населением до 500 тыс. В этих городах недостаточен пассажиропоток, для применения методов, применяемых в мегаполисах, еще большие проблемы с бюджетом. Как правило, в таких городах проходит железная дорога (ж. д.). Однако пассажиропоток внутригородской, пригородный и региональный обычно недостаточен для использования ж. д. для регулярного обеспечения таких пассажиропотоков. Поезда железной дороги предназначены для массовых перевозки большого числа пассажиров, поэтому для повышения заполняемости вагонов, в случае малых пассажиропотоков, делают большие интервалы между поездами. Техническая возможность обеспечить такие перевозки у ж. д. есть, а экономической возможности нет, пускать регулярно практические пустые поезда, без возврата расходов, невозможно. Пассажиров же большие интервалы движения не устраивают, и они уходят на автодорожные виды транспорта. Увеличенный автотранспортный поток требует расширения автодорог, а у старого города свободной площади для увеличения своих автотранспортных коридоров нет, мал и бюджет для этого. Современный пассажир хочет еще и повышенного комфорта, в транспорте и в поездке в целом.

Такие же проблемы средних городов и обслуживаемых ими регионов появились в старой Европе несколько раньше, и лет 40 назад началось их решение. Теперь накоплен опыт десятков средних городов Европы, США, Азии, у нас широко не освещенный. Отчасти из-за отсутствия реализации подобных идей. В этом опыте могут быть полезные и для нас примеры.

Немного об истории городского рельсового транспорта

Начало 20 века — это период расцвета рельсового движения в крупных городах и урбанизированных территориях. Это электрифицированные виды транспорта: трамвайное движение и метрополитены, в США и Западной Европе. Дороги в городах в то время были плохого качества, автомобилизации еще не было, построить рельсовые пути было проще, чем улучшать дороги для гужевого транспорта. Появились городские трамваи и метрополитены, они стали выходить в пригородную зону, появились длинные трамвайные маршруты в агломерациях, особенно в США. Появились первые наметки совместного использование рельсовых путей разными видами рельсового транспорта. Но после появления многоместных автобусов и автомобильных дорог, а затем и легкового автотранспорта, которые составили серьезную конкуренцию рельсовому транспорту, по частоте движения и удобству доставки пассажира. Эти объективные обстоятельства привели к упадку трамвайного движения во всем мире. Трамвайных систем в начале прошлого века было более 600, а сегодня около 300 [4].

Итак, за полстолетия ряды трамвайного движения поредели. Но за это же время города прибавили в численности своего населения, плотность населения агломерациях также значительно выросла. Потребность в перевозках постоянно возрастала, а нерельсовые виды общественного транспорта: автобусы, троллейбусы перестали справляться с возросшими перевозками, из-за сложностей с расширением городских транспортных коридоров. Прежде всего, по причине высокой стоимости земли и недостатком свободных территорий. Есть и другой фактор — массовая автомобилизация населения, которая произведенное расширение автомагистралей и создание новых магистралей тут же «съедает». Ведь площадь, занимаемая пассажиром в автотранспортном потоке на порядок большая, чем занимаемая им же площадь на рельсовом полотне. «Вспомнили» о трамваях, поскольку стоимость автодорог оказалась непомерно высокой, а стоимость инфраструктуры и подвижного состава трамваев заметно ниже, чем их стоимость на метрополитене и ж. д. [1, 4].

Основные известные приемы решения транспортной проблемы

Рельсовый транспорт имеет меньшие удельные затраты на перевозку одного пассажира энергии, чем нерельсовый транспорт. «Легкий» вагон трамвая имеет примерно вдвое меньшую удельную массу на одного пассажира, чем «тяжелый» вагон электропоезда, что уменьшает удельный расход энергии. Кроме того, легкие вагоны имеют меньшую нагрузку на ось, чем «тяжелые» вагоны электропоезда и даже метрополитена. Это удешевляет путевое хозяйство и его содержание. Трамвайные вагоны имеют максимальную скорость не более 80–100 км/час. Этого вполне достаточно для пригородного сообщения и междугородних перевозок внутри одного региона. Эффективны трамвайные поезда, состоящие из нескольких вагонов, до полудесятка. Но для них нужны выделенные линии, как и для железной дороги, для движения без остановок. Появились скоростные трамваи во многих городах.

Следующее решение — это совместное использование рельсовых путей разными видами рельсового транспорта. Оно повышает интенсивность потоков транспортных коридоров и потенциально создает удобства пассажирам, поскольку легко минимизировать пересадки. Особенно широко используют малодеятельные ветки или заброшенные ветки ж. д., что не требует серьезных инвестиций для создания новых транспортных коридоров [4], [5].

Совместное использование делает возможным продление городских маршрутов в пригородную зону и пригородных маршрутов глубоко в город. Это уменьшает общее время поездки, упрощая пересадки и серьезно разгружает центральные ж. д. вокзалы.

О терминах

Уточним используемые за рубежом термины. Сложность в том, что во многих десятках зарубежных реализованных проектах одни и те же термины могут относиться к разным, хотя и близким объектам. В то же время одни и те же объекты в разных странах и даже в разных городах, могут быть описаны разными терминами. Разные городские власти пишут свои технические задания, подвижной состав изготавливают разные фирмы, и привычной нам по СССР единой технической политики нет.

Далее под термином «трамвай», будем понимать городской трамвай, предназначенный для перевозки пассажиров в центрах старых городов, где часты крутые повороты, частые остановки и трамвайное движение, как правило, совмещено с автомобильным. Трамвайный поезд — в узком смысле это транспортная единица, содержащая несколько вагонов. Но в публикациях часто этот термин имеет расширенное значение, как признак, характеризующий меньшую стоимость инвестиций, по сравнению с метрополитеном или ж. д. «Легкорельсовый транспорт» (ЛРТ) — это система использования трамвайных поездов на выделенных линиях, без пересечения с автомобильным транспортом на одном уровне или же при таком пересечении, со светофорами в пользу трамвайных поездов. Правда, если заглянуть в справочники, то окажется что трамвайные рельсы Т58 и Т62 ненамного легче наиболее распространенного железнодорожного рельса Р65. Термин «скоростной трамвай» технически корректней. ЛРТ имеет коммерческий оттенок.

При большой частоте движения, иногда скоростной трамвай называют «легким» метро. Последнее неудачно, поскольку некоторые городские транспортные компании используют этот термин для обозначения упрощенных, бюджетных метрополитенов, имеющих малое число вагонов в поезде и, соответственно, короткие платформы.

Скоростной трамвайный поезд не предназначен выполнять крутые повороты на узких улицах, в отличие от поездов городского трамвая. Его задача — быстрая перевозка большого числа пассажиров. Его маршруты могут быть и по городу, маршруты городских трамваев могут использовать и загородные пути скоростного трамвая.

Интересен краткий термин «трамвай-поезд» (tram-train). Термин означает транспортную систему с совместным использованием рельсовых путей трамвайного и ж. д. вида, для движения трамвайных и обычных поездов. Вариация трамвай-поезд означает, что для вагонов используют более легкую основу трамвайного вагона. Вариация термина поезд-трамвай означает, что для пассажирского вагона используется база от ж. д. вагона, соответственно с большим весом [6, 7].

Примеры решений

Первым удачным и оригинальным примером возрождения рельсового транспорта в Европе стал город Карлсруэ (Германия) [7, 8]. В самом городе приоритет постепенно был передан трамвайному движению, а не автомобильному. Трамвайные поезда стали активно использовать инфраструктуру железных дорог. Первая линия открылась в 1992 году. В настоящее время рельсовая транспортная система, обслуживающая город и тяготеющий к нему регион Баден-Вюртенберг, достигла 500 км [5]. Успех модернизации транспортной системы привел к увеличению транзитного потока рельсового транспорта, что способствовало к тесноте и шуму в центре города. Это побудило к необходимости пропустить транзитный транспорт в центре города по тоннелю.

В транспортную систему региона входят и неэлектрифицированные участки ж. д., обслуживаемые дизельным трамвайным поездом. В процессе ее развития произошло постепенное интегрирование городских трамвайных линий со скоростными трамвайными линиям, с линиями ж. д. без интенсивного движения, со строительством небольших новых линий, связывающих ранее независимые трамвайные линии и ж. д. Транспортная система региона интегрировало в себя городские, пригородные и междугородние маршруты. Была проведена большая организационная работы, билеты стали едиными, их можно купить из любой точке региона на весь маршрут по региону.

Рис. 1. Карлсруэ, трамвайный поезд в городской среде

Рис. 2. Карлсруэ, трамвайный поезд на железнодорожной линии

Пример Карлсруэ послужил толчком для развития транспорта многих средних городов, но абсолютно одинаковых решений нет. Позднее системы открылись и в других городах Германии, в Великобритании, Франции, США, в десятках городов Европы и Азии [4]. Нужно отметить, что в большинстве городов преобладает традиционная система городского трамвая, реже скоростного трамвая. Где-то есть интеграция трамвайных поездов с поездами метрополитена.

Рис. 3. Цвиккау, дизельный трамвайный поезд

На рис. 3 показан дизельный трамвай на одном из участков в Цвиккау, у которого нет токоприемников [9]. Рельсовый путь на этом участке выполнен универсальным, под широкую колею 1435 мм и под узкую колею 1000 мм. Первый рельс является общим для обоих видов трамваев, второй рельс для узкой колеи и третий рельс для широкой колеи. Путь имеет и контактную сеть, для электрических трамвайных поездов. Это пример рачительного отношения к имуществу при интегрировании нескольких старых изолированных транспортных систем в одну общую систему.

Рис. 4. Амстердам, сочетание высокой и низкой платформ [9]

Технические особенности совмещения разных рельсовых систем

Контактная сеть . Высота контактного провода на железной дороге больше, чем на трамвайных путях, соответственно токоприемник должен обеспечивать возможность работы при значительных перепадах высот контактного провода.

Колеса и рельсы . Трамвайное колесо уже железнодорожного колеса и имеет меньшую по высоте и ширине реборду, что при проезде стрелки на большой скорости может привести к сходу с рельсов. Для возможности безопасного проезда железнодорожных стрелок и крестовин, трамвайные колеса должны быть модифицированы.

Кроме того, рельсы на железной дороге небольшой наклон внутрь для повышения стабильности движения. На трамвайных путях уклона может не быть. Профиль трамвайного колеса должен быть универсальным для работы на путях обоих видов [3].

Энергетика . Трамвайные поезда рассчитаны на питание постоянным током, либо в 600 В, либо в 750 В. Это соответствует напряжению питания городских трамваев.

Если трамвай будет использовать ж. д. путь, то в германоязычной Европе может быть еще питание переменным током 15 кВ, с частотой 16⅓ Гц. Есть трамваи двухсистемные, с питанием от указанного выше переменного напряжения и одним из напряжений постоянного тока.

В системах, где трамваи ходят по неэлектрифицированным железным дорогам, трамваи имеют дизельный двигатель с электрогенератором. Так что варианты энергопитания могут быть разными.

Платформы . Проблема с высотой посадочных платформ: современные трамвайные системы используют, как правило, низкие платформы, в то время как на железных дорогах и метрополитенах используются высокие платформы. Выход из этой ситуации может быть такой: в продолжение высокой платформы строят низкую платформу, соединяя их лестницей. Также подвижной состав трамвайных поездов может быть оснащен выдвижными ступенями у входных дверей, для компенсации разницы уровней пола тамбуров и посадочных платформ.

Устройства СЦБ и автоматики . Поезда, имеющие хождение по рельсовым путям трамвая и ж. д., должны взаимодействовать с обоими видами систем автоматики.

Литература:

1. Фролов Ю. С., Голицынский Д. М., Ледяев А. П. Метрополитены. Учебник для вузов/Под ред. Фролова Ю. С. — М.: «Желдориздат», 2001. с. 6, с. 15;
2. Федоров, В. А. Современное состояние и возможности административной интеграции различных видов общественного транспорта в мегаполисах (на примере Санкт-Петербурга) / В. А. Федоров. — Текст: непосредственный // Молодой ученый. — 2014. — № 5 (64). — С. 324–332. — URL: https://moluch.ru/archive/64/10240/ (дата обращения: 21.07.2020).
3. Ф. Батисс (F. Batisse) Комбинированные системы общественного рельсового транспорта «Железные дороги мира» 08.2000 г. (http://www.css-rzd.ru/zdm/08–2000/00909.htm)
4. https://fr.wikipedia.org/wiki/Terminologie_de_transport_ferroviaire_de_voyageurs#Train-tram %2C_tram-train;
5. https://fr.wikipedia.org/wiki/Tram-train;
6. https://en.wikipedia.org/wiki/Karlsruhe_Stadtbahn;
7. http://saroavto2.blogspot.com/2017/01/blog-post_2.html;
8. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Zwickau_Model&oldid=888661919;
9. https://trampics.wordpress.com/2017/11/18/amsterdam/.