Vysokorychlostní pozemní doprava

Vysokorychlostní pozemní doprava (HSNT) - pozemní kolejová doprava zajišťující pohyb vysokorychlostních vlaků rychlostí nad 250 km/h na specializovaných tratích nebo rychlostí vyšší než 200 km/h na modernizovaných stávajících tratích [ 1] [2] [3] .

Moderní rychlovlaky v pravidelném provozu dosahují rychlosti až 350–400 km/h, v testech dokážou zrychlit i na 560–580 km/h. Vzhledem k rychlosti obsluhy a vysoké rychlosti pohybu jsou vážným konkurentem ostatním druhům dopravy při zachování takové vlastnosti všech vlaků, jako jsou nízké náklady na přepravu při velkém objemu osobní dopravy.

První pravidelná vysokorychlostní vlaková doprava začala v roce 1964 v Japonsku v rámci projektu Shinkansen . V roce 1981 začaly vlaky VSNT jezdit ve Francii a brzy se většina západní Evropy , včetně ostrova Velké Británie , propojila jedinou vysokorychlostní železniční sítí. Na začátku 21. století se Čína stala světovým lídrem v rozvoji sítě vysokorychlostních tratí a také provozovatelem prvního pravidelného vysokorychlostního maglevu .

V Rusku byl pravidelný provoz vysokorychlostních vlaků Sapsan na společných tratích s konvenčními vlaky zahájen na konci roku 2009 . Podle standardů Mezinárodní unie železnic v současné době v Rusku neexistují žádné vysokorychlostní železniční tratě speciálně postavené pro vysoké rychlosti (s rychlostí přes 250 km / h), design první Moskva - St. doba jízdy 2 h 15 min (podle údajů oznámených v prosinci 2020 Sergejem A. Kobzevem, náměstkem generálního ředitele, hlavním inženýrem ruských drah , který je odpovědný za HSR) [4] [5] . Podle standardů Mezinárodní železniční unie je však železniční trať Petrohrad - Moskva ( Okťjabrská železnice , 650 km dlouhá) první modernizovanou vysokorychlostní tratí v Rusku (s rychlostí přes 200 km/h) . Na většině této dálnice jezdí vlaky maximální rychlostí 200 km/h; na úseku Okulovka  - Mstinskij most  - do 250 km/h, minimální doba jízdy mezi hlavním městem a Petrohradem je 3 hodiny 30 minut [5] . Zvažuje se také otázka návrhu druhého HSR Moskva-Kazaň . V lednu 2019 byla schválena výstavba prvního úseku dálnice ze Zheleznodorozhny v Moskevské oblasti do Gorochovce ve Vladimirské, ale poté byl projekt odložen z důvodu nerentabilnosti a nedostatečné osobní dopravy [6] .

V zásadě vysokorychlostní vlaky přepravují cestující, ale existují druhy určené pro přepravu zboží . Francouzská služba La Poste tedy 30 let využívala speciální elektrické vlaky TGV , které sloužily k přepravě pošty a balíků (jejich provoz byl ukončen v červnu 2015 kvůli poklesu objemu poštovních zásilek v posledních letech) [7] .

V průměru podle evropských norem stojí výstavba 1 km vysokorychlostní dálnice 20-25 milionů eur, její roční údržba na 1 km je 80 tisíc eur. Náklady na jeden vlak HSR s 350 místy k sezení se pohybují od 20 do 25 milionů eur, jeho roční údržba stojí 1 milion eur [8] .

Definice

Koncept vysokorychlostní pozemní dopravy (stejně jako vysokorychlostní vlak ) je relativně podmíněný a může se lišit jak podle země, tak podle historického období. Na začátku 20. století se tedy nazývaly vysokorychlostní vlaky, které jezdily rychlostí nad 150-160 km / h. V souvislosti s dalším růstem rychlosti vlaků byla tato laťka postupně navyšována. V současné době je například v Rusku a Francii (na konvenčních tratích) jeho hodnota 200 km / h, v Japonsku , stejně jako ve stejné Francii (ale pro specializované tratě) - 250 km / h, v USA  - asi 190 km/h a tak dále.

Kromě toho se v mnoha zemích kombinují koncepty jako vysokorychlostní vlak a vysokorychlostní vlak . Navzdory skutečnosti, že sovětské / ruské (použití) ER200 a ChS200 (lokomotiva vlaků Avrora a Nevsky Express ) dosáhly na zkušebních jízdách rychlosti 220 km/h, nejsou vysokorychlostní, protože jejich maximální provozní rychlost ano. nepřekročí 200 km/h

Rozsah

Je racionálnější používat vysokorychlostní pozemní dopravu mezi vzdálenými objekty, především za přítomnosti velkého pravidelného toku cestujících , například mezi městem a letištěm, v rekreačních oblastech nebo mezi dvěma velkými městy. To vysvětluje rozšíření vysokorychlostních vlaků v zemích jako Japonsko , Francie , Německo a mnoho dalších, kde je vysoká hustota osídlení měst [9] . Počítá se s možností umístění stanic na místě vhodném pro cestující, jinak se obyvatelé z předměstí rychleji dostanou autem do jiného města , pokud cesta na nádraží trvá příliš dlouho.

Vysokorychlostní vlaky jsou také efektivní v podmínkách vysokých cen ropy , protože hlavní energie pro vysokorychlostní vlaky pochází z elektráren , které mohou využívat obnovitelné zdroje (například energii z padající vody ).

Historie

Vlaky zvyšují rychlost

Krátce po otevření prvních veřejných drah byly vlaky veřejností vysoce ceněny jako rychlý dopravní prostředek. Takže na soutěžích Rainhill konaných v roce 1829 dosáhla parní lokomotiva Rocket rychlosti 38,6 km / h (podle jiných zdrojů - 46,7 km / h), což byl v té době světový rychlostní rekord. V budoucnu maximální rychlosti vlaků dále rostly a v září 1839 překonala parní lokomotiva Hurricane na Great Western Road ( Velká Británie ) rychlostní limit 160,9 km/h. 10. května 1893 rychlíková parní lokomotiva č. 999 [10] [ co? ] .

Rychlostní limit 200 km/h byl překonán 6. října 1903 (měsíc před prvním letem letadla ) na zkušební lince Marienfelde  - Zossen (předměstí Berlína ), experimentální elektromobil společnosti Siemens & Halske ukázal rekordní rychlost 206 km/h [11] . Na konci téhož měsíce ( 28. října ) vykazoval další elektromobil od AEG rychlost 210,2 km/h [12] .

První vysokorychlostní tratě

Přes četné projekty v evropských zemích se první veřejná vysokorychlostní železnice objevila na druhé straně kontinentu  – v Japonsku . V této zemi v polovině 50. let prudce eskalovala dopravní situace podél východního pobřeží ostrova Honšú , což souviselo s vysokou intenzitou osobní dopravy mezi největšími městy země, zejména mezi Tokiem a Ósakou . S využitím především zahraničních zkušeností (zejména amerických) vytvořila japonská správa železnic celkem rychle (1956-1958) projekt vysokorychlostní železnice mezi těmito dvěma městy. Stavba silnice začala 20. dubna 1959 a 1. října 1964 byla uvedena do provozu první vysokorychlostní trať na světě. Dostala jméno „ Tokaido “, délka trasy byla 515,4 km a maximální povolená rychlost vlaků byla 210 km/h. Silnice si rychle získala oblibu mezi obyvatelstvem, o čemž svědčí například nárůst objemu osobní dopravy prováděné na trati [13] [14] :

Již v roce 1967 začala silnice vykazovat zisk a do roku 1971 plně splatila stavební náklady [13] .

HSR v síti

V roce 1985 , tedy rok po spuštění sítě TGV , předložila Dopravní komise Evropských společenství (EC) řadu důležitých návrhů na organizaci vysokorychlostní komunikace v Evropě. V té době již byly jasně patrné problémy univerzální motorizace, což negativně ovlivnilo nejen dopravu, ale i ekologickou situaci. Zpočátku se návrhy na integraci vysokorychlostních tratí do jedné sítě týkaly pouze dálnic vytvořených podle plánů SNCF, brzy však vznikly mezinárodní projekty [15] .

Pro otestování proveditelnosti realizace této myšlenky byla vytvořena pracovní skupina z odborníků z Mezinárodní unie železnic a Společenství evropských železnic , která v roce 1989 vypracovala „Návrhy evropské vysokorychlostní železniční sítě“, na jejichž základě Rada ministrů EU vytvořila pracovní skupinu nazvanou „Group High Level“ (také známá jako skupina „High Speed“). Do této skupiny patřili zástupci členských zemí EU, železničních společností, podniků vyrábějících železniční zařízení a řada dalších zainteresovaných společností. Dne 17. prosince 1990 schválila Rada ministrů EU zprávu vypracovanou Skupinou „Evropská síť vysokorychlostních vlaků“ a k ní připojený hlavní plán rozvoje vysokorychlostních železnic v Evropě do roku 2010 [15 ] .

Technologie

Technologie používané ve VSNT jsou z velké části podobné standardním technologiím železniční dopravy. Rozdíly jsou způsobeny především vysokou rychlostí pohybu, která s sebou nese zvýšení takových parametrů, jako jsou odstředivé síly (vznikají, když vlak projíždí zakřivenými úseky trati, mohou způsobit nepohodlí cestujícím) a odpor vůči pohybu. Obecně omezují zvýšení rychlosti vlaku následující faktory [16] :

Pro zlepšení aerodynamického výkonu mají vlaky aerodynamickou přední část a minimální počet vyčnívajících částí a vyčnívající části (například pantografy ) jsou vybaveny speciálními aerodynamickými kryty. Zařízení podvozku je navíc pokryto speciálními štíty . Díky použití takových konstrukčních opatření se také sníží aerodynamický hluk , to znamená, že vlak bude méně hlučný.

Mechanický odpor spočívá především v interakci kolo-kolejnice, to znamená, že pro snížení odporu je nutné snížit průhyb kolejnic . K tomu především zpevňují železniční trať , na kterou se používají těžké typy kolejnic , železobetonové pražce a drcený štěrk. Snižují také zatížení od kol na kolejnicích, k čemuž jsou v materiálech karoserie použity hliníkové slitiny a plast.

Jako jedna z alternativních možností vysokorychlostního železničního provozu a nácviku vysokých rychlostí na železničních tratích byla ve 30. letech 20. století v Německu („ Rail Zeppelin “), v 60. letech v USA ( M-497 ) a v 70. letech 20. století v SSSR ( Speedy Wagon-Laboratory ) testoval prototypy vlaků, které neměly motorovou trakci dvojkolových podvozků a byly poháněny turbovrtulovými a proudovými motory .

Také, aby se úplně zbavilo tření kol, tedy aby vlak visel přes koleje (nekolejové vedení nebo plátno), byly vyvinuty vznášedla s turbovrtulovými a proudovými motory (francouzské letadlo atd.), které do rozšířeného provozu nebyly zařazeny ani vlaky na magnetické levitaci ( maglev ) s lineárními trakčními motory a supravodiči , které se dočkaly jistého rozšíření ve světě.

Pro dosažení vysokého výkonu musí mít vlak velmi výkonný primární zdroj energie . To vysvětluje, proč téměř všechny vysokorychlostní vlaky (až na vzácné výjimky) jsou elektrická kolejová vozidla ( elektrické lokomotivy , elektrické vlaky ). Trakční motory na vlacích první generace byly stejnosměrné kolektorové motory . Výkon takového motoru je omezen především sestavou kolektor-kartáč (která je také nespolehlivá), proto se již u vlaků dalších generací začaly používat bezkomutátorové trakční motory: synchronní ( ventil ) a asynchronní . Takové motory mají mnohem vyšší výkon, takže pro srovnání: výkon DC TEM elektrického vlaku TGV-PSE (1. generace) je 538 kW a synchronní TEM elektrického vlaku TGV-A (2. generace) je 1100 kW.

Pro brzdění vysokorychlostních vlaků se primárně používá elektrické brzdění , při vysokých rychlostech - regenerativní a při nízkých rychlostech - reostatické . Moderní statické měniče (např. 4q-S , použité na EPS 4. generace) však umožňují využít rekuperační brzdění na kolejových vozidlech s bezkomutátorovými TED téměř v celém rozsahu otáček.

HCNT a další druhy dopravy

VSNT a letectví

Na začátku roku 2011 rychlovlaky ještě nedosahovaly rychlosti osobních proudových letadel  - 900-950 km/h. Z toho můžeme usoudit, že letadlem z města do města se dostanete rychleji než vlakem. Zde však vstupuje v platnost skutečnost, že většina letišť se nachází daleko od centra města (kvůli rozsáhlé infrastruktuře a vysokému hluku z letadel) a cesta k nim může trvat značně dlouho. Navíc poměrně dlouho (asi 1 hodina) trvá registrace před přistáním a také režijní náklady na vzlet a přistání. Vysokorychlostní vlaky zase mohou odjíždět z hlavních nádraží města a doba od zakoupení jízdenky do odjezdu vlaku může trvat asi 15 minut. Tento časový rozdíl tedy umožňuje vlakům mít určitou výhodu oproti letadlům. Na obrázku jsou uvedeny grafy přibližné doby jízdy vlakem a letadlem s přihlédnutím k době cesty na nádraží nebo letiště a odbavení. Na jeho základě vidíte, že do určité vzdálenosti bude celková doba jízdy vlakem kratší než letadlem.

Nahrazení letecké komunikace mezi městy VSNT především umožňuje uvolnit značný počet letadel, což šetří drahé letecké palivo, a také umožňuje vykládání letišť . Ten umožňuje zvýšit počet dálkových letů, včetně mezikontinentálních. Již se spuštěním prvních vysokorychlostních tratí došlo k výraznému odlivu osobní dopravy z vnitrostátního letectví do vysokorychlostní letecké navigace, což aerolinky přimělo buď snížit počet takových letů, nebo přilákat cestující snížením cen letenek a zrychlení služby [13] . Důležitou okolnost zde sehrál i bezpečnostní faktor - v únoru až březnu 1966 došlo v Japonsku k sérii velkých leteckých neštěstí ( 4. února , 4. března, 5. března ) , které způsobily podkopání důvěry v letectví [17] .

Vysokorychlostní pozemní doprava podle zemí

Poznámky

  1. ↑ Železniční doprava: encyklopedie / kap. vyd. N. S. Konarev . - M . : Velká ruská encyklopedie , 1994. - S. 78-79. — ISBN 5-85270-115-7 .
  2. ↑ Obecné definice vysokorychlostní (downlink) . Paříž, Francie: Mezinárodní železniční unie (UIC) (28. července 2014). Získáno 17. dubna 2015. Archivováno z originálu dne 20. července 2011. 
  3. ↑ CS Papacostas. Dopravní inženýrství a plánování  / CS Papacostas, Panos D. Prevedouros. - Pearson College Division, 2001. - ISBN 978-0-13-081419-7 .
  4. ↑ Interfax, 16. prosince 2020. Cesta mezi Moskvou a Petrohradem vysokorychlostní železnicí potrvá 2 hodiny a 15 minut . Získáno 24. dubna 2021. Archivováno z originálu dne 24. dubna 2021.
  5. ↑ 1 2 OpenRailwayMap . Získáno 24. dubna 2021. Archivováno z originálu dne 11. dubna 2022.
  6. ↑ Nevyrazili hned do Kazaně  // Kommersant. Archivováno z originálu 11. dubna 2022.
  7. ↑ Olivier Aballain. Marseille: Le dernier TGV postal a quitté Cavaillon ce samedi  (francouzsky) . 20 minut (27. června 2015). Získáno 3. listopadu 2015. Archivováno z originálu 5. srpna 2015.
  8. ↑ Emisní cena . Gudok (6. prosince 2013). Získáno 25. března 2014. Archivováno z originálu 24. září 2015.
  9. ↑ Igor Lenský . Railroads: The Future of Speed ​​​​(nedostupný odkaz) . Bolshaya Moskva, č. 28 (59) (29. července 2015). Datum přístupu: 25. prosince 2015. Archivováno z originálu 25. prosince 2015. 
  10. ↑ Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Od „rakety“ k „Létajícímu Skotovi“ // Vysokorychlostní a vysokorychlostní železniční doprava. - 2001. - T. 1. - S. 167-168.
  11. ↑ Některé zdroje uvádějí datum 7. října a rychlost 201 km/h.
  12. ↑ Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Využití elektrické trakce pro vysokorychlostní vysokorychlostní železniční dopravu // Vysokorychlostní a vysokorychlostní železniční doprava. - 2001. - T. 1. - S. 176-177.
  13. ↑ 1 2 3 Kiselev I.P. První vysokorychlostní trať // Železnice světa . - 2004 (č. 9). Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 21. března 2010. Archivováno z originálu dne 3. května 2007. 
  14. ↑ Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Vysokorychlostní a vysokorychlostní železnice Japonska // Vysokorychlostní a vysokorychlostní železniční doprava. - 2001. - T. 1. - S. 189-195.
  15. ↑ 1 2 Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Předpoklady pro vytvoření mezinárodní vysokorychlostní železniční sítě // Vysokorychlostní a vysokorychlostní železniční doprava. - 2001. - T. 1. - S. 181-183.
  16. ↑ Moreau M. Rodina vlaků TGV a vyhlídky rozvoje // Železnice světa = Eisenbahntechnische Rundschau. - 1998 (č. 11). Archivovaná kopie (nedostupný odkaz) . Získáno 21. března 2010. Archivováno z originálu dne 3. května 2007. 
  17. ↑ JAPONSKÉ AEROLINIE PŘEKRAČUJÍ JÍZDY TOKYO-OSAKA  . The New York Times (18. března 1966). Získáno 12. dubna 2014. Archivováno z originálu 9. června 2013.

Literatura

Odkazy

 Kategorie vlaků
Pravidelný
Mimořádný
Pro speciální požadavky
Zastaralé kategorie
  Přejděte na položku Wikidata  Slovníky a encyklopedie