Введение |
3 |
|
7 |
|
7 |
|
10 |
|
12 |
|
16 |
|
22 |
1.6. Прогнозы деятельности РЖД на период 2030 года в развитии железнодорожного транспорта в Якутии |
24 |
2. Практическая часть работы |
27 |
2.1. Предпосылки для возможности строительства ВСМ в Республике Саха |
27 |
2.2. Перспективы реализации данного проекта |
30 |
Заключение |
33 |
Список использованной литературы |
35 |
Введение
Россия вступает в новую эпоху, которая непримиримо диктует свои правила, а именно: стремление людей в желании преодолеть расстояния как можно быстрее. История развития железнодорожного транспорта имеет огромное количество достижений в этой области, такие открытия являлись своего рода техническими сенсациями, что немаловажно для державы, которая по протяжённости электрифицированных железных дорог (более 44 тыс. километров из 85 тыс.) занимает первое место на современном этапе развития.
Высокий уровень эффективности функционирования железнодорожного транспорта в России — это залог формирования условий, при которых возможна продуктивная модернизация и быстрое экономическое развитие. Именно так трактуется стратегия развития РЖД, обозначенная до 2030 года.
Россия - огромная страна, значительная территория которой находится в северных районах самым большим по территории субъектом является республика Саха Якутия, существенную роль в развитии экономики которой, занимает железнодорожный транспорт.
Согласно разработанной стратегии, на период конца 2015 года предполагается завершить устройство новых железнодорожных магистралей по нескольким маршрутам. Причём на этот срок выпадает строительство путей сообщения, основное предназначение которых — обеспечение российской экономики ресурсно-сырьевым потенциалом.
Пассажирские проекты обещают коренным образом изменить жизнь граждан в плане качественного обслуживания на железнодорожном транспорте. Правда, имеются в виду по большей части граждане, проживающие в Москве и Санкт-Петербурге, а также близлежащих областях. Именно здесь стратегический план предполагает строительство высокоскоростных магистралей по маршрутам Санкт-Петербург – Москва, Москва – Смоленск, Москва – Нижний Новгород. Реализация данных проектов относится ко второй части стратегии, то есть конечный срок — 2030 год.
На этот же срок намечена прокладка маршрута, который свяжет основные магистрали страны с Магаданом, разрешив тем самым острый вопрос связи с отдаленными регионами. Что же, возлагая надежды на отмеченные планы, внимательно изучив прогнозы, сделанные вперед на семнадцать лет, остается только дождаться конечного результата[1].
Высокоскоростное железнодорожное сообщение организуется с целями привлечения дополнительного пассажиропотока на железнодорожный транспорт за счет создания для пассажиров более привлекательных условий перевозок:
сокращение времени в пути;
повышение комфортности и безопасности поездок;
развитие конкурентной среды в перевозках пассажиров на рынке транспортных услуг;
повышение уровня технической оснащенности железнодорожного транспорта средствами нового поколения;
улучшение транспортных связей между регионами Российской Федерации;
обеспечение повышения уровня мобильности населения страны;
снижение экологической нагрузки от железнодорожного транспорта на среду обитания.
Так как железная дорога коснулась почти всех дальних уголков России, а именно Якутию, чья площадь составляет 3083,523 тыс. км², что само по себе является огромным потенциалом для развития сети высокоскоростных магистралей, что и на сегодняшний момент актуально [2].
Но особые климатические условия Республики Саха (Якутия) ставят под вопрос возможность строительства высокоскоростных магистралей с применением современных технологий, успешно апробированных Японией в 1960-ых годах, и к 2010 году получили актуальность в связи с достоинствами, а именно экологичности, облегчения конструкции вагонов, уменьшения энергопотребления благодаря высоким аэродинамическим показателям; применение микро-ЭВМ и микропроцессорных устройств; а также новых более экономичных и надежных систем электрооборудования для тяги, что даёт возможность использование данных технологий при низких температурах Крайнего Севера, ведя к подъёму экономики, технологичности государства, а так же повышения пассажирооборота, что на сегодняшний день составляет в январе 2013 г. 184,4 тыс. человек.
Объект исследования: строительство высокоскоростной магистрали в условиях Республики Саха (Якутия).
Предмет исследования: определение проблем овозможности строительства высокоскоростной магистрали в условиях Республики Саха (Якутия).
Цель исследования: определить проблемы о возможности строительства высокоскоростной магистрали (далее ВСМ) в условиях Республики Саха (Якутия) и пути их решения.
Гипотеза исследования: если сопоставить технические характеристики проектной документаций уже ныне существующих высокоскоростных магистралей Японии и России, то можно определить возможность строительства ВСМ в условиях Якутии.
Для доказательства данной гипотезы необходимо решить следующие задачи исследования:
Исследовать технические характеристики высокоскоростной магистрали.
Изучитьисторию усовершенствованиятехнологий строительстваВСМ.
Проанализировать возможности ВСМ, реализованных в мире.
Описать реализованные проекты ВСМ в России.
Изучить общую характеристику Республики Саха (Якутия) на предмет развития железнодорожного строительства.
Определить проблемы о возможности строительства ВСМ в Республике Саха (Якутия).
Определить перспективы реализации строительства ВСМ в Якутии.
Разработать рекомендации о возможности строительства высокоскоростной железнодорожной магистрали в условиях Якутии.
Новизна исследования: на примере ныне существующих высокоскоростных магистралей Японии и России впервые раскрываются проблемы о возможности строительства ВСМ в условиях Якутии и пути их решения.
Для решения поставленных задач были использованы следующие методы исследования:
Теоретические:
описательный;
аналитический;
обработка статистической информации;
2. Эмпирический: сравнительный анализ.
Проектирование.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
Общая техническая характеристика высокоскоростной магистрали
Высокоскоростным называется железнодорожный транспорт, который обеспечивает движение поездов со скоростью свыше 200 км/ч. Такие поезда ходят, как правило, по специально выделенным железнодорожным путям, которые называются высокоскоростные магистрали (ВСМ), или на магнитном подвесе (Маглев).
Особенности и преимущества ВСМ [3]:
1. Для улучшения аэродинамических показателей, поезда имеют обтекаемую форму передней части, и минимальное число выступающих частей, а выступающие (например, токоприёмники) оборудуются специальными обтекаемыми кожухами. Дополнительно, подвагонное оборудование закрывается специальными щитами. За счёт применения таких конструктивных мероприятий, снижается заодно и аэродинамический шум, то есть поезд становится менее шумным.
2. Механическое сопротивление в основном заключается во взаимодействии колесо-рельс, то есть для снижения сопротивления требуется снизить прогиб рельсов. Для этого, прежде всего, усиливают железнодорожный путь, для чего применяются рельсы тяжёлых типов, железобетонные шпалы, щебёночный балласт. Также снижают нагрузки от колёс на рельсы, для чего в материалах кузовов вагонов применяют алюминиевые сплавы и пластик. Наконец можно вообще избавиться от колёс, то есть заставить поезд висеть над путями, что достигается использованием линейных тяговых двигателей и суперпроводников. По этому принципу и были созданы поезда на магнитной левитации — Маглев.
Для обеспечения высокой выходной мощности, поезд должен иметь очень мощный первичный источник энергии. Этим и объясняется, что практически все высокоскоростные поезда относятся к электроподвижному составу (электровозы, электропоезда). Тяговые электродвигатели (ТЭД) на поездах первого поколения были коллекторными постоянного тока. Мощность такого двигателя ограничена, прежде всего, коллекторно-щёточным узлом (который к тому же ненадёжен), поэтому уже на поездах последующих поколений стали применяться бесколлекторные тяговые электродвигатели: синхронные (вентильные) и асинхронные. Такие двигатели имеют гораздо более высокую мощность, так для сравнения: мощность ТЭД постоянного тока электропоезда TGV-PSE (1-е поколение) составляет 538 кВт, а синхронного ТЭД электропоезда T6V-A (2-е поколение) — 1100 кВт. Для торможения высокоскоростных поездов прежде всего используется электрическое торможение, особенно реостатное, так как его (в отличие от, например, рекуперативного) можно применять и в зоне высоких скоростей (порядка нескольких сотен километров в час). Однако современные статические преобразователи позволяют применять на подвижном составе с бесколлекторными ТЭД и рекуперативное торможение практически во всём диапазоне скоростей.
3. На расстояниях до 300 км бесспорное преимущество имеет автомобильный транспорт. На расстояниях, превышающих 1500 км, наиболее быстрым и комфортным является авиационный транспорт. ВСМ имеет свою нишу в диапазоне 300-110 км. Пассажиры начинают предпочитать высокоскоростные поезда самолетам, когда они могут преодолевать расстояние до 700 км за три часа.
4. ВСМ являются самым экологически чистым и ресурсосберегающим видом транспорта. Расход энергии на один пассажиро-километр более чем в 3 раза ниже, чем на авиационном транспорте, не говоря уже об удобствах поездки.
Характерной особенностью ВСМ является большое число искусственных сооружений, что объясняется рядом факторов:
необходимостью обеспечения безопасных пересечений магистрали с существующими железными дорогами, автострадами и пешеходными переходами, что обусловливает большое число путепроводов;
дефицитом свободной территории и необходимостью строительства новых линий в селитебных зонах крупных городов, пересечение которых требует сооружения эстакад, а в ряде случаев – тоннелей;
стремлением прокладывать трассу по кратчайшим направлениям, что в условиях сильнопересеченной местности увеличивает число и протяженность мостов и эстакад.
Искусственные сооружения на ВСМ предусмотрены для пропуска постоянных и периодических водотоков, для пересечения в разных уровнях с существующими автомобильными и железными дорогами, а также для пропуска пешеходов, прогона скота и пропуска диких животных на путях их миграции. Пролётные строения мостов путепроводов и эстакад проектируются двухпутными.
В состав инфраструктуры ВСМ входят конечные пассажирские станции; технические станции для комплексного технического обслуживания высокоскоростного подвижного состава в конечных пунктах; опорные станции с базами ремонта и отстоя подвижного состава, машин и механизмов для диагностики, текущего содержания и ремонта сооружений и устройств ВСМ; пассажирские промежуточные станции с путями для отстоя путевых машин.
Количество и размещение опорных станций, промежуточных пассажирских станций, промежуточных станций с путями для отстоя путевых машин, станций, совмещающих функции опорных и промежуточных пассажирских станций, определяется в проекте [12].
1.2. Краткая история усовершенствования технологий строительства ВСМ
Общая протяженность высокоскоростных магистралей (ВСМ) в мире в настоящее время составляет без малого 7000 км, в том числе 3750 км в Европе, причем высокоскоростные поезда обслуживают также полигон протяженностью около 20 тыс. км обычных железнодорожных линий, реконструированных под скоростное движение [4].
В 19-ом и в начале 20-го столетия железнодорожные поезда были единственной формой общественного транспорта. Железнодорожные компании в Европе и Соединенных Штатах для борьбы с наступающими самолётами в 30ых годах использовали высокоскоростные паровозы со скоростью 130-160 км/ч. Вторая мировая война приостановила развитие скоростного транспорта. В 1957 компания «Odakyu Electric Railway» из Токио создала Romancecar 3000 SSE. Эта система узкоколейных поездов с максимальной скоростью 145 км/ч дала японцам веру в то, что они могут благополучно строить еще более быстрые поезда без перестройки путей [5].
Идея отдельной высокоскоростной железной дороги родилась в Японии, так как железная дорога между Токио и Осакой была перегружена.
Первой в мире "высокоскоростной железной дорогой" стала «Tōkaidō Shinkansen», официально открытая в октябре 1964 (строительство началось в 1959 году). Поезда Shinkansen нулевой серии, построенные Кавасаки, достигали скорости в 200 км/ч (средняя скорость 160 км/ч) на маршруте "Токио - Нагоя - Киото - Осака".
Краткая хронология развития ВСМ [5]:
1979 г. Во Франции представлены поезда TGV, они перемещаются со средней скоростью 213 км/ч и с максимальной скоростью в 300 км/ч.
1990 г. Во Франции TGV поставил мировой рекорд скорости для электровозов, скорость составила 515 км/ч.
1990-ые годы. Amtrak представляет первую и единственную систему Acela Express в США.
2007 г. В Испании представлены поезда со скоростью 350 км/ч.
Высокоскоростной железнодорожный транспорт более выгоден, чем обычный, не считая стоимости конструирования инфраструктуры. Причина - то, что много эксплуатационных затрат, таких как штат, имеют фиксированные расходы в час, в то время, как доход от билета основан на расстоянии. Пассажиры также платят больше за километр за высокую скорость. Таким образом, эксплуатационное отношение дохода/стоимости больше для высокоскоростных систем.
Сейчас пальму первенства в скорости держат французы. Французская линия называется TGV (сокр. фр. trainà grande vitesse, скоростной поезд), разработана она GEC-Alsthom (ныне Alstom) и национальным французским железнодорожным оператором SNCF. В настоящее время управляется, в основном, SNCF. Первая ветка была открыта в 1981 году между Парижем и Лионом [5].
Система TGV с центром в Париже с тех пор сильно расширилась, чтобы соединить города по всей Франции и в смежных странах. Соседние страны Бельгия, Италия, Испания, Германия,а уже позже и в России. Связь TGVs со Швейцарией через французские железные дороги, с Бельгией, Германией и Нидерландами через линии Thalys, и система Eurostar связывает Францию и Бельгию с Великобританией. Ещё несколько линий запланированы как во Франции так и за её пределами.
Поезда TGV ходят со скоростью до 320 км/ч 3 апреля 2007 года на испытаниях особо измененный поезд достиг скорости 574,8 км/ч. Его высокая скорость, почти равная скорости опытных поездов на магнитной подушке, была достигнута с помощью специально разработанного LGVs (lignes а grande vitesse, быстродействующая линия) без острых кривых и с мощными электрическими двигателями, с низким весом на ось, вагоны обтекаемой формы и кабинная сигнализация, устраняющая потребность в наружных сигнальных устройствах (их просто невозможно рассмотреть на такой высокой скорости) [5].
Поезда TGV изготавливаются в основном Alstom, теперь часто с привлечением субподрядчика, например Bombardier. За исключением маленького количества TGVs, используемых для перевозки почты между Парижем, Лионом и Провансом, TGV, прежде всего, – пассажирские перевозки. Поезда, скопированные с проектов TGV, работают в Южной Корее (KTX), Испания (AVE) и США (ACELA Express).
Путешествие TGV в значительной степени заменило путешествие самолётом между связанными городами, из-за более короткого времени поездки (особенно для поездок продолжительностью меньше чем три часа), в поезде нет регистрации, досмотра службы безопасности и посадки, станции удобно расположены в центрах городов. TGV - очень безопасный транспорт; пока ещё не было крупных катастроф с ним.
1.3. Анализ эффективности реализованных ВСМ в мире
Япония. Первая высокоскоростная железная дорога появилась в Японии. Предпосылкой явилось то, что 1950-х резко обострилась транспортная ситуация между Токио и Осака.1 октября 1964 года была запущена в эксплуатацию первая в мире ВСМ. Ей присвоили название «Токайдо», протяжённость трассы составляла 515,4 км, а максимальная допустимая скорость поездов 210 км/ч. Уже в 1967 году дорога стала приносить прибыль, а к 1971 полностью окупила затраты на строительство.14 марта 1992 года был введён в эксплуатацию Нодзоми - это самый быстрый маршрут высокоскоростных поездов на линиях синкансэна Токайдо и Санъё. Путь от станции Токио до станции Син-Осака (515,4 км) занимает 2 часа 25 минут. В настоящее время на линии Санъё-синкансэн на поездах 700-й серии маршрутная скорость составляет 285 км/ч, а на поездах 500-й и N700-й серий — 300 км/ч. Поезда маршрута Нодзоми занимают ведущее место по скорости среди коммерчески эксплуатируемых в мире поездов (после шанхайского маглева и высокоскоростных поездов на линии Ухань—Гуанчжоу в Китае). В итоге за 40 лет эксплуатации суммарный объем перевезенных пассажиров по ВСМ Японии приблизился к 7 млрд. человек, доля авиасообщения на линии "Токайдо" снизилась до 20% от общего пассажиропотока, а сама система высокоскоростных железных дорог стала предметом национальной гордости японцев [3].
Франция. Нельзя упустить из виду, что французские ВСМ сумели сделать столь большой прорыв в области высоких скоростей. Производством поездов для TGV занялся Alstom. Французы, в отличие от японцев, использующих принцип распределенной тяги (каждый вагон - моторный), начали выпуск поездов постоянного формирования с локомотивной тягой. Два электровоза размещаются по концам поезда, между ними располагаются сочлененные прицепные вагоны на промежуточных тележках. Возможность двигаться как на постоянном, так и на переменном токе расширила полигон курсирования TGV на всю сеть национальных железных дорог, а также в сопредельные страны. За 30 лет во Франции было создано более десяти модификаций высокоскоростных поездов. Скорости выросли с 270 до 574,7 км/ч. Последний рекорд был поставлен с помощью новой технологии AGV (automotrice a grande vitesse - "высокоскоростной самодвижущийся вагон"), которая заключается в использовании распределенной тяги с расположением моторных тележек под полом между пассажирскими вагонами. Это стало возможным с появлением современных синхронных двигателей с постоянными магнитами. Эксплуатационная скорость таких поездов будет составлять 360 км/ч, а за счет снижения массы состава экономия составит до 30% по сравнению с классическими TGV. 14 ноября 2007 года. Теперь самые быстрые поезда проходят маршрут от Лондона до Парижа всего за 2 часа 15 минут, а маршрут Лондон — Брюссель — за 1 час 51 мин. 28 ноября 2003 года TGV перевёз своего миллиардного пассажира с начала движения в 1981 году. Планируется, что в 2010 году это число удвоится. На первом месте по числу перевезённых пассажиров среди скоростных линий находится Синкансэн (5 миллиардов пассажиров в 2000 году) [3].
Германия. Intercity-Express (англ. «Междугородный экспресс», также известный под сокращением ICE) — сеть скоростных поездов, в основном распространённая в Германии, разработанная компанией Deutsche Bahn. Современное поколение поездов Intercity-Express, ICE 3, разработаны консорциумом из компаний Siemens AG и Bombardier под общим руководством Siemens AG. Максимальная скорость поездов ICE на специально для них построенных участках железнодорожной сети составляет 320 км/ч. На стандартных участках сети скорость ICE составляет в среднем 160 км/ч. ICE обеспечивают как максимальную скорость, так и максимальный комфорт перемещения. ICE стали базой для развития концерном Siemens своего семейства высокоскоростных поездов под общей торговой маркой Siemens Velaro. Проекты Velaro реализованы, в частности в Испании и Китае. Эти поезда поставляются также и в Россию для использования на скоростных линиях Москва — Санкт-Петербург и Москва — Нижний Новгород.
Первоначально в ICE была принята концепция поезда с двумя локомотивами и безмоторными вагонами и имела определённые недостатки. Так, только более поздние модели ICE 3 могут преодолевать подъёмы до 40% (тысячных) на высокоскоростном участке Кёльн — Рейн-Майн. 29 мая 1991 года состоялась первая поездка поездов ICE к новому вокзалу Кассель-Вильгельмсх её и 2 июня того же года началась плановая эксплуатация ICE на линии Гамбург-Мюнхен. Таким образом, в сеть были включены оба новых скоростных участка — Ганновер — Фульда и Мангейм — Штутгарте [3].
В 1997 году на линии вышло новое поколение поездов — ICE 2. Поезда были реализованы в виде двух полупоездов, которые можно сцеплять и расцеплять в процессе эксплуатации, что позволяет лучше реагировать на меняющуюся ситуацию с загрузкой пассажирами.
В 2000 году вступили в эксплуатацию ICE 3. В поездах нового поколения моторы расположены под полом нескольких вагонов, это обеспечивает лучшее распределение нагрузки и крутящего момента. Также был выпущен ICE ЗМ, предназначенный для использования на железных дорогах за пределами Германии в первую очередь в Нидерландах, Бельгии и Швейцарии, а также во Франции, и способный использовать различные стандарты электроснабжения. Кроме того, был выпущен ICE Т, который является модификацией ICE, не предназначенной для высокоскоростных трасс и развивает максимальную скорость 230 км/ч. Они предназначены для использования на линиях, не перестроенных для использования ICE и имеющих значительно меньшие радиусы поворота. Для преодоления таких поворотов в этих поездах используется техника управляемого наклона, разработанная фирмой FIAT в отличие от французского TGV или японского Синкансэна, ICE не разрабатывался как единая система и поэтому далеко не на всех участках поезда последнего поколения (ICE 3) могут развить свою максимальную скорость 330 км/ч.
На территории Германии существует два типа высокоскоростных трасс: новые трассы, построенные специально для эксплуатации высокоскоростных поездов, на которых максимально разрешённая скорость составляет до 350 км/ч и улучшенные трассы с максимальной скоростью до 230 км/ч, представляющие собой ранее существовавшие трассы, адаптированные для ICE [3]. Поскольку при скоростях выше 160 км/ч тормозной путь поезда превышает 1 км, для управления движением поездов на высокоскоростных участках используется система автоматического слежения за движением поезда (линейное влияние/воздействие на поезд). Эта система обеспечивает автоматический контроль за местоположением и скоростью поездов через пару проводов (так называемый линейный проводник), проложенных между рельсами. В центральный пост управления сообщается полученная информация, и машинист получает сигналы с информацией о дальнейших действиях на многие километры вперёд.
Для высокоскоростных трасс используются также контактные провода из специального сплава, улучшающего контакт и уменьшающего искрообразование. Контактные провода имеют очень высокое натяжение, с целью предотвращения колебаний под воздействием ветра и воздушных потоков от проезжающих поездов [3]. Один из аспектов высокоскоростного транспорта – специальный рельсовый путь с очень большим радиусом поворота, рельсы должны быть сварены вместе и иметь хорошую основу, чтобы избежать колебаний и повреждений. Рельсы должны быть без стыков и без одноуровневых переездов для автомобилей. В основном, для такого транспорта используют электровозы.
Что на данном этапе показывает возможность создания ВСМ так как конструкция электровозов позволяет работать им при температуре воздуха от -20° до -50°,но при значительной затрате на обогрев, что и является на сегодняшний момент главным фигурирующим недостатком [4].
1.4. Реализованные проекты ВСМ в России
Несмотря на открытие ВСМ Японией в 60-ых российским инженерам удалось создать в 70-ых годах прошлого столетия высокоскоростной поезд ЭР200 (рис. №1) [11].
Но не смотря на столь важное открытие своё применение электропоезд ЭР200 нашёл своё применение только с 1984 года на линии Санкт- Петербург-Москва, в последствии он был подвинут на второй план после приостановлении проекта по научно-технической программе и уже с 1998-1991 г. были проведены исследования по разработке новых целесообразных маршрутов, а именно Центр—Юг (Санкт-Петербург—Москва—Крым и Кавказ), первым делом которых состоит в реконструкции и модернизации линии - Петербург-Москва [11].
Рис 1. Скоростной электропоезд ЭР200: а - общий вид; б - тележка прицепного вагона: 1 - сварная рама; 2 - пневматическая рессора; 3 - гидравлический гаситель поперечных колебаний; 4 - гнездо шкворня; 5 - подрессорный поворотный брус; 6 - тормозной диск; 7 - тормозной цилиндр; 8 - концевая поперечная балка; 9 - резинометаллический шарнир буксового поводка; 10 - витая пружина буксовой ступени рессорного подвешивания; 11 - букса; 12 - гидравлический гаситель вертикальных колебаний тележки; 13 - электромагнитный рельсовый тормоз; 14 - скользун опирания подрессорного бруса; 15 - тяговый поводок; 16 - гидравлический гаситель вертикальных колебаний кузова
С 1992 г. проводится работа по составлению технического задания на проектирование российского высокоскоростного поезда, получившего название «Сокол». Этот поезд будет эксплуатироваться на скоростных линиях железных дорог России со скоростями до 160-200 км/ч, хотя он рассчитан на 250-350 км/ч, до сооружения ВСМ Санкт-Петербург—Москва [6].
Мотор-вагонный состав поезда «Сокол» (рис. 2) формируется из трех вагонных секций: базовый 12-вагонный вариант составлен из четырех секций [11].
Рис 2. Высокоскоростной поезд «Сокол»: а - общий вид; б - тележка вагона
С 1 марта 1984 года встал на линии ЭР200-1, в начале 1990-х работало три таких состава. От Москвы до Петербурга они доезжали за 4 часа 30 мин. В августе 2006 года (ко дню железнодорожника) электропоезд ЭР-200 осуществил поездку по маршруту Санкт-Петербург-Москва за 3 часа 55 минут.
28 февраля 2009г. поезд отправился в последний рейс с пассажирами, отправившись с Московского вокзала Санкт-Петербурга до станции Любань, где состоялась торжественная встреча двух поколений скоростных поездов - ЭР200 и «Сапсан», который заменил скоростной электропоезд на линии Москва-Петербург.
Высокоскоростной поезд «Сокол». Судьба первого отечественного высокоскоростного поезда драматична. К разработке поезда были привлечены более 50 отечественных и зарубежных организаций. Проект РАО ВСМ предполагал создание железнодорожных путей, транспортно-коммерческого комплекса (ТКЦ) и скоростного (до 350 км/ч) поезда "Сокол". Общие вложения оценивались в $5 млрд. Однако проект оказался слишком дорог, и в 2000 году от него было решено отказаться. РАО ВСМ объявили банкротом. В 2003 году был закрыт последний действовавший проект из этого пакета - скоростной поезд "Сокол". Генеральным разработчиком первого отечественного высокоскоростного поезда выступило ЦКБ МТ «Рубин». Головной изготовитель поезда - ЗАО «Сокол-350» на производственных площадях ОАО «Завод Транемаш» г. Тихвин. Опытный шестивагонный поезд был впервые публично представлен 28 июля 1999 г. в Тихвине. Ввод в электропоезда в эксплуатацию с пассажирами планировался с июля 2001 г. И, хотя по большинству показателей и характеристик электропоезд по результатам приемочных испытаний соответствовал требованиям технического задания, он не был рекомендован для ввода в эксплуатацию с пассажирами в связи с большим числом замечаний, в том числе связанных с обеспечением безопасности движения. В апреле 2002 г. все работы по электропоезду были окончательно остановлены, их финансирование со стороны МПС России прекращено. В 2004 г. Комиссия под руководством Игоря Левитина вновь вернулась к обследованию целесообразности дальнейшей работы над проектом и пришла к выводу, что подвижной состав для ВСМ следует производить уже не на базе «Сокола», а в более тесной кооперации с западными фирмами. В январе 2009г. поезд «Сокол» решено передать в ПГУПС и МГУПС как учебный материал для студентов. Так была перевернута последняя страница несостоявшегося проекта создания отечественного высокоскоростного локомотивостроения [11].
Электропоезд «Сапсан». «Сапсан» {Velaro RUS) — высокоскоростной электропоезд (из семейства электропоездов Velaro производства компании Siemens AG), приобретённый ОАО «РЖД» для эксплуатации на российских железных дорогах. Разработан компанией «Сименс» специально для России. «Российские железные дороги» приобрели 8 составов за 276 миллионов евро. Кроме того, немецкая Siemens получила контракт стоимостью в 354 миллиона евро за техобслуживание составов в течение 30 лет 151. Началось с того, что 11 апреля 2005 года, в присутствии президента Российской Федерации Владимира Путина и канцлера Германии Герхарда Шредера, руководитель РЖД Геннадии Фадеев и Siemens Ханс Шаберт, подписали соглашение о совместной разработке и производстве 60 электропоездов на базе Intercity-Express с максимальной скоростью до 300 км/ч; сумма этого контракта оценивалась в €1,5 млрд Евро. Предполагалось, что выпускаться поезда будут в России на специально созданном совместном предприятии. Однако, после прихода на должность президента РЖД В. Якунина, параметры проекта претерпели значительные изменения. К маю 2006 года условия контракта были окончательно определены: количество закупаемых поездов было уменьшено всего до 8, при этом сумма контракта, непропорционально количеству заказанных поездов, уменьшилась только до €600 млн. О производстве в России речи также больше не шло. Заключенный контракт предусматривает соглашение о поставке до конца 2010 года 8 высокоскоростных поездов Velaro, а также об их сервисном обслуживании в течение 30 лет или на пробег не менее 14 млн. км. Стоимость контракта на поставку — 276 млн. евро, на техническое обслуживание — дополнительно 354,1 млн. евро (общая стоимость организации скоростного движения между Москвой и Санкт-Петербургом составит, как ожидается, более 700 млн. евро). Они должны прийти на смену скоростным поездам ЭР-200. эксплуатирующимся на линии Санкт-Петербург — Москва с середины 80-х годов, на 2010 год уже используются для скоростного сообщения на линии Москва — Нижний Новгород. Затем планируется организация движения в направлении Самары. Сочи и Курска, а в перспективе между Новосибирском, Красноярском и Омском. Прорабатывается возможность скоростного сообщения до Киева. Крыма и Адлера (через Харьков). Будут поставлены поезда следующих типов:
- односистемный поезд на постоянном токе напряжением 3 кВ (версия В 1) для эксплуатации на линии Санкт-Петербург — Москва;
- двухсистемный поезд (двойного питания) на постоянном токе напряжением 3 кВ и на переменном токе напряжением 25 кВ частотой 50 Гц (версия В 2) для эксплуатации на линии Санкт-Петербург-Москва — Нижний Новгород.
Японская металлургическая компания «Ниппон Стил» осуществит поставку рельсов в объёме 20,15 тыс. тонн для организации высокоскоростного движения на Октябрьской железной дороге (в июле ОАО «РЖД» получило 5 тыс. тонн этой продукции из Японии). Для руководства этим направлением в ОАО «РЖД» создан специализированный филиал — Дирекция скоростного сообщения (в дальнейшем Дирекция будет осуществлять работы по запуску скоростного сообщения между Москвой и Нижним Новгородом, Санкт-Петербургом и Хельсинки, а также увеличением скоростей на уже действующих направлениях). 30 июля 2009 года «Сапсан» совершил первую полную демонстрационную поездку из Москвы в Санкт-Петербург. Регулярное сообщение на линии Санкт-Петербург — Москва открылось 17 декабря 2009 г. [3].
ВСМ 1 – рабочее название первой в России высокоскоростной железнодорожной магистрали Москва – Санкт-Петербург. Этот проект является основой для дальнейшего развития высокоскоростного движения в стране и появления в России целой сети ВСМ. Магистраль Москва — Санкт-Петербург должна быть построена к чемпионату мира по футболу, который пройдет в России в 2018 году. Одновременно, в рамках региональных проектов, могут появиться высокоскоростные линии до Казани, Нижнего Новгорода, Екатеринбурга, Самары (ВСМ-2). Схема №1 ВСМ России представлена на рис. 3. Магистраль ВСМ 1 позволит объединить две столицы в единый конгломерат, а также повысить уровень жизни регионов между столицами. Создание ВСМ повысит престиж нашей страны, так как в ближайшие годы не останется ни одного развитого государства без сети высокоскоростных железных дорог [4].
Рис. 3. Схема ВСМ в России
1.5. Общая характеристика Республики Саха (Якутия)
Республика Саха́ (Якутия) (якут. Саха Республиката, Саха Сирэ) — субъект Российской Федерации, входит в состав Дальневосточного федерального округа.
Образована 27 апреля 1922 года как Якутская АССР в составе РСФСР и СССР. В 1990 году принята Декларация о государственном суверенитете Якутии (в 2009 году по требованию Конституционного суда РФ положения о суверенитете Якутии были исключены из Конституции Республики Саха). В 1991 году Якутская АССР получила своё современное название — Республика Саха (Якутия) [6].
Это самый крупный регион России. Кроме того, Якутия — самая большая административно-территориальная единица в мире: она равна по площади пяти Франциям; Якутия больше, чем второе по размеру государство СНГ —Казахстан. Однако население Якутии меньше одного миллиона человек, что делает плотность населения в ней одной из самых низких по России (меньшую плотность имеют только Чукотский и Ненецкий автономные округа).
Якутия — регион с высоким уровнем природно-ресурсного экономического потенциала.
Рельеф. Якутия характеризуется многообразием природных условий и ресурсов, что обусловлено физико-географическим положением её территории. Большую часть занимают горы и плоскогорья, на долю которых приходится более ⅔ её поверхности, и лишь ⅓ расположена на низменности. Самая высокая точка — гора Победа (3147 м, по другим данным 3003 м, находится на хребте Черского) или Мус-Хая (2959 м, по другим данным 3011 м, находится на хребте Сунтар-Хаята). В Якутии также расположен Верхоянский хребет [6].
Западную часть Якутии занимает одно из крупнейших плоскогорий — Среднесибирское.
Крупнейшие низменности: Центрально якутская, Колымская, восточная часть Северо-Сибирской низменности.
Климатические условия. Вся территория Республики Саха (Якутия) относится к районамКрайнего Севера. Климатрезко континентальный, отличается продолжительным зимним и коротким летним периодами. Апрель и октябрь в Якутии — зимние месяцы. Максимальная амплитуда средних температур самого холодного месяца — января и самого теплого — июля составляет 70−75 °C, как показано на таблице №1. По абсолютной величине минимальной температуры (в восточных горных системах — котловинах, впадинах и других понижениях до −70 °C) и по суммарной продолжительности периода с отрицательной температурой (от 6,5 до 9 месяцев в год) республика не имеет аналогов вСеверном полушарии [6].Таблица №1
Максимальная амплитуда средних температур самого холодного и самого теплого месяца Якутии
Грунты. На сегодняшний день на территории Республики (Саха) Якутии преобладает грунт скальный, крупнообломочный, тайожный и вечно мёрзлый грунт. При больших скачках температуры имеют место быть криогенные процессы, разрушительны как в следствии не устойчивость инженерных сооружений и природной экосистемы. А значит, нужны разработки моделей деформаций дорожного полотна и других инженерных объектов в криолитозоне, методов искусственного замораживания грунтов оснований сооружений, в холодных регионах, для повышения устойчивости данных сооружений [7].
1. 6. Прогнозы деятельности РЖД на период 2030 года в развитии железнодорожного транспорта в Якутии
Опираясь на собственный анализ перспективного развития российской экономики, плюс, принимая во внимание перспективы развития иных транспортных сфер, железнодорожники представили обществу цифры основных показателей, которые надеются получить, будучи уже на финишной прямой 2030 года. Основные показатели — это соответственно грузовой оборот и пассажирооборот. Так вот, по грузообороту предполагается получить результат, превышающий 3,0 трлн тонн/км, тогда как пассажирооборот прогнозируется до цифры 202 млрд пасс/км. Однако речь идёт о показателях, рассчитанных на программу-минимум. Согласно стратегии, существует также программа-максимум и здесь прогнозируемые цифры ещё более внушительны. Грузооборот по максимуму должен достичь значения 3,3 трлн тонн/км. Соответственно максимальный пассажирооборот железнодорожники намереваются довести до 231 млрд пасс/км.
Интересная деталь прогнозов деятельности РЖД на 2030 год — цифры, характеризующие грузопотоки Байкало-Амурской магистрали. Если верить прогнозам, на момент 2030 года интенсивность перевозок на БАМе увеличится практически в десять раз, что в цифровом эквиваленте будет соответствовать 70 млн тонн/км. Причина такого существенного увеличения — разработка и освоение новых месторождений полезных ископаемых на территории Якутии, а также на других территориях Дальнего Востока. Прогнозируется также увеличение роста количества поездок пассажиров и связывается данный прогноз с такими показателями, как повышение уровня качества обслуживания на РЖД, усиление деловой активности граждан, рост финансовых доходов. В общем-то, такого развития событий, безусловно, ждут все, кто заинтересован в развитии российского железнодорожного транспорта и страны в целом.
Как говорил экс-президент Республики Саха (Якутия) В.А. Штыров: «Транспорт – это ключ для выполнения всех наших планов и Схемы комплексного развития Якутии в целом».
Развитие транспортной системы республики – первостепенное условие реализации инновационной модели экономического роста Республики Саха (Якутия) и всего Дальневосточного региона. Без надежной транспортной инфраструктуры говорить о приоритетах ускоренного развития и структурной перестройке экономики республики, а именно развитии ключевых отраслей — нефтегазодобыче, угольной и урановой промышленности – бессмысленно.
Это десятилетие стало для транспортного комплекса Якутии поистине знаковым. Активная работа велась с органами государственной власти Российской Федерации, федеральными структурами, были приняты судьбоносные программные документы, определяющие концепцию дальнейшего развития транспортной инфраструктуры республики. Финансирование транспортной системы Якутии из федерального бюджета за эти годы увеличилось в разы. В России больше нет ни одного региона, где было бы вложено столько средств и сколько еще запланировано выделить в эту сферу.
Сегодня развитие транспортного комплекса республики осуществляется в соответствии с Транспортной стратегией Якутии до 2025 года и Схемой комплексного развития производительных сил, транспорта и энергетики Республики Саха (Якутия) до 2020 года. На федеральном уровне принята Транспортная стратегия до 2030 года. Включение в нее таких приоритетов общегосударственного значения, как строительство железной дороги Беркакит — Томмот — Якутск, а также придание федерального статуса автодороге «Вилюй» и модернизация автодороги «Лена» стали прорывными достижениями республики.
Таким образом, по двум значимым для республики проектам — строительством железной дороги и моста через Лену - работы будут идти параллельно. Окончание строительства магистрали - 2013-й, совмещенного моста - 2015-й год.
С приходом железной дороги в центр региона столица Якутии станет крупным транспортным узлом, в котором сходятся три федеральные дороги, водные пути, и важнейшим центром всего северо-востока России.
Будет образован меридиональный транспортный коридор, обслуживающий как внутренние потребности страны, так и ее внешнеэкономические связи, включая интересы приграничных азиатских стран в направлении Европы. Продолжение строительства железной дороги до Уэлена с ответвлением на Магадан с последующим выходом к Берингову проливу станет основой создания трансконтинентальной железнодорожной магистрали «Европа – Азия – Америка». Значимость этой магистрали для мировой экономики и геополитики можно, пожалуй, сравнить с Суэцким каналом.
Строительство участка АЯМа Томмот - Якутск и моста через Лену включено или так или иначе увязано со следующими федеральными и региональными программами: Транспортная стратегия России до 2030 года, Стратегия развития железнодорожного транспорта до 2030 года, ФЦП «Развитие транспортной системы России (2010-2015 годы)» и «Экономическое и социальное развитие Дальнего Востока и Забайкалья на период до 2013 года», Схема комплексного развития производительных сил, транспорта и энергетики РС (Я) до 2020 года, Транспортная стратегия Республики Саха (Якутия) до 2025 года, Государственная целевая программа развития транспортного комплекса республики на период до 2015 года.
Весь раздел [8,9].
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ РАБОТЫ
2.1. Предпосылки для возможности строительства ВСМ в Республике Саха
Перспективное направление организации высокоскоростного железнодорожного движения характеризуется рядом основных критериев [12]:
большая численность населения района тяготения - более 35 млн. чел;
средняя плотность населения - 48.56 чел./км2;
большая доля городского (более мобильного) населения - более 70%;
наличие устойчивого пассажиропотока на авиа- и железнодорожном транспорте - около 17 млн. чел. (на всей протяженности трассы);
опережающие развитие в сравнении со среднероссийскими уровнями хозяйственного развития территорий и денежных доходов на душу населения.
Пропускная способность действующей железнодорожной магистрали в Республике Саха (Якутии) обеспечивается в большей степени за счёт грузооборота. В настоящее время пропускная способность участка – семь пар поездов в сутки. Весовая норма грузового состава – 1,7 тыс. т, с кратной тягой – 3,5 тыс. т [5].
На 2013 год пропускная способность Якутии составляет 16 миллионов тонн [13].
Пересмотрена и тарифная политика: снижены ставки для перевозки отдельных видов грузов – в том числе для отправки на экспорт продукции с малых угольных разрезов Южной Якутии.
С сентября 2004 года открыто регулярное пассажирское сообщение по направлениям Томмот-Москва, Томмот-Хабаровск, Томмот-Нерюнгри-пассажирская. Участок между станциями Нерюнгри-грузовая и Томмот включен в прямое сообщение с единой сетью ОАО "РЖД" для повагонных и контейнерных отправок и с оформлением единого перевозочного документа на весь путь следования, что исключает дополнительные затраты по переадресовке и переработке грузов по станции Беркакит.
Организована прямая диспетчерская связь на всем протяжении участка, уменьшены интервалы скрещения поездов на раздельных пунктах. Техническое состояние пути позволяет осуществлять движение поездов со скоростью 50 км/час, а по условиям ВСМ должна быть не менее 160 км/час . Введен в эксплуатацию грузовой двор на Томмоте [5].
Из-за малодеятельной железнодорожной линии Беркакит –Томмот, основной доход которой приносит грузовые перевозки и непродуманная тарификация пассажирских перевозок затормаживает развитие данных линий, а потому и ставят под сомнение строительство ВМС в Якутии.
Как показывает диаграмма на рисунке 4 в Якутии наблюдается спад численности населения на 2678 человек, а качество жизни повышается, о чем свидетельствует диаграмма на рисунке 5 о естественном приросте населения [5].
Рис. 4. Динамика численности населения Якутии за последние 3 года.
2012
Рис. 5. Динамика естественного прироста населения Якутии за 2011-12 гг.
Так, для строительства ВСМ в Якутии обязательными техническими условиями должны являться:
1. Для эксплуатации электровозов требуется сложная инфраструктура: контактная сеть, тяговые подстанции — по этой причине электровозы экономически выгодно использовать только в качестве магистральных локомотивов на железных дорогах с большим трафиком. Маневровые электровозы рентабельно использовать только на крупных электрифицированных станциях.
2. Повышенная электрическая опасность как самого электровоза, так и электрифицированных железнодорожных путей.
3. Повышенная, как и у тепловозов с электротрансмиссией, металлоёмкость электрооборудования. Особенно это относится к электровозам переменного тока.
4. Сложность постановки в депо — требуется маневровый локомотив. В зданиях депо, по соображениям безопасности, часто отсутствует контактный провод — это ещё одна причина, по которой электровоз целесообразно использовать только в качестве магистрального локомотива [11].
. Перспективы реализации данного проекта
Перспективы реализации данного проекта в Якутии являются спорными лишь по таким причинам:
Суровый климат, так как современные электровозы и суперэлектровозы весьма сильно подвержены тепловым нагрузкам, что может приводить к их частой поломке;
Большая затрата на реализацию проекта, требующее привлечения частных инвесторов;
Малая плотность населения - 0,31 чел./км2 (по данным за 2013г.) [11];
Уменьшение прироста населения (по данным с 2011 по 2013г.) [6];
Малое развитие железнодорожной инфраструктуры.
По причине нестабильного пассажирооборота Якутии на данном этапе развития строительство ВСМ невозможно, так ВСМ занимается только пассажирскими перевозками. Данная проблема волне решаема, если дорожное полотно дойдёт до города Якутска.
На данный момент численность населения за последние три года в сумме снизилось на 2678 человек (10%). Пассажирооборот увеличится в разы только с повышением прироста и плотности населения, так как там преобладает авиа- и автотранспорт, из-за отсутствия железнодорожной дороги.
По сравнению с авиа-перевозками железнодорожные перевозки являются наиболее приемлемыми из-за их низкой стоимости. В то же время преодоление расстояний автотранспортом является не вполне комфортабельным и быстрым для современного человека, а при низких температурах климата Якутии еще и опасным.
Социально-экономическое значение строительства и эксплуатации высокоскоростной железнодорожной магистрали в Якутии будет выражаться в:
формировании единой национальной системы высокоскоростного движения страны;
оптимизации грузовых и пассажирских в дальневосточном направлении;
улучшении транспортно-логистической схемы региона, делающей его инвестиционно- привлекательным;
обеспечении перевозок и обслуживания российских пассажиров на уровне, отвечающем лучшим мировым стандартам;
развитии передовых транспортных технологий, новых методов транспортного строительства;
прогрессе отечественных производителей в Республике транспортного машиностроения, силовой электроники, систем управления и ряде других областей;
решении комплекса социальных проблем, связанных как с непосредственным транспортным значением магистрали, так и вытекающих из сопутствующего эффекта развития инфраструктуры региона;
повышении социально-экономического уровня региона и получении положительного социально-экономического эффекта от роста подвижности населения и его деловой активности;
экономии материальных и энергетических ресурсов на основе передовых технологий;
создании новых рабочих мест в строительстве, промышленности, сфере обслуживания;
разгрузке параллельных автомагистралей при совмещении пассажирских и контейнерных перевозок на ВСМ;
решении экологических проблем, связанных с транспортными нагрузками на окружающую среду.
Заключение
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.
Наиболее эффективным методом решения этой проблемы является научно-техническое планирование и управление комплексом решаемых задач на базе Федеральной целевой программы.
Россия занимает четвертое место в мире по пассажирообороту железнодорожного транспорта и имеет недостаточно высокоскоростного сообщения. Лидирующее положение по пассажирообороту в высокоскоростном движении занимает Япония (около 75 млрд. пасс-км в год). В странах европейского сообщества (Франции, Германии, Великобритании, Италии, Испании, Швеции) общий пассажирооборот в высокоскоростном движении составляет около 45 млрд. пасс-км в год. Из года в год пассажирооборот в высокоскоростных перевозках увеличивается, т.е. его популярность растет. Всего в эксплуатации на зарубежных железных дорогах по состоянию на начало 2000 г. находилось 13375 вагонов высокоскоростного пассажирского состава, из них около 45% в мотор-вагонном исполнении [3].
К большому сожалению, развитость такой инфраструктуры в Якутии составляет одну из наиболее значимых проблем, а из-за малого пассажирооборота реализация проекта не возможна на данном этапе.
Потому стоить отметить, что одним из самых крупных и значимых городов является город Якутск, до которого ещё не реализован проект строительства железнодорожной линии по причине сложностей по постройке моста через реку Лена. Возможно после реализации данного моста, и строительства железнодорожной линии до города Якутска стоить говорить о повышении пассажирооборота и значительном повышении пропускной способности не только республики Саха Якутии, но и Крайнего Севера и Дальневосточного региона РФ в целом.
При этом необходимыми условиями для начала и развертывания строительства ВСМ в Якутии являются:
изыскание необходимых средств и установление жесткого контроля за их расходованием по назначению;
стимулирование устойчивого роста пассажиропотока;
завершение работ по проектированию линии;
научное сопровождение этих работ и процесса строительства.
Создание высокоскоростной магистрали требует финансирования от государства, ОАО «Российские железные дороги», ОАО «Железные дороги Якутии», предпринимательских и акционерных структур, и прежде всего РАО ВСМ, иностранных инвестиций.
Однако главным двигателем в создании ВСМ является правительственная поддержка. Не случайно за рубежом государство принимает активное участие в строительстве высокоскоростных магистралей, осуществляя прямое финансирование (Япония, Германия, Испания), создает законодательные условия для отвода земель под строительство, предоставляет гарантии для получения займов, участвует в акционерном капитале (Франция, Италия).
Список использованной литературы
О стратегии развития российских железных дорог до 2030 года: желания и действительность. Режим доступа: http://www.odnako.org (дата обращения 01.12.13 г.).
Режим доступа: http://press.rzd.ru (дата обращения 19.11.2013).
Режим доступа: http://www.ttgdt.edu.ru (дата обращения 12.10.2013).
Режим доступа: http://speedrail.ru/ (дата обращения 15.11.2013).
Режим доступа: http://www.infuture.ru (дата обращения 08.10.2013).
Амуро-Якутская железнодорожная магистраль. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org (дата обращения (17.10.2013)
Режим доступа: http://sakha.gov.ru (дата обращения 20.11.2013).
Амуро-Якутская железнодорожная магистраль. Режим доступа: http://ru.wikipedia.org. (дата обращения 01.12.13 г.).
Сергей Шарапов. Направление развития – высокоскоростные магистрали. Режим доступа: http://protown.ru (дата обращения 01.12.13 г.).
Режим доступа: http://www.poezdvl.com (дата обращения 13.10.2013).
Режим доступа: http://xreferat.ru (дата обращения 17.10.2013).
ОАО «Скоростные магистрали». Обоснование инвестиций в строительство высокоскоростной магистрали «Москва-Казань-Екатеринбург, 2013. Режим доступа: http://mindortrans.tatarstan.ru (дата обращения 01.12.13 г.).
Режим доступа: http://www.yktimes.ru/%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BE%D1%81%D1%82%D0%B8/putin-propusknuyu-sposobnost-bama-i-transsiba-nado-povyishat/ (дата обращения 03.12.2013)