XV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2023

Железнодорожный транспорт является сложной производственно-экономической и социальной системой со своей внутренней, только ей присущей территориально-производственной и функциональной структурой. В этом значении он выступает и как самостоятельная отрасль национального хозяйства, и как отрасль материального производства, продолжающая процесс создания стоимости товаров в сфере обращения.

От капитала и качества деятельности железнодорожного автотранспорта находятся в зависимости не только перспективы последующее социально-финансовое становление, но и способности страны качественно осуществлять подобные важные функции, как охрана государственного суверенитета и безопасность государства, усиление целостности пространства, предоставление потребности людей в транспортировках, разработка критериев с целью выравнивания социально-экономического развития регионов, увеличение ресурсной независимости и всемирной конкурентоспособности. Безусловно, железнодорожный транспорт необходимо совершенствовать, так как отказ от этого приведёт к резкому замедлению темпов экономического роста.

Реализация потенциальных преимуществ железнодорожного транспорта в современных условиях повышающихся требований к скорости оборота капитала и, в частности, оборотных средств, представляет собой непростую задачу. Для наилучшего обеспечения рынка транспортных услуг нередко требуются крупные капиталовложения и мобилизация значительных материальных ресурсов, поиск самых современных технических и технологических решений.

Стратегия развития железнодорожного транспорта, обеспечивающая значительное расширение сферы его деятельности, осуществляется в следующих основных направлениях:

1. Расширение использования концепции маркетинга транспортного обслуживания, основывающейся на постоянном изучении потребностей клиентуры, выработке четких представлений не только о количественных, но и качественных потребностях заказчика, что позволит своевременно реагировать на изменение спроса и предоставлять новые услуги.

Для повышения качества и уровня культуры транспортного обслуживания разрабатываются и вводятся научно-обоснованные общетранспортные стандарты на основные виды услуг, совершенствуются формы и методы контроля качества транспортных услуг. Введение стандартизации обеспечивает действенный способ нормативного управления качеством работы железных дорог.

2. Развитие сети мощных, оснащенных передовой транспортной техникой и технологией магистралей, на которых должны сосредоточиваться перевозки между экономическими центрами с последующим распылением грузопотока по линиям местного значения. Такая концепция перевозок обеспечивает высокую их производительность и позволяет в полной мере использовать основные преимущества железнодорожного транспорта, связанные с возрастанием его эффективности при массовых перевозках.

3. Совершенствование управления перевозочным процессом на основе совершенствования организационных структур управления и создания автоматизированных диспетчерских центров, обеспечивающих управление, контроль и безопасность движения поездов. Создание системы оптимального управления работой железнодорожного транспорта на всех уровнях иерархии системы управления и во всех временных разрезах, начиная с задач составления долговременных нормативных документов, типа графика движения и плана формирования и кончая задачами оптимального управления технологическими процессами.

4. Создание и развитие национальных и международных информационных систем, обеспечивающих предоставление необходимой информации грузовладельцам, безбумажную технологию при сопровождении грузов, предоставление технологической информации для управления перевозочным процессом. Информационные системы становятся средством полного вовлечения железных дорог в систему коммерческой деятельности общества.

5. Разработка и внедрение роботизированных комплексов и систем управления для выполнения маневровой работы, обслуживания подвижного состава, оперативного диагностирования технического состояния пути, инженерных сооружений, других транспортных средств. Внедрение системы контроля внешних факторов, влияющих на безопасность движения.

6. В области путевого хозяйства – более широкое использование конструкции бесстыкового пути с термически упрочненными рельсами. Обеспечение опережающего приведения верхнего строения пути, земляного полотна и искусственных сооружений в соответствие с изменяющимися условиями эксплуатационной работы, широко используя при этом механизацию и автоматизацию ремонтно-путевых работ. Более полное использование профильной шлифовки рельсов для продления срока их службы и улучшения состояния пути, а также смазывания боковых поверхностей рельсов и колес.

7. Увеличение грузоподъемности, вместимости и надежности грузовых вагонов.

8. Большую актуальность имеет повышение энергетической экономичности электровозов и электропоездов. Для этого целесообразно расширять внедрение системы рекуперативного торможения, стремиться к увеличению коэффициента мощности электроподвижного состава переменного тока. Для экономии электроэнергии важно также улучшать конструкции тепловозных дизелей и переводить их на менее дефицитное топливо. Применение новейшей элементной базы, позволяющей шире выпускать подвижной состав с электронными устройствами управления, является также одним из основных направлений в совершенствовании локомотивов.

Большое значение имеет обеспечение безотказной работы контактной подвески в условиях высоких скоростей, больших размеров движения, а также при воздействии сильного ветра, гололедных образований и низкой температуры.

9. В области железнодорожной автоматики, телемеханики и связи – создание автоматизированной системы управления движением поездов, являющейся частью общей системы автоматизированного управления перевозками; широкое применение средств вычислительной и микропроцессорной техники, в том числе в устройствах обеспечения безопасности движения, что позволяет существенно повысить их функциональные возможности и надежность, сократить затраты на обслуживание; построение систем технологической связи с использованием волоконно-оптических линий связи, цифровых систем передачи; применение спутниковых систем связи.

В развитии железнодорожного транспорта современные инновационные решения  в первую очередь направлены на усовершенствования, касающиеся поездов и составов. Их стремятся сделать все более быстрыми, безопасными, эффективными. Данный вид транспорта считается одним из самых экологически чистых, при этом современные поезда могут осуществить доставку в довольно рекордные сроки, и пассажиры попадут в пункт назначения за очень короткое время.

Остановимся на нескольких технологиях, которые смогут оказать немалое влияние на будущее развитие в железнодорожной отрасли.

1. Рельсы с солнечным зарядом.

В настоящее время большое количество машиностроительных компаний снабжают крыши электромобилей солнечными панелями, тем самым максимально увеличивая ассортиментный ряд. Такой же подход можно внедрить и касательно поездов.

С 2017 года в Австралии уже существует вариант курсирующего состава, использующего для передвижения солнечную энергию.

Отрасли солнечной и водородной энергетики как раз такие, они смогут обеспечить более устойчивый спрос на путешествия поездом по сравнению с другими существующими видами транспортных средств.

2. Поезда на водороде.

Рис. 1 Схема работы с использованием водородных технологий

По своему содержанию, поезда, работающие с использованием водорода, имеют довольно простую технологию. В состав топливного элемента входят анод, катод и электролитические мембраны. После прохождения через анод, происходит расщепление водорода на частицы электронов и протонов. Затем отрицательно заряженные частицы проникают сквозь цепь, последней генерируется электрический заряд, который накапливается в литиевой батарее либо напрямую в электрическом двигателе поезда.

Но такая работа поездов имеет небольшой минус – при наступлении реакции между кислородом и молекулами водорода, последние превращаются в обычную воду.

Такой состав уже существует в Германии, он стал первым в железнодорожной отрасли пассажирским транспортом, который работает на водороде. Уже в ближайшем будущем такое технологическое решение сможет получить довольно широкое стать распространение.

3. Рельсы с автоматизацией.

Поезда с автономной работой уже не первый год используются развитыми городами во всем мире. Но вместе с тем, еще осуществляется реклама данной технологии, как переломного момента для будущей деятельности железнодорожной отрасли. Происходит это из-за того, что автономные системы каждый раз усовершенствуются, их становится возможным задействовать на более длительных дистанциях. Кроме этого, система автоматизации обладает большими возможностями, позволяющими оптимизировать эффективность систем общественных транспортных средств и сооружений, например, метро. Система идеально учитывает время пиковых нагрузок и препятствует образованию пробок.

4. Сверхскоростные поезда Маглева.

Рис. 2 Сверхскоростной поезд Маглева

Маглев – составы из Шанхая, они приводятся в движение благодаря специальным магнитам, в настоящий момент они считаются самыми быстрыми в мире. Расстояние в 12 км поезд проходит за семь минут, его средняя скорость составляет 160-170 км/час. В ближайшие 5 лет планируется запуск нового маршрута, еще с более скоростным экспресс пассажирским поездом, который будет соединять Токио и Нагойю. Весь путь буде длиться 40 минут, и максимальные показатели скорости будут достигать 195 км/час.

5. Разработка интеллектуальных датчиков с опцией проверки железнодорожного пути автоматическим способом.

Немаловажным моментом для автоматизированной работы железнодорожных путей является выявление и обработка огромного количества объемов информации, которая поступает с железной дороги, транспортных средств, пассажиров. Многие известные компании, Сименс, Тейлз и другие, занимаются разработкой датчиков, которые помогут в обслуживании поездов и смогут обеспечить дополнительную пассажирскую безопасность, к примеру, благодаря своевременному обнаружению повреждений железнодорожных путей с помощью GPS-обозначений.

6. Применение дронов – дополнительный способ гарантии безопасности перевозки пассажиров.

Беспилотные устройства можно также применять для гарантии безопасного движения железнодорожного транспорта. Они оснащены автоматизированными системами зондирования территории и имеют возможность инспектировать дорогу перед движущимися поездами на предмет наличия каких-либо возникающих препятствий, а также подходят для обеспечения безопасного автономного передвижения транспортного средства.

Рис.3 Дрон (беспилотное устройство)

7. Startram: поезд в ... космос?

Рис.4 Космическая железная дорога

Хотя это вряд ли когда-нибудь станет частью наших ежедневных поездок, это смелая идея того, как железнодорожные и космические технологии могут пересекаться в отдаленном будущем.

Концепция Startram вывела бы корабль в космос, используя структуру рельса Маглева, которая простиралась бы на низкую околоземную орбиту. Это значительно уменьшило бы зависимость космической промышленности от топлива.

Конечно, с трудом верится, что подобная теория когда-нибудь станет обыденностью. Однако данная концепция показывает, как железнодорожные технологии могут (или могли бы) использоваться для транспортных систем, которые в настоящее время находятся за пределами наших самых смелых мечтаний.

8. Использование космической техники.

Согласно заявлению Европейского космического агентства, специальная сенсорная технология, которая используется для обеспечения безопасного возвращения космического корабля в атмосферу Земли, может быть использована и для повышения безопасности поездов.

Спутниковая технология также имеет большой потенциал для того, чтобы обеспечить масштабируемое решение для железнодорожного позиционирования и надежного подключения к Интернету на высокоскоростных поездах.

9. Гибридный поезд-самолет.

Рис. 5 Гибридный поезд-самолет

При нынешних темпах роста воздушного передвижения, все мировые аэропорты достигнут критичного уровня к 2030 году. Вот почему в AKKA Technologies уже разрабатывают концепцию мультимодального самолета под названием «Link & Fly».

Гибридный самолет-поезд способен без труда присоединить и отсоединить вагон, который также может соединяться с железными дорогами. Компания уже успешно проверила раннюю версию самолета.

Если будущее транспорта будет модульным, железные дороги, безусловно, станут неотъемлемой частью инновационного процесса. Благодаря низкому выбросу углерода и адаптивности, поезда не будут отставать от более популярных сегодня транспортных средств.

Список использованной литературы

1. Современное состояние железнодорожного транспорта, стратегия развития. Ссылка на ресурс: https://studfile.net/preview/7398134/page:6/#9;

2. Направления развития транспортной системы: российские и мировые стратегии. Ссылка на ресурс: https://trasscom.ru/blog/napravleniya-razvitiya-transportnoj-sistemy-rossijskie-i-mirovye-strategii/;

3. Возможные пути развития железнодорожного транспорта./ Статья/Ссылка на ресурс: https://moluch.ru/conf/tech/archive/164/9457/;

4. Какими будут железные дороги будущего? Ссылка на ресурс: https://habr.com/ru/company/toshibarus/blog/478100/;

5. Перспективы развития железнодорожного транспорта. Ссылка на ресурс: https://cssrzd.ru/news/perspektivy.php;

6. Будущее железных дорог — энергетика и окружающая среда. Ссылка на ресурс: https://railstorg.ru/budushhee-zheleznyh-dorog/.

Код для цитирования: Скопировать