Marktransport med hög hastighet

Höghastighetstransport på marken (HSNT) - järnvägstransport på marken , som tillhandahåller förflyttning av höghastighetståg med en hastighet av över 250 km/h på specialiserade spår, eller med en hastighet av mer än 200 km/h på moderniserade befintliga spår [ 1] [2] [3] .

Moderna höghastighetståg i reguljär drift når hastigheter upp till 350–400 km/h, och i tester kan de till och med accelerera till 560–580 km/h. På grund av tjänstens hastighet och hög rörelsehastighet är de en allvarlig konkurrent till andra transportsätt, samtidigt som de behåller en sådan egenskap hos alla tåg som låga transportkostnader med en stor volym passagerartrafik.

Den första reguljära höghastighetstågtrafiken började 1964 i Japan under Shinkansen - projektet. 1981 började VSNT-tåg att köra i Frankrike, och snart blev större delen av Västeuropa , inklusive till och med ön Storbritannien , sammankopplade med ett enda höghastighetståg. I början av 2000-talet blev Kina världsledande i utvecklingen av ett nätverk av höghastighetslinjer, liksom operatören av den första vanliga höghastighetsmaglev .

I Ryssland började den reguljära driften av höghastighetståg från Sapsan , på gemensamma spår med konventionella tåg, i slutet av 2009 . Enligt standarderna för International Union of Railways finns det för närvarande inga höghastighetsjärnvägslinjer speciellt byggda för höga hastigheter (med en hastighet på över 250 km / h), designen av den första Moskva - St. restid 2 h 15 min (enligt uppgifter som meddelades i december 2020 av Sergey A. Kobzev, biträdande generaldirektör, chefsingenjör för Russian Railways , som är ansvarig för HSR) [4] [5] . Men enligt standarderna från International Union of Railways är järnvägslinjen St. Petersburg - Moskva ( Oktyabrskaya Railway , 650 km lång) den första moderniserade höghastighetslinjen i Ryssland (med en hastighet på över 200 km / h) . På större delen av denna motorväg går tågen med en maximal hastighet av 200 km/h; på sträckan Okulovka  - Mstinsky-bron  - upp till 250 km/h är den minsta restiden mellan huvudstaden och St Petersburg 3 timmar 30 minuter [5] . Frågan om att utforma en andra HSR Moskva-Kazan övervägs också . I januari 2019 godkändes byggandet av den första delen av motorvägen från Zheleznodorozhny i ​​Moskva-regionen till Gorokhovets i Vladimirskaya, men sedan sköts projektet upp på grund av olönsamhet och otillräcklig passagerartrafik [6] .

I grund och botten transporterar höghastighetståg passagerare, men det finns varianter avsedda för godstransport . Så den franska tjänsten La Poste använde i 30 år speciella elektriska tåg TGV , som tjänade till att transportera post och paket (deras drift slutfördes i juni 2015 på grund av minskningen i volymen av postförsändelser under de senaste åren) [7] .

I genomsnitt, enligt europeiska standarder, kostar byggandet av 1 km av en höghastighetsmotorväg 20-25 miljoner euro, dess årliga underhåll per 1 km är 80 tusen euro. Kostnaden för ett HSR-tåg med 350 platser varierar från 20 till 25 miljoner euro, dess årliga underhåll kostar 1 miljon euro [8] .

Definition

Konceptet med höghastighetståg (såväl som höghastighetståg ) är relativt villkorat och kan skilja sig åt både efter land och historisk period. Så i början av 1900-talet kallades höghastighetståg som följde med hastigheter över 150-160 km / h. I samband med att tåghastigheterna ökade ytterligare höjdes denna ribba successivt. För närvarande, till exempel i Ryssland och Frankrike , (på konventionella linjer) är dess värde 200 km / h, i Japan , såväl som i samma Frankrike (men för specialiserade linjer) - 250 km / h, i USA  - ca. 190 km/h och så vidare.

Dessutom kombineras i många länder sådana koncept som höghastighetståg och höghastighetståg . Trots det faktum att de sovjetiska/ryska (använda) ER200 och ChS200 (lokomotivet för Avrora- och Nevsky Express-tågen ) nådde en hastighet på 220 km/h på testresor, är de inte höghastighetståg, eftersom deras maximala driftshastighet gör det inte överstiga 200 km/h

Omfattning

Det är mer rationellt att använda höghastighetstransport mellan avlägsna objekt, främst i närvaro av ett stort regelbundet passagerarflöde , till exempel mellan en stad och en flygplats, i semesterorter eller mellan två stora städer. Detta förklarar spridningen av höghastighetståg i länder som Japan , Frankrike , Tyskland och många andra, där det finns en hög befolkningstäthet av städer [9] . Möjligheten att placera stationer på en plats som är bekväm för passagerare beaktas, annars går det snabbare för invånare från förorterna att ta sig till en annan stad med bil om vägen till järnvägsstationen tar för lång tid.

Höghastighetståg är också effektiva under förhållanden med höga oljepriser , eftersom huvudkraften för höghastighetståg kommer från kraftverk som kan använda förnybara resurser (till exempel energi från fallande vatten ).

Historik

Tåg ökar hastigheten

Kort efter öppnandet av de första allmänna järnvägarna var tågen mycket uppskattade av allmänheten som ett snabbt transportmedel. Så vid Rainhill-tävlingarna som hölls 1829 nådde Rocket -ånglokomotivet en hastighet på 38,6 km / h (enligt andra källor - 46,7 km / h), vilket vid den tiden var ett världshastighetsrekord. I framtiden fortsatte tågens maximala hastigheter att växa, och i september 1839 övervann ångloket Hurricane på Great Western-vägen ( Storbritannien ) hastighetsgränsen på 160,9 km/h. 10 maj 1893 höghastighetsånglokomotiv nr 999 [10] [ vad? ] .

Hastighetsgränsen på 200 km/h övervanns den 6 oktober 1903 (en månad före flygplanets första flygning ) på testlinjen Marienfelde  - Zossen (en förort till Berlin ), visade en experimentell elbil skapad av Siemens & Halske en rekordhastighet på 206 km/h [11] . I slutet av samma månad ( 28 oktober ) visade en annan elbil från AEG en hastighet på 210,2 km/h [12] .

De första höghastighetslinjerna

Trots många projekt i europeiska länder dök den första offentliga höghastighetsjärnvägen upp på andra sidan kontinenten  - i Japan . I det här landet, i mitten av 1950-talet, eskalerade transportsituationen längs östkusten av ön Honshu kraftigt , vilket var förknippat med en hög intensitet i passagerartrafiken mellan landets största städer, särskilt mellan Tokyo och Osaka . Med hjälp av huvudsakligen utländsk erfarenhet (särskilt amerikansk), skapade den japanska järnvägsadministrationen ganska snabbt (1956-1958) ett höghastighetstågprojekt mellan dessa två städer. Bygget av vägen började den 20 april 1959 och den 1 oktober 1964 togs världens första höghastighetsbana i drift. Hon fick namnet " Tokaido ", längden på rutten var 515,4 km och den högsta tillåtna hastigheten för tågen var 210 km / h. Vägen blev snabbt populär bland befolkningen, vilket till exempel framgår av ökningen av passagerartrafiken på linjen [13] [14] :

Redan 1967 började vägen gå med vinst och 1971 betalade den fullt ut byggnadskostnaderna [13] .

HSR nätverk

År 1985 , det vill säga ett år efter starten av TGV -nätet, lade Europeiska gemenskapernas transportkommission (EG) fram ett antal viktiga förslag för att organisera höghastighetskommunikation i Europa. Vid den tiden var problemen med universell motorisering redan tydligt synliga, vilket negativt påverkade inte bara transporten utan också miljösituationen. Till en början gällde förslagen om integrering av höghastighetslinjer i ett enda nät endast motorvägar som skapats enligt SNCF:s planer, men internationella projekt skapades snart [15] .

För att testa genomförbarheten av att genomföra denna idé bildades en arbetsgrupp av experter från International Union of Railways and the Community of European Railways , som 1989 utvecklade "Proposals for a European high-speed rail network", på basis av vilka EU:s ministerråd bildade en arbetsgrupp kallad "Group High Level" (även känd som "High Speed"-gruppen). I denna grupp ingick representanter för EU:s medlemsländer, järnvägsföretag, företag som tillverkar järnvägsutrustning samt ett antal andra intresserade företag. Den 17 december 1990 godkände EU:s ministerråd den rapport som utvecklats av gruppen "Europeiska nätverket av höghastighetståg" och den övergripande planen för utvecklingen av höghastighetståg i Europa fram till 2010 [15 ] .

Teknik

För det mesta liknar de teknologier som används vid VSNT standardteknik för järnvägstransporter. Skillnaderna beror främst på den höga rörelsehastigheten, vilket medför en ökning av parametrar som centrifugalkrafter (uppstår när tåget passerar krökta delar av spåret, kan orsaka obehag för passagerare) och motstånd mot rörelse. I allmänhet begränsar följande faktorer ökningen av tåghastigheten [16] :

För att förbättra den aerodynamiska prestandan har tågen en strömlinjeformad frontände och ett minimum antal utskjutande delar, och utskjutande delar (till exempel strömavtagare ) är utrustade med speciella strömlinjeformade höljen. Dessutom är underredesutrustningen täckt med speciella sköldar . På grund av användningen av sådana konstruktiva åtgärder reduceras också aerodynamiskt buller , det vill säga tåget blir mindre bullrigt.

Mekaniskt motstånd består huvudsakligen i samverkan mellan hjul-skenan, det vill säga för att minska motståndet krävs det att skenornas avböjning minskas . För att göra detta förstärker de först och främst järnvägsspåret , för vilka tunga typer av skenor , armerad betongslipers och krossad stenballast används. De minskar också belastningen från hjulen på rälsen, för vilka aluminiumlegeringar och plast används i vagnskarossernas material.

Som en av de alternativa möjligheterna för höghastighetstågtrafik och för att öva höga hastigheter på järnvägsspår, på 1930-talet i Tyskland (" Rail Zeppelin "), på 1960-talet i USA ( M-497 ) och på 1970-talet i The USSR ( Speedy Wagon-Laboratory ) testade prototyptåg som inte hade motordrivning av hjulparboggier och som drevs av turboprop- och turbojetmotorer .

För att helt och hållet bli av med hjulfriktion, det vill säga för att få tåget att hänga över spåren (icke-rälsstyrningar eller duk), utvecklades svävareståg med turboprop- och turbojetmotorer (franska airtrain , etc.), som ingick inte i utbredd drift, även tåg på magnetisk levitation ( maglev ) med linjära dragmotorer och supraledare , som har fått en viss distribution i världen.

För att uppnå hög effekt måste tåget ha en mycket kraftfull primär kraftkälla . Detta förklarar varför nästan alla höghastighetståg (med endast sällsynta undantag) är elektrisk rullande materiel ( ellokomotiv , elektriska tåg ). Drivmotorerna på den första generationens tåg var DC-kollektormotorer . Kraften hos en sådan motor begränsas främst av kollektor-borstaggregatet (som också är opålitligt), därför började borstlösa dragmotorer användas redan på tåg från efterföljande generationer: synkron ( ventil ) och asynkron . Sådana motorer har en mycket högre effekt, så som jämförelse: effekten av DC TEM för det elektriska tåget TGV-PSE (1:a generationen) är 538 kW, och den synkrona TEM för det elektriska tåget TGV-A (2:a generationen) är 1100 kW.

För bromsning av höghastighetståg används i första hand elektrisk bromsning , vid höga hastigheter - regenerativ och vid låga hastigheter - reostatisk . Men moderna statiska omvandlare (till exempel 4q-S , som används på 4:e generationens EPS) gör det möjligt att använda regenerativ bromsning på rullande materiel med borstlösa TED:er i nästan hela hastighetsområdet.

HCNT och andra transportsätt

VSNT och flyg

I början av 2011 hade höghastighetstågen ännu inte nått passagerarjets hastigheter - 900-950  km/h. Av detta kan vi dra slutsatsen att med flyg från stad till stad kan du ta dig snabbare än med tåg. Men här träder i kraft det faktum att majoriteten av flygplatserna ligger långt från stadskärnan (på grund av omfattande infrastruktur och högt buller från flygplan), och vägen till dem kan ta avsevärd tid. Dessutom tar en ganska lång tid (cirka 1 timme) registrering innan landning, samt overheadkostnader för start och landning. Höghastighetståg kan i sin tur avgå från stadens centralstationer, och tiden från köp av biljett till tågets avgång kan ta cirka 15 minuter. Denna tidsskillnad tillåter alltså tåg att ha en viss fördel jämfört med flygplan. Figuren visar grafer över den ungefärliga restiden med tåg och flyg, med hänsyn tagen till restiden till stationen eller flygplatsen och incheckning. Utifrån det kan man se att upp till ett visst avstånd blir den totala restiden med tåg mindre än med flyg.

Att ersätta luftkommunikation mellan städer med VSNT gör det först och främst möjligt att frigöra ett betydande antal flygplan, vilket sparar på dyrt flygbränsle och även tillåter lossning av flygplatser . Det senare gör det möjligt att öka antalet långdistansflygningar, inklusive interkontinentala. Redan med lanseringen av de första höghastighetslinjerna skedde ett betydande utflöde av passagerartrafik från inrikesflyg till höghastighetsflyg, vilket tvingade flygbolagen att antingen minska antalet sådana flygningar eller locka passagerare genom att sänka biljettpriserna och snabbare service [13] . Säkerhetsfaktorn spelade också en betydande omständighet här - i februari-mars 1966 inträffade en serie stora flygolyckor i Japan ( 4 februari , 4 mars , 5 mars ) , vilket orsakade en undergrävning av förtroendet för flyget [17] .

Marktransporter med hög hastighet per land

Anteckningar

  1. ↑ Järnvägstransport: uppslagsverk / kap. ed. N.S. Konarev . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - S. 78-79. — ISBN 5-85270-115-7 .
  2. ↑ Allmänna definitioner av höghastighet (nedlänk) . Paris, Frankrike: International Union of Railways (UIC) (28 juli 2014). Hämtad 17 april 2015. Arkiverad från originalet 20 juli 2011. 
  3. ↑ CS Papacostas. Transportteknik och planering  / CS Papacostas, Panos D. Prevedouros. - Pearson College Division, 2001. - ISBN 978-0-13-081419-7 .
  4. ↑ Interfax, 16 december 2020. Resan mellan Moskva och St. Petersburg med höghastighetståg kommer att ta 2 timmar och 15 minuter . Hämtad 24 april 2021. Arkiverad från originalet 24 april 2021.
  5. ↑ 1 2 OpenRailwayMap . Hämtad 24 april 2021. Arkiverad från originalet 11 april 2022.
  6. ↑ De gav sig inte omedelbart iväg till Kazan  // Kommersant. Arkiverad från originalet den 11 april 2022.
  7. ↑ Olivier Aballain. Marseille: Le dernier TGV postal a quitté Cavaillon ce samedi  (franska) . 20 minuter (27 juni 2015). Hämtad 3 november 2015. Arkiverad från originalet 5 augusti 2015.
  8. ↑ Emissionspris . Gudok (6 december 2013). Hämtad 25 mars 2014. Arkiverad från originalet 24 september 2015.
  9. ↑ Igor Lensky . Railroads: The Future of Speed ​​​​(ej tillgänglig länk) . Bolshaya Moskva, nr 28 (59) (29 juli 2015). Tillträdesdatum: 25 december 2015. Arkiverad från originalet 25 december 2015. 
  10. ↑ Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Från "Rocket" till "Flying Scot" // Höghastighets- och höghastighetsjärnvägstransport. - 2001. - T. 1. - S. 167-168.
  11. ↑ Vissa källor indikerar att datumet är den 7 oktober och hastigheten är 201 km/h.
  12. ↑ Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Användningen av elektrisk dragkraft för höghastighetstågtransport // Höghastighets- och höghastighetsjärnvägstransport. - 2001. - T. 1. - S. 176-177.
  13. ↑ 1 2 3 Kiselev I.P. Den första höghastighetslinjen // Järnvägar i världen . - 2004 (nr 9). Arkiverad kopia (inte tillgänglig länk) . Hämtad 21 mars 2010. Arkiverad från originalet 3 maj 2007. 
  14. ↑ Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Höghastighets- och höghastighetsjärnvägar i Japan // Höghastighets- och höghastighetsjärnvägstransporter. - 2001. - T. 1. - S. 189-195.
  15. ↑ 1 2 Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Förutsättningar för bildandet av ett internationellt järnvägsnät för höghastighetståg // Höghastighets- och höghastighetsjärnvägstransport. - 2001. - T. 1. - S. 181-183.
  16. ↑ Moreau M. TGV-tågfamiljen och utvecklingsmöjligheter // Järnvägar i världen = Eisenbahntechnische Rundschau. - 1998 (nr 11). Arkiverad kopia (inte tillgänglig länk) . Hämtad 21 mars 2010. Arkiverad från originalet 3 maj 2007. 
  17. ↑ JAPANS FLYGBOLAG KÖR TOKYO-OSAKA  . New York Times (18 mars 1966). Hämtad 12 april 2014. Arkiverad från originalet 9 juni 2013.

Litteratur

Länkar

 Tågkategorier _
Regelbunden
utöver det vanliga
För speciella krav
Utfasade kategorier
  Gå till Wikidata-objektet  Ordböcker och uppslagsverk