Железнодорожный транспорт

Текст лекции

Введение

Учебные вопросы (основная часть):

Железнодорожный транспорт – вид транспорта, осуществляю­щий перевозки грузов по рельсовым путям в вагонах (поездах) с помощью локомотивной тяги.

Железнодорожный путь – комплекс сооружений и устройств, образующий дорогу с направляющей рельсовой колеей для дви­жения подвижного состава железнодорожного транспорта.

Железнодорожный путь имеет сложное строение. Основные эле­менты железнодорожного пути: верхнее строение, земляное по­лотно, инженерные сооружения (мосты, тоннели, виадуки, дре­нажные сооружения, подпорные стенки). В разных странах приня­та различная ширина колеи, что объясняется в основном истори­ческими причинами: в России – 1524 мм; в Западной Европе, Канаде, США и Японии на новых линиях – 1435 мм; в отдельных штатах Южной Америки, странах Африки, Индии – 1067 мм. Уз­кая колея может 6ытъ шириной 1000, 914, 891, 750 и 600 мм. Колея шириной 600 и 750 мм характерна для промышленного железнодорожного транспорта России. На метрополитене самая узкая колея 1067 мм на неко­торых линиях Токийского метро, самая широкая 1680 мм – на метрополитене г. Сан-Франциско, что связано с гористым релье­фом этого города.

В России существуют четыре категории железнодорожных ма­гистралей, различающиеся по грузонапряженности и числу пар поездов в сутки. Например, 1-я категория имеет грузонапряжен­ность более 10 млн. т-км/км пути и свыше 10 пар поездов, но густо­та ее сети (количество километров пути на 100 км² территории) составляет 0,51 км, что ниже, чем в большинстве стран, вклю­чая страны СНГ. Парк локомотивов в грузовом движении насчи­тывает примерно 4 тыс. единиц (2/3 электровозов), парк грузовых вагонов – 385,1 тыс. единиц, парк пассажирских вагонов – более 20 тыс. единиц.

Основные технико-эксплуатационные особенности и достоинства железнодорожного транспорта:

– высокая пропускная и провозная способность (двухпутная до­рога с автоматической блокировкой пропускает 150–200 пар по­ездов в сутки; однопутная – 60 пар поездов в сутки);

– надежность работы благодаря независимости от климатических условий, что обеспечивает бесперебойную перевозку грузов в любое время года (95 % путей сообщения работает без сбоя при перепа­дах температуры; исключения приходятся на обрыв электриче­ских проводов при стихийных бедствиях);

– возможность сооружения путей сообщения на любой сухопут­ной территории и на водной территории при наличии паромов;

– непосредственная связь с промышленными и сельскохозяй­ственными предприятиями любых отраслей экономики. Отдель­ные отрасли (металлургическая, угледобывающая, нефтеперера­батывающая и др.) имеют, как правило, свои подъездные пути для выхода на магистральную сеть;

– массовость перевозок в сочетании с довольно низкой себесто­имостью (малые эксплуатационные расходы) и достаточно высо­кой скоростью доставки;

– более короткий путь следования по сравнению с естественны­ми путями водного транспорта.

Относительные недостатки железнодорожного транспорта:

– ограниченная маневренность из-за «привязки» к колее;

– высокая первоначальная стоимость основных фондов: стоимость строительства 1 км однопутной линии – примерно 10 млн. руб. (в ценах 1998 г.), двухпутной – на 40 % больше (в трудных услови­ях может быть в 2–3 раза выше); подвижной состав дороже авто­мобилей (но дешевле в 3–4 раза, чем самолеты и морские суда);

– высокая металлоемкость, трудоемкость, низкая производитель­ность труда. Так, в среднем на 1 км эксплуатационной длины же­лезных дорог России приходится почти 14 человек (в США – 1,5 человека при тех же объемах транспортной работы).

Технология[1] работы железнодорожного транспорта наиболее сложная, что связано с привязкой его к железнодорожной колее. Основой технологии работы железнодорожного транспорта явля­ется теория расписаний (график движения); план формирования поездов по направлениям движения; согласованный план форми­рования поездов на магистральном направлении с графиком ра­боты подъездных путей предприятий, имеющих связь с магист­ральной сетью железных дорог.

Принципы работы железных дорог:

– на занятый перегон не может выйти другой поезд (для повы­шения пропускной способности перегоны дробятся на участки);

– движение осуществляется только поездами (пассажирскими, грузовыми, почтовыми, смешанными), которые переформировы­ваются по маршруту движения;

– грузы следуют между сортировочными станциями, на которых переформировываются поезда;

– управление транспортным процессом производится через дис­петчерский центр;

– смена бригады паровоза производится через 100–120 км (забор воды необходим через 600–800 км). Современная тяга позволяет менять бригаду через 200–300 км, а локомотив – через 1000 км. Смена осуществляется в течение 15–20 мин;

– перевозка проходит при разной ширине колеи;

– отправки грузов – повагонные, мелкопартионные, поездные или маршрутными поездами.

Отправки маршрутными поездами характерны для перевозки угля и других массовых навалочных грузов от мест добычи до по­требителей (например, на электростанции) или при перевозке контейнеров чаще по специально разработанному расписанию (с ускоренной доставкой).

Проблемы и тенденции развития железнодорожного транспорта:

– повышение производительности, прежде всего путем создания резерва пропускной и провозной способностей (сейчас 70 % же­лезных дорог страны – однопутные, 80 % железнодорожной сети имеет максимальный коэффициент грузонапряженности) и по­вышения скорости движения (рекорд скорости на отечественных железных дорогах – около 200 км/ч). Высокоскоростной поезд TGV (Франция) установил мировой рекорд скорости – 515 км/ч, ско­рость его эксплуатации на дорогах Франции и Европы – 300 км/ч.

Скорость может быть повышена благодаря замене типа тяги, на­пример на газотурбинную, паротурбинную, атомную. Высокие ско­рости достигаются также благодаря изменению дизайна на более обтекаемый;

– увеличение темпов электрификации дорог (сегодня электри­фицированных дорог более 40%; себестоимость электровозов на 15 % ниже, а производительность выше; они экологически менее вредны; условия их управления лучше);

– снижение расхода топлива при повышении скорости, что дос­тигается уменьшением общего веса поезда (например, в Герма­нии при изготовлении вагонов применяют стеклопластик, кото­рый облегчает вес поезда на 20 %);

– выравнивание путей, особенно при увеличении скорости, так как при радиусах закругления 300 м скорость для безопасного движения не должна превышать 70 км/ч, а при радиусе 1000 км – 132 км/ч;

– внедрение тяжеловесных составов (оптимальный вес около 10 тыс. т обеспечивает минимальные эксплуатационные затраты), новых типов подвижного состава грузоподъемностью 120 т (8-осные вагоны с повышенными прочностными характеристи­ками);

– создание специализированных вагонов для разнообразной но­менклатуры грузов (сейчас уровень специализации около 30 %);

– механизация мест для формирования поездов (горки);

– укладка рельсов тяжелого типа и бесстыковочных путей, необ­ходимая для повышения скоростей (путь составляет до 55 % капи­тальных вложений в железнодорожный транспорт);

– повышение уровня автоматизации погрузочно-разгрузочных ра­бот;

– удлинение платформ;

– внедрение контейнерной и пакетной технологий, особенно для мультимодального сообщения, а также двухэтажных вагонов, ко­торые дают увеличение посадочных мест на 45 % при экономии ресурсов на 25 % на 1 пассажиро-место (в России в 1837 г. на Цар­скосельской дороге эксплуатировался двухэтажный вагон).

Существует проблема перевода короткопробежных перевозок с железнодорожного на другие виды транспорта при возможно­сти и целесообразности, и рынок способствует ее решению.

Решаются вопросы информационной обеспеченности.

В помощь диспетчерам развиваются информационно-вычисли­тельные центры железнодорожного транспорта, системы оператив­ного слежения за поездами и их формированием по пути следова­ния, дорожная информационная система контроля и управления оперативной работой сети железных дорог (ДИСКОР) и др.

Классификация подвижного состава железнодорожного транс­порта представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Классификация подвижного состава железнодорожного

транспорта