Nopeat maakuljetukset

High-speed maaliikenne (HSNT) - maaraideliikenne , joka tarjoaa suurten nopeuksien junien liikkumisen yli 250 km/h nopeudella erikoisraiteilla tai yli 200 km/h nopeudella nykyaikaistetuilla olemassa olevilla radoilla [ 1] [2] [3] .

Nykyaikaiset suurnopeusjunat saavuttavat säännöllisessä liikenteessä jopa 350–400 km/h nopeuksia, ja testeissä ne voivat kiihtyä jopa 560–580 km/h. Palvelun nopeuden ja suuren kulkunopeuden vuoksi ne ovat vakava kilpailija muille liikennemuodoille, säilyttäen samalla kaikkien junien sellaisen ominaisuuden kuin alhaiset kuljetuskustannukset suurella matkustajaliikenteellä.

Ensimmäinen säännöllinen suurnopeusjunaliikenne alkoi vuonna 1964 Japanissa Shinkansen - projektin puitteissa. Vuonna 1981 VSNT-junat alkoivat kulkea Ranskassa, ja pian suurin osa Länsi-Euroopasta , mukaan lukien jopa Ison-Britannian saari , yhdistettiin yhdeksi suurnopeusjunaverkoksi. 2000-luvun alussa Kiinasta tuli maailman johtava suurten nopeuksien ratojen verkoston kehittäjä sekä ensimmäisen säännöllisen nopean maglevin operaattori .

Venäjällä suurten nopeuksien Sapsan-junien säännöllinen liikennöinti tavanomaisten junien kanssa yhteisillä radoilla alkoi vuoden 2009 lopussa . Kansainvälisen rautatieliiton standardien mukaan Venäjällä ei tällä hetkellä ole erityisesti suuria nopeuksia varten rakennettuja suurnopeuksia (nopeus yli 250 km / h), ensimmäinen Moskova - Pietari . matka-aika 2 h 15 min (HSR:stä vastaavan Venäjän rautateiden apulaisjohtajan, pääinsinöörin Sergey A. Kobzevin joulukuussa 2020 julkistamien tietojen mukaan ) [4] [5] . Kansainvälisen rautatieliiton standardien mukaan Pietari - Moskova ( Oktyabrskaya Railway , 650 km pitkä) on kuitenkin Venäjän ensimmäinen modernisoitu suurnopeusrata (nopeus yli 200 km/h) . Suurimmalla osalla tätä moottoritietä junat kulkevat enintään 200 km/h nopeudella; osuudella Okulovka  - Mstinsky silta  - 250 km/h asti, minimimatka pääkaupungin ja Pietarin välillä on 3 tuntia 30 minuuttia [5] . Myös toisen HSR:n Moskova-Kazan suunnittelua harkitaan . Tammikuussa 2019 hyväksyttiin valtatien ensimmäisen osuuden rakentaminen Moskovan alueen Zheleznodorozhnysta Gorokhovetsiin Vladimirskajaan, mutta sitten hanketta lykättiin kannattamattomuuden ja riittämättömän matkustajaliikenteen vuoksi [6] .

Pohjimmiltaan suurnopeusjunat kuljettavat matkustajia, mutta tavaroiden kuljettamiseen on suunniteltu lajikkeita . Joten ranskalainen palvelu La Poste käytti 30 vuoden ajan erityisiä sähköjunia TGV , jotka palvelivat postin ja pakettien kuljettamista (niiden toiminta päättyi kesäkuussa 2015 postilähetysten määrän vähenemisen vuoksi viime vuosina) [7] .

Keskimäärin eurooppalaisten standardien mukaan 1 km:n nopean moottoritien rakentaminen maksaa 20-25 miljoonaa euroa, sen vuosihuolto kilometriä kohden on 80 tuhatta euroa. Yhden 350-paikkaisen HSR-junan hinta on 20-25 miljoonaa euroa, vuosihuolto maksaa miljoona euroa [8] .

Määritelmä

Suurnopeusjunan (sekä suurnopeusjunan ) käsite on suhteellisen ehdollinen ja voi vaihdella sekä maittain että historiallisesti. Joten 1900-luvun alussa kutsuttiin suurnopeusjunia, jotka seurasivat yli 150-160 km / h nopeuksilla. Junien nopeuksien lisäkasvun yhteydessä tätä palkkia nostettiin asteittain. Tällä hetkellä esimerkiksi Venäjällä ja Ranskassa (tavanomaisilla radoilla) sen arvo on 200 km / h, Japanissa sekä samassa Ranskassa (mutta erikoislinjoilla) - 250 km / h, Yhdysvalloissa  - noin 190 km/h ja niin edelleen.

Lisäksi monissa maissa sellaiset käsitteet kuin suurnopeusjuna ja suurnopeusjuna yhdistetään . Huolimatta siitä, että Neuvostoliiton / Venäjän (käyttö) ER200 ja ChS200 ( Avrora- ja Nevsky Express -junien veturi) saavuttivat koematkoilla 220 km/h nopeuden, ne eivät ole suuria nopeuksia, koska niiden suurin käyttönopeus ei ylitä 200 km/h

Laajuus

On järkevämpää käyttää nopeaa maaliikennettä etäisten kohteiden välillä, ensisijaisesti suuren säännöllisen matkustajavirran ollessa kyseessä , esimerkiksi kaupungin ja lentokentän välillä, loma-alueilla tai kahden suuren kaupungin välillä. Tämä selittää suurnopeusjunien leviämisen Japanissa , Ranskassa , Saksassa ja monissa muissa maissa, joissa kaupunkien tiheys on suuri [9] . Mahdollisuus sijoittaa asemat matkustajille sopivaan paikkaan otetaan huomioon, muuten lähiöasukkaiden on nopeampi päästä toiseen kaupunkiin autolla , jos tie rautatieasemalle kestää liian kauan.

Myös suurnopeusjunat ovat tehokkaita korkean öljyn hinnan olosuhteissa , koska suurnopeusjunien päävoima tulee voimalaitoksilta, jotka voivat käyttää uusiutuvia luonnonvaroja (esimerkiksi putoavan veden energiaa ).

Historia

Junat lisäävät nopeutta

Pian ensimmäisten julkisten rautateiden avaamisen jälkeen junat arvostettiin suuressa yleisössä nopeana kulkuvälineenä. Joten vuonna 1829 pidetyissä Rainhill-kilpailuissa Rocket - höyryveturi saavutti nopeuden 38,6 km / h (muiden lähteiden mukaan - 46,7 km / h), mikä oli tuolloin maailman nopeusennätys. Tulevaisuudessa junien enimmäisnopeudet jatkoivat kasvuaan, ja syyskuussa 1839 Great Western -tien ( Iso-Britannia ) Hurricane-höyryveturi ylitti 160,9 km/h nopeusrajoituksen. 10. toukokuuta 1893 suurnopeushöyryveturi nro 999 [10][ mitä? ] .

200 km/h nopeusrajoitus ylitettiin 6. lokakuuta 1903 (kuukausi ennen lentokoneen ensimmäistä lentoa ) testilinjalla Marienfelde  - Zossen ( Berliinin esikaupunki ), Siemens & Halsken luoma kokeellinen sähköauto osoitti . ennätysnopeus 206 km/h [11] . Saman kuun lopussa ( 28. lokakuuta ) toinen AEG :n sähköauto näytti 210,2 km/h nopeutta [12] .

Ensimmäiset nopeat linjat

Huolimatta lukuisista hankkeista Euroopan maissa, ensimmäinen julkinen suurnopeusrautatie ilmestyi mantereen toiselle puolelle  - Japaniin . Tässä maassa 1950-luvun puolivälissä liikennetilanne Honshun saaren itärannikolla kärjistyi jyrkästi , mikä liittyi korkeaan matkustajaliikenteen intensiteettiin maan suurimpien kaupunkien välillä, erityisesti Tokion ja Osakan välillä . Pääasiassa ulkomaista (erityisesti amerikkalaista) kokemusta hyödyntäen Japanin rautatiehallinto loi melko nopeasti (1956-1958) suurnopeusjunahankkeen näiden kahden kaupungin välille. Tien rakentaminen aloitettiin 20. huhtikuuta 1959 , ja 1. lokakuuta 1964 otettiin käyttöön maailman ensimmäinen suurnopeusrata. Hänelle annettiin nimi " Tokaido ", reitin pituus oli 515,4 km ja junien suurin sallittu nopeus oli 210 km / h. Tie saavutti nopeasti suosion väestön keskuudessa, mistä on osoituksena esimerkiksi linjan matkustajaliikenteen lisääntyminen [13] [14] :

Tie alkoi tuottaa voittoa jo vuonna 1967, ja vuoteen 1971 mennessä se maksoi rakennuskustannukset täysin [13] .

HSR verkottunut

Vuonna 1985 , toisin sanoen vuosi TGV -verkon perustamisen jälkeen, Euroopan yhteisöjen liikennekomissio (EY) teki joukon tärkeitä ehdotuksia nopean viestinnän järjestämiseksi Euroopassa. Siihen mennessä yleisen moottoroinnin ongelmat olivat jo selvästi näkyvissä, mikä vaikutti negatiivisesti paitsi kuljetukseen myös ympäristötilanteeseen. Aluksi ehdotukset suurnopeusratojen yhdistämisestä yhdeksi verkkoksi koskivat vain SNCF:n suunnitelmien mukaan luotuja moottoriteitä, mutta pian syntyi kansainvälisiä hankkeita [15] .

Tämän idean toteuttamiskelpoisuuden testaamiseksi perustettiin Kansainvälisen rautatieliiton ja Euroopan rautatieyhteisön asiantuntijoista työryhmä , joka kehitti vuonna 1989 "Ehdotuksia eurooppalaiseksi suurnopeusjunaverkoksi", jonka perusteella. EU:n ministerineuvosto perusti työryhmän nimeltä "Group High Level" (tunnetaan myös nimellä "High Speed" -ryhmä). Ryhmään kuului edustajia EU-maista, rautatieyhtiöistä, rautatielaitteita valmistavista yrityksistä sekä joukko muita kiinnostuneita yrityksiä. EU:n ministerineuvosto hyväksyi 17. joulukuuta 1990 ryhmän "Eurooppalainen suurnopeusjunien verkko" laatiman raportin ja siihen liitetyn yleissuunnitelman suurten nopeuksien rautateiden kehittämisestä Euroopassa vuoteen 2010 asti [15] . ] .

Tekniikka

VSNT:ssä käytetyt tekniikat ovat suurimmaksi osaksi samanlaisia ​​kuin rautatiekuljetusten standardit. Erot johtuvat ensisijaisesti suuresta liikkeen nopeudesta, joka lisää sellaisia ​​parametreja kuin keskipakovoimat (jotka esiintyvät junan ohittaessa kaarevia radan osia, voivat aiheuttaa epämukavuutta matkustajille) ja liikevastus. Yleensä seuraavat tekijät rajoittavat junan nopeuden kasvua [16] :

Aerodynaamisen suorituskyvyn parantamiseksi junissa on virtaviivainen etupää ja vähimmäismäärä ulkonevia osia, ja ulkonevat osat (esimerkiksi virroittimet ) on varustettu erityisillä virtaviivaisilla koteloilla. Lisäksi alavaunun varusteet on peitetty erityisillä suojilla . Tällaisten rakentavien toimenpiteiden käytön ansiosta myös aerodynaaminen melu vähenee , eli junasta tulee vähemmän meluisa.

Mekaaninen vastus koostuu pääasiassa pyörän ja kiskon vuorovaikutuksesta, eli vastuksen vähentämiseksi on vähennettävä kiskojen taipumaa . Tätä varten ne vahvistavat ensinnäkin rataa , johon käytetään raskaita kiskoja , teräsbetonipölkkyjä ja murskattua kivipainoa . Ne myös vähentävät pyörien kuormitusta kiskoille, joita varten auton korien materiaaleissa käytetään alumiiniseoksia ja muovia.

Yhtenä vaihtoehtona nopeaan junaliikenteeseen ja suurten nopeuksien harjoittamiseen rautateillä 1930-luvulla Saksassa (" Rail Zeppelin "), 1960-luvulla Yhdysvalloissa ( M-497 ) ja 1970-luvulla Neuvostoliitto ( Speedy Wagon-Laboratory ) testasi prototyyppijunia, joissa ei ollut pyöräparien telien moottoripitoa ja joita käytettiin potkuriturbiinilla ja suihkuturbiinilla .

Myös pyörien kitkan poistamiseksi kokonaan eli junan saattamiseksi roikkumaan raiteiden päällä (ei-raideohjaimet tai kangas), kehitettiin ilmatyynyaluksia , joissa oli potkuri- ja suihkuturbiinimoottorit (ranskalainen airtrain jne.), jotka eivät olleet yleisessä käytössä, myös magneettisella levitaatiolla ( maglev ) kulkevat junat lineaarisilla vetomoottoreilla ja suprajohtimilla , jotka ovat saaneet jonkin verran levitystä maailmassa.

Korkean tehon saavuttamiseksi junassa on oltava erittäin tehokas ensisijainen virtalähde . Tämä selittää, miksi lähes kaikki suurnopeusjunat (vain harvoja poikkeuksia lukuun ottamatta) ovat sähkökäyttöisiä liikkuvia kalustoja ( sähköveturit , sähköjunat ). Ensimmäisen sukupolven junien ajomoottorit olivat DC-kollektorimoottoreita . Tällaisen moottorin tehoa rajoittaa ensisijaisesti keräin-harjakokoonpano (joka on myös epäluotettava), joten jo seuraavien sukupolvien junissa alettiin käyttää harjattomia vetomoottoreita: synkronisia ( venttiili ) ja asynkronisia . Tällaisilla moottoreilla on paljon suurempi teho, joten vertailun vuoksi: TGV-PSE- sähköjunan (1. sukupolvi) DC TEM:n teho on 538 kW ja TGV-A- sähköjunan (2. sukupolvi) synkroninen TEM on 1100 kW.

Suurnopeusjunien jarruttamiseen käytetään ensisijaisesti sähköistä jarrutusta , suurilla nopeuksilla - regeneratiivista ja pienillä nopeuksilla - reostaattista . Nykyaikaiset staattiset muuntimet (esim. 4q-S , jota käytetään 4. sukupolven EPS:ssä) mahdollistavat kuitenkin liikkuvan kaluston regeneratiivisen jarrutuksen käytön harjattomilla TED:illä lähes koko nopeusalueella.

HCNT ja muut liikennemuodot

VSNT ja ilmailu

Vuoden 2011 alussa suurnopeusjunat eivät olleet vielä saavuttaneet matkustajasuihkujen nopeuksia - 900-950  km/h. Tästä voimme päätellä, että lentokoneella kaupungista kaupunkiin pääsee nopeammin kuin junalla. Tässä tulee kuitenkin voimaan se tosiasia, että suurin osa lentokentistä sijaitsee kaukana kaupungin keskustasta (laajan infrastruktuurin ja lentokoneiden kovan melun vuoksi), ja tie niille voi viedä huomattavasti aikaa. Lisäksi melko pitkä aika (noin 1 tunti) kestää rekisteröinnin ennen laskeutumista sekä nousun ja laskun yleiskustannukset. Pikajunat puolestaan ​​voivat lähteä kaupungin keskusasemilta, ja aika lipun ostamisesta junan lähtöön voi kestää noin 15 minuuttia. Siten tämä aikaero antaa junille jonkin verran etua lentokoneisiin verrattuna. Kuvassa on kaavioita likimääräisestä matka-ajasta junalla ja lentokoneella ottaen huomioon asemalle tai lentokentälle kuluva aika ja lähtöselvitys. Sen perusteella voit nähdä, että tiettyyn matkaan asti kokonaismatka-aika junalla on pienempi kuin lentokoneella.

Kaupunkien välisen lentoliikenteen korvaaminen VSNT:llä mahdollistaa ensinnäkin huomattavan määrän lentokoneita vapauttamisen, mikä säästää kallista lentopolttoainetta ja mahdollistaa myös lentokenttien purkamisen . Jälkimmäinen mahdollistaa pitkän matkan, myös mannertenvälisten, lentojen määrän lisäämisen. Jo ensimmäisten suurnopeuslinjojen käynnistämisen myötä matkustajaliikenne poistui merkittävästi kotimaan ilmailusta suurnopeuslennonvarmistukseen, mikä pakotti lentoyhtiöt joko vähentämään tällaisten lentojen määrää tai houkuttelemaan matkustajia alentamalla lippujen hintoja ja palvelun nopeuttaminen [13] . Turvallisuustekijällä oli myös tässä merkittävä seikka - helmi-maaliskuussa 1966 Japanissa tapahtui sarja suuria lento-onnettomuuksia ( 4. helmikuuta , 4. maaliskuuta, 5. maaliskuuta ) , mikä horjutti luottamusta ilmailuun [17] .

Nopeat maakuljetukset maittain

Muistiinpanot

  1. ↑ Rautatieliikenne: tietosanakirja / ch. toim. N. S. Konarev . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - S. 78-79. — ISBN 5-85270-115-7 .
  2. ↑ Suuren nopeuden yleiset määritelmät (downlink) . Pariisi, Ranska: Kansainvälinen rautatieliitto (UIC) (28. heinäkuuta 2014). Haettu 17. huhtikuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 20. heinäkuuta 2011. 
  3. ↑ CS Papacostas. Liikennesuunnittelu ja -suunnittelu  / CS Papacostas, Panos D. Prevedouros. - Pearson College Division, 2001. - ISBN 978-0-13-081419-7 .
  4. ↑ Interfax, 16.12.2020. Moskovan ja Pietarin välinen matka suurnopeusjunalla kestää 2 tuntia ja 15 minuuttia . Haettu 24. huhtikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 24. huhtikuuta 2021.
  5. ↑ 1 2 OpenRailwayMap . Haettu 24. huhtikuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 11. huhtikuuta 2022.
  6. ↑ He eivät heti lähteneet Kazaniin  // Kommersant. Arkistoitu alkuperäisestä 11. huhtikuuta 2022.
  7. ↑ Olivier Aballain. Marseille: Le dernier TGV postal a quitté Cavaillon ce samedi  (ranska) . 20 minuuttia (27. kesäkuuta 2015). Haettu 3. marraskuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 5. elokuuta 2015.
  8. ↑ Emissiohinta . Gudok (6. joulukuuta 2013). Haettu 25. maaliskuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 24. syyskuuta 2015.
  9. ↑ Igor Lensky . Railroads: The Future of Speed ​​​​(linkki ei saatavilla) . Bolshaya Moskva, nro 28 (59) (29. heinäkuuta 2015). Käyttöpäivä: 25. joulukuuta 2015. Arkistoitu alkuperäisestä 25. joulukuuta 2015. 
  10. ↑ Toim. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. "Raketista" "Flying Scotille" // Nopea ja nopea rautatieliikenne. - 2001. - T. 1. - S. 167-168.
  11. ↑ Joidenkin lähteiden mukaan päivämäärä on 7. lokakuuta ja nopeus on 201 km/h.
  12. ↑ Toim. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Sähköisen vetovoiman käyttö suurten nopeuksien suurnopeusjunaliikenteessä // Nopea ja nopea rautatieliikenne. - 2001. - T. 1. - S. 176-177.
  13. ↑ 1 2 3 Kiselev I.P. Ensimmäinen suurnopeusrata // Maailman rautatiet . - 2004 (nro 9). Arkistoitu kopio (linkki ei saatavilla) . Haettu 21. maaliskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 3. toukokuuta 2007. 
  14. ↑ Toim. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Japanin suuret ja nopeat rautatiet // Nopeat ja nopeat rautatiekuljetukset. - 2001. - T. 1. - S. 189-195.
  15. ↑ 1 2 Ed. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Edellytykset kansainvälisen suurten nopeuksien rautatieverkon muodostumiselle // Suurnopeus- ja nopea rautatieliikenne. - 2001. - T. 1. - S. 181-183.
  16. ↑ Moreau M. TGV-junaperhe ja kehitysnäkymät // Maailman rautatiet = Eisenbahntechnische Rundschau. - 1998 (nro 11). Arkistoitu kopio (linkki ei saatavilla) . Haettu 21. maaliskuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 3. toukokuuta 2007. 
  17. ↑ JAPAN 'S AIRLINES LÄHETTI TOKYO-OSAKA LENTOON  . New York Times (18. maaliskuuta 1966). Haettu 12. huhtikuuta 2014. Arkistoitu alkuperäisestä 9. kesäkuuta 2013.

Kirjallisuus

Linkit

 Junaluokat _
Säännöllinen
Epätavallinen
Erikoisvaatimuksia varten
Käytöstä poistetut luokat
  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat