2.3
Огляд
проведених
досліджень
перспектив
організації
високошвидкісного руху
Високошвидкісні залізниці є сучасним індикатором якості життя й комунікаційних можливостей держави, а також показником її технічного потенціалу в цілому. Організація високошвидкісного залізничного руху
ґрунтується на двох принципах. По-перше, цей рух здійснюється за допомогою складної системи, яка включає в себе технічні пристрої, технологічні прийоми, фінансово-економічні інструменти тощо. Всі ці компоненти, окремо й разом, повинні бути конкурентоспроможними і спрямованими на економію часу пасажирів. По-друге, високошвидкісні залізничні магістралі однакові з позицій їх функцій, але завжди різні за виконанням. Високошвидкісні системи, які оцінюються з погляду швидкості, пропускної спроможності і вартості проекту, можуть відрізнятися в різних країнах і навіть в одній країні за експлуатаційними та комерційними характеристиками.
Важливість залізничного транспорту в системі транспортного сполучення
України посилюється тим, що через територію країни проходять основні транспортні транс'європейські коридори. На даний час залізниці в основному задовольняють потреби суспільного виробництва та населення у перевезеннях.
Проте стан виробничо-технічної бази залізниць і технологічний рівень перевезень за багатьма параметрами не відповідає зростаючим потребам суспільства та
42
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ особливо європейським стандартам якості надання транспортних послуг. Це потребує посилення уваги до питань розвитку залізничного транспорту, підтримки його пропускної та провізної спроможності на оптимальному рівні, постійного вдосконалення технічних особливостей та підвищення показників його використання
Автори [4] досліджували особливості створення на залізницях України мережі швидкісних залізничних магістралей. На цій основі запропоновано комплекс заходів щодо підвищення ефективності функціонування вітчизняного залізничного транспорту в умовах впровадження на залізницях України мережі швидкісних залізничних магістралей. Визначено, що головним напрямом розвитку залізничного транспорту України є створення, а надалі й удосконалення швидкісних, а згодом і високошвидкісних магістралей. Це створить ряд конкурентні переваги не лише залізничного транспорту, а і всієї економіки країни внаслідок збільшення пасажирообігу.
Проблема транспортної інтеграції України з ЄС вивчається доволі давно і багатосторонньо. Загалом автори звертають увагу на реформування, екологізацію
і адаптацію української транспортної системи в системі інтеграційної політики
України в європейський простір. Та разом з тим, практично опускається питання перспективного розвитку альтернативного і новітнього видів та систем транспорту, зокрема надшвидкісного наземного, у цьому контексті [21]. В статті розкриваються проблемні питання розвитку транспортних комунікаційних зв'язків у системі європейської інтеграційної політики України. Автори дійшли певних висновків, що у сучасних умовах розвитку інтеграції постійно зростає роль транспорту не лише як засобу пересування, але й як необхідної умови розвитку соціальних, зокрема, економічних, відносин. Україна перебуває в системі транспортних мереж, що з'єднують Західну, Центральну Європу з її східною частиною, а також є історично важливою в сполученні балтійського та чорноморського басейнів. Тому, розглядаючи Україну в системі політики
європейської інтеграції, стає зрозумілим, що саме транспортна сфера є одним з
43
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ важливих напрямів розвитку. Варто погодитися з думкою вітчизняних експертів, що саме транспортна сфера відіграє значну роль в економіці країни, опосередковуючи процес обміну товарами як на внутрішньому, так і на зовнішньому ринках. Сучасні тенденції розвитку транспортних засобів, транспортних технологій, транспортного менеджменту надають можливість значно розширити географію перевезень, збільшити обсяг транспортних послуг та впровадити
інноваційний підхід до розвитку власної транспортної
інфраструктури. Інноваційні технології в галузі транспорту сприяють радикальним змінам не тільки в поглядах на тенденції розвитку передових технологій, але й в реальному створенні нових транспортних засобів, або у втіленні стародавніх мрій людства щодо руху наземними засобами на великі відстані на високих швидкостях.
Безпосередньо дослідження світового досвіду розвитку залізничного транспорту та перспективи його розвитку в Україні розкрито в роботі [15]. Автор розглянула світовий досвід упровадження швидкісного залізничного руху у різних країнах світу. Описала світові моделі реформування залізничного транспорту і ймовірність розвитку однієї з моделей на залізничному транспорті
України. Також розглянуло і проаналізовала роботу швидкісних поїздів
«НТЕРСІТІ+» Для підвищення ефективності функціонування українського залізничного транспорту підтверджено необхідність вирішення нагальних завдань сьогодення.
Багато наукових робіт швидкісні перевезення залізничним транспортом асоціюють з пасажирськими перевезенням. Наприклад, Примаченко Г.О., Русяк
П.В. в роботі [16] обґрунтували, що основним критерієм оцінки якості обслуговування пасажирів у швидкісному залізничному сполученні є час.
Встановлено, що якість транспортного обслуговування визначається як сукупність властивостей перевізного процесу і системи перевезень пасажирів.
Виявлено, що саме логістичні методи управління найбільш ефективні в процесі
44
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ переміщення пасажирів. Обґрунтовано основні етапи впровадження логістичних технологій на залізничному транспорті.
Окремо швидкісні пасажирські перевезення були досліджені в контексті проблем й перспективи розвитку високошвидкісного пасажирського залізничного транспорту автором [23]. Власне в роботі було досліджено проблеми та перспективи розвитку високошвидкісного пасажирського залізничного транспорту на основі аналізу закордонного досвіду випробувань, будівництва та експлуатації високошвидкісних залізничних магістралей. За результатами дослідження встановлено, що в умовах конкуренції з іншими видами транспорту залізничний транспорт має шанс виграти боротьбу за пасажира у повітряного та автомобільного транспорту на середній дальності перевезень порядку 650 – 750 км за умов впровадження високошвидкісного руху поїздів за рахунок зручності розташування вокзалів у центрах міст, високого рівня безпеки та комфорту.
Європейський Союз розглядає швидкісну залізницю як ключовий компонент своєї стратегії щодо скорочення викидів вуглецю та зменшення негативного впливу транспорту на довкілля і активно заохочує перерозподіл перевезень з автомобільного та повітряного транспорту на залізничний. Високошвидкісне сполучення являє собою єдину систему, яка поєднує в собі інфраструктуру, рухомий склад та умови експлуатації. Верхня межа швидкості встановлюється відповідно до технічних можливостей, вимог безпеки, екологічних вимог і допустимою величиною капітальних вкладень і експлуатаційних витрат. Під час розвинення поїздами великих швидкостей виникають різні технічні проблеми, над усуненням яких зараз працюють вчені всього світу, удосконалюючи як технічну базу рухомого складу, так і технічну оснащеність супроводу його у дорозі.
Власне дослідженню продуктивності залізничного транспорту присвячена робота групи авторів [24]. В роботі проведено порівняльний аналіз показників продуктивності залізниць із визначенням місця вітчизняного залізничного транспорту серед країн-учасників Міжнародного союзу залізниць (МСЗ) за бальною оцінкою, відповідності його міжнародному рівню, а також розроблено
45
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ пропозиції щодо його модернізації для досягнення рівня міжнародних стандартів.
За основу аналізу прийнято загальновідомий метод бальної оцінки, який широко застосовується в міжнародній практиці для визначення рейтингових оцінок та в основі якого є розрахунок місця кожної країни серед інших країн. Загальне місце
України за сукупною бальною оцінкою досить високе – четверте серед країн МСЗ.
Здійснено поглиблений аналіз кожного з десяти показників, що входять у розрахунок рейтингу. Результати роботи можуть бути використані як індикатори можливого зростання продуктивності українських залізниць та їх відповідності кращим показникам іноземних залізниць.
Висновки до розділу. В розділі було досліджено міжнародний світовий досвід при організації високошвидкісного руху, а більше детально на прикладі
Китаю. Встановлено, що в китайська мережа високошвидкісних залізниць працює в умовах дуже інтенсивного пасажиропотік на основних її коридорах, і з високою надійністю. Заслуговує уваги те, що окрім нижчої ціни на робочу силу в
Китаї, можливою причиною цього є великі масштаби запланованого будівництва.
Було досліджено передумови щодо організації швидкісного руху в Україні, а також проаналізовано наукові публікації в яких досліджувались перспективи організації швидкісного руху, як пасажирського так і вантажного.
46
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ
3 ДОСЛІДЖЕННЯ ОСНОВНИХ ПРИНЦИПІВ ОРГАНІЗАЦІЇ РУХУ
ПОЇЗДІВ НА ВИСОКОШВИДКІСНИХ МАГІСТРАЛЯХ
3.1 Аналіз експлуатаційних моделей при організації високошвидкісного руху
Світовий досвід впровадження швидкісного і високошвидкісного руху пасажирських поїздів базується на двох напрямках розвитку, так званих японському та французькому [10, 11]. У першому варіанті розвитку топологія мережі орієнтована на високий попит, при якому реалізуються перевезення близько 100 000 пасажирів на день завдяки високій густоті населення і концентрації економічної діяльності вздовж залізничних ліній (Японія, Китай,
Південна Корея, Тайвань). Другий варіант розвитку ґрунтується на мінімізації вартості, тобто орієнтований на більш низькі капітальні та експлуатаційні витрати
(Франція, Німеччина, Італія) [31].
На концептуальному рівні розвитку мереж високошвидкісних магістралей
(англ. High Speed Rail, або HSR) можна виділити кілька підходів. До перших віднесено відокремлений розвиток топології мережі, тобто лінії ВШМ повністю
ізолюються від загальної залізничної мережі (Японія, Іспанія). Другий напрямок передбачає розвиток розгалуженої мережі спеціалізованих ліній, на яких поїзди здатні розвивати швидкість 250-300 км/год з можливістю часткової взаємодії зі звичайною мережею (Франція). Останній напрям є найбільш економічним і припускає змішаний варіант розвитку мережі швидкісних сполучень на основі модернізації існуючих залізничних ліній для можливості руху пасажирських поїздів до 200 км/год (Німеччина, Італія). Даний підхід передбачає застосування пасажирських поїздів, які здатні рухатися по лініях звичайної залізничної мережі.
Комерційний успіх високошвидкісних мереж світу ґрунтується на зменшенні тривалості поїздки (до 3 годин в дорозі), що дозволяє конкурувати з автомобільним та авіаційним транспортом. Високошвидкісні залізниці вигідніші, ніж звичайні, якщо не враховувати вартість будівництва інфраструктури.
Причиною є те, що багато експлуатаційних витрат, наприклад штат, мають
47
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ фіксовані витрати на годину, в той час як дохід від квитка базується на відстані.
Пасажири також платять більше за високу швидкість. Таким чином, експлуатаційне відношення доходу і вартості більше для високошвидкісних систем, а отже, якщо існує потенційний попит на перевезення, то доходи будуть випереджати витрати [18].
Загалом є такі типи залізничної інфраструктури залежно від дозволеної швидкості ліній, хоча на даний момент не існує абсолютного визначення категорій залізниці.
Класичні лінії– це залізничні лінії зі швидкістю до 160 км/год. Як правило, це стандартні залізниці змішаного типу перевезень, переважно вантажних, а максимальна швидкість на них часто набагато нижче теоретичної максимальної швидкості пасажирського рухомого складу. Робоча швидкість може бути оптимізована для вантажних перевезень, якщо вони домінують у змішаному типі перевезень.
По всій Європі максимальна швидкість вантажного рухомого складу становить 120 км/год, хоча на практиці вона менше 100 км/год. Якщо пропускна спроможність обмежена і вантажні поїзди рухаються з меншою швидкістю, часто
є недоцільним забезпечення великих швидкостей для пасажирських ліній, оскільки вони не підлягають інтенсивній експлуатації.
Високошвидкісні залізничні лінії(також називаються Lignes Grande Vitesse, або швидкісні лінії LGV) визначаються Міжнародним союзом залізниць (МСЗ) і
ЄС як стандартні, з дозволеною максимальною швидкістю понад 200 км/год, або як нові лінії, з передбаченою максимальною швидкістю понад 250 км/год. Всі високошвидкісні залізничні лінії LGV Великобританії, Франції, Німеччини,
Бельгії, Нідерландів, Іспанії та Італії, прокладені протягом останніх 30 років, мають проектну швидкість лінії 300 км/год або більше.
За нормативами ЄС, високошвидкісні лінії включають:
спеціально побудовані швидкісні лінії, які оснащені
інфраструктурою для реалізації швидкостей, що дорівнюють або більше
48
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ
250 км/год;
спеціально модернізовані швидкісні лінії, які оснащені
інфраструктурою для реалізації швидкостей близько 200 км/год;
спеціально модернізовані швидкісні лінії, що мають особливі характеристики в результаті топографічних, рельєфних або будівельних обмежень, на яких швидкість повинна адаптуватися у кожному окремому випадку.
Ці лінії використовуються виключно для денних перевезень швидкісними пасажирськими поїздами з відносно низьким навантаженням на вісь, а рух поїздів вночі відсутній. На високошвидкісних лініях зазвичай немає вантажних перевезень, але є поодинокі випадки легких, наприклад, пошти і посилок, вантажних перевезень, які створюють навантаження на вісь спільно з пасажирськими поїздами і виконуються на цих залізничних лініях.
Лінії LGV спеціально розроблені для конкретних швидкісних можливостей поїздів, використовують їх та огороджені по всій протяжності для запобігання несанкціонованому доступу, без переїздів чи іншого відкритого доступу. Є дві основні концепції конструкції колії.
1.
Конструкція LGV Франції зазвичай передбачає колії, прокладені близько до існуючої позначки землі, з керівним ухилом до 30 ‰ і невеликою кількістю тунелів.
2.
Німецькі та італійські норми проектування у цілому вважають кращим в різних рівнях, що вимагає великої кількості земляних робіт і тунелів, особливо в гірських місцевостях. Обидві методології передбачають ретельну охорону навколишнього середовища з шумоізоляції і наявність неглибоких тунелів, щоб укрити залізничну колію у міських або вразливих навколишніх середовищах.
Високошвидкісні магістралі, як правило, обслуговують звичайні вокзали в центрі міста з уведенням в них нових колій, так що останні кілька кілометрів маршруту можуть долатися на відносно низькій швидкості. Деякі нові вокзали будуються за межами міста, найчастіше у випадках, коли залізнична магістраль
49
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ перетинає автомагістралі або проходить повз аеропорт, щоб створити потенціал для взаємодії видів транспорту.
Більшість європейських мереж знаходяться у межах Шенгенської зони, і тому немає жодної необхідності в поділі потоків пасажирів і формальному проведенні митних процедур. При необхідності митні формальності здійснюються у поїзді, коли він знаходиться в дорозі, хоча для сполучення через тунель під Ла-Маншем із Франції до Великобританії оформлення митних та
іміграційних процедур повинно відбуватися на станції відправлення перед відправленням (точно так само, як і при подорожі літаком). Цікаво відзначити, що французькі та англійські митники спільно працюють по обидві сторони з'єднання через тунель на головних залізничних вокзалах.
За дослідженнями [19], розрізняють чотири типи експлуатаційних моделей, які можуть бути ідентифіковані в різних високошвидкісних залізничних системах, що в даний час працюють по всьому світу, і їхньому зв'язку зі звичайними залізничними системами.
Перша, ексклюзивна, модель експлуатації (англ. еxclusive exploitation model) характеризується повним відділенням від традиційних послуг (рис. 3.1). Ця модель використовується в Японії, де основною причиною розвитку системи високошвид- кісної залізниці було те, що звичайні лінії досягли своїх меж по- тужності. Однією з основних переваг даної моделі є те, що перевізні ринки як
HSR, так і традиційних послуг повністю незалежні [31].
Високошвидкісні поїзди
Високошвидкісні колії
Звичайні поїзди
Звичайні колії
Рисунок 3.1 – Модель експлуатації та її взаємодія із традиційними (англ. сonventional) лініями
50
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ
Друга модель, наведена на рис. 3.2, є змішаною високошвидкісною моделлю, в якій швидкісний поїзд може працювати на спеціально побудованих нових лініях або на модернізованих сегментах звичайних ліній, для зниження витрат на будівництво. Ця модель відповідає французькій системі TGV (Train à
Grande Vitesse), у якій високошвидкісні поїзди в основному не тільки прямують по нових високошвидкісних лініях, а й використовуються на звичайних лініях у районах, де дублювання було недоцільним (при підходах до вокзалів у центрі міста). Така модель знижує витрати на будівництво, що є однією з головних переваг цієї моделі [31].
Високошвидкісні поїзди
Високошвидкісні колії
Звичайні поїзди
Звичайні колії
Рисунок 3.2 – Змішана високошвидкісна модель експлуатації та її взаємодія з традиційними (англ. сonventional) лініями
Третя модель експлуатації, змішана традиційна (англ. мixed conventional model), прийнята в іспанській залізничної системі, дозволяє пропуск деяких звичайних поїздів по високошвидкісних залізничних лініях (рис. 3.3). Основними
її перевагами є зменшення витрат від підвищення продуктивності звичайних поїздів без значних впливів на рух високошвидкісних поїздів, а також гнучкість для надання посередницьких послуг високошвидкісних перевезень за визначеними маршрутами. Прикладом даної моделі може бути використання на залізницях Іспанії поїздів TALGO з розсувними колісними парами. Такі поїзди можуть використовуватися на лініях з різною шириною колії. Звичайний пасажирський поїзд TALGO може виходити на спеціалізовані високошвидкісні
51
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ магістралі, реалізовуючи на них більшу швидкість, ніж на традиційних лініях, але меншу за поріг швидкості, на якому йдуть високошвидкісні поїзди.
Високошвидкісні поїзди
Високошвидкісні колії
Звичайні поїзди
Звичайні колії
Рисунок 3.3 – Змішана звичайна модель експлуатації та її взаємодія з традиційними (англ. сonventional) лініями
Четверта модель, повністю змішана (англ. fully mixed model), передбачає використання високошвидкісних і звичайних поїздів на інфраструктурі один одного. Ця модель використовується для німецької системи ICE, де високошвидкісні поїзди застосовують модернізовані звичайні лінії, а вантажні поїзди – резервну пропускну спроможність на високошвидкісних лініях у нічний час.
Кожна з вищеописаних моделей експлуатації має свої переваги і недоліки.
Ексклюзивна та змішана моделі дозволяють більш інтенсивно застосовувати HSR
інфраструктуру, в той час як інші моделі повинні враховувати, що (за винятком багатоколійних дільниць ліній) повільні поїзди займають більше часу для проходження дільниці, а це зменшує можливості для надання HSR послуги
(рис. 3.4).
Високошвидкісні поїзди
Високошвидкісні колії
Звичайні поїзди
Звичайні колії
Рисунок 3.4 – Повністю змішана модель експлуатації та її взаємодія з традиційними (англ. сonventional) лініями
52
КвР – 275.02 – ДУІТ – КІЗТ – УЗТ – УКДЗ – ПЗ
При виборі конкретної моделі експлуатації рішення залежить від порівняння вартості будівництва (і підтримки) нової інфраструктури з витратами на модернізацію (і підтримку) звичайної мережі. Обрана модель буде визначати можливість рівня послуг, які повинні бути надані при використанні високошвидкісних поїздів, та обмеження руху, з яким вони зіткнуться, і в кінцевому рахунку впливу на загальні будівельні й експлуатаційні витрати і вигоди, отримані від діяльності таких послуг.
1 2 3 4 5 6 7 8