Højhastighedstransport på jorden

Højhastighedstransport på jorden (HSNT) - jordbanetransport , der giver bevægelse af højhastighedstog med en hastighed på over 250 km/t på specialiserede spor eller med en hastighed på mere end 200 km/t på moderniserede eksisterende spor [ 1] [2] [3] .

Moderne højhastighedstog i regulær drift når hastigheder på op til 350–400 km/t, og i test kan de endda accelerere til 560–580 km/t. På grund af tjenestens hastighed og høje bevægelseshastighed er de en seriøs konkurrent til andre transportformer, mens de opretholder en sådan egenskab for alle tog som lave transportomkostninger med en stor mængde passagertrafik.

Den første regulære højhastighedstogtjeneste begyndte i 1964 i Japan under Shinkansen - projektet. I 1981 begyndte VSNT-tog at køre i Frankrig, og snart blev det meste af Vesteuropa , inklusive endda øen Storbritannien , forbundet med et enkelt højhastighedstognet. I begyndelsen af ​​det 21. århundrede blev Kina verdens førende i udviklingen af ​​et netværk af højhastighedslinjer, såvel som operatøren af ​​den første regulære højhastigheds- maglev .

I Rusland begyndte den regelmæssige drift af højhastigheds- Sapsan-tog på fælles spor med konventionelle tog i slutningen af ​​2009 . Ifølge standarderne fra International Union of Railways er der i øjeblikket ingen højhastighedsjernbanelinjer, der er specielt bygget til høje hastigheder (med en hastighed på over 250 km / t), designet af den første Moskva - St. rejsetid 2 t 15 min (ifølge data annonceret i december 2020 af Sergey A. Kobzev, vicegeneraldirektør, Chief Engineer of Russian Railways , som er ansvarlig for HSR) [4] [5] . Men ifølge standarderne fra International Union of Railways er jernbanelinjen St. Petersborg - Moskva ( Oktyabrskaya Railway , 650 km lang) den første moderniserede højhastighedslinje i Rusland (med en hastighed på over 200 km/t) . På det meste af denne motorvej kører togene med en maksimal hastighed på 200 km/t; på strækningen Okulovka  - Mstinsky-broen  - op til 250 km/t er den mindste rejsetid mellem hovedstaden og St. Petersborg 3 timer 30 minutter [5] . Spørgsmålet om at designe en anden HSR Moskva-Kazan overvejes også . I januar 2019 blev byggeriet af den første sektion af motorvejen fra Zheleznodorozhny i ​​Moskva-regionen til Gorokhovets i Vladimirskaya godkendt, men derefter blev projektet udskudt på grund af urentabilitet og utilstrækkelig passagertrafik [6] .

Dybest set transporterer højhastighedstog passagerer, men der er varianter designet til godstransport . Så den franske tjeneste La Poste brugte i 30 år specielle elektriske tog TGV , som tjente til at transportere post og pakker (deres drift blev afsluttet i juni 2015 på grund af faldet i mængden af ​​postforsendelser i de seneste år) [7] .

Ifølge europæiske standarder koster konstruktionen af ​​1 km af en højhastighedsmotorvej i gennemsnit 20-25 millioner euro, dens årlige vedligeholdelse pr. 1 km er 80 tusinde euro. Prisen for et HSR-tog med 350 sæder varierer fra 20 til 25 millioner euro, dets årlige vedligeholdelse koster 1 million euro [8] .

Definition

Konceptet for højhastighedstransport (såvel som højhastighedstog ) er relativt betinget og kan variere både fra land til land og efter historisk periode. Så i begyndelsen af ​​det 20. århundrede blev der kaldt højhastighedstog, der fulgte med hastigheder over 150-160 km/t. I forbindelse med den yderligere vækst i toghastigheder blev denne bar gradvist øget. I øjeblikket for eksempel i Rusland og Frankrig (på konventionelle strækninger) er dens værdi 200 km / t, i Japan såvel som i det samme Frankrig (men for specialiserede linjer) - 250 km / t, i USA  - ca. 190 km/t og så videre.

Derudover kombineres begreber som højhastighedstog og højhastighedstog i mange lande . På trods af at de sovjetiske/russiske (brug) ER200 og ChS200 (lokomotivet til Avrora- og Nevsky Express-togene ) nåede en hastighed på 220 km/t på testture, er de ikke højhastighedstog, da deres maksimale driftshastighed gør det. ikke overstige 200 km/t

Omfang

Det er mere rationelt at bruge højhastighedstransport på jorden mellem fjerne objekter, primært i nærværelse af en stor regelmæssig passagerstrøm , for eksempel mellem en by og en lufthavn, i ferieområder eller mellem to store byer. Dette forklarer udbredelsen af ​​højhastighedstog i lande som Japan , Frankrig , Tyskland og mange andre, hvor der er en høj befolkningstæthed af byer [9] . Der tages højde for muligheden for at placere stationer på et sted, der er bekvemt for passagererne, ellers vil det være hurtigere for beboere fra forstæderne at komme til en anden by i bil, hvis vejen til banegården tager for lang tid.

Højhastighedstog er også effektive under forhold med høje oliepriser , da hovedkraften til højhastighedstog kommer fra kraftværker, der kan bruge vedvarende ressourcer (for eksempel energi fra faldende vand ).

Historie

Tog øger hastigheden

Kort efter åbningen af ​​de første offentlige jernbaner blev togene meget værdsat af offentligheden som et hurtigt transportmiddel. Så ved Rainhill-konkurrencerne afholdt i 1829 nåede Rocket -damplokomotivet en hastighed på 38,6 km / t (ifølge andre kilder - 46,7 km / t), hvilket på det tidspunkt var en verdenshastighedsrekord. I fremtiden fortsatte togenes maksimale hastigheder med at vokse, og i september 1839 overvandt Hurricane-damplokomotivet på Great Western-vejen ( Storbritannien ) hastighedsgrænsen på 160,9 km/t. 10. maj 1893 højhastighedsdamplokomotiv nr. 999 [10] [ hvad? ] .

Hastighedsgrænsen på 200 km/t blev overstået den 6. oktober 1903 (en måned før flyets første flyvning ) på testlinjen Marienfelde  - Zossen (en forstad til Berlin ), viste en eksperimentel elbil skabt af Siemens & Halske en rekordhastighed på 206 km/t [11] . I slutningen af ​​samme måned ( 28. oktober ) viste en anden elbil fra AEG en hastighed på 210,2 km/t [12] .

De første højhastighedslinjer

På trods af talrige projekter i europæiske lande dukkede den første offentlige højhastighedsjernbane op på den anden side af kontinentet  - i Japan . Her i landet eskalerede i midten af ​​1950'erne transportsituationen langs østkysten af ​​øen Honshu kraftigt , hvilket var forbundet med en høj intensitet af passagertrafik mellem landets største byer, især mellem Tokyo og Osaka . Ved at bruge hovedsageligt udenlandsk erfaring (især amerikansk) skabte den japanske jernbaneadministration ret hurtigt (1956-1958) et højhastighedstogprojekt mellem disse to byer. Byggeriet af vejen begyndte den 20. april 1959 , og den 1. oktober 1964 blev verdens første højhastighedsbane sat i drift. Hun fik navnet " Tokaido ", længden af ​​ruten var 515,4 km, og den maksimalt tilladte toghastighed var 210 km/t. Vejen vandt hurtigt popularitet blandt befolkningen, hvilket for eksempel fremgår af stigningen i mængden af ​​passagertrafik udført på strækningen [13] [14] :

Allerede i 1967 begyndte vejen at give overskud, og i 1971 betalte den fuldt ud anlægsomkostningerne [13] .

HSR netværk

I 1985 , det vil sige et år efter starten af ​​TGV -nettet , fremsatte Transportkommissionen for De Europæiske Fællesskaber (EF) en række vigtige forslag til tilrettelæggelse af højhastighedskommunikation i Europa. På det tidspunkt var problemerne med universel motorisering allerede tydeligt synlige, hvilket ikke kun påvirkede transporten negativt, men også miljøsituationen. Til at begynde med vedrørte forslagene om integration af højhastighedsstrækninger i et enkelt net kun motorveje, der var oprettet i henhold til SNCF-planer, men der blev hurtigt oprettet internationale projekter [15] .

For at teste gennemførligheden af ​​at implementere denne idé blev der dannet en arbejdsgruppe fra eksperter fra International Union of Railways og Community of European Railways , som i 1989 udviklede "Proposals for a European high-speed rail network", på baggrund af hvilke EU's Ministerråd dannede en arbejdsgruppe kaldet "Group High Level" (også kendt som "High Speed"-gruppen). Denne gruppe omfattede repræsentanter for EU's medlemslande, jernbaneselskaber, virksomheder, der producerer jernbanemateriel, samt en række andre interesserede virksomheder. Den 17. december 1990 godkendte EU's Ministerråd rapporten udviklet af gruppen "Det europæiske netværk af højhastighedstog" og den hertil knyttede masterplan for udvikling af højhastighedsjernbaner i Europa indtil 2010 [15 ] .

Teknologi

For det meste ligner de teknologier, der bruges hos VSNT, standardteknologier til jernbanetransport. Forskellene skyldes primært den høje bevægelseshastighed, som medfører en stigning i parametre som centrifugalkræfter (opstår, når toget passerer buede sektioner af sporet, kan forårsage ubehag for passagerer) og modstand mod bevægelse. Generelt begrænser følgende faktorer stigningen i toghastigheden [16] :

For at forbedre den aerodynamiske ydeevne har togene en strømlinet frontende og et minimum af udragende dele, og udragende dele (for eksempel strømaftagere ) er udstyret med specielle strømlinede hylstre. Derudover er undervognsudstyret dækket af specielle skjolde . På grund af brugen af ​​sådanne konstruktive foranstaltninger reduceres aerodynamisk støj også , det vil sige, at toget bliver mindre støjende.

Mekanisk modstand består hovedsageligt i samspillet mellem hjul-skinnen, det vil sige, for at reducere modstanden, er det nødvendigt at reducere afbøjningen af ​​skinnerne . For at gøre dette styrker de først og fremmest jernbanesporet , til hvilket der bruges tunge typer skinner , armeret betonsveller og knust stenballast. De reducerer også belastningen fra hjulene på skinnerne, hvortil der anvendes aluminiumslegeringer og plast i vognkassens materialer.

Som en af ​​de alternative muligheder for højhastighedstogtrafik og for at øve høje hastigheder på jernbanespor, i 1930'erne i Tyskland (" Rail Zeppelin "), i 1960'erne i USA ( M-497 ) og i 1970'erne i The USSR ( Speedy Wagon-Laboratory ) testede prototypetog, der ikke havde motortrækkraft på hjulparbogier og blev drevet af turboprop- og turbojetmotorer .

For helt at slippe af med hjulfriktion, det vil sige at få toget til at hænge over skinnerne (ikke-skinneføringer eller lærred), blev der udviklet luftpudefartøjstog med turboprop- og turbojetmotorer (fransk lufttog osv.), som var ikke inkluderet i udbredt drift, også tog på magnetisk levitation ( maglev ) med lineære trækmotorer og superledere , som har fået en vis udbredelse i verden.

For at opnå høj effekt skal toget have en meget kraftig primær strømkilde . Dette forklarer, hvorfor næsten alle højhastighedstog (med kun sjældne undtagelser) er elektrisk rullende materiel ( elektriske lokomotiver , elektriske tog ). Trækmotorerne på den første generation af tog var DC-kollektormotorer . Effekten af ​​en sådan motor er primært begrænset af samler-børste-samlingen (som også er upålidelig), derfor begyndte man allerede på tog fra efterfølgende generationer at bruge børsteløse trækmotorer: synkron ( ventil ) og asynkron . Sådanne motorer har en meget højere effekt, så til sammenligning: Effekten af ​​DC TEM af TGV-PSE elektriske tog (1. generation) er 538 kW, og den synkrone TEM af TGV-A elektriske tog (2. generation) er 1100 kW.

Til bremsning af højhastighedstog anvendes primært elektrisk bremsning , ved høje hastigheder - regenerativ , og ved lave hastigheder - reostatisk . Moderne statiske omformere (for eksempel 4q-S , brugt på 4. generation EPS) gør det dog muligt at anvende regenerativ bremsning på rullende materiel med børsteløse TED'er i næsten hele hastighedsområdet.

HCNT og andre transportformer

VSNT og luftfart

I begyndelsen af ​​2011 havde højhastighedstog endnu ikke nået passagerflys hastigheder -  900-950 km/t. Heraf kan vi konkludere, at med fly fra by til by kan du komme hurtigere end med tog. Men her træder i kraft det faktum, at størstedelen af ​​lufthavne ligger langt fra byens centrum (på grund af omfattende infrastruktur og høj støj fra fly), og vejen til dem kan tage lang tid. Derudover tager ret lang tid (ca. 1 time) registrering før landing, samt overheadomkostninger til start og landing. Til gengæld kan højhastighedstog afgå fra byens centrale stationer, og tiden fra køb af billet til togets afgang kan tage omkring 15 minutter. Denne tidsforskel gør det således muligt for tog at have en vis fordel i forhold til fly. Figuren viser grafer over den omtrentlige rejsetid med tog og fly, under hensyntagen til rejsetiden til stationen eller lufthavnen og check-in. Ud fra den kan man se, at op til en vis afstand vil den samlede rejsetid med tog være mindre end med fly.

Udskiftning af luftkommunikation mellem byer med VSNT gør det først og fremmest muligt at frigøre et betydeligt antal fly, hvilket sparer på dyrt flybrændstof og tillader også aflæsning af lufthavne . Sidstnævnte gør det muligt at øge antallet af langdistanceflyvninger, herunder interkontinentale. Allerede med lanceringen af ​​de første højhastighedslinjer var der en betydelig udstrømning af passagertrafik fra indenrigsflyvning til højhastighedsflyvning, hvilket tvang flyselskaberne til enten at reducere antallet af sådanne flyvninger eller tiltrække passagerer ved at reducere billetpriserne og fremskynde service [13] . Sikkerhedsfaktoren spillede også en væsentlig omstændighed her - i februar-marts 1966 skete en række større flyulykker i Japan ( 4. februar , 4. marts, 5. marts ) , hvilket forårsagede en underminering af tilliden til luftfarten [17] .

Højhastighedstransport efter land

Noter

  1. ↑ Jernbanetransport: encyklopædi / kap. udg. N.S. Konarev . - M . : Great Russian Encyclopedia , 1994. - S. 78-79. — ISBN 5-85270-115-7 .
  2. ↑ Generelle definitioner af højhastighed (downlink) . Paris, Frankrig: International Union of Railways (UIC) (28. juli 2014). Hentet 17. april 2015. Arkiveret fra originalen 20. juli 2011. 
  3. ↑ CS Papacostas. Transportteknik og -planlægning  / CS Papacostas, Panos D. Prevedouros. - Pearson College Division, 2001. - ISBN 978-0-13-081419-7 .
  4. ↑ Interfax, 16. december 2020. Rejsen mellem Moskva og Skt. Petersborg med højhastighedstog vil tage 2 timer og 15 minutter . Hentet 24. april 2021. Arkiveret fra originalen 24. april 2021.
  5. ↑ 1 2 OpenRailwayMap . Hentet 24. april 2021. Arkiveret fra originalen 11. april 2022.
  6. ↑ De tog ikke straks afsted til Kazan  // Kommersant. Arkiveret fra originalen den 11. april 2022.
  7. ↑ Olivier Aballain. Marseille: Le dernier TGV postal a quitté Cavaillon ce samedi  (fransk) . 20 minutter (27. juni 2015). Hentet 3. november 2015. Arkiveret fra originalen 5. august 2015.
  8. ↑ Udstedelsespris . Gudok (6. december 2013). Hentet 25. marts 2014. Arkiveret fra originalen 24. september 2015.
  9. ↑ Igor Lensky . Railroads: The Future of Speed ​​​​(utilgængeligt link) . Bolshaya Moskva, nr. 28 (59) (29. juli 2015). Dato for adgang: 25. december 2015. Arkiveret fra originalen 25. december 2015. 
  10. ↑ Udg. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Fra "Rocket" til "Flying Scot" // High-Speed ​​​​og High-Speed ​​​​Railway Transport. - 2001. - T. 1. - S. 167-168.
  11. ↑ Nogle kilder angiver, at datoen er den 7. oktober , og hastigheden er 201 km/t.
  12. ↑ Udg. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Brugen af ​​elektrisk trækkraft til højhastigheds-jernbanetransport // Højhastigheds- og højhastighedsjernbanetransport. - 2001. - T. 1. - S. 176-177.
  13. ↑ 1 2 3 Kiselev I.P. Den første højhastighedslinje // Verdens jernbaner . - 2004 (nr. 9). Arkiveret kopi (ikke tilgængeligt link) . Hentet 21. marts 2010. Arkiveret fra originalen 3. maj 2007. 
  14. ↑ Udg. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Højhastigheds- og højhastighedsjernbaner i Japan // Højhastigheds- og højhastighedsjernbanetransport. - 2001. - T. 1. - S. 189-195.
  15. ↑ 1 2 Udg. Boravskaya E. N., Shapilov E. D. Forudsætninger for dannelsen af ​​et internationalt højhastighedsjernbanenet // Højhastigheds- og højhastighedsjernbanetransport. - 2001. - T. 1. - S. 181-183.
  16. ↑ Moreau M. TGV-togfamilien og udviklingsmuligheder // Verdens jernbaner = Eisenbahntechnische Rundschau. - 1998 (nr. 11). Arkiveret kopi (ikke tilgængeligt link) . Hentet 21. marts 2010. Arkiveret fra originalen 3. maj 2007. 
  17. ↑ JAPANS AIRLINES CUT TOKYO-OSAKA  KØRER . The New York Times (18. marts 1966). Hentet 12. april 2014. Arkiveret fra originalen 9. juni 2013.

Litteratur

Links

 Togkategorier _
Fast
Ekstraordinær
Til særlige krav
Forældede kategorier
  Gå til Wikidata-elementet  Ordbøger og encyklopædier