Нетрадиционные виды транспорта

Ремни безопасности — дело сугубо добровольное: "в случае механической поломки (колёса, рельсы, тормоза) система безопасна, но если такая поломка случится, то последствия будут очень серьёзными, как несчастный случай в воздухе".

Перегрузки  при ускорении и замедлении предлагается минимизировать за счёт эргономики пассажирского  места. В случае проблем пассажир сможет сообщить о них посредством  видеосвязи, оплата производится кредитной  карточкой. С помощью всё той  же видеосвязи можно заказать себе такси к станции следования.

Идея  монорельсового транспорта с использованием автоматизированного и полуавтоматизированного управления находит все большее применение на локальных территориях (например, аэропорты для перемещения пассажиров, багажа, почты). Системы могут быть с фиксированными остановками или по вызову, т.е. индивидуального пользования. Примером является система Аиртранс в аэропорту Далласа (США), где работают 10 маршрутов с провозной способностью 9 тыс. чел./ч, 6 тыс. единиц багажа и 32 т почтовых отправлений. Аналогичные системы распространяются в Англии, Франции, Японии и других странах. Наибольшие удобства создают системы кабинного типа, позволяющие пассажирам сидеть. Системы эксплуатируются с 1973 г. (первой была система РОР в США).

Первая  русская монорельсовая дорога с  конной тягой была сооружена у  села Мячково в 1820 г. В основном для  перевозки леса. Действующую электрическую  модель подобной дороги построил в  Петербурге инженер И.В.Романов в 1897 г.

Современная монорельсовая дорога – это железобетонная или металлическая балка (рельс), поднятая на эстакаду, и подвижной  состав (вагоны) на тележках с пневматическими  шинами. Различают навесные дороги, где вагоны имеют нижнюю точку  опоры и как бы сидят верхом на несущей балке, и подвесные  системы, где вагоны подвешиваются  к тележкам, опирающимся на балку. Каждый из названных типов дорог  имеет свои преимущества и недостатки. Навесная дорога требует более сложной  системы ходовых частей для обеспечения  устойчивости вагонов. Кроме того, в  неблагоприятных метеоусловиях  монорельс (балка) покрывается льдом  или снегом и практически выводит  систему из строя или требует  трудоемкой работы по ее очистке. Наряду с этим данный тип дороги позволяет иметь значительно (на 2-3 м) меньшую высоту опор эстакады и, следовательно, меньшую строительную стоимость. Для подвесных дорог необходимы, наоборот, более высокие опоры, чтобы обеспечить надлежащий подъем пола (дна) кузова вагона над поверхностью земли (4,0-5,0 м), но ходовые части вагонов существенно упрощаются.

Внешний вид монорельсовой навесной дороги – Германия. 

Действующие ныне монорельсовые дороги имеют  в основном электрическую тягу, получая  энергию от контактного провода. Они малошумны и не загрязняют воздушного бассейна. Поезд монорельсовой дороги, как и поезд метрополитена, может состоять из одного или нескольких вагонов. Максимальная скорость движения на действующих дорогах составляет 70-125 км/ч, провозная способность – до 40 тыс. пасс/ч. Стоимость сооружения монорельсовых дорог примерно в 2 раза ниже стоимости подземного метрополитена. При наличии свободных пространств для установки эстакады они признаются эффективными в качестве средств городского и пригородного транспорта, а также в сильно пересеченной и горной местности.

В восьмидесятых  годах учеными Физико - энергетического института АН Латвийской ССР был создан весьма оригинальный проект монорельса на магнитной подушке для перевозок со скоростью 500 километров в час.

Вагон предполагалось создать на базе уже  проверенного в эксплуатации фюзеляжа транспортного самолета Ил-18. Длина  такого вагона, по проекту вмещавшего 100 пассажиров, составляла 36 метров, ширина 3,5 метра, высота 3, 85 метра, а масса - 40 тонн. Под полом вагона размещались  криостаты со сверхпроводящими магнитами, которые соединялись с кузовом  через рессорное подвешивание (т.к. при скорости 500 километров в час  возмущения от пути невозможно гасить только за счет зазора в магнитной  подвеске, принятого равным 22 миллиметра).  Преобразователи частоты управлялись  бортовым компьютером.

Во время  стоянки и перемещения в депо и на экипировочные участки вагон  должен был двигаться на колесах  по рельсам с колеей 3 метра, при  движении на перегоне колеса убирались. На эти колеса экипаж также должен был "приземляться" при аварии системы магнитной подвески.

Была  построена экспериментальная модель с вагоном массой 3,2 килограмма. В 90-е годы сведений о продолжении  работ по данному проекту не поступало.

Несмотря  на кажущуюся внешнюю простоту, монорельсовый  путь и сложен в устройстве, и  трудоемок в постройке. Несущая  балка (собственно монорельс) на навесных дорогах изготавливается из монолитного  или сборного железобетона, а на всех подвесных - из высокопрочной стали. Этот элемент конструкции должен выдерживать очень большие нагрузки во время разгона и торможения поездов, а также при прохождении  поездами криволинейных участков пути. Таковые, в частности, для компенсации  центробежных сил, изогнуты в двух плоскостях, что приводит к удорожанию всей постройки. Например, для строительства пути монорельсовой дороги в Диснейленде  пришлось заказывать сложную сборную  опалубку, состоящую из пятидесяти элементов. Кроме того, монорельсовые  дороги сложны в обслуживании пути и подвижного состава, а также  требуют подъема пассажиров на эстакаду и спуска с нее.

Указанные недостатки привели к тому, что  мире на данный момент построено несколько десятков отдельных линий монорельсовых дорог протяженностью от сотен метров до нескольких километров главным образом в качестве аттракционов в парках, на выставках и т.п.

Вместе  с тем монорельсовые дороги могут  иметь свою экономически целесообразную сферу применения как полноценный  вид городского и междугороднего транспорта.

Начальный этап развития железных дорог характеризовался использованием пассажирских поездов  исключительно на локомотивной тяге. С широким распространением электрической  тяги появилась альтернатива этому  решению в виде поезда, в котором  тяговая мощность распределена по всей его длине. До сих пор в этом отношении не определилась единая тенденция, хотя в пригородных пассажирских перевозках практически везде используется принцип распределенной тяги.

На линиях облегченных городских железных дорог и трамвая гибкая и хорошо зарекомендовавшая себя концепция  «моторный вагон + прицепной вагон» в конце 1950-х годов из-за больших  расходов на персонал была заменена более  современной, предусматривающей использование  моторвагонных поездов из сочлененных вагонов с общим салоном.

На метрополитене  и городских железных дорогах (S-Bahn), имеющих выход на магистральные линии, относительно высокая скорость движения и короткие расстояния между остановками требуют применения поездов с большим числом моторных осей. Еще в 1970 г. при разработке электропоезда серии 420 для городской железной дороги Мюнхена исходили из максимальной мощности системы тягового электроснабжения. Девятивагонный поезд с приводом на все оси имеет мощность продолжительного режима 7,6 МВт, развивает максимальную скорость 120 км/ч и ускорение при разгоне 1 м/с2.

Для пригородных  и региональных пассажирских перевозок  используют поезда на локомотивной тяге. Депо, осуществляющие техническое обслуживание пассажирских вагонов и локомотивов, были исторически разделены в  системе железных дорог. Поезда на локомотивной тяге позволяли гибко реагировать  на изменения пассажиропотока путем  увеличения или уменьшения числа  вагонов. К сожалению, станции многих больших городов являются тупиковыми на ответвлениях от магистральных линий. С введением уплотненных графиков движения время стоянки поездов S-Bahn и региональных необходимо было сокращать из-за недостаточной пропускной способности станций. Все указанные факторы говорили о том, что вместо смены локомотивов речь могла идти только об использовании челночных поездов с локомотивом в одном конце и вагоном с кабиной управления в другом. В качестве альтернативного варианта могут рассматриваться моторвагонные поезда.

В состав пассажирских поездов дальнего сообщения  долгое время включались беспересадочные  вагоны, которые на маршрутах большой  протяженности, в том числе и международных, входили в состав разных поездов. В период развития системы междугородных поездов InterCity (IC) беспересадочные вагоны в международных сообщениях заменили поезда EuroCity (EC). Здесь для электроподвижного состава серьезным препятствием стали места стыкования разных систем тягового тока, а для поездов с тяговым приводом любого типа — различие систем СЦБ.

После того как на границах между европейскими странами были отменены остановки для  паспортного и таможенного контроля, смена локомотивов стала тормозом для повышения маршрутной скорости поездов. Современная силовая электроника  позволяет с допустимыми расходами  строить многосистемные электровозы и электропоезда. Примером могут служить поезда Thalys Национального общества железных дорог Франции (SNCF) с концевыми моторными вагонами и ICE3 железных дорог Германии (DBAG) с распределенной        тягой.

Высокоскоростной  поезд Thalys с концевыми моторными вагонами

Поезд ICE3 с распределенной тягой

Из-за большого числа тупиковых станций в  Германии DBAG широко используют в междугородных  сообщениях челночные поезда. Логичным шагом был бы переход от них  к моторвагонным поездам с организацией технического обслуживания по системе, принятой для высокоскоростных поездов ICE.

Высокоскоростные  новые линии с мощными и  комфортабельными поездами оправдывают  себя только в том случае, если капитальные  и эксплуатационные затраты находятся  в разумном соотношении с доходами. Анализ затрат жизненного цикла (LCC) показывает, что расходы на техническое обслуживание и ремонт подвижного состава (включая  финансовые потери от простоя во время  ремонта) являются важной статьей LCC.

Традиционная  концепция раздельного технического обслуживания тягового подвижного состава  и пассажирских вагонов с разными  интервалами проведения профилактических и ремонтных работ оказывается  несостоятельной при расчетах соотношения  между LCC и экономической эффективностью. В связи с этим в Гамбурге, Мюнхене  и Берлине для технического обслуживания поездов ICE были построены специализированные депо, в которых внедрена автоматическая система диагностики. Благодаря  этому поезда ICE имеют годовой  пробег 550 тыс. км, в то время как  для традиционных поездов на локомотивной тяге он составляет 300 тыс. км.   

В  этих депо обслуживают поезда  с концевыми моторными вагонами (ICE1, ICE2) и поезда с распределенной  тягой (ICE3, ICE-T). Длина ремонтного  цеха составляет 400 м, что соответствует  максимальной длине поезда и  стандартной в Европе длине  платформы. 

Коммерческим  аргументом в пользу применения моторвагонных поездов с распределенной тягой является увеличенная полезная длина. Если бы поезд ICE3 длиной 200 м и мощностью 8 МВт не был с распределенной тягой, ему потребовалось бы два моторных вагона по концам. При этом полезная длина уменьшилась бы на 30 м (15 %), что означает потерю полезной длины пассажирской платформы и уменьшение числа продаваемых пассажирских мест. Даже при одном моторном вагоне в головной части и ограничении максимальной мощности поезда 6 МВт была бы значительная потеря пассажирских мест по сравнению с моторвагонным той же длины.