CC BY
96
Проблематика транспортных систем
17
2. Теория прогнозирования и принятия решений : учеб. пособие / ред.
С. А. Саркисян. - М.: Высшая школа, 1977. - 352 с.
3. Принципы выбора исходных данных для организации оперативного управления перевозочным процессом ОАО РЖД / А. А. Поплавский // Вестник ВНИИЖТа. -2006. - № 5. - С. 56-61.
4. Многофакторное оперативное нормирование времени выполнения технологических процессов / Л. П. Тулупов, Ян Юйлиан // Вестник ВНИИЖТа. - 1997. - № 5. -С. 20-24.
5. Использование поездных локомотивов в грузовом движении / В. И. Некра-шевич. - Гомель: БелГУТ, 2001. - 269 с. - ISBN 985-6550-55-6.
УДК 656.21 Н. В. Медведева
ПЕРСПЕКТИВЫ СОВМЕСТНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНЫХ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ МАГИСТРАЛЕЙ И СУЩЕСТВУЮЩИХ ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ ЛИНИЙ
Рассматриваются варианты совместного использования высокоскоростных специализированных магистралей и реконструированных существующих железнодорожных линий. Приводится методика определения основных показателей вариантов и их технико-экономического сравнения.
высокоскоростная специализированная магистраль, реконструкция существующих железнодорожных линий, технико-экономическое сравнение вариантов.
Введение
В настоящее время в мире продолжает развиваться сеть высокоскоростных специализированных магистралей (ВСМ), вместе с этим повышаются скорости на существующих железнодорожных линиях. Зарубежный опыт показывает, что только совместное использование ВСМ и реконструированных железных дорог является наиболее эффективным, обеспечивая наибольший комфорт пассажиров и позволяя охватить высокоскоростными экспрессами большую территорию, а следовательно, привлекая дополнительный пассажиропоток на ВСМ.
1 Зарубежный опыт и перспективы совместного использования в России ВСМ и существующих железных дорог
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2007/3
18
Проблематика транспортных систем
Можно выделить два варианта взаимодействия ВСМ и существующих железнодорожных линий - европейский и японский.
Так, во Франции высокоскоростные поезда выходят на существующую сеть, где проходят расстояние в 3-4 раза больше, чем собственно по ВСМ [1]. Это наглядно видно на схеме одной из французских ВСМ и сети обычных железных дорог западного региона (рис. 1). Реконструированные существующие линии тесно взаимосвязаны с ВСМ и представляют единую сеть в Германии и Италии, где фактически все типы поездов движутся по линиям ВСМ, а высокоскоростные поезда, в свою очередь, выходят на существующие линии [2]. Вследствие этого на европейских ВСМ размещают только те раздельные пункты, которые необходимы для быстрого устранения сбоев в движении поездов и организации системы технического обслуживания стационарных устройств. Пассажирские же операции выполняются на действующих пассажирских станциях, куда по специально построенным соединительным линиям заходит с ВСМ часть высокоскоростных поездов.
В Японии рельсовые нити линий ВСМ обособлены от рельсовых путей существующей сети из-за разницы в ширине колеи, поэтому для удобства пересадки пассажиров с обычных поездов в высокоскоростные там совмещают на общей территории вновь сооружаемые станции ВСМ со станциями обычных дорог [3]. Пример такого решения, ставшего впоследствии практически типовым для всех японских ВСМ, приведен на рисунке 2.
В России только начинает реализовываться программа развития скоростного и высокоскоростного движения, согласно которой уже ведутся работы по подготовке для скоростей до 200-220 км/ч ряда существующих железнодорожных линий, таких как Санкт-Петербург - Москва, Санкт-Петербург - Бусловская, Москва - Нижний Новгород и др. Проект сооружения первой ВСМ Санкт-Петербург - Москва пока еще находится на стадии исследований, но уже сегодня можно говорить о том, что размещение промежуточных раздельных пунктов на ней будет близким к французскому варианту (например, линии Париж - Лион и Париж - Ле Манн). Через каждые 60-80 км предполагается устраивать промежуточные станции, предназначенные для пересадки пассажиров из поезда, получившего повреждение, в исправный, для чего предусматривается сооружение высокой пассажирской платформы между двумя сквозными приемо-отправочными путями. Для регулирования движения поездов, а также ремонтных машин в период «окон» между соседними промежуточными станциями с интервалом в 20-25 км размещаются диспетчерские пункты с двумя съездами на каждом между главными путями и тупиковыми путями небольшой длины для размещения путевых машин и механизмов в период между «окнами» [3].
2007/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
19
Р
а)
пути высокоскоростной линии с шириной колеи 1435 мм
1
тттттттттт 'РТТГШТ
* -г; г
—. +■ + J—
М НГ
тя:
ь,
GV
ISS
пути суще ствующеи
307/3
в
ЛИНИИ
20
Проблематика транспортных систем
Рис. 2. Взаимное расположение станций ВСМ и существующей линии: а - план станции Ай-Ой; б - поперечный разрез пересадочных станций Ай-Ой; -------- пути высокоростной линии;----- пути существующей линии
2 Общие положения по выбору вариантов
На основании зарубежного опыта взаимодействия ВСМ и существующих железнодорожных линий для технико-экономического сравнения рассматриваются три варианта (рис. 3):
вариант 1 - высокоскоростные поезда выходят на существующую железнодорожную сеть до первой промежуточной станции, где пассажиры пересаживаются в обычные пассажирские поезда;
2007/3
Proceedings of Petersburg Transport University
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС 2007/3
Рис. 3. Расчетная схема совместного использования проектируемой высокоскоростной специализированной магистрали
и существующей железнодорожной линии России
Проблематика транспортных систем
22
Проблематика транспортных систем
вариант 2 - поезда с ВСМ выходят на существующую железнодорожную сеть до крупной пассажирской станции, при этом необходимо реконструировать участок существующей линии для скорости до 200 км/ч;
вариант 3 - поезда с обычной железнодорожной линии выходят на ВСМ, где следуют до промежуточной станции ВСМ для посадки-высадки пассажиров.
Наиболее дорогостоящим является второй вариант, так как для выхода высокоскоростного состава на обычную железнодорожную сеть требуется реконструкция существующей линии и большее количество дорогого подвижного состава, что, однако, позволяет уменьшить время нахождения пассажиров в пути и создать более высокий уровень сервиса на всем маршруте или его большей части. Ограничением для варианта 2 может быть отсутствие резерва пропускной способности существующей железнодорожной линии. Недостатком варианта 1 является необходимость пересадки пассажиров из высокоскоростного поезда в обычный для продолжения поездки, что неудобно для пассажиров. В варианте 3 обычные поезда, выходящие на ВСМ, оказывают негативное действие на верхнее строение скоростных путей и вызывают съем поездов с графика движения. Этот вариант возможен лишь при достаточном резерве пропускной способности ВСМ и при создании двухвариантной системы регулирования движения поездов различных типов.
Сравнение вариантов осуществляется по показателям, представленным в таблице.
ТАБЛИЦА. Показатели сравнения вариантов
Показатели Поезда ВСМ выходят на существующую железнодорожную линию Поезда с обычной железнодорожной линии выходят на ВСМ
до первой станции до крупной пассажирской (зонной) станции
Вариант 1 Вариант 2 Вариант 3
1 2 3 4
1. Капитальные вложения В строительство соединительной железнодорожной линии
- В реконструкцию существующей железнодорожной линии для движения пассажирских поездов со скоростью до 160 или до 200 км/ч -
В дополнительный подвижной состав В дополнительные дорогие по стоимости изготовления высокоскоростные поезда В дополнительный подвижной состав
2007/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
23
Продолжение табл.
1 2 3 4
2. Эксплуатационные расходы На текущее содержание постоянных устройств
3. Дополнительные затраты Денежная оценка затрат времени пассажиров при пересадке из высокоскоростных в обычные поезда Денежная оценка затрат времени пассажиров из-за разницы скоростей движения высокоскоростных и обычных пассажирских поездов Качественная и денежная оценка неудобств пересадки «зонных» пассажиров На эксплуатацию дополнительных высокоскоростных поездов Денежная оценка затрат времени пассажиров из-за разницы скоростей движения обычных пассажирских и высокоскоростных поездов
3 Методика технико-экономического сравнения вариантов
3.1 Общие положения
В соответствии с Методическими рекомендациями [4] в качестве критерия выбора варианта совместного использования ВСМ и существующей железнодорожной линии принимается минимум приведенных затрат, который определяется по формуле:
T T
Эпр =^Ktat + ^Ctat, (!)
t=0 t=1
где Kt, Ct - соответственно потребные инвестиции (капиталовложения) и годовые эксплуатационные расходы (текущие затраты) в t-й год;
T - горизонт расчета, представляющий собой продолжительность расчетного периода;
at - коэффициент дисконтирования (приведения) затрат к базисному моменту времени.
Коэффициент приведения для t-го года при постоянной норме дисконта Е определяется по формуле:
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2007/3
24
Проблематика транспортных систем
a =
1
(1+^7 ■
(2)
Все варианты сравниваются по отличающимся элементам затрат. В результате по экономическим показателям предпочтение отдается варианту с меньшими приведенными затратами.
3.2 Определение капитальных вложений
Потребные капитальные вложения по вариантам будут складываться из трех составляющих, тыс. руб.:
К = Кп.с + Крек + К р.п, (3)
где Кпс - капитальные вложения, вызываемые увеличением числа подвижного состава высокоскоростных или обычных поездов;
Крек - капитальные вложения в реконструкцию существующей линии на скорость 200 км/ч;
Кр. п - капитальные вложения в развитие раздельных пунктов оборота высокоскоростных и обычных поездов.
Степень развития промежуточных станций существующей железнодорожной линии в вариантах 1 и 2, а также раздельных пунктов на ВСМ в варианте 3 зависит от прогнозируемых на расчетный срок размеров движения.
Соединительная железнодорожная линия примыкает к первой промежуточной станции на существующей железной дороге, а на ВСМ - к первому раздельному пункту (рис. 3). Для примыкания используются стрелочные переводы пологих марок. Длина соединительной ветви зависит от внешних факторов: географических (водные и другие преграды), топографических (сложность рельефа), расположения и числа раздельных пунктов на ВСМ и существующей железнодорожной линии.
Капитальные вложения на подготовку существующей железнодорожной линии Крек для движения высокоскоростных поездов с максимальной скоростью 200 км/ч возникают в варианте 2. Следует отметить, что для этого варианта в составе капитальных вложений следует учитывать дополнительные затраты, вызываемые выполнением работ на действующих объектах. При производстве строительно-монтажных работ на путях, смежных с теми, по которым осуществляется движение поездов, к нормам на затраты труда, основной заработной плате рабочих, затратам на эксплуатацию машин, включая заработную плату рабочих-механизаторов,1 следует применять повышающие коэффициенты, зависящие от размеров движения [5]. Необходимо также учесть дополнительные эксплуатационные расходы,
1 Принимается в размере 30 % от общих капитальных затрат.
2007/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
25
связанные с задержками поездов при предоставлении «окон», которые будут суммироваться с основными капитальными затратами.
Капитальные вложения в дополнительный подвижной состав Кп.с по каждому из всех рассматриваемых вариантов зависят от потребного числа составов, определяемого по формуле [6]:
N п.с =Ув
с
п.с :
(4)
где у - коэффициент резерва составов; 0спс - оборот пассажирского состава, сут,
0Сп.с =
1
24
(t
+1
осн об
+ 2 • С)
(5)
где t п сосн, t п соб, t п сдв - время нахождения состава соответственно в пунктах формирования, в пунктах оборота и в пути следования в обоих направлениях, ч.
3.3 Определение эксплуатационных расходов
Сравниваемые эксплуатационные расходы, тыс. руб/год, включают в себя следующие элементы:
С = Сс.у + Спроб + Спасс , (6)
где Сс.у - годовые расходы на содержание стационарных устройств;
Спроб - годовые эксплуатационные расходы, связанные с пробегом высоко-скоростных и обычных пассажирских поездов;
Спасс - годовые эксплуатационные расходы, связанные с затратами дополнительного времени пассажирами на пересадку, а также в связи с разницей скоростей движения высокоскоростного и обычного поездов.
Дополнительные эксплуатационные затраты по содержанию стационарных устройств и сооружений определяются по формуле:
Сс.у = Сз.п + Си.с + Сп + Сс.п + САБ + Сэл , (7)
где Сз.п, Сис, Сп, Сс.п, Саб, Сэл - годовые расходы на содержание соответственно земляного полотна, искусственных сооружений, пути, централизованных стрелочных переводов, устройств автоблокировки и электроснабжения, тыс. руб/ год.
Поскольку рассматриваемые варианты различаются уровнем максимальной скорости движения, то при определении годовых эксплуатационных затрат на содержание стационарных устройств применяется коэффициент удорожания содержания стационарных устройств при повышении скорости (Dkv) [7].
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2007/3
26
Проблематика транспортных систем
Дополнительные затраты, связанные с пробегом высокоскоростных и обычных поездов, определяются по формуле:
i
Спроб _ 365 ' ^проб; ' NiLi, (8)
1
где Ni Li - дополнительные суммарные поездо-км в сутки для i-й категории поездов;
^проб i - расходная ставка на 1 поездо-км для i-й категории поездов, руб. Расстояние пробега пассажирских поездов L (рис. 3) складывается из:
L = 1 сущ + 1соед + 1ВСМ,
(9)
где /сущ - расстояние, которое проходят поезда по существующей железнодорожной линии, км;
/соед - длина соединительной ветви, км;
/всм - расстояние по ВСМ, км.
Расходы, связанные с затратой дополнительных пассажиро-часов, тыс. руб/ год, по вариантам 1 и 3 определяются по формуле:
Спасс = епас-ч 'Z А6оп , (10)
где епас-ч - стоимость одного пассажиро-часа, руб.;
ЕА/доп - дополнительные пассажиро-часы в год, определяемые по формуле:
Z А?доп =365 -Та • а • N • (Dt + ?пер ), (11)
1
где ai - коэффициент средней населенности поезда i-й категории; ai - вместимость поезда i-й категории, чел.;
Ni - число поездов в сутки i-й категории;
At - дополнительное время, образующееся за счет разницы скоростей поездов обычного и высокоскоростного, ч,
Dt L'(^=6 всм ), (12)
^маршд ^марш
об ВСМ г
где v марш,?', v марш - маршрутные скорости соответственно обычных
поездов i-й категории и высокоскоростного, км/ч;
^ер - дополнительные затраты времени пассажирами на пересадку из высокоскоростного поезда в обычный поезд, ч, рассчитываются по формуле:
2007/3
Proceedings of Petersburg Transport University
Проблематика транспортных систем
27
^пер ^приб + ^отпр +
Щер
V
пас
(13)
где /приб, /отпр - время, необходимое пассажиру на высадку и посадку, ч;
/пер - расстояние, которое преодолевает пассажир, пересаживаясь из одного поезда в другой, км;
Vn^ - скорость пешего передвижения пассажира, км/ч.
При выборе того или иного варианта следует особое внимание уделять определению стоимости пассажиро-часа.
При сравнении вариантов следует учитывать также и привлечение дополнительного пассажиропотока за счет большей скорости движения высокоскоростных поездов по существующей линии и предоставления пассажирам более комфортных условий поездки.
Заключение
Приведенная методика позволяет выполнить технико-экономическое сравнение вариантов совместного использования ВСМ и существующих железнодорожных линий и установить по минимуму приведенных затрат наиболее эффективный из них. Она может быть применена на любой стадии проектирования - от предпроектных соображений до рабочей документации.
Библиографический список
1. Станции специализированных железнодорожных магистралей. Ч. 1. Станции высокоскоростных и скоростных железных дорог : учеб. пособие / В. С. Суходоев, Ю. И. Ефименко, Г. С. Томилина, В. В. Костенко. - СПб.: ПГУПС, 2001. - 121 с. -ISBN 5-7641-0060-7.
2. Железные дороги мира в XXI веке / ред. Г. Н. Кирпа. - Днепропетровск: Изд-во Днепропетр. нац. ун-та ж.-д. трансп. им. акад. В. Лазаряна, 2004. - 224 с. - ISBN 9668471-02-4.
3. Условия размещения и схемы раздельных пунктов на специализированных высокоскоростных линиях / Суходоев В. С. // Интенсификация эксплуатационной работы железнодорожного транспорта : сб. науч. тр.; ред. М. Н. Тертеров. - СПб.: ЛИИЖТ, 1991. - С. 39-43.
4. Методические рекомендации по оценке инвестиционных проектов на железнодорожном транспорте. Приложение к указанию МПС России от 31 августа 1998 г. № В-1024у. - 123 с.
5. Методические указания по определению сметной стоимости строительства объектов железнодорожного транспорта / МПС России. - М., 2003. - 35 с.
6. Технико-экономические показатели эксплуатационной работы железных дорог. - М.: Транспорт, 1977. - 112 с.
7. Экономическая оценка сокращения времени хода поездов при устранении ограничений скорости / Костенко В. В. - СПб.: ПГУПС, 2005. - 23 с.
ISSN 1815-588 X. Известия ПГУПС
2007/3
