CC BY
55
УДК 656.13:658
Рассматриваются перспективы использования трамвайных вагонов в качестве грузовых для удовлетворения внутригородских перевозок различных грузов. Анализируются технические и технологические возможности применения трамвая в качестве внутригородского грузового транспорта, оценивается потенциал существующего трамвайного хозяйства для организации перевозок. Предлагаются возможные пути решения и отмечаются проблемы, с которыми придется столкнуться при возможной реализации проекта.
ПОТЕНЦИАЛ ТРАМВАЙНОГО ХОЗЯЙСТВА ДЛЯ УДОВЛЕТВОРЕНИЯ ПОТРЕБНОСТЕЙ ГРУЗОВЫХ
ПЕРЕВОЗОК
А.И. Горяинов
Кандидат технических наук Доцент кафедры транспортных систем и логистики* Контактный тел.: т.м.8-067-257-92-16, т.р. (057) 707-32-61
e-mail: goryainov@ukr.net
К.В. Несмеянов
Студент*
Контактный тел.: т.м.8-096-684-76-65
*Харьковская национальная академия городского хозяйства ул. Революции, 12, г.Харьков, Украина, 61002
1. Введение
Развитие городов, необходимость оптимального удовлетворения социально-бытовых потребностей населения требует развития городских транспортных систем, выявляет присущие городу транспортно-эксплу-атационные и планировочные проблемы и тенденции. В системе городского транспорта особое значение приобретает совместная работа многих видов транспорта и связанных с его деятельностью «обеспечивающих» и «потребляющих» отраслей, в которые включаются системы обслуживания, энергосбережения, дорожного строительства, градостроительства, проблемы расселения, проблемы согласования системы обслуживания с транспортной сетью и т.д. [1]. Поэтому современное и дальнейшее развитие городской инфраструктуры требует новых конструктивных решений в сфере организации перевозок, как пассажиров, так и грузов. В тоже время, использовать в городской черте для перевозок пассажиров, и в большинстве случаев, грузов только автомобили не рационально, взяв во внимание большую транспортную загрузку современных городов и непрерывно напоминающий о себе топливно-энергетический кризис. Поэтому целесообразным является задействование городского электрического транспорта для осуществления грузовых перевозок.
2. Анализ последних достижений
Проанализировав появление и развитие грузовых трамваев, можно констатировать, что в Москве они стали применяться ещё до Первой Мировой войны. В 1915—1921 гг. большая часть грузов (уголь, дрова, мука, и т. д.) в Москве перевозилась от железнодорожных пакгаузов к магазинам и складам уже грузовыми трамваями.
Грузовой трамвай, достигший своего максимального развития в 1945 г., в связи с возвращением в город грузовых автомобилей и роста их парка, в послевоенные годы постепенно начал сокращать объемы своей работы. Суточная перевозка в начале 1945 года достигла 2589 тонн, общая протяжённость грузовых веток трамвая составила 41,2 км, а подвижной состав насчитывал 142 моторных и 141 прицепной вагон [2].
В это время основной клиентурой грузового трамвая были хлебозаводы и мельницы (перевозка муки), угольные склады предприятий и электростанций. [2].
Проанализировав литературные источники на наличие в них информации по использованию грузового трамвая выяснилось, что информация достаточно специфическая, особенности применения рассматриваются не в полной степени. Задействование трамвая происходило в основном в том случае, когда грузовой автомобильный транспорт не мог обеспечить необходимый объем перевозок.
3. Постановка задачи
Целью работы является формирование подхода к задействованию трамвая для осуществления грузовых перевозок и оценить потенциал существующего трамвайного хозяйства для возможности организации перевозок в городах, предложить и обозначить направления развития и решения этого перспективного направления.
4. Решение задачи
Так согласно [3], в наше время рассматривается и реализуется проект по перевозке грузов с использованием трамвая в Вене (Австрия). Вена обладает одной
из самых развитых трамвайных систем в Европе, где трамвай выполняет функции не только внутригородского транспортного средства, но и перевозит жителей пригородов в центр и обратно. При этом, передовыми компаниями Вены отмечается успешность реализации проекта по грузовым перевозкам с помощью трамвая, который назван "новейшей городской системой логистики". Цель проекта - более эффективное использование существующей транспортной инфраструктуры.
В частности на заседании профильной комиссии по транспортному комплексу Законодательного собрания Санкт-Петербурга, также обсуждалась идея перевода трамваев в разряд грузового транспорта. На заседании обсуждали идею использования существующих трамвайных и железнодорожных путей для грузового трамвайного движения. Представители "Мосгортранса" и столичного департамента транспорта в свою очередь, также заинтересовались данным проектом, отмечая, что этот опыт может быть полезен и для российской столицы [3].
Любопытно отметить тот факт, что нынче интерес к грузовому трамваю как серьезному виду коммерческого транспорта начинает возрастать.
Одним из примеров, можно назвать применение грузового трамвая на заводе фирмы Фольцваген «Стеклянная мануфактура» в Дрездене, где собирают VW Phaeton и Bentley Continental. Готовые кузова сюда привозят с завода в Мозеле, другие комплектующие -со склада временного хранения из соседнего Фри-дрихштадта. Для доставки контейнеров с комплектующими по системе just-in-time («точно в срок») построено два 60-метровых грузовых трамвая, каждый из которых обошелся в 1,8 млн евро. Грузоподьемность трамвайного поезда CarGoTram составляет 60т. Длина состава 60 м. Трамвайные поезда курсируют с интервалом в 40 минут по отдельно проложенным путям. Расстояние в 4,5 км грузовой трамвай преодолевает за 14 минут. «Трампоезд» состоит из пяти вагонов с 20 ведущими осями, на каждой из которых установлен электромотор мощностью 45 кВт [3].
Поэтому на основании [3], можно рассчитать ряд показателей, в том числе эксплуатационную скорость грузового трамвая:
Таблица 1.
Характеристика трамвайного поезда CarGoTram.
Показатель Значение Показатель Значение
Эксплуатационная скорость, V,, км/ч. 19,5 Количество ведущих осей в вагоне, ед. 4
Нагрузка на 1 погонный метр вагона, т. 1 Нагрузка на одну ось, т. 3
Длина вагона, м. 12 Мощность мотора необходимая для перевозки 1 т груза, кВт. 0,27
Грузоподъемность вагона, т. 12 Ориентировочная стоимость 1 вагона, тыс. евро. 360
V =- = — = 19,5 км/ч э t 0,23
(1)
где 1 - длина маршрута перевозки, км; t - время движения по маршруту, ч. Также можно рассчитать нагрузку на 1 погонный метр вагона на основании длины состава и общей гру-зоподьемности; длину вагона, исходя из общей длины состава и количества вагонов; грузоподьемность 1 вагона, при известной длине вагона и нагрузке на 1 метр вагона; количество ведущих осей на вагоне и нагрузку на 1 ось исходя из грузоподьемности вагона; мощность необходимую для перевозки 1 т груза на основании общей мощности мотора. Рассчитанные значения сводим в таблицу 1.
К сожалению, на текущий момент использование электрического транспорта по перевозке грузов представлено только железнодорожным транспортом. Ис-
пользование трамвайного транспорта, в качестве грузового до нынешнего времени рассматривалось слабо, только в отдельных случаях, да и то в теоретическом варианте. Главным образом, стоит вопрос о технической и технологической стороне возможности применения трамвая в качестве грузового транспорта.
Анализ сложившейся ситуации в крупных городах Украины и в частности в г. Харькове, указывает на необходимость выработки основных направлений решения задачи, связанной с улучшением работы городского транспорта в сфере перевозок пассажиров и грузов [3]. В данной работе предложим пути возможного решения организации внутригородских перевозок на примере города Харькова с применением трамвая.
Эту проблему можно отнести к логистической. Так как эта наука занимается планированием, контролем и управлением транспортирования, складированием и другими материальными и нематериальными операциями при минимальных затратах [5]. С логистической точки зрения, транспортные затраты и время доставки являются основными критериями возможности реализации определенного проекта по перевозке грузов. Иначе говоря, чем дешевле обойдется транспортировка груза от производителя до потребителя, тем эффективнее будет использование данной системы доставки по сравнению с аналогичными, но с применением иной технологии. Хотя трамвай требует более высоких первоначальных капиталовложений, чем автобус и троллейбус, и сеть транспортных линий характеризуется относительно меньшей плотностью, но наряду с этим трамвайные перевозки обеспечивают самую низкую себестоимость [1]. Большая провозная способность трамвая определяет направление транспортных линий в плане города.
На основании [6], основной задачей логистики в данном случае, будет являться управление материальными потоками. К логистическим операциям с материальным потоком можно отнести погрузку, транспортировку, разгрузку, комплектацию, складирование, упаковку и другие операции.
Транспорт является связующим звеном в сфере обращения между предприятиями-поставщиками и потребителями продукции [1].
Поэтому схему движения материальных потоков можно реализовать с помощью таких систем:
■ логистические системы с прямыми связями. В этих логистических системах материальный поток проходит непосредственно от производителя продукции к ее потребителю, минуя посредников.
■ эшелонированные логистические системы. В таких системах на пути материального потока есть хотя бы один посредник.
™ - трамвалнаясеть — . ташчио-ГЕэрожиал с?ть
Рисунок 1. Схема трамвайных путей г. Харькова.
■ гибкие логистические системы. Здесь движение материального потока от производителя продукции к ее потребителю может осуществляться как напрямую, так и через посредников (на основании [5]).
Характеризуя трамвайное хозяйство, в частности трамвайные пути, можно сказать, что г. Харьков имеет развитую сеть, проходящую через центральные, спальные и промышленные районы и обеспечивая транспортное сообщение с окраинами города. Пример схемы трамвайных путей Харькова на рис. 1.
В месте с этим имеется большое количество путевых развязок, которые могут ограничить количество грузовых маршрутов в связи с невозможностью переезда на другую линию. Пример некоторых наиболее встречаемых уличных развязок на рис. 2
а) б)
Рисунок 2. Транспортные пересечения трамвайных путей.
Большая провозная способность трамвая и требующая дальнейших детальных доказательств и расчетов низкая себестоимость пассажирских перевозок обеспечивает за ним ведущую роль в ряде средних и больших городов [1]. Появляется возможность применить трамвай в качестве грузового транспорта, при этом, разрешив загруженность городских улиц и избавив жителей от вредных выбросов грузовых автомобилей и в тоже время дать трамвайному хозяйству возможность на развитие.
В отличии от пассажирских грузовые потоки в городе очень часто не имеют установленных маршрутов, но перевозки в значительной степени осуществляются
между постоянными грузообразующими и грузопоглощающими объектами [1].
Размеры грузооборота городского транспорта зависят от размера города, его планировки, характера и степени развития промышленности, производственных связей данного города с другими населенными пунктами [1]. Размещение многих предприятий около рельсовых путей, и наличие железнодорожных рельсовых путей на территории многих предприятий, для движения грузов внутри производства позволяет сделать организацию перевозок с участием грузовых вагонов за сравнительно короткий срок и при минимальных затратах.
Также следует заметить, что в одном или нескольких местах трамвайного пути производят его сопряжение (гейт) с железнодорожными путями, позволяющее доставлять в трамвайные предприятия различные материально-технические ресурсы, поступающие по железной дороге, в том числе передавать вагоны трамвая, рельсы и другие крупногабаритные предметы [2].
В таких случаях, возможно, применить подъемы, типа эстакад, которые позволяли бы размещать трамвайные и железнодорожные вагоны на одном уровне. В таком случае определенные грузы не приходилось бы перегружать специальными техническими средствами (кранами, электропогрузчиками), а необходимо было бы только передвинуть груз с одного вагона на другой.
Часть грузов перевозится с товарных станций различными видами транспорта в город, или, минуя городскую уличную сеть, и таким образом, создают определенные грузопотоки в городе [6].
Также одной из проблем, которая может стать на пути реализации проекта является то, что не все предполагаемые пункты погрузки и разгрузки имеют подведенные трамвайные пути.
В этом случае понести затраты при доказанной экономической целесообразности возможно тогда, когда следует провести пути к крупным грузопоглощающим и грузообразующим пунктам, которые находятся на определенном расстоянии от уже существующих путей. Для проложения новых путей потребуются значительные затраты, поэтому можно предложить параметр удаленности пунктов погрузки-разгрузки, который может быть в пределах 50 м (данное предложение требует детального анализа). Поэтому все остальные пункты потребления и производства, которые не попадают в этот параметр обслужены грузовым трамваем не будут. Потому предлагается ввести коефициент удаленности грузовых зон от существующей сети или коефициент обслуживания можно определить по формуле:
обе
(2)
хг060
1,1 общ
где - количество обслуживаемых зон трамваем; - возможное количество зон обслуживания. При планировании грузовых трамвайных перевозок, следует учитывать плотность транспортной сети. На основании [1], для грузовых перевозок определение
плотности будет звучать так: оптимальной плотностью транспортной сети будет такая плотность, при которой грузы затрачивают минимальное время на передвижение от пункта погрузки до пункта разгрузки.
Также не следует забывать и возможную загрузку или пропускную способность существующей транспортной сети, т. к. транспортная линия должна обеспечивать пропуск ожидаемого числа транспортных единиц. На случай перекрытия движения на отдельных участках желательно иметь обходные направления.
Пропускная способность зависит от частоты расположения транспортных узлов; пересечений на линиях и организации движения на них; также от пропускной способности остановочных пунктов, т.к. грузовые вагоны будут следовать по пассажирским маршрутам в межинтервальное время; и принятой системы организации движения по всей улично-дорожной сети [1].
При расчете пропускной способности линий массового транспорта определяющим является пропускная способность остановочного пункта, так как именно она ограничивает возможности пропуска транспортных средств по линии любого вида массового транспорта. В первую очередь, эта проблема актуальна для трамвая, потому что трамвай, следующий за впереди идущим не имеет возможности обогнать его [3].
Поэтому при организации грузовых перевозок, следует в любом случае предвидеть участки, на которых грузовой трамвай будет иметь возможность обогнать впереди идущий пассажирский вагон, во время простоя на остановочных пунктах, а в пиковые часы - обеспечить место необходимого отстоя вагонов из-за насыщения линии, как пассажирскими вагонами, так и другими участниками движения. Поэтому в наиболее проблемных местах города, где возможны заторы на рельсовых путях, необходимы развязки или карманы, которые помогут решить проблему обгона.
Также такие заезды или карманы необходимы будут для подъезда к пунктам погрузки или разгрузки (для городской застройки, этот вопрос требует детального рассмотрения, оптимальным будет расстояние до таких пунктов в пределах 50м). Связано это с тем, что трамвайные пути должны иметь строго определенное положение относительно зданий и различных городских инженерных сооружений, они должны быть свободны для прохода по нему транспортных средств, т. е. ни одна часть из расположенных вдоль линии сооружений не должна заходить в зону трамвайного пути. Поэтому чем больше будут расстояния до пунктов потребления, тем сложнее будет выполнить эти требования.
Также одним из решений пропускной способности рельсовых путей для городов и общей загруженности городских улиц, а в особенности центральных районов может стать подземный трамвай. Пропуск трамвайных поездов в туннелях мелкого заложения через центральные районы города может оказаться весьма рациональным. Современная технология туннелестроения позволяет сооружать подземные линии трамвая в достаточно короткие строки и при значительно меньших затратах, чем линии метрополитена. Подземный трамвай ввиду отсутствия пересечений может иметь повышенную скорость сообщения, как для перевозки пассажиров, так и грузов [1].
Организовать маршруты перевозки грузов в городе можно на основе классификационных признаков,
характеризующие роль маршрута в маршрутной системе городского пассажирского транспорта (ГПТ) и условия эксплуатации, которые приведены в [4]. Наиболее рациональны для города радиальный маршрут, который будет соединять центр города с окраиной; диаметральный маршрут, проходит через центр города, соединяя два отдаленных района; тангенциальный (хордовый) маршрут - соединяет два района, не проходя через центр города и не загружая его; кольцевой маршрут - трасса маршрута замкнута; петлевой маршрут - имеет петлю на трассе, обеспечивает минимум холостых пробегов (на основании [4]).
По времени действия можно ввести постоянные маршруты (работающие постоянно, в межпиковые часы днем и ночное время без пробок и простоев), и временные, которые будут работать в определенные часы суток, дни недели, сезоны года (при незначительном грузопотоке)
По организации движения можно выделить маршруты с постановочным движением (вагоны грузового трамвая будут останавливаться в пунктах погрузки и разгрузки, равномерно расположенных на трассе маршрута с определенной длиной перегона); экспрессные маршруты; полуэкспрессные маршруты; скоростные маршруты [4].
Маршрутная система городов в целом характеризуется плотностью, равной отношению длины улиц, по которым организовано движение, к площади селитебной территории города, и маршрутным коэффициентом К, численно равным отношению суммарной длины всех маршрутов к длине улиц, по которым организовано движение. Маршрутный коэффициент характеризует наложение маршрутов [3]. Показатели, характеризующие маршрутную систему, определяются как раздельно по каждому виду ГПТ, так и в целом для всех видов ГПТ. Этот коэффициент может использоваться для сравнения обеспе-ченности трамвайными путями, как отдельных городов, так и отдельных районов города.
Что касается приоритетных условий движения на городских маршрутах, если трасса маршрута проходит по улицам, на которых транспортный поток затрудняет движение подвижного состава ГПТ (в данном случае на центральных улицах города), а также в местах, где скорость движения замедляется из-за частых пересечений с другими улицами, и при неупорядоченном движении пешеходов в непосредственной близости от трассы маршрута целесообразно вводить приоритетные условия движения на маршруте [4].
Проанализировав сложившуюся ситуацию, возможны два подхода к решению данной проблемы. С одной точки зрения, было бы правильнее дать приоритет грузовому трамваю на перекрестке, как это делают для пассажирских вагонов. Быстро пройдя перекресток, он даст возможность на маневрирование другим транспортным средствам и что тем самым не даст образоваться пробке. С другой стороны, можно отдать приоритет автомобилям, т.к. грузовой трамвай не наносит вреда окружающей среде, как это делают двигатели автомобилей и лишний простой, будет наносить вред экологии города. Но в тоже время простои грузовых составов, которые двигаются между интервалами пассажирских трамваев, может затруднить движение пассажирских вагонов. Все будет зависеть от сложности и загружености перекрестка и интервала движения пассажирских составов.
Там где это возможно рельсовый путъ трамвая предпочтительно размещать на обособленном полотне.
5. Вывод
Проведенные исследования позволили определить некоторые пути решения организации грузовых перевозок в городе с помощью трамвая, определили первоочередные проблемы, которые требуют более детального изучения. Предложено для минимизации совокупных затрат, организовать совместную работу железнодорожного и трамвайного транспорта. В данном исследовании подтверждается потенциал трамвайного хозяйства и перспективы возможного внедрения грузовых трамвайных перевозок в сущестующую
трамвайную сеть города. -□ □-
Получены процедуры оценки неизвестной частоты несущего колебания сигналов с фазовой модуляцией по ограниченной выборке. Эффективность разработанных процедур подтверждается результатами математического моделирования. Показано, что предложенный метод позволяют произвести оценку частоты несущего колебания в условиях априорной неопределенности с высоким качеством.
■Q О
1. Введение. Постановка проблемы в общем виде
В современных системах связи широко используется фазовая модуляция. При этом во многих случаях в течение одного сеанса связи меняется как вид модуляции, так и частота несущего колебания. Более того, в настоящее время разработаны методы передачи данных, у которых частота несущего колебания периодически изменяется. Примером может служить метод множественного доступа с кодовым разделением (code-division multiple access - CDMA). Данный метод доступа базируется на основе методов расширения спектра (spread - spectrum - SS), которые можно разделить на две основные категории: расширение спектра методом прямой последовательности (direct sequence - DS) и расширение спектра методом скачкообразной перестройки частоты (frequency hopping).
Литература
1. Самойлов Д. С. Городской транспорт: - 2-е изд., пере-раб. и доп. М.: Стройиздат, 1983 - 384с.
2. Мирошник А. Состояние и пути развития электротранспорта: - К. «Бизнесинформ» № 17-18, 1998. - 77 с.
3. http://www.regnum/ru - Московский транспортный симпозиум, 2006.
4. Спирин И. В. Перевозки пассажиров городским транспортом: Справочное пособие. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2004. - 413с.
5. Смехов А. А. Введение в логистику.— М.: Транспорт, 1993.- 372 с.
6. Миротин Л. Б. Логистика: управление в грузовых транспортно-логистических системах. - М.: Юрист, 2002. - 414 с.
УДК 621.391:621.396
Н.С. Пастушенко
Кандидат технических наук Профессор кафедры телекоммуникационных систем* Контактный тел.: +38(057)7021320 e-mail: Pastushenko_NS@rambler.ru
О.Н. Пастушенко
Студентка факультета электронных аппаратов* Контактный тел.: +38(057)7021320
При использовании расширенного спектра со скачкообразной перестройкой частоты (frequency - hopping spread spectrum - FHSS) передача сигнала производится с помощью определенных наборов частот, имеющих свойства случайных последовательностей. Перестройка частоты сигнала происходит через определенные интервалы времени. Изменение рабочих частот приемника синхронизируется с передатчиком, что позволяет получить сигнал. В то же время при попытке несанкционированно прослушать сеанс связи, то будут слышны лишь неразборчивые звуки, а создание намеренных помех на одной из частот приведет к уничтожению только нескольких битов сигнала. FHSS - используется при передаче сигналов с фазовой манипуляцией (phase shift keying - PSK). Таким образом, при определении вида модуляции, демодуляции сигнала необходимо иметь механизм оценки частоты несущего колебания по ограниченной выборке (на периоде или полупериоде несущего колебания).
ОЦЕНКА ЧАСТОТЫ НЕСУЩЕГО КОЛЕБАНИЯ ФАЗО-МАНИПУЛИРОВАННЫХ СИГНАЛОВ В УСЛОВИЯХ АПРИОРНОЙ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ
*Харьковский национальный университет радиоэлектроники пр. Ленина, 14, г. Харьков, Украина, 61166
