На сегодняшний день самой крупной в мире считается двухсторонняя сортировочная станция Бейли Ярд (Bailey Yard), принадлежащая железной дороге Union Pacific. Станция расположена в Норт-Платт (штат Небрас- ка, США), имеет длину почти13 км и занимает площадь более 1,1 тыс.га.

Размещение на станции сортировочных устройств, группировка путей в парки и соединения определяются историческим развитием и местными условиями эксплуатации. Большое путевое развитие (114 путей) с резервами до 25% обеспечивает высокую пропускную и перерабатывающую способность и беспрепятственный прием поездов в период пиковых нагрузок.

Каждые сутки станция пропускает около 10 тыс. грузовых вагонов. Из них примерно 3 тыс. вагонов перерабатываются на двух горочных сортировочных системах – «западной» и «восточной». При работе в режиме максимальной производительности каждую минуту с этих горок скатывается по четыре вагона, которые затем направляются в парки, где происходит завершающий этап формирования поездов. В совокупности на горках имеется 18 приемочных и 16 отправочных путей. В ремонтном цехе три полностью оснащенных ремонтно-экипировочных пути позволяют выполнять весь комплекс необходимых для ремонта вагона операций в одном месте. В среднем ремонтируется 50 вагонов в сутки. Помимо ремонта по фактическому состоянию в цехе выполняют также плановый профилактический осмотр подвижного состава. Согласно действующим нормативам вагоны должны подвергаться осмотру через каждые 1000 миль (1,6 тыс. км) пробега. Мелкий ремонт выполняется в течение 1 ч, что дает возможность быстро возвращать отремонтированные вагоны в состав поезда. Максимальная производительность ремонтного цеха составляет 18–20 вагонов в час при работе в три смены (круглосуточно). Управление движением на всей территории станции осуществляется из Центра (Bailey Command Center) с использованием современных компьютерных технологий. Центр управления станцией непосредственно связан с Центром управления движением им. Гарримана в городе Омаха – главным диспетчерским центром дороги Union Pacific, контролирующим движение на всей сети этой дороги на территории 23 штатов США. Бейли Ярд является также основной производственной базой компании Union Pacific Fruit Express – дочерней компании Union Pacific, специализирующейся на перевозке свежих овощей и фруктов и располагающей парком более 5,5 тыс. предназначенных для этой цели рефрижераторных вагонов. Техническое обслуживание и ремонт этих вагонов, как правило, также производятся в Бейли Ярд. Там же осуществляется технический контроль за работой рефрижераторного оборудования (поддержание необходимой температуры), заправка топливом и т.д.Размещение в западной и восточной сортировочных системах станции центров заправки и технического обслуживания локомотивов позволило сократить время подготовки локомотивов к выходу в рейс на 12 ч. Работу выполняют 180 человек. За месяц проводится техническое обслуживание более 8,5 тыс. локомотивных тяговых двигателей. В среднем за сутки техническое обслуживание проходят примерно 300 локомотивов.На станции расположен цех по ремонту локомотивов – один из крупнейших на сети Union Pacific. Его территория превышает по размеру площадь трех футбольных полей. Численность персонала цеха составляет примерно 600 работников, производительность (при круглосуточной работе) 750 локомотивов в сутки. Цех имеет 11 путей и оснащен всеми необходимыми техническими средствами, включая мостовые подъемные краны, платформы, позволяющие работать на возвышении, и т.д.

В последние годы существенно возросло количество проходящих через Бейли Ярд маршрутных поездов с углем (32 в сутки). Такие поез- да не требуют переформирования, и на станции только проверяется техническое состояние вагонов, проводится необходимое обслуживание, а также заправка локомотивов. Специально для пропуска таких поездов на станции были сооружены транзитные (сквозные) пути. Доля маршрутных поездов к настоящему времени достигла 70% общего поездопотока.

С увеличением потребности обслуживаемого региона в энергоносителях компания Union Pacific построила в западной системе станции 10 дополнительных отправочных путей и угольный парк, где происходит накопление вагонов с углем для формирования поездов. На семи резервных путях в настоящее время могут разместиться до 450 вагонов. Планируется дальнейшее усиление путевого развития парка, благодаря чему он сможет одновременно принять до 1,5 тыс. вагонов.

В восточной горловине станции установлено детекторное устройство, просвечивающее рентгеновскими лучами колеса вагонов углевозных поездов с целью своевременного обнаружения дефектов. Проверка проводится в процессе движения и не требует остановки поезда.

В США на сортировочных станциях широко используются системы автоматизации сортировочных процессов, вычислительная техника и новые высокоэффективные механизмы и устройства: радиолокационные спидометры, электродинамические замедлители, вагоноосаживатели, приборы измерения скорости и направления ветра, установки для измерения степени заполнения путей и управления вагонными замедлителями, быстродействующие стрелочные переводы и др. Большое значение в работе персонала приобретает применение мобильных устройств связи, с помощью которых осуществляется поддержка процесса обработки поездов и вагонов от прибытия до отправления. Внедрение новых систем мобильной связи позволяет существенно снизить эксплуатационные расходы.

В последние годы в Северной Америке на крупных сортировочных станциях железных дорог I класса осуществляется переход от локальных устройств автоматизации отдельных операций к непрерывно действующим системам управления расформированием и формированием составов.

Так, сортировочная станция Селкирк, штат Нью-Йорк, проектировалась для работы под управлением цифровой вычислительной техникой. Роспуск 150-вагонного поезда, поддерживаемый системами автоматизированного роспуска составов и горочной автоматической сигнализации, длится менее 1 ч. Перерабатывающая способность станции составляет свыше 3,2 тыс. вагонов в сутки. При этом число пунктов назначения вагонов может доходить до 70.

Парк приема станции Селкирк включает 11 путей вместимостью 156 вагонов каждый. На подходе поезда к парку дежурный по станции передает машинисту номер пути приема, который высвечивается в кабине на пульте управления. Одновременно фиксируется время прибытия поезда. Продвижение поезда отслеживается электронными датчиками, по сигналам которых осуществляется автоматическое управление стрелочными переводами.

Проверка соответствия состава прибывшего поезда данным натурного листа осуществляется с использованием полуавтоматической телевизионнойсистемы считывания. На основании натурного листа и результатов проверки ЭВМ составляет сортировочную ведомость состава, которая вместе с номером приемного пути и кодовыми номерами сортировочных путей вводится в ЭВМ, управляющую процессом роспуска.

В парке приема проводится осмотр прибывших поездов и их подготовка к роспуску. Номер вагона проверяется на подходе к горбу горки. Если несоответствий не обнаружено, вагон отцепляется и спускается с горки. В автоматическом режиме под управлением ЭВМ устанавливается маршрут его скатывания до предписанного сортировочного пути.

В процессе роспуска вагона на контрольных участках перед главной и групповой тормозными позициями измеряется его скорость, выполняются автоматизированные расчеты ускорения, сопротивления качению, характеристик трения. Это обеспечивает безопасное для вагонов и грузов соударение при сцепке на сортировочном пути. По завершении роспуска состава в автоматическом режиме готовится и может выдаваться на печать специальная ведомость, в которой указывается сортировочный путь и местоположение на этом пути каждого из вагонов.

Следует отметить, что из-за снижения объемов перевозок на железных дорогах Северной Америки загрузка сортировочных станций уменьшилась. Однако железные дороги I класса продолжают их модернизацию в расчете на рост перевозок в перспективе. Например, чикагская компания Belt Railway, штат Иллинойс, регулярно модернизирует сортировочное оборудование и системы управления горочной сортировочной станции Бедфорд в расчете на максимальную перерабатывающую способность до 3,5 тыс. вагонов в сутки.

В целях оптимизации сортировочного процесса и минимизации повреждений вагонов на сортировочных станциях крупных железных дорог I класса США и Канады установлена информационно-управляющая система PROYARD производства компании General Electric Transportation Systems (GETS). По прибытии вагонов на сортировочную станцию устройства системы автоматической идентификации считывают с вагонных маркеров данные, которые система PROYARD сравнивает с полученными от службы перевозок, подтверждая или корректируя их.

Затем вагоны проходят через весы и ряд датчиков, выявляющих их ходовые качества. В систему PROYARD вводятся эти данные, а также информация о погодных условиях, уклоне сортировочной горки и расстоянии, которое должен пройти каждый вагон до сцепления со стоящими на пути в парке. Система определяет тормозные мощности замедлителей трех тормозных позиций, необходимые для обеспечения оптимальной скорости скатывания отцепов, которая исключает преждевременную остановку спускаемого вагона или повреждение груза при соударении со стоящим вагоном с недопустимо большой скоростью. Инерционные замедлители удерживают сцепы вагонов на сортировочных путях.

До установки системы PROYARD более половины общего числа соударений вагонов происходило со скоростью выше 9,6 км/ч. С вводом в эксплуатацию системы допустимая скорость не нарушается в 90% случаев. Число сходов вагонов, вызванных движением с недопустимо большой скоростью, за последние 15 лет снизилось на 60%. За этот же период пересмотрен технологический процесс, улучшены условия работы персонала станции. В результате число вагонов, находящихся на станции более 48 ч, уменьшено на 75%. Кроме того, комплекс проведенных мероприятий, включая создание группы реагирования во главе с начальником службы управления рисками, способствовал уменьшению количества ошибок при сортировке вагонов на 60%.

Канадская компания Canadian National для повышения производительности сортировочной станции Макмиллан, расположенной к северу от Торонто, внедрила систему PROYARD II. Эта станция имеет горку с двумя путями надвига и 76 сортировочных путей. Два основных замедлителя контролируют скорость распускаемых вагонов на первой тормозной позиции, девять групповых замедлителей (пять на западной стороне и четыре на восточной) – на второй. Компания заменила старые замедлители с электромеханическим приводом новыми гидравлическими производства AAA Sales & Engineering.

Ранее станция перерабатывала от 1,8 тыс. до 2 тыс. вагонов в сутки. После модернизации горка с двумя путями надвига позволила увеличить переработку до 3,2 тыс. вагонов в сутки. После установки системы PROYARD II ожидается рост производительности минимум до 3,3 тыс. вагонов с перспективой увеличения до 4,2 тыс. вагонов в сутки.

В настоящее время для подачи локомотива к требующим сортировки вагонам применяется система дистанционного управления LRC. Этот процесс контролирует оператор горки. Локомотив надвигает вагоны на горку со скоростью 24 км/ч. Если при этом нарушается связь вагонов с любым приемопередатчиком, расположенным по пути движения по сортировочному пути, система отключается. Когда локомотив подходит к вершине горки, приемопередатчик передает на компьютер локомотива команду на снижение скорости движения до 16 км/ч.

В функции системы PROYARD II входит определение скорости роспуска в зависимости от ряда факторов, включая род груза в вагоне. Вагоны с опасными грузами спускают со скоростью порядка 2,8 км/ч, с другими грузами – 4 км/ч. Компьютер позволяет точно определять момент выхода вагона на вершину горки и управлять его дальнейшим движением. В результате внедрения новой автоматизированной системы количество вагонов, находящихся на станции более 2 сут, уменьшилось на 75%, а число ошибок при выполнении сортировочных операций снизилось на 60%.

Компания Union Pacific ежегодно модернизирует по одной из 12 сортировочных станций, заменяя компьютерные системы, считывающие устройства системы автоматической идентификации вагонов, информационные дисплеи и оборудование центров управления. Так, после модернизации сортировочная станция Инглвуд в Хьюстоне перерабатывает ежесуточно до 3 тыс. вагонов (до модернизации – 1,6–1,8 тыс. вагонов). Горка на станции имеет высоту 17 м, три пути надвига, два из которых могут использоваться одновременно. В сортировочном парке 64 пути, один главный и восемь групповых замедлителей (каждый на семь или восемь путей) и 64 замедлителя на участках без уклона.

Сортировка проходит по определенной схеме. Почти весь процесс полностью автоматизирован. Сначала к составу в хвост цепляется бустер-секция, которая состоит из двух локомотивов SD40- 2R и бустера S2B. Несмотря на наличие топливного бака, бустер не имеет дизельных двигателей и энергию для электрических тяго- вых двигателей берет от тепловоза. Топливный же бак используется обоими тепловозами как дополнительная емкость для топлива. Это позволяет длительное время работать без дозаправки. Необходимость бустерсекций обусловлена исключительно весом состава и высотой горки, поскольку одним маневровым локомотивом при надвиге на горку состава массой 12 тыс. т обойтись невозможно.

На каждом вагоне установлен специальный датчик, который считывается компьютером перед наездом на горку. Это дает диспетчеру информацию о вагоне или отцепе, характере груза и его назначении. Далее вагон направляется на весы, затем отцепляется расцепщиком от поезда и скатывается с горки на нужный путь.

При скатывании вагон проходит через замедлитель, который снижает его скорость для плавной касательной сцепки. Этим процессом управляет компьютер, который рассчитывает дистанцию, необходимую для прохождения до сцепления с уже стоящим на пути составом, и по весу вагона рассчитывает необходимое тормозное усилие в замедлителях. Любые жесткие удары вагонов недопустимы. Более тяжелые составы надвигаются усиленными секциями, они имеют три тепловоза и бустер. Мощность такой секции составляет 12 тыс. л.с., масса – 700 т. Когда состав уже собран, с противоположной стороны прицепляется магистральный локомотив, который забирает его. В это время с другой стороны может продолжаться работа по «доцепке» маневровыми тепловозами к составу последних вагонов, прибывших с опозданием и не прошедших через горку.

Стрелочные переводы сортировочной станции, управляемые с пульта LRC. Оператор с пультом системы LRC.

В последние годы проходит очень быстрая смена поколений тепловозов и из эксплуатации выводятся традиционные локомотивы с одним дизелем. Они заменяются новым поколением экономичных тепловозов, как гибридов, так и машин с несколькими дизелями. Например, тепловоз RP20GE, заменивший устаревшие локомотивы на маневровой работе, оборудован тремя независимыми дизелями с общим редуктором. Машинист может включать любую комбинацию дизелей в любое время. Номинальная мощность – 2100 л.с. с постоянным тяговым усилием 36 тс. Имеются разновидности тепловоза: RP20BD – с укороченной базой для прохождения кривых малого радиуса, также с тремя дизелями, и RP20BH – на такой же базе, но с двумя дизелями и батареей.

Многие тепловозы на станциях работают без машинистов и управляются диспетчером. Такие локомотивы оснащены мигающими сигнальными огнями для привлечения внимания персонала на путях (новые тепловозы ими не обозначаются, поскольку персонал знает, что они работают под дистанционным управлением). Тепловоз может контролироваться как диспечером из здания управления, так и машинистом с пультом управления, находящимся на путях. Кстати, бустер-секции так же работают без машинистов.

Компания разработала техническое задание на систему управления перевозками, в функции которой входит и контроль за операциями на сортировочных станциях. Контракт на строительство этой системы был заключен с компанией Proficient Solutions International.

Большое значение для увеличения производительности сортировочной станции на 15–20% имело обучение сотрудников основам эксплуатации новой системы управления. Переход от анализа данных в текстовом формате, единственно возможном при использовании компьютеров первых поколений, к графическому, поддерживаемому программным обеспечением в среде Windows, потребовал интенсивного обучения как с точки зрения изучения программных средств, так и с позиций понимания новых форм представления данных, их интерпретации и анализа.

Компания Union Pacific продолжает модернизацию сортировочных станций и планирует внедрение дистанционного управления локомотивами для повышения производительности за счет более высокой степени автоматизации сортировочного процесса. Дистанционное управление уже введено в эксплуатацию на сортировочной станции Хинкли в штате Орегон. Планируется внедрить эту систему еще на пяти станциях.

Компания Burlington Northern Santa Fe ранее построила в Канзас-Сити сортировочную станцию Арджентайн, рассчитанную на переработку до 2,4 тыс. вагонов ежесуточно. Фактически после модернизации перерабатывающая способность станции составляет 2,6–2,9 тыс. вагонов в сутки.

Каждый спускаемый с горки вагон проходит через 42 цилиндровый пневматический главный замедлитель и шесть позиций с 30-цилиндровыми замедлителями. Стрелочные переводы распределяют вагоны по 10 сортировочным путям, где их скорость гасят семицилиндровые замедлители. Поршневые замедлители снижают скорость перемещения вагонов до 5,6–7,2 км/ч, что требуется для безопасной сцепки. Тормозные замедлители компании Rails позволяют удерживать вагоны на спускной части сортировочного пути.

Сортировочные пути (60 путей) имеют протяженность от 580 до 1068 м, 10 путей приема и 10 отправления - 2440 м. Уклон и длина сортировочных путей учитываются при регулировании скорости скатывания вагонов.

Реконструкция станции Джерри Р. Дэвис (США) позволила повысить ее пропускную способность, обеспечить более высокую скорость и эффективность управления процессом роспуска вагонов и формирования составов при снижении эксплуатационных затрат и задержек поездов. Станция принимает и отправляет в среднем 60 поездов в сутки.

В настоящее время это полностью компьютеризированная система с одним станционным диспетчером, контролирующим все выполняемые технологические операции. Перерабатывающая способность станции составляет 2,2 тыс. вагонов в сутки. Наиболее важное отличие ее от других сортировочных станций Северной Америки – это установка почти 7 тыс. точечных гидравлических поршневых замедлителей Trackmaster британской компании Ultra Dynamics Ltd.

Зарубежные железные дороги нацелены на повышение объемов переработки вагонопотоков даже в период спада перевозок и на модернизацию решающих сортировочных станций в перспективе.

Б.С. Костюк, генеральный директор ООО «Тема»

П.В. Куренков, заместитель директора института управления и информационных технологий МИИТа по научной работе

М.А. Нехаев, аспирант И.Р. Рувинов, аспирант

Текст и фото по материалам зарубежных источников

СОРТИРОВОЧНЫЕ ГОРКИ НА ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГАХ МИРА

В транспортных узлах , вблизи больших индустриальных центров , у мегаполисов , возле портов , крупных предприятий тяжелой индустрии и горнодобывающей промышленности - там , где формируются поезда , в большинстве стран мира расположены сортировочные горки . Предлагаем читателям анализ систем , которыми оборудованы эти горки , и тенденции развития зарубежных устройств формирования составов .

Центральная Европа и в первую очередь Франция и страны Бенилюкс имеют высокую плотностью размещения сортировочных горок. Также значительное их число в странах бывшего СССР и на восточном побережье США. Большое количество сортировочных горок строится в последние годы в Китае. Гораздо меньше их на железных дорогах таких стран, как Канада, Индия и ЮАР. В развивающихся странах Африки, а также Южной и Латинской Америки сортировочные горки, как и другие средства автоматизации на железнодорожном транспорте , встречаются пока редко. Напротив, во многих индустриально развитых странах (Япония, Англия, Дания и Норвегия) уже не сохранилось ни одной сортировочной горки ввиду применения новых способов формирования составов. В других европейских странах сортировочная работа концентрируется только на самых крупных узлах, горки малой и средней мощности постепенно закрываются. На сегодняшний день самая крупная в мире сортировочная горка Бэйли Ярд находится в США (штат Небраска) и имеет 50 путей в парке одного направления и 64 пути в парке противоположного направления. Лишь немного отстает от нее двусторонняя сортировочная горка Машен (рис. 1), расположенная вблизи порта Гамбург, - 48 путей в одном направлении и 64 в другом. В Китае недавно построена крупнейшая сортировочная горка Азии на станции Цженгжоу - 34 и 36 путей, другой крупный сортировочный узел находится в ЮАР на станции Сентрарад северо-восточнее Йоханнесбурга - 64 пути в сортировочном парке и 8 путей в парках подсортировки. Отличия в техническом оснащении и технологии работы сортировочных горок обусловлены историческим развитием средств механизации и автоматизации в разных странах мира, начало которому было положено в Европе в середине позапрошлого столетия.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ГОРОЧНЫХ СИСТЕМ

Еще в 1846 г. на грузовом вокзале Дрездена был сооружен наклонный путь, на который подавались вагоны, отцепляемые от поезда. В это время в Европе были известны другие способы расформирования составов, например, с использованием поворотных кругов, сохранившихся возле многих депо до настоящего времени (рис. 2). Первая упрощенная сортировочная горка была построена в 1858 г. на промежуточной грузовой станции Лейпцига . Полностью соответствующая сегодняшней структуре большинства сортировочных узлов с парком приема, сортировочным парком и парком отправления (рис. 3) горка была сооружена на грузовой станции Тер Нор возле Сент-Этьена во Франции в 1863 г. По такому же принципу в 1869 г. построена станция Шилдон на северо-востоке Англии.

Первые сортировочные станции использовали естественный уклон местности и не имели противоуклона на надвижной части. Лишь в 1876 г. на сортировочной станции Шпельдорф в Германии была сооружена горка с площадкой на вершине и противоуклоном. Используемые в то время механические централизации имели ограниченное по дальности управление, и поэтому в зоне роспуска строили несколько независимых друг от друга постов.

Деление сортировочного парка на группы путей (пучки) стали применять в 1891 г. на крупной сортировочной станции с двусторонней работой Остерфельд-Зюд в Германии. В то время на сортировочных горках еще не использовались механизированные тормозные устройства, но прицельное целевое торможение было необходимо, и поэтому на путях у подножия горки работники устанавливали тормозные башмаки. Эти простые устройства применяют и в настоящее время как противоугонные на грузовых станциях с естественным уклоном путей.

В двадцатые годы минувшего столетия экономика Европы и США, а вместе с ней и грузоперевозки, переживали подъем, и для ускорения и безопасного роспуска составов были разработаны первые вагонные замедлители балочного типа. В 1923 г. в США на сортировочной горке Гибсон возле Чикаго был установлен первый, с большим числом узлов, замедлитель, а в 1925 г. на самой крупной в то время сортировочной станции Европы Хамм (Вестфалия) начал работать механизированный комплекс, состоящий из четырех гидравлических вагонных замедлителей. Появившиеся примерно в это же время электромеханические централизации позволяли дистанционно управлять всеми объектами с одного поста горочного комплекса. Благодаря этому ускорился процесс расформирования составов, а также стала возможна его автоматизация. Чуть позднее были созданы первые электрические устройства запоминания последовательности прохода вагонов. В соответствии с полученным заданием они управляли стрелочными приводами пучков.

Первый управляемый электроникой горочный комплекс был создан в 1955г. на станции Кирк недалеко от Чикаго, и уже в 1960-е годы большинство крупных сортировочных узлов было полностью автоматизировано. В эти же годы многие сортировочные горки стали использовать радиоканал для управления локомотивом для надвига состава, что позволило повысить качество и производительность, а также отказаться от машинистов и напольных горочных сигналов.

ВИДЫ СОРТИРОВОЧНЫХ ГОРОК

Горочные комплексы могут иметь как однонаправленную (одностороннюю) структуру построения, так и двустороннюю, применяемую на крупных узлах с большой сортировочной работой в обоих направлениях. Ранее горки строили на участках с естественным уклоном путей, не зависящим от зоны роспуска, как принято на современных комплексах. Многие из таких горок используются до сих пор. За рубежом применяют горки как с естественным, так и с искусственным уклоном путей (рис. 4). Используемые на них принципы торможения вагонов тоже различаются. На выбор тормозных средств влияет также местоположение сортировочной горки. Построенные вблизи транспортных узлов горки со временем оказывались в городской черте, и к таким сортировочным комплексам в настоящее время предъявляются особые требования. Это бесшумная работа замедлителей и стрелочных приводов, специальные правила роспуска, ограниченный доступ на территорию.

Сортировочные парки могут иметь как равную с другими парками станции длину, так и уменьшенную. Укороченные сортировочные парки используются, в частности, в США, где в условиях благоприятного рельефа и больших расстояний между станциями формируются длинные поезда. Собранные в сортировочном парке укороченные составы подаются на пути отправления, где их сцепляют с другими полусоставами. В некоторых случаях бывает выгоднее, напротив, проектировать сортировочные пути повышенной длины.

В сортировочных горках последнего поколения предусмотрена возможность местного управления стрелками и сигналами парков приема и отправления с проверкой необходимых зависимостей и замыканий. Реже встречается только централизованное управление, а иногда в этих парках могут отсутствовать используемые на станциях устройства СЦБ.

Рассмотрим устройства и принципы торможения на сортировочных горках.

ТОРМОЖЕНИЕ ОТЦЕПОВ В ГОРОЧНЫХ КОМПЛЕКСАХ

Первое торможение отцепов предназначается в основном для формирования необходимых интервалов следования и осуществляется одной или двумя тормозными позициями (ТП) в горочной зоне, а прицельное торможение происходит в парковой зоне. Помимо известных на российских железных дорогах клещевидно-нажимных замедлителей в горочной зоне применяют замедлители с другими принципами торможения. Так, на расположенных недалеко от жилых зон сортировочных горках для гашения скорости используют рельсы с резиновым покрытием. Сила трения при движении металлического колеса по резине регулируется положением замедлителя, таким образом отбирая значительную часть кинетической энергии отцепа. Перспективными считаются тормозные средства на постоянных магнитах, которые наиболее эффективны при высоких (выше 20 км/ч) скоростях движения отцепов.

Для торможения в парковой зоне на многих сортировочных горках устанавливают большое количество точечных замедлителей, обеспечивающих квазинепрерывное регулирование скорости. Наибольшее признание получили точечные гидравлические поршневые замедлители. Их тормозное воздействие возникает при наезде гребня колеса вагона на поршень замедлителя, укрепленного на шейке рельса (рис. 5). Избыточная кинетическая энергия гасится благодаря перемещению поршня вниз, если превышена скорость скатывания отцепа. В поршневых замедлителях располагаются датчики скорости.

В Европе распространены также гидравлические спиральные замедлители. Во время прохода вагона по нему гребень колеса взаимодействует со спиральным выступом цилиндра (рис. 6), и он делает один оборот. Если скорость вагона меньше той, на которую отрегулирован замедлитель, то его клапан не препятствует перетеканию жидкости из одной полости в другую, и торможение не происходит. В случае превышения указанной скорости замедлитель создает максимальное тормозное усилие. При необходимости пропуска маневрового локомотива специальное пневматическое устройство отодвигает спиральный замедлитель от рельса.

Кроме того, на ряде сортировочных горок в парковой зоне устанавливаются гидравлические ускорители, работающие при скорости отцепа ниже установленного предела.

На горках с естественным уклоном путей квазинепрерывное регулирование скорости, как правило, используется на всем спуске, включая предпарковую (горочную) зону.

На горках последнего поколения с интенсивной сортировочной работой для парковой зоны предусматриваются вагоноосаживатели. Они располагаются внутри рельсовой колеи и перемещаются автоматически управляемыми тросами. При необходимости вагоноосаживатели доводят отцепы до стоящих на пути вагонов (рис. 7). Такие устройства применяют, например, на сортировочных горках Мюнхена (Германия), Цюриха (Швейцария) и Роттердама (Нидерланды).

МОДЕРНИЗАЦИЯ ГОРОЧНЫХ КОМПЛЕКСОВ ЗА РУБЕЖОМ

Для строительства и модернизации сортировочных станций фирмой Siemens был разработан универсальный комплекс MSR 32 (рис. 8) для горок средней, большой и повышенной мощности. В зависимости от вида и требуемой мощности горки, ее профиля, местных условий и предпочитаемых заказчиком стрелочных приводов и тормозных средств создается модель горки, которая тестируется на ЭВМ. По итогам моделирования выбираются типы и места расположения датчиков скорости вагонов, измерителей скорости ветра в разных зонах горки, весомеров, измерителей длины и высоты отцепа (для расчета траектории его ускорения), число и оптимальные зоны размещения тормозных позиций, а также датчиков свободности путей.

Принцип работы таких горок следующий. Информация от всех измерительных приборов и датчиков сортировочной горки, а также парков приема и отправления поступает на центральный процессор. Оттуда после обработки всех данных осуществляется управление локомотивом имеющимися тормозными позициями, а также вагоноосаживателями (рис. 9). Наиболее важная информация о работе горки, а также о результатах формирования поездов в режиме реального времени передается на диспетчерский пункт. Система MSR 32 устроена по модульному принципу, что позволяет легко адаптировать ее к любым требованиям заказчика.

Эта система внедрена на горках с различными профилем, концепцией торможения и перерабатывающей способностью. Так, в Цюрихе (Швейцария) горка имеет производительность 330 вагонов в час. Управление локомотивом происходит по радиканалу. На 1 - й тормозной позиции функционируют два замедлителя, на 2-й - восемь, в парковой зоне - 64 (по одному на путь), на нижней тормозной позиции - два. На главной горке используют вагоноосаживатели, на вспомогательной горке (сдана в эксплуатацию в 1999 г.) -13 парковых замедлителей.

В Вене (Австрия) сортировочная станция производительностью 320 вагонов в час имеет радиоуправляемый локомотив. Из 48 путей в парковой зоне два используются для надвига. На горке функционируют поршневые замедлители с автоматическим регулированием скорости на всем пути скатывания отцепов. Сортировочная станция сдана в эксплуатацию в 2004 г.

Горка «Южная Эльба» вблизи порта Гамбург (Германия) меньшей мощности и имеет три замедлителя на 2-й тормозной позиции и 24 в парковой зоне. Она сдана в эксплуатацию в 2006 г.

На всех сортировочных горках обеспечен непрерывный обмен информацией с диспетчерскими центрами.

В ближайшее время фирма Siemens планирует сдать в эксплуатацию первую сортировочную горку MSR 32, адаптированную к требованиям железных дорог стран бывшего СССР (станция Вайдотай в Литве).

АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЕЗДОВ

Во второй половине минувшего столетия наметилась тенденция к преобладанию в грузообороте мелких отправок. Из-за возрастающей конкуренции в области грузоперевозок между железнодорожным и другими видами транспорта стали актуальны контейнерные перевозки, позволяющие минимизировать затраты на перегрузки и использовать преимущества каждого вида транспорта, доставляя мелкие отправки по принципу «от двери к двери». Для перегрузки контейнеров с вагонов на морской и автомобильный транспорт были созданы специальные парки с крановыми механизмами. При росте контейнерных отправок со временем многие сортировочные станции передадут свои функции паркам, предусмотренным для перегрузки контейнера с вагона не только на морские суда и автомобили, но и на поезда других направлений. Во многих европейских странах такие парки уже используются (рис. 9), вытесняя собой сортировочные горки малой и средней мощности.

Приемы оптимизации и повышения эффективности работы грузовых станций Москвы.

Московская железная дорога – одна из самых активно развивающихся транспортных структур, в составе которой грузовое сообщение играет немаловажную роль. На территории города (в пределах МКАД) располагаются 44 грузовых станции общей площадью 1 692 га.

Ввиду большой площади занимаемых территорий часто появляются предложения по выведению грузовых дворов и станций за пределы города, однако существующий грузопоток, потребности города и грузооборот Московского железнодорожного узла, не позволяют следовать этим мерам.

Гораздо рациональнее идти по пути оптимизации работы на этих станциях, увеличения интенсивности использования существующих территорий и высвобождения части территорий под нужды города. Для рассмотрения возможных методов реорганизации этих станций необходимо оценить текущее состояние грузовой инфраструктуры железных дорог.

По характеру проводимой работы грузовые станции можно разделить на станции общего назначения, сортировочные и промежуточные, по расположению в городе на – центральные, срединные и периферийные.

На станциях общего назначения осуществляются работы по погрузке, выгрузке и сортировке грузов. Для этих операций на станциях располагается крупный грузовой двор. Число станций общего назначения на территории Москвы – 12. Из них два грузовых двора – Москва – Рижская и Москва-Товарная Ярославская – закрыты.

Площадь станций общего назначения на территории Москвы – 567,8 га. Большая часть этих станций сконцентрирована в центральной и срединной части города.

Сортировочные станции осуществляют работы по сортировке вагонов и формированию поездов. По причине длины грузовых составов и особенностей технологического процесса эти станции являются самыми крупными на железных дорогах. А ввиду особенностей технологического процесса по сортировке вагонов их работа связана с высоким шумовым и экологическим загрязнением.

Несмотря на малочисленность, на территории Москвы их всего 6, сортировочные станции занимают 549,6 га. При этом, большая их часть расположена в срединной части города.

Промежуточные станции выполняют работу на подъездных путях к городу по погрузке и разгрузке грузов. Могут иметь в составе небольшие грузовые дворы. Эти станции представляют собой незаметный каркас грузового потока железных дорог, так как осуществляют подвоз грузов к отдельным районам города. Их насчитывается 26 и они занимают оставшиеся 574,6 га. Из них – 12 станций, расположенных на Малом кольце железной дороги (МКЖД), закрыты для грузовой работы.

В дальнейшем, планируется частичный перенос с МКЖД транзитного движения грузопотоков и его перераспределение на Большое кольцо Московской железной дороги. С целью сохранения движения по МКЖД в план реконструкции включено строительство третьего главного пути на 37-ми километровом участке Пресня-Лефортово-Андроновка-500-метровая вставка-15-я соединительная ветвь-Угрешская-Люблино.

Для определения эффективности текущего использования территорий грузовых станций следует ввести понятие мощности станции, как соотношение грузооборота в год на 1 гектар. Как видно из представленного графика, сравнение работы грузовых станций между собой демонстрирует низкие показатели мощности.

Соответственно, увеличение плотности использования территории путем наращивания вертикальной планировки позволят сократить занимаемую площадь и оптимизировать работу на этих станциях. Примечательно, что самая высокая мощность выявлена на станции Москва-Товарная Павелецкая. Добиться этого руководству станции удалось путем частичной автоматизации погрузочно-разгрузочного процесса.

Приемы оптимизации грузовых станций на основе изучения мирового и отечественного опыта можно систематизировать по объему выполняемой работы, количеству задействованного транспорта, площади контейнерного и тарно-штучного хранилища, а также комплексу предоставляемых услуг. Исходя из этого, можно ввести классификацию в соответствии с каждым типом: полис, комплекс и кластер.

Полис – самый обширный по количеству задействованной инфраструктуры прием оптимизации работы грузовых станций. К данному типу относятся крупные узловые станции и грузовые деревни, расположенные за пределами города. Отличительной особенностью данного типа является большая площадь занимаемых территорий, мультимодальность, задействование трех и более видов транспорта.

По структуре грузовая деревня представляет собой аналог морского порта, где груз, прибывший одним видом транспорта, тут же разгружается, при необходимости проходит таможенное оформление, на территории грузовой деревни обрабатывается, складируется, распределяется и отправляется по месту назначения другим видом транспорта. Также на территории располагаются офисы, гостиницы, вблизи строятся жилые поселения. Данная концепция перехватывающих грузовых полисов вблизи крупных городов развивается с 1970-х годов.

В Германии существует ассоциация грузовых деревень DGG. Большое количество подобных комплексов располагается в США и Европе. Рядом с Берлином, с населением в 5 млн. человек, расположены 3 грузовых деревни. Всего же на территории Германии насчитывается 35 грузовых полисов. В Италии – 25, один из самых крупных – InterportoBologna, расположен в центре страны и занимает 320 гектар.

В России с 2011 года активно развивается проект грузовой деревни в Ворсино, расположенный на юге Москвы, вблизи пересечения трасс М3 (Киевское шоссе), А 101 (Калужское и Варшавское шоссе) и А 108 (Московское большое кольцо). На данный момент комплекс занимает территорию в 120 га, которую планируется развить до 600 гектар. На территории построен мультимодальный автомобильный и железнодорожный терминалы.

Комплекс – средний по величине тип оптимизации. К нему относятся транспортно-логистические и терминально-логистические центры (ТЛЦ), контейнерные и контрейлерные терминалы. Основной задачей данного типа является обработка и хранение грузов, таможенное оформление и информационные услуги. ТЛЦ включают в себя свободные площади для экспедиторских и транспортных компаний, стоянки, станции технического обслуживания.

Как правило, ТЛЦ размещаются на подъездах к городу, а также в его периферийной части вблизи крупных узловых, сортировочных станций и грузовых дворов. Отдельно стоит упомянуть комплексы по типу «сухой порт», в которых применена автоматизация процесса с использованием портовых кранов на суше, что позволяет повысит скорость обработки грузов в несколько раз по сравнению с применением спецтехники.

Кластер – самый компактный тип оптимизации. Отличительной особенностью данного типа является гибкая модульность, возможность расширения структуры при увеличении объема обработки грузов, а также возможность извлекать контейнеры без перекладывания их с места на место, что увеличивает скорость погрузочно-разгрузочных работ в несколько раз. Основной частью этого типа является многоуровневый контейнерный терминал, выполненный по типу кластера с большим количеством одинаковых ячеек.

Идея создания подобных структур пришла из Японии. Так как основные контейнеры, используемые для грузовой работы 20 и 40 TEU, была предложена ячеистая структура, имеющая модуль для хранения одного контейнера размером 40 TEU или двух контейнеров по 20 TEU*. Погрузка контейнеров в ячейки осуществляется специальным краном для разгрузки контейнеров.

Конструктивной основой является металлический каркас. В качестве примера подобного кластера можно привести многоуровневый контейнерный терминал в Японии, построенный компанией JFE Engineering Corporation. Размеры контейнерного терминала 150х56 метров. Площадь постройки – 8 400 кв. м, соответственно. Высота 31 метр (10-ти этажный дом). Грузооборот – 49 контейнеров в час. Соответственно на площади менее одного гектара в сутки обрабатывается 1176 контейнеров.

Для сравнения, на станции Москва-Товарная Павелецкая (одна из самых эффективных грузовых станций в Москве) на площади в 52 гектара обрабатывается в среднем 5 000 контейнеров в сутки. Соответственно мощность одной из самых эффективных станций в Москве ниже предложенного типа в 15 раз.

Ввиду того, что только 7 грузовых станций располагаются в периферийной части города, проведенный анализ позволяет сделать выводы, что самым актуальным типом для оптимизации объемно-пространственной организации территорий грузовых станций является кластер.

В соответствии с выявленными в начале статьи типами существующих станций, можно предположить, что для станций общего назначения и промежуточных станций применимы типы оптимизации комплекс или кластер, в зависимости от центрального, срединного или периферийного расположения станции.

Естественное сокращение грузовых станций в связи с увеличением пассажирского сообщения на МКЖД, а также необходимость выведения транзитных грузов за пределы города ведет к созданию вокруг Москвы кольца из грузовых полисов, которые будут размещаться вблизи железнодорожных и автомобильных магистралей, а также речного и авиа транспорта.

Касательно сортировочных станций, проведенный анализ показывает необходимость выведения данного типа станций за пределы города. Основной причиной невозможности нахождения данного типа станций в городе является большая площадь занимаемых территорий, технологические особенности сортировки вагонов, делающие невозможным их переведения под землю или сокращения занимаемых территорий, путем вертикального планирования.

Высвободившиеся территории сортировочных станций необходимо перепрофилировать по типам кластер или комплекс, а оставшиеся территории предоставить под городские нужды. Предварительный подсчет площади, которую город может получить, применяя данные методы, показывает, что две трети занимаемых грузовыми станциями территорий (около 1000 гектар) можно высвободить безболезненно для грузооборота и нужд города. При этом, окупаемость вложений в данные приемы оптимизации грузовых станций составляет от 5 до 10 лет, в зависимости от объема сопутствующих работ по реорганизации территорий.

Разумеется, применение данных методов сопряжено с высоким уровнем затрат. Однако, социально-экономический эффект, который может получить город под свои нужды от высвободившихся территорий, а также быстрая окупаемость за счет высокого грузооборота - демонстрируют жизнеспособность и высокую перспективность выработанных приемов для развития грузового сообщения, а также города и повышения его инвестиционной привлекательности.

* 20 TEU – условное обозначение грузового контейнера в 20 футов (размером 20х8х8,5 футов или 6,1х2,44,2,59 м, объемом 39 куб.м).

Наверно, большинству из нас приходилось когда-либо в жизни бывать на довольно странных железнодорожных станциях - особенно, коль скоро вы - заядлый путешественник. Когда вы находитесь в необычном и странном месте, которое почему-то носит название «железнодорожная станция», вся обычная рутина, все процедуры, которые отнимают у вас время, когда вы отправляетесь в путешествие (ну, например, изучение расписания движения поездов, попытки решить, следует ли вам забронировать билеты заранее и все подобное) как-то отходят на второй план. Да, бывают и такие вокзалы, которые способны внушить нам серьезные сомнения по поводу нашего благополучия и безопасности. Но ведь это как раз одна из причин того, что мы все так любим путешествовать по миру!

Некоторые из этих вокзалов не будут выглядеть неуместно в самых страшных ночных кошмарах. Но, возможно, кого-то они лишь вдохновят на путешествие? Некоторые станции, разумеется, всего лишь отличаются странной архитектурой или расположены в странных местах. Так или иначе, мы предлагаем вам взглянуть на самые странные железнодорожные станции в мире.

1. Станция Брокенхаймер Варте, Франкфурт. Наверное, чтобы решиться отправиться в путешествие с такой станции, нужно завидное чувство юмора. Не советуем рисковать тем, кто подвержен паническим атакам или опасается поезда потому, что он может сойти с рельсов. Впрочем, с другой стороны станция чем-то напоминает вокзал из фильмов о Гарри Потере, не так ли?

2. Центральная станция Мичигана, Детройт. Построена в 1913 году. Центральный железнодорожный вокзал Мичигана занимает роскошное здание. Сейчас, впрочем, оно находится под угрозой сноса из-за обветшания и того, что провести ремонт в такой махине нереально. Вообще, кому пришло в голову даже в ту склонную к внешним эффектам эпоху разместить железнодорожный вокзал в подобном палаццо?

3. Железнодорожная станция Нордпарк, Инсбрук, Австрия. Станция Нордпарк на самом деле состоит из четырех станций, каждая из которых индивидуально разработана, но вместе с тем с дизайнерской точки зрения они выглядят единым целым. Это постройка в футуристическом стиле, словно пришедшая из фильмов о будущем. Дизайнером проекта выступил Заха Хадид.

4. Железнодорожная станция Сент-Луис Юнион, Миссури. Она была построена в 1894 году и в тот момент считалась одной из наиболее оживленных и самых больших железнодорожных станция в мире. В 1980-ых годах ее превратили в роскошную гостиницу, что куда более сочеталось с вычурной архитектурой.

5. Железнодорожная станция Коламбус, Торонто. Она была построена в 1895 году, но в 1930 закрыта. Сейчас в здании проведена реставрация и расположена пожарная часть Огайо. Здание построено в очень странном стиле, напоминающем смесь различных архитектурных тенденций. Чем-то оно напоминает старую мельницу с неким китайским колоритом. Выглядит здание странно, но очень живописно.

6. Железнодорожная станция де Аточа, Мадрид. Она была отстроена в 1892 году после пожара архитектором Альберто ди Палачио Элиссаном и Густавом Эйфелем, тем самым автором той самой Эйфелевой башни. В 1992 году в здании станции расположили ботанический сад, который может на сегодняшний день похвастаться наличие более пятисот видов растений и животных. Странно звучит - зоопарк в здании железнодорожного вокзала, вам не кажется?

7. Центральная железнодорожная станция Стокгольма. Это точка пересечения всех линий метро Стокгольма. Здесь также расположена самая длинная в мире картинная галерея с дивной красоты фресками. Станция расположена в естественных подземных катакомбах.

8. Станция Экспо, Сингапур. Дизайнером проекта выступил Норманн Фостер. Станция была построена в 2000 году. По форме она напоминает НЛО. Странная крыша должна была отражать солнечные лучи, не позволяя воздуху в помещении перегреваться. Неплохая идея, как нам кажется!

9. Туристический подземный туннель в Шанхае, Китай. Наверное, это самое короткое и самое странное в мире путешествие. Флуоресцентные лампы, дикие цвета и общее ощущение психоделического бреда. Сам туннель длиной только 647 метров, он расположен под рекой Хуаньпу. Если не боитесь головокружения - добро пожаловать!