Министерства Республики Татарстан Министерство транспорта и дорожного хозяйства Республики Татарстан Приоритетные проекты Перспективные инновационные проекты и разработки Скоростная городская транспортная система Метролюкс

Скоростная городская транспортная система Метролюкс

Метролюкс для города Казани

Одной из важнейших проблем современного крупного города является несовершенство всех видов городского транспорта. Вследствие этого стремительно возрастает количество частных автомобилей, растут «пробки» на автодорогах, ухудшается экология.

Наилучший способ противостоять этой негативной тенденции – предоставить населению альтернативу – качественно новый общественный транспорт «Метролюкс». Такой транспорт построить можно, если отказаться от строгого горизонтального перемещения подвижного состава, оптимально использовать подземное и надземное пространство города и полностью автоматизировать перевозочный процесс.

Скоростная городская транспортная система «Метролюкс» может быть построена в городе Казани как кольцевая линия протяженностью 36 км стоимостью 54 млрд. рублей соединяющие станции; Проспект Победы-Азино2-Мамадышский тракт-Халитова-Ямашева-Парк Победы-Восстания-Фрунзе-Красные ворота-Адмиралтейская слобода-Вокзал-Речной порт-Тихорецкая-Борисково-РКБ (смотрите схему).

ОПИСАНИЕ ТРАНСПОРТНОЙ СИСТЕМЫ МЕТРОЛЮКС

Трамвай – это технология наземного перемещения вагонов с пассажирами по горизонтально проложенным рельсовым путям.

Метрополитен – это подземный трамвай с эскалаторами, это технология, объединяющая перемещение вагонов с пассажирами по горизонтально проложенным в подземных тоннелях рельсовым путям и наклонное подземно-наземное перемещение эскалаторов, доставляющих пассажиров с наземной поверхности на подземные станции и обратно.

Волгоградский скоростной "Метротрам"

Общим для технологий трамвая и метрополитена является перемещение вагонов по горизонтально проложенным рельсовым путям.

Скоростная городская транспортная система (СГТС) «Метролюкс» – это технология подземно-наземного перемещения вагонов с пассажирами по рельсовым путям, проложенным в горизонтальной и наклонной плоскостях. Эскалаторы этой технологии не нужны.

В СГТС «Метролюкс» подвижной состав аналогичный вагонам метрополитена большую часть пути преодолевает в подземных тоннелях, а останавливается на станциях, размещенных на поверхности земли.

После спуска со станции по наклонному тоннелю 4 подвижной состав 6 системы «Метролюкс» около 80% расстояния проходит в горизонтальном тоннеле 1. Перед остановкой он вновь оказывается в наклонном тоннеле 5. За счет сил инерции вагоны поднимаются по нему на поверхность земли и естественным образом, практически без помощи тормозной системы, снижают скорость и останавливаются. Высадка пассажиров происходит на платформу, уровень которой в точности совмещен с уровнем пола вагона и с уровнем городского тротуара. Это исключительно удобно для пассажиров.

Удобство для пассажиров

Система «Метролюкс» очень выгодно отличается от других видов городского транспорта исключительным удобством посадки и высадки из вагонов. При выезде из подземного тоннеля на наземную станцию, вагоны поднимаются на поверхность земли не полностью, поскольку рельсы, по которым движется состав, располагаются примерно на 1 метр ниже уровня уличного тротуара. Вагоны позиционируются таким образом, что уровень их пола совмещается с уровнем пола наземной станции (Схема 1). Поэтому пассажиры входят в остановившиеся вагоны, не преодолевая никаких препятствий в виде ступенек (как при входе в трамвай) и не забираясь на посадочные платформы, расположенные, как правило, значительно выше или ниже поверхности земли (как на электропоездах, наземном или подземном метро). Это существенно экономит время и силы пассажиров.

Легкость посадки и высадки особенно важна при транспортировке кресел-колясок, детских колясок, хозяйственных сумок на колесиках и велосипедов (Рис. 1). Таким образом, особое значение новый транспорт приобретет для инвалидов, лиц с физическими недостатками и лиц пожилого возраста. Они будут способны без посторонней помощи легко входить и выходить из вагонов, быстро и с комфортом перемещаться по городу на большие расстояния.

Влияние на пассажира

Уклоны спусков и подъемов в транспортной системе «Метролюкс» не превосходят показателей, допустимых по ГОСТ для трамвайных вагонов, а формы кривых спуска вагонов в подземный тоннель и их подъема на наземную станцию выбраны исходя из условий комфорта для пассажиров. Вертикальные ускорения, действующие на пассажиров, не превосходят норм, установленных для пассажирских лифтов.

Во время спуска вагона по наклонному тоннелю на пассажира одновременно действуют две силы. Одна из них – сила тяжести – наклоняет пассажира вперед. Другая – сила инерции – отклоняет его назад. Эти две силы взаимно компенсируют друг друга и пассажир, при движении вагона в наклонном тоннеле, чувствует себя даже более комфортно, чем в вагоне трамвая или метро при движении по горизонтальному пути (Схема 2). Такой же эффект более мягкого восприятия пассажиром изменения скорости возникает перед остановкой, во время подъема вагонов «Метролюкс» по наклонному тоннелю на наземную станцию.

Учитывая вышеизложенное, можно утверждать, что состояние пассажира, находящегося в вагоне системы «Метролюкс», будет более комфортным, нежели в вагоне традиционного метрополитена или трамвая.

На традиционных видах городского транспорта из-за присущих им затруднений при посадке и высадке, толчках и ускорениях во время движения принято говорить о транспортной усталости пассажира от поездки. Система «Метролюкс» благодаря удобной посадке - высадке, плавности движения вагонов и комфортной поездке существенно снизит уровень транспортной усталости пассажиров. Транспортная усталость – одна из глобальных проблем современных крупных городов. Ее решение значительно повысит качество жизни городского населения.

Скорость поездки

Тяговые расчеты показали, что транспортная система «Метролюкс» может перевозить пассажиров по городу со скоростью сообщения 50 км/ч. Это вдвое превышает предельные возможности традиционного метрополитена - 25 км/ч (15) и частного автомобиля – 15-25 км/ч.

Экономия времени пассажира

Одним из самых весомых преимуществ системы «Метролюкс» перед традиционным метрополитеном является значительная экономия пассажирами общего времени, затрачиваемого на поездку. Транспортная система «Метролюкс» «подарит» своему пассажиру дополнительный год жизни.

«Ежедневно 42 минуты под землей, сюда-туда, туда-сюда. Я день за днем сложу в года». Так поется в известной песне группы «Браво» о метро. Действительно, если учесть, что средняя дальность поездки пассажира метро составляет около 13 км, то при средней скорости поездки 22 км/ч пассажир едет каждый день «туда» около 35 минут и «обратно» около 35 минут. Одна поездка включает, как правило, одну пересадку. На подход к вагону, на выход из вагона в город и на пересадку в часы “пик” дополнительно затрачивается, в среднем, 5 - 7 минут . Итого, примерно 42 минуты каждый пассажир метрополитена ежедневно тратит на поездку в нужном направлении и столько же на поездку в обратном направлении.

Если из этих 42 минут экономить по 15 минут при поездке на метрополитене в каждом направлении, то ежедневная получасовая экономия составит около 180 часов в год (7,5 суток). Исключение эскалаторов и подземных переходов из системы традиционного метрополитена, а также более высокая скорость движения поездов позволяют системе «Метролюкс» практически вдвое повысить среднюю скорость передвижения среднестатистического пассажира по городу и сберечь ему ежедневно не менее 30 минут времени.

За 45 – 50 лет пользования таким скоростным метрополитеном пассажир может сэкономить 365 суток. Это и есть обещанный в подарок дополнительный год жизни.

Можно с уверенностью сказать, что из самого продуктивного (дневного) времени суток год своей относительно короткой жизни среднестатистический пассажир метрополитена блуждает по подземным переходам, толкается в пробках возле эскалаторов и передвигается на них, нисколько не приближаясь к цели своей поездки.

Получасовая экономия при ежедневных поездках представляет для гражданина гораздо большую ценность, нежели экономия времени при поездках на дальние расстояния в высокоскоростных поездах со скоростью 200 – 250 км/ч. Дальние поездки обычно совершаются не более 1 – 2 раз в год. При этом за год экономится не более 6 – 8 часов, в отличие от системы «Метролюкс», которая за год позволяет экономить не менее 180 часов! Также необходимо иметь в виду, что время, сэкономленное системой «Метролюкс», приходится на самую активную часть суток, и что время, проведенное в транспорте, отличается крайней непродуктивностью.

Расчеты показывают, что при небольшой дальности поездки (менее 5 – 6 км) скорость передвижения на метрополитене ниже, чем на наземных видах транспорта. Следовательно, в городах с такой расчетной (средней) дальностью поездки нет оснований для строительства метрополитена. А поездки в метро на расстояние в один – два перегона (до 3 км) считаются невыгодными при наличии наземного транспорта. Система «Метролюкс», напротив, делает такие поездки выгодными, поскольку ее пассажир всегда опередит пассажира наземного транспорта. Поэтому ее строительство в городах, даже с относительно малой дальностью поездки, целесообразно, эффективно и экономически выгодно. Эта эффективность особенно важна при постройке первых двух линий “Метролюкс”, когда она способствует своевременному возврату кредита.

В часы «пик» из-за повышения интенсивности пассажиропотоков показатели обслуживания пассажиров метрополитена резко ухудшаются: увеличивается время на ходьбу, «пробки» у эскалаторов, повышается транспортная усталость от поездки… Именно в эти часы «Метролюкс» будет демонстрировать огромное преимущество перед обычным метрополитеном.

В будущем средняя скорость поездки в вагонах традиционного метро может возрасти с сегодняшних 38-42 до 50 км/ч. При этом суммарная скорость поездки по городу на метро возрастет с сегодняшних 22 до 25 км/ч.

Горожанин ХХІ века вряд ли смирится с такой низкой скоростью поездки. Неудивительно, что он упорно отдает предпочтение автомобилю, несмотря на множество негативных качеств и повышенную опасность этого вида транспорта. Современные вагоны трамвая и метро заметно превзошли своих давних предшественников по комфорту, безопасности и скорости передвижения. Но и они не смогли выиграть у автомобиля битву за пассажира. Главная причина этого в том, что при постройке новых линий трамвая и метро проектировщики продолжают придерживаться старой аксиомы, в соответствии с которой вагоны должны перемещать пассажиров только в горизонтальной плоскости, а вертикальные перемещения пассажир должен выполнять самостоятельно, с помощью ступенек или эскалаторов. «Горизонтальная аксиома» по-прежнему остается главным препятствием, не позволяющим городскому транспорту потеснить позиции автомобиля и кардинально решить транспортные проблемы крупных городов.

Строительство и эксплуатация

СГТС «Метролюкс» построить вдвое дешевле, быстрее и легче, чем обычный метрополитен. Возникают значительные градостроительные преимущества при трассировке и разветвлении линий с помощью уклонов и коротких пересадочных путей, а также при конструировании пересадочных станций.

При строительстве наземной станции системы «Метролюкс» занимается меньшая территория, чем при строительстве открытым способом подземной станции традиционного метро с двумя выходами. Возможны различные варианты размещения станций относительно земной поверхности. Например, они могут располагаться ниже и выше уровня земли. Однако оптимальным решением, с точки зрения удобства для пассажиров, является, конечно же, размещение платформ на уровне городских тротуаров.

Наземные станции «Метролюкс» не являются столь дорогостоящими по строительству и содержанию, как станции метрополитена. При постройке подземных станций метро, как правило, применяется большое количество мрамора, гранита и других дорогостоящих отделочных материалов. При постройке наземных станций «Метролюкс» необходимости в применении таких материалов не возникнет как с практической, так и с эстетической точки зрения. Вряд ли пассажирам понравятся наземные станции, похожие на Мавзолей. Поэтому предпочтение здесь будет отдано легким конструкциям, не требующим больших капитальных затрат (Рис.2).

Одна из основных трудностей при постройке метрополитена – переоборудование и вынос значительного объема подземных коммуникаций (канализация, газопровод, водопровод, линии связи и т.п.). При строительстве «Метролюкс» эта проблема будет менее актуальной, поскольку станции здесь вовсе не занимают подземного пространства и возможно гибкое совмещение линий с подземными коммуникациями за счет изменения конфигурации наклонного тоннеля.

Перевозка различных грузов ночью по линии «Метролюкс» станет удобной и очень выгодной, поскольку станции находятся на поверхности земли, а не под землей. Возможно сооружение специальных станций и использование грузовых поездов, предназначенных для перевозки по линиям «Метролюкс» крупногабаритных грузов (и отходов) в контейнерах.

«Метролюкс» может оказать благотворное влияние на формирование и развитие планировочной структуры современного города. Рекомендуемые СНиП расстояния между станциями метрополитена в 1200 – 1700 м приемлемы для системы «Метролюкс» и соответствуют рекомендациям по размещению центров культурно-бытового обслуживания. СГТС «Метролюкс» может заменить собою эстакадные и монорельсовые дороги, которые служат источником значительного шума, не добавляют красоты городским улицам, а также здоровья и хорошего настроения горожанам.

Увеличение товарооборота торговых предприятий напрямую зависит от интенсивности пешеходного движения возле них. Поэтому их размещение возле станций «Метролюкс», где сосредоточены пассажиропотоки, приведет к повышению их рентабельности. В периферийной городской зоне возле станций «Метролюкс» целесообразно размещение автостоянок для осуществления так называемых поездок «park-and-ride» («парковка и поездка»), получивших большое распространение за рубежом. При этом жители пригородных районов на личных автомобилях могут подъезжать к станциям системы «Метролюкс» и далее с ее помощью осуществлять высокоскоростную поездку по городу и обратно.

«Метролюкс» способен связать в одно целое несколько видов транспорта дальнего следования: аэропорт, ж/д вокзалы, автовокзалы, речные и морские порты. Это очень удобно для пассажиров и может решить проблему вынесения этих сооружений за пределы города.

Подвижной состав

В качестве подвижного состава системы «Метролюкс» могут использоваться вагоны традиционного метрополитена с незначительными доработками. В этом ее большое преимущество, поскольку не требуется дорогостоящее освоение постройки вагонов нового типа. Также нет необходимости в новом оборудовании для прокладки тоннелей и новых технологиях тоннелестроения.

Вагонам системы «Метролюкс» не нужны столь мощные двигатели и тяговое электрооборудование, как вагонам традиционного метрополитена. При спуске с наземной станции в подземный тоннель подвижной состав системы «Метролюкс» на уклоне 100%0 (сто тысячных) без помощи тяговых двигателей, только за счет гравитационных сил будет набирать скорость с ускорением 0,88 м/с2 до скорости около 60 км/ч. При участии тяговых двигателей разгон может осуществляться более интенсивно: ускорение при разгоне составит 1,3 - 1,4 м/с2, а завершится разгон при скорости 80 – 90 км/ч (вагоны традиционного метро, как правило, разгоняются с ускорением 0,8 – 1,3 м/с2 до скорости 60 – 70 км/ч).

Поскольку подвижной состав «Метролюкс» может работать и на линиях традиционного метрополитена, наилучшим техническим решением для многих городов, в особенности для тех, в которых метрополитен уже функционирует, может стать строительство комбинированных линий. В центре города такая линия может проектироваться и работать как линия традиционного метро, а на периферийных участках – как «Метролюкс». В этом случае средняя скорость движения поездов на всей линии будет одинаковой, например, 50 км/ч. В то же время пассажиры будут передвигаться по центральной части города со скоростью 25 км/ч (теряя скорость на эскалаторах и подходах к ним), а по периферийным участкам линии со скоростью 50 км/ч.

На комбинированной линии может так случиться, что из двух пассажиров, сидящих рядом, в одном вагоне, один будет перемещаться по городу со скоростью 25, а другой - 50 км/ч.

Уровень шума

Весомым преимуществом системы «Метролюкс» перед другими видами транспорта, является более низкий уровень шума. Как уже указывалось, ее вагоны набирают скорость не за счет шумной работы двигателей, а благодаря скатывающей силе и незначительной помощи двигателей. А останавливается состав не за счет шумной работы тормозной системы, а благодаря естественному падению скорости на подъеме и некоторой помощи тормозной системы.

Тоннели экономят электроэнергию

Траектория, по которой тоннели системы «Метролюкс» соединяют наземные станции, представляет собой «комфортабельную» кривую. Они не пассивны, как в метро, а непрерывно «работают», помогая вагонам в начале пути развивать скорость и плавно снижать ее на подъемах перед остановкой. Этой помощью тоннели обеспечивают до 50% экономии электроэнергии на тягу и многократно окупают стоимость своей постройки и содержания. Также практически вдвое (по сравнению с метро) тоннели «Метролюкс» повышают скорость передвижения пассажира по городу, поскольку заменяют собою медленно движущиеся эскалаторы, сокращают транспортную усталость пассажира от поездки, облегчают ему посадку и высадку из вагонов. Такая активная позиция тоннелей обеспечивает им качественно новое место в современной транспортной технологии скоростного перемещения пассажиров по городу, именуемой “Метролюкс”.

Аварийная остановка в тоннеле

В нормальном режиме работы состав «Метролюкс» не должен останавливаться в подземном тоннеле. В случае аварийной остановки в тоннеле подвижной состав системы «Метролюкс» всегда будет способен тронуться с места и въехать на подъем длиной 100-150м, не нарушая графика движения. На подъеме величиной 100%о на максимально загруженный вагон массой 50 тонн будет действовать скатывающая сила величиной 5 тонн. Тяговый привод вагона при коэффициенте сцепления 0,17 (применяется при расчетах тяги в наихудших эксплуатационных условиях) способен развить силу тяги величиной около 8 тонн. Состав «Метролюкс» при этом начнет двигаться на подъем со скоростью 15 – 20 км/ч и через 20 – 30 секунд окажется вместе с пассажирами на наземной станции. Во время движения на подъем тяговые двигатели каждого из вагонов в течение 20 – 30 секунд будут развивать мощность около 500 кВт (при пуске вагона традиционного метро со станции его тяговые двигатели развивают мощность около 700 кВт в течение 40 секунд).

Известная французская фирма «Poma – Otis» специально для СГТС «Метролюкс» разработала и запатентовала недорогую систему канатной тяги, обеспечивающую быструю доставку подвижного состава на наземную станцию в случае отказа или обесточивания его тяговых электродвигателей. Эта система будет применяться в сложных аварийных ситуациях.

Безопасность поездки

Безопасность поездки в системе «Метролюкс» значительно выше, чем в традиционном метрополитене. Система «Метролюкс» состоит из одноперегонных метрополитенов, объединенных друг с другом наземными станциями. Традиционный метрополитен представляет собой замкнутую систему, тоннели которой на всем протяжении проложены под землей. Поэтому в случае аварии или теракта система «Метролюкс» обеспечивает возможность всем находящимся на линии метропоездам (кроме поврежденного) быстро подняться на поверхность земли. Ни один из пассажиров неповрежденных вагонов не останется под землей. В случае поступления предупреждения о повышенной опасности пассажиры системы «Метролюкс» смогут быстро покинуть ее сооружения. В метрополитене между пассажирами, находящимися на станции, и земной поверхностью расположены эскалаторы (они тоже могут быть повреждены), а также узкие переходы и лестницы, затрудняющие одновременный выход большого числа людей.

Во время работы обычного метро более 95% его пассажиров постоянно находятся под землей и пребывают в состоянии повышенной опасности в отношении возможного теракта или аварии. В системе «Метролюкс» под землей одновременно находятся не более 50% ее пассажиров (те, кто в подвижном составе). В метрополитене традиционной конструкции тысячи пассажиров после серьезной аварии оказываются в положении шахтеров, застрявших в труднодоступной шахте, куда помощь быстро прийти не может.

Вывод о высокой безопасности поездки в системе «Метролюкс» основывается на специфике работы ее подвижного состава, который через каждые 2-3 минуты, поднимается на наземную станцию. Поэтому для абсолютного большинства пассажиров данной системы риск гибели в тоннеле от пожара, затопления, задымления или нехватки кислорода практически исключен, либо сведён к минимуму. В этом отношении система «Метролюкс» значительно превосходит метрополитен и более пригодна для использования людьми с клаустрофобией, сердечной недостаточностью и другими нарушениями здоровья.

При осуществлении самой простой поездки в метрополитене пассажир делает не менее двух пересадок: с эскалатора в вагон и из вагона на эскалатор. А эскалатор – это тоже транспорт и довольно небезопасный. Любые пересадки, даже самые простые, снижают безопасность поездки. В системе «Метролюкс» пассажир за время простой поездки никаких пересадок не делает.

Пожаробезопасность перевозок

Системе «Метролюкс» присущ более высокий уровень пожаробезопасности, нежели традиционному метрополитену. Это обусловлено следующими факторами: • эвакуацию пассажиров из системы «Метролюкс» осуществить гораздо проще и быстрее, нежели из метрополитена; пассажиры метрополитена в случае возникновения пожара в тоннеле, практически оказываются в ловушке; • в случае пожара в тоннеле метрополитена происходит быстрое задымление путей эвакуации и люди могут погибнуть, прежде всего, от недостатка кислорода, поскольку нет непосредственного выхода из тоннеля метрополитена на поверхность земли; в системе «Метролюкс» каждый тоннель имеет два выхода на поверхность, которые обеспечивают доступ кислорода и удаление задымления; • в системе «Метролюкс» все станции являются наземными, на них обеспечить тушение пожара намного проще, нежели на подземных станциях метрополитена, отгороженных от внешнего мира узкой шахтой с эскалаторными лентами; • для пожарных легче справиться с пожаром в тоннеле и на станциях системы «Метролюкс», поскольку не возникнет проблемы подачи с поверхности земли достаточного количества средств пожаротушения. СГТС «Метролюкс» не потребует такой сложной и дорогой системы вентиляции, как метрополитен, поскольку на каждом перегоне тоннель дважды выходит на поверхность. Это исключает «закупоривание» тоннеля и существенно повышает уровень пожаробезопасности.

Кольцевая линия «Метролюкс»

Для городов, имеющих развитую сеть метрополитена, таких как Москва, Санкт-Петербург, Киев и др., наиболее выгодным является сооружение СГТС «Метролюкс» в качестве удаленной от центра кольцевой линии, соединяющей действующие станции метро. Известно, что кольцевые линии метро являются более эффективными и выгодными, с точки зрения оптимизации пассажиропотоков, нежели радиальные. Если высокоскоростная кольцевая линия будет построена по системе «Метролюкс», то ее достоинства градостроители и пассажиры оценят очень быстро. К станциям СГТС «Метролюкс», которые будут находиться ближе к границе города, чем к центру, смогут подъезжать на автомобилях жители пригородных зон. Они будут оставлять свои автомобили на стоянке возле этой станции, а дальнейшие передвижения по городу осуществлять на скоростном «Метролюксе» и традиционном метрополитене. Это будет для них очень удобным и позволит, избегая пробок, точнее планировать время своих поездок в разные части города, например, на работу.

Крупные города и, в особенности, промышленные центры, как правило, имеют несколько городов-спутников, которые достаточно густо населены. Многие жители таких городов совершают регулярные поездки в город-центр к местам работы и культурного отдыха. Некоторые города-спутники сами являются местами отдыха, культурными, музейными и промышленными центрами. Поэтому такие города, в свою очередь, являются центрами притяжения пассажиров из города-центра. Кроме того, многие жители крупных городов предпочитают осуществлять кратковременный отдых на дачах, за чертой города. Удобное сообщение, которое в перечисленных случаях может осуществляться с помощью.

СГТС «Метролюкс» исключает из традиционного метрополитена составляющую в виде медленно движущихся эскалаторов. Роль эскалаторов выполняет сам подвижной состав. Это позволяет новому транспорту быть более скоростным, более экономичным и гораздо более удобным для пассажира, чем традиционный метрополитен. Само название новой транспортной системы – «Метролюкс» говорит о том, что она предоставляет пассажиру транспортные услуги в стиле «люкс», то есть, гораздо более высокого качества, чем традиционный метрополитен.

Размещение станций

Станции системы «Метролюкс», как и трамвая, расположены на поверхности земли. Это имеет очевидные преимущества для пассажиров. Они осуществляют выход в город и пересадки на смежные линии системы «Метролюкс» при минимальных затратах времени и сил. Это резко сокращает транспортную усталость от поездки. В то же время подвижной состав большую часть расстояния между станциями преодолевает в безопасном и защищенном от непогоды подземном тоннеле, что сохраняет преимущества традиционного метрополитена.

Таким образом, СГТС «Метролюкс» объединяет в себе положительные качества трамвая и метрополитена и не имеет присущих им недостатков. В то же время, она обладает преимуществами, недоступными в отдельности ни трамваю, ни метрополитену.

Последнее обновление: 9 февраля 2021 г., 18:04