Автоматизированные метрополитены

Автоматизированные метрополитены

Первая в мире линия метрополитена была построена в Лондоне в 1863 г. За 150 лет истории подземных железных дорог линии этого популярного вида транспорта появились почти в 150 городах разных стран. В последние десятилетия усиливается тенденция к полной автоматизации эксплуатационного процесса.

Открытие в 1863 г. в Лондоне первого участка длиной 6 км подземной железной дороги дало толчок развитию этого эффективного вида городского транспорта. В настоящее время протяженность линий лондонского метрополитена превысила 400 км, а число городов, где имеются системы метро, приближается к 150. В XXI в. линии метрополитена появились в 38 городах мира; активно ведется проектирование и строительство новых.

Плотность населения во многих городах мира выходит на такой уровень, что решать транспортные проблемы, создавая и развивая традиционные системы метро, уже невозможно. Необходимы инновационные решения для инфраструктуры станций, подвижного состава и систем управления движением. С 1960-х годов на метрополитенах применяются системы автоматического управления движением поездов, обеспечивающие организацию перевозочного процесса с меньшими межпоездными интервалами и тем самым существенно увеличивающие пропускную способность сети. Нюрнберг стал первым городом, в котором действующая линия метрополитена была преобразована для движения поездов без машинистов (рис. 1). Позднее появились системы метро с полной автоматизацией управления поездами (без машинистов на борту).

Мировая история метростроения развивалась следующим образом. Вслед за Лондоном до конца XIX в. на карте мира появились еще пять метрополитенов: в Нью-Йорке (1870 г.), Будапеште и Глазго (оба в 1896 г.), Бостоне и Чикаго (оба в 1897 г.). За этими городами последовали Париж (1900 г.) и Берлин (1902 г.). В Латинской Америке первым обладателем метрополитена стал Буэнос-Айрес (1913 г.), в Азии — Токио (1927 г.).

Начавшаяся в 1939 г. Вторая мировая война приостановила реализацию проектов метро в 17 городах мира. В результате после Москвы (1935 г.) в мире не появилось ни одного нового метрополитена вплоть до 1950 г., когда в Стокгольме возобновили преобразование подземной трамвайной линии в линию метро. Процессы строительства метрополитенов активизировались в середине 1950-х годов. Именно тогда впервые появились поезда метро на колесах с пневматическими шинами. В частности, в 1955 г. на линии 11 городского метрополитена Парижа (RATP), срок эксплуатации которой насчитывал к тому времени уже около 20 лет, поезда со стальными колесами были заменены новыми на колесах с пневматическими шинами. Первым новым метрополитеном, изначально спроектированным для эксплуатации подвижного состава на колесах с пневматическими шинами, стал метрополитен Монреаля (1966 г.). В настоящее время такие системы работают более чем в 20 городах мира.

Автоматизированные метрополитены – часть 1
Рис. 1. Центр управления движением на метрополитене Нюрнберга (фото: Siemens)

Бурные темпы строительства метрополитенов отмечены в 1970-е годы, тогда новые системы появились сразу в 23 городах мира, причем треть из них находится в Азии. В частности, в этот период метро заработало в Пхеньяне (1973 г.), Сеуле (1974 г.) и Ташкенте (1977 г.). В 1980-е годы в клуб обладателей систем метро вошли 25 городов — в частности, в 1987 г. первая линия метро на Африканском континенте появилась в Каире; тоннельный участок под центральной частью города связал станции двух пригородных железнодорожных линий способствовал появлению на этом виде городского транспорта многих инновационных решений. Подземную линию Victoria лондонского метрополитена строили в 1960-х годах после 50-летнего перерыва (рис. 2), на ней с первого дня регулярной эксплуатации работает система автоведения поездов. Машинист присутствует в поезде, но ему отведены лишь функции управления открыванием/закрыванием вагонных дверей и инициации отправления поездов со станций.

Автоматизированные метрополитены – часть 2
Рис. 2. На станции линии Victoria

С тех пор автоведение активно укрепляет свои позиции на городском рельсовом транспорте стран мира. В начале 1980-х годов технические характеристики и уровень надежности систем автоведения позволили реализовать на практике управление поездами в полностью автоматическом режиме, т.е. без присутствия машиниста в поезде.

Впервые такое решение было применено на линии Port Liner в Кобе, открытой для движения поездов в 1981 г. За ней в том же году последовала линия Nanko Port Town в Осаке. Протяженность этих автоматизированных линий была сравнительно мала. Кроме того, они были в значительной степени изолированы от других сетей городского рельсового транспорта. Более протяженной городской рельсовой коммуникацией с полной автоматизацией управления движением поездов стала открытая в 1989 г. линия Kanazawa Seaside в Иокогаме (рис. 3).

Автоматизированные метрополитены – часть 2
Рис. 3. Линия Kanazawa Seaside в Иокогаме

Многие убеждены, что в части полной автоматизации управления движением поездов пальма первенства принадлежит первой линии транспортной сети VAL в Лилле, введенной в регулярную эксплуатацию в 1983 г. Данная линия проходит через центр города и по своим характеристикам в большей степени соответствует понятию городского метро, чем линии в Кобе и Осаке, несмотря на небольшой габарит эксплуатируемых на ней поездов. Открытие второй линии в 1989 г.

Метрополитен Каира оставался единственным в Африке вплоть до 2011 г., когда линия метро была введена в эксплуатацию в Алжире. На очереди Лагос, где успешно продвигается к завершению проект так называемой Голубой линии метро.

Особенно активно строительство метрополитенов ведется в городах Китая. Постройка первой линии метро в Пекине была завершена в 1969 г., однако в регулярную эксплуатацию она была введена только через несколько лет. В Гонконге метро заработало в 1979 г. За ним последовали Тяньжин (1984 г.), Шанхай (1995 г.) и Гуанчжоу (1997 г.). По состоянию на конец 2012 г. в 16 городах страны работали 64 линии метрополитена общей протяженностью 1980 км.

Технологический прогресс

Уже к 1960-м годам метрополитены перестали быть редкостью. Несмотря на столетнюю историю, технический прогресс вывело Лилль на первую позицию уже как города, обладающего первой в мире сетью автоматизированного метрополитена, где поезда курсируют без машинистов (рис. 4).

Автоматизированные метрополитены. Технологический прогресс
Рис. 4. Поезда VAL

На сети VAL эксплуатируется подвижной состав на колесах с пневматическими шинами. Такое же решение было применено на других метрополитенах Франции с полностью автоматическим управлением поездами, в частности в Тулузе и Ренне, открытых соответственно в 1993 и 2002 гг., а также на линиях транспортных систем, обслуживающих аэропорты, и на надземной линии Muzha в Тайбэе (остров Тайвань), открытой в 1996 г.

Первой линией метрополитена большой провозной способности с подвижным составом на колесах с пневматическими шинами, спроектированной под управление поездами в автоматическом режиме, была линия D, открытая в Лионе в 1991 г. За ней последовали линия 14 в Париже и линия m2 в Лозанне. Последняя была перестроена в 2008 г. из зубчатой железной дороги и стала первой линией метро в Швейцарии.

Примером полностью автоматизированного мини-метро с подвижным составом на стальных колесах является в основном надземная сеть Sky Train в Ванкувере, открытая в 1986 г. Технологическую основу данного проекта составляет привод с линейным двигателем (такая же технология применяется и на нескольких линиях облегченного метро в Японии). Реализованная на Sky Train технология задействована также на линии Kelana Jayа в Куала-Лумпуре.

Еще одна модификация систем мини-метро, работающих без машинистов, базируется на технологии, разработанной совместно компаниями Ansaldo STS и AnsaldoBreda, и ведет свое начало от короткой линии в Генуе. Первый пример масштабного применения данной технологии представляет метрополитен Копенгагена, открытие которого состоялось в 2002 г. Опыт данного проекта был в дальнейшем использован на линии М5 метрополитена Милана, открытой в феврале 2013 г., и линии метро длиной 13,7 км в Брешии, введенной в эксплуатацию месяцем позже. Технология автоматизации управления движением компании Ansaldo STS задействована также в проекте линии С метрополитена Рима, на первом участке которой протяженностью 12,1 км начаты опытные пробеги, а также на метрополитене Гонолулу (Гавайские острова).

Технология SelTrac компании Thales (бывшая Alcatel SEL), впервые опробованная в Ванкувере, также получила широкое распространение. Особо следует выделить метрополитен Дубая (рис. 5) с самой протяженной сетью линий, движение на которых осуществляется в автоматическом режиме: в 2009 г. в эксплуатацию введена линии Red длиной 52,1км, в 2011 г. — линия Green длиной 22,5 км.

Автоматизированные метрополитены. Технологический прогресс
Рис. 5. Линия метро Дубая

Перспективы дальнейшего роста

В настоящее время подавляющее большинство вновь строящихся линий метро оснащаются системами с различным уровнем автоматизации управления поездами. При этом постоянно увеличивается доля линий, где вождение поездов осуществляется в полностью автоматическом режиме без присутствия машинистов на борту. По данным Международного союза общественного транспорта (ШТР), на конец 2013 г. в 28 странах мира насчитывалась 41 линия разной провозной способности, работающие в режиме полной автоматизации управления движением (табл. 1 и 2). Суммарная эксплуатационная длина этих линий составляла 588 км, общее число обслуживаемых станций — 585. Согласно прогнозам ШТР, в предстоящее десятилетие суммарная протяженность таких линий будет расти более быстрыми темпами, чем в предыдущие 30 лет, и к 2025 г. может достичь 1500 км. Причем на долю новых линий в этой величине придется 64%, на долю продлений уже существующих линий — 29%, а на долю перевода в полностью автоматический режим управления действующих линий метро останется только 7%.

Таблица 1

Линии метрополитена большой провозной способности

Город

Год открытия первой линии

Начало эксплуатации в автоматизированном режиме

Протяженность линий, эксплуатируемых в автоматизированном режиме, км

Лион

1978

1991

12,5

Париж

1900

1998

25,8

Сингапур

1987

2003

55,7

Барселона

1924

2009

ИД

Дубай

2009

2009

74,6

Нюрнберг

1972

2009

17,0

Сан-Паулу

1974

2010

12,8

Пусан

1985

2011

36,2

Сеул

1974

2011

17,3

Таблица 2

Другие автоматизированные транспортные системы

Город

Линия

Начало эксплуатации в автоматизированном режиме

Протяженность линий, эксплуатируемых в автоматизированном режиме, км

Мини-метро, система VAL
Лилль

Все

1983

45,2

Ванкувер

Все

1986

68,7

Тулуза

Все

1993

27,5

Тайбэй

Muzha

1996

25,7

Куала-Лумпур

Kelanajaya

1998

29.0

Ренн

А

2002

9.4

Копенгаген

Все

2002

20,5

Турин

1

2006

13,2

Лозанна

m2

2008

5,9

Милан

М5

2013

4,1

Брешиа

1

2013

13,7

Системы малой провозной способности
Кобе Port Liner

1981

10,7

Осака Nanko Port Town

1981

7,9

Иокогама Kanazawa Seaside

1989

10.6

Токио Yurikamome. Nippon-Toneri

1995

24,5

Сингапур Bukit Panjang LRT

1999

7,8

Sengkang LRT

2003

10,7

Лас-Вегас Монорельс

2004

6,3

Нагоя Linimo (магнитный подвес)

2005

9,2

Гонконг Disneyland Resort

2005

3,8

Сингапур Punggol LRT

2005

10,3

Йонъин EverLine

2013

18,5

Городов, где уже решились перевести действующие линии метрополитена в режим полностью автоматического управления, немного (инициаторам такого перевода приходится преодолевать предубеждение, что отсутствие в поездах машинистов отрицательно скажется на безопасности движения). Первым из таких городов стал Нюрнберг, где в 2009 г. осуществили перевод на полностью автоматическое управление линии U2, введенной в эксплуатацию в 1984 г. В данном случае это мероприятие было связано со строительством линии U3, где такой режим управления предполагался изначально.

Трудности автоматизации управления движением на действующих линиях в значительной мере обусловлены тем, что их инфраструктура к такому управлению не приспособлена. Однако в 2011-2013 гг. соответствующий проект был успешно реализован в Париже на старейшей и наиболее загруженной линии 1. Данный проект во многом базировался на опыте линии 14, единственной в Париже работающей в автоматизированнном режиме с момента начала эксплуатации. Тем самым было положено начало осуществлению масштабной программы, предусматривающей увеличение суммарной протяженности линий с автоматизированным управлением движением в пределах Большого Парижа до 175 км. В то же время маловероятно, что вождение поездов без машинистов может быть когда-либо реализовано в ограниченных условиях линий глубокого заложения лондонского метрополитена, где отсутствуют возможности для обустройства пешеходных проходов для эвакуации пассажиров и персонала в случаях чрезвычайных ситуаций.

В условиях бурного роста населения городов нет никаких оснований предполагать, что процесс распространения в мире столь эффективного вида городского транспорта, как метрополитен, затормозится в обозримом будущем. Автоматизация управления такими системами городского транспорта может только способствовать их быстрому развитию.

Железные дороги мира-2014, №4