Лет назад сохранялась тенденция увеличения перевозок на непрерывных видах транспорта

10 лет назад сохранялась тенденция увеличения перевозок на непрерывных видах транспорта.

Конвейерный транспорт характеризуется высокой производительностью – 5-20 тыс. м³/час. У конвейерного транспорта больший подъем (свыше 300 тыс.). Следующее преимущество – поточность, которая обеспечивает более большую производительность механизмов, полная автоматизация транспорта, т.е. повышенная производительность труда.

В СССР при общем росте объемов перевозки и объемов транспорта на 30% темпы роста непрерывных видов транспорта планировалось увеличить в 2-3 раза.

В свое время были разработки по выбору сфер применения различны видов транспорта, и одним из показателей была энергоемкость. Сейчас экономисты считают, что на выбор вида транспорта будет влиять стоимость энергии и энергоемкость.

Монорельсовый транспорт: Этот вид транспорта никто сейчас не производит.

Подвесные канатные дороги (ПКД) – очень рентабельный вид транспорта, имеет большие перспективы.

Дирижабельный вид транспорта – применяется в горах.

Городской транспорт

Феномен – рост народонаселения. На протяжении многих тысячелетий прирост народонаселения был 0,005%. За 20 тыс. лет население мира удвоилось, а с появлением земледелия – увеличилось в 100 раз. К началу нашей эры было 300 млн. человек. В 1850 году – 1 млрд.; в 1900 году – 1,5 млрд.; в 1965 году – 3 млрд., в 1973 году – 4 млрд., в 1989 году – 5 млрд., в 2000 году – 6 млрд. В 2030 году ожидается 9млрд. человек.

XX также считается веком урбанизации, т.е. бурного роста городов. В 1900 году в городе проживало 13,6% населения мира. Сегодня – 55%. В СССР в городе проживало 66%населения, на Западе - больше.

За 1000 лет на Руси создано 860 городов. За последние 70 лет – 1316 городов. В 1923 году было 2 города с населением больше миллиона. В СССР таких городов было 24.

Вместе с ростом городов рос и развивался городской транспорт. Первая мостовая в России появилась в 9 веке в Новгороде (деревянная).

Петр I начал мощение камнем. 150 лет назад в Москве главную транспортную работу выполняли 26 тыс. извозчиков. В 1840 г. появились первые линейки (телеги со скамьями), в них помещалось до 50 человек. В 1870 году появилась первая рельсовая дорога – конка. Первый трамвай появился в Киеве в 1891 году, в Москве – в 1903 году, в Санкт Петербурге – в 1907 году. Метро в Европе появилось в 1863 году в Лондоне с паровой тягой. Первые автобусы появились в Париже и Нью-Йорке в 1890 году. Троллейбусы испытывались в 1883 году в Америке, но из-за несовершенства конструкции токоприемника они не получили распространения.

Темпы роста перевозок значительно превышают темпы роста населения. Город в 2 млн. человек требует в 4 раза больше транспортных средств, чем 10 городов по 200 тыс. человек.

Городские пути сообщения подразделяются на:

-      уличные и внеуличные

-      рельсовые и безрельсовые

-      общегосударственного (экспрессы) и районного значения.

Схемы путей сообщения связаны с планом города, его размерами, формой, рельефом и др.

Существует несколько схем планировки:

1)    радиально-кольцевая (Москва, Париж, Лондон)

2)    прямоугольная

3)    диагонально-прямоугольная (появилась взамен прямоугольной из-за плохого движения транспорта) – пробиваются секущие диагонали к центру

4)    города-линии (вдоль рек – Сталинград, Самара и др)

5)    смешанная

В транспортном отношении наиболее удобными являются 2 схемы: радиально-кольцевая и диагонально-прямоугольная, т.к. они имеют наименьший коэффициент непрямолинейности маршрутов, т.е. отношения расстояния между двумя пунктами города к расстоянию по воздушной линии. В среднем прямоугольная система дает коэффициент непрямолинейности – 1,27, а радиально-кольцевая – 1,1.

Средним показателем является загрузка центра.

	Радиально-кольцевая	прямоугольная	Диагонально-прямоугольная	Город-линия
Связь с центром	1,0	1,38	1,06	2,52
Периферийное сообщение	1,0	1,24	1,09	2,25

Чем больше город, тем больше и средняя дальность поездки пассажиров:

а – поправочный коэффициент, который равен 0,25 для городов с населением до 1 млн. человек, 0,22 – для городов с населением более 1 млн. человек; s – площадь города.

Хороший город считается, когда максимальная длительность сообщения города не превышает 0,75 часа при неблагоприятных условиях с учетом времени подхода к остановкам.

Технико-экономическая характеристика отдельных видов транспорта

Сравнению и оценке подлежат следующие виды оценке:

-      скорость

-      провозная способность

-      себестоимость перевозок

-      удобство пассажиров

-      безопасность транспорта и поездок на нем

Уличные виды транспорта

1)    трамвай (tram – англ – рельс; way – путь)

В СССР обслуживал 110 городов, на его долю приходилась 1/5 городских перевозок (теперь 1/10). Развернутая длина 9 тыс. км, ширина колеи 1524 мм (есть и 1000 мм). Рельсы желобчатые массой до 65 км/м и железнодорожные R43 и R50. Продольный уклон не более 0,06. Минимальный радиус кривой – 20 м. Расстояние между остановками 300-500 м. Работает на постоянном токе 600 В. Скорость до 70 км/час. Средняя скорость 16-20 км/час.

2)    троллейбус (trolley – ролик)

Им освоена ¼ городских перевозок. Общая длина линий 15 тыс. км. Уклон в длину – 0,08. Работает на постоянном токе 600 В.

3)    автобус

Самый распространенный вид транспорта. На его долю приходится 40 % перевозок. Большинство автобусов карбюраторные – отравляют воздух. Основной вид транспорта в городах с населением 100 тыс. человек.

4)    автомобили

На каждого пассажира требуется до 60 м³ площади проезжей части. Перевозки пассажиров в России:

-      автобус – 42%

-      троллейбус – 12,8%

-      трамвай – 10,2%

-      метро – 6,0%

-      автотранспорт – 29%

Внеуличный транспорт

1)    Метрополитен

По надежности и комфорту это лучший вид транспорта. Общая протяженность 11 метрополитенов (СССР) –420 км. В Москве – 252 км в двухпутном исчислении. В Москве перевозят более 50% пассажиров. В последние годы не строят, т.к. строительство требует крупных капитальных затрат.

Линии метрополитена бывают подземные и наземные. Тоннели под землей строят глубокого (25 м и более) и мелкого (8-12 м) заложения.

Продольные уклоны от 3% до 40%. Радиус не менее 400 м, ширина колеи 5 футов (152,4 см). Везде автоблокировка с автостопом. Блок-участок не менее 1 км. Ток постоянный – 750 В слева от рельсов. Длина вагона 19 м, ширина 2,7 м. В Чикаго есть грузовой метрополитен.

В настоящее время с появлением линейных двигателей возникло миниметро.

2)    Скоростной трамвай

Внеуличный вид транспорта, т.к. делается на обособленной полосе. В центре города проходит в тоннеле (в Ижевске, Волгограде, Саратове, Старомосковье). Скорость приблизительно в 2 раза больше обычного трамвая.

Достоинства: дает большую провозную способность, меньший штат и подвижной состав.

Вид транспорта	Скорость	Провозная способность	Несчастные случаи	себестоимость
Трамвай	16-18 км/ч	3	4%	1
Скоростной трамвай	25-30 км/ч	2		1,15
Автобус	20-25 км/ч	4,5	15%	1,11
Троллейбус	18-20 км/ч		10%	1,77
Легковой автотранспорт	25-30 км/ч	6	70%	10
Метрополитен	35-40 км/ч	1	0,4%	1,25

Загазованность – бич автотранспорта. Для борьбы с загазованностью:

-      применяются усовершенствованные двигатели;

-      применяются нейтрализаторы;

-      применяются дизели;

-      создаются электромобили.

На Западе в последние годы скоростные трамваи и метрополитены стали строить на пневматике. В центральной части города строят движущиеся тротуары.

Взаимодействие различных видов транспорта

Основная масса грузовых и пассажирских перевозок осуществляется с участием 2-х и более видов транспорта. Так 80% грузов, прибывающих в порты, передается на железную дорогу (на речных 50%). Практически вся нефть из трубопроводов передается на другие виды транспорта, а автомобиль взаимодействует со всеми видами транспорта, особенно велик его вес для пассажирских перевозок. Пунктами взаимодействия являются транспортные узлы. Раньше транспортные узлы в силу своего исторического развития, ведомства, частные владения, география, топография строились без учета быстрого перехода грузов с одного вида на другой. Транзитный пассажир покупал новые документы на провоз груза и проезд. Груз в этих пунктах перегружался. Только с введением смешанного прямого сообщения владельцы груза освобождались от заботы перегружать свой товар. Во взаимодействии различных видов транспорта должна возродиться ЕТС (единая транспортная система).

Основы взаимодействия

В большинстве государств мира рациональное взаимодействие основных видов транспортных коммуникаций находится в государственной собственности. Взаимодействие различных видов транспорта заключается в слаженной и согласованной работе транспорта в общем перевозочном процессе. Это взаимодействие зависит от многих условий правового, экономического, технического, технологического, организационного и управленческого характера.

Правовой аспект совершенствования юридических и правовых отношений

Основные документы, определяющие взаимоотношения, обязанности, права и ответственность транспорта и клиентуры, грузоотправителей и грузополучателей:

-      железнодорожный устав РФ

-      кодекс торгового мореплавания

-      устав внутреннего водного транспорта

-      устав автомобильного транспорта

-      воздушный кодекс.

Кроме того в кодексе имеются другие положения ведомства и министерства транспорта "О взаимном имуществе, ответственности организации морского транспорта и отправления за невыполнением планов перевозок, экспортирования и импортирования грузов и т.д."

Экономический аспект

Этот аспект очень важен.

1)    Разработка единых планов перевозки грузов и пассажиров (годовые, оперативные, на квартал, месяц), что позволяет заранее подготовить подвижной состав или зарезервировать. Особенно велика задержка грузов при передаче их с железной дороги на речной транспорт.

2)    Установление согласованных тарифов на перевозки разного вида транспорта. Необходимо создать систему унифицированных тарифов, которые стимулировали бы клиентуру и транспорт к смешанным перевозкам.

3)    Введение единой номенклатуры грузов; разработка унифицированных планов и отчетных показателей; экономические показатели, характеризующие качество и эффективность перевозки грузов и пассажиров должны быть едиными:

-      себестоимость и стоимость перевозок

-      производительность труда

-      потребные капитальные вложения

-      степень использования подвижного состава и др.

До сих пор на всех видах транспорта имеются разные методики.

Себестоимость перевозок

Себестоимость по видам транспорта зависит от многих факторов:

-      общего объема перевозок

-      густоты перевозок

-      дальности перевозок

-      стоимости технических средств

-      сопротивления движению

-      расхода топлива

-      процента порожнего пробега

-      продолжительности использования по времени

-      профиля пути

-      климата и др.

Приведенные в таблице показатели себестоимости не полностью сопоставимы, так в методичках по речному и автомобильному транспорту не включены расходы на содержание путевого хозяйства. На железной дороги доля путевого хозяйства составляет 12-15%. На речном не отражены затраты на погрузо-разгрузочную операции. То же самое на железнодорожном транспорте, т.к. большинство погрузки осуществляется на подъездных путях промышленных предприятий. На речном транспорте не учтены расходы на создание плотов. На морском транспорте не отражены расходы на ледоколы и по перевозке грузов, зафрахтованных флотом. На воздушном и трубопроводном транспорте учитываются все затраты. Кроме того средняя себестоимость разных видов транспорта не сопоставимы также потому, что в них имеются разные величины грузонапряженности и дальности перевозок. Например, при изменении дальности себестоимость меняется.

Пример: Если принять себестоимость S грузовых перевозок на железной дороге при дальности на 800 км за единицу:

дальность	800	200	100	50	25
Себестоимость в процентах	100	163	350	630	1180

Себестоимость определяется:

Э_г – эксплуатационные расходы грузовых перевозок; Э_п – эксплуатационные расходы пассажирских перевозок; 10 – тоннокм; åPl – грузооборот; åAl – пассажирооборот; k – коэффициент приведения.

Морской транспорт – k=1

Речной транспорт – k=10

Железнодорожный транспорт – k=2

Автомобильный транспорт – k=0,4

	10 ткм коп	10 пасскм коп
1) ж/д транспорт	3,16	7,02
2) морской транспорт	3,38	123,44
3) речной транспорт	4,07	33,97
4) автомобиль	59,02	13,78
5) воздушный транспорт	168,97	15,49
6) трубопроводный транспорт	2,08	-
7) метрополитен	-	6,38

Различные методики и их несовершенство не позволяет делать точные оценки эффективности того или иного вида транспорта.

Технический аспект

В общем он сводится к конструктивной и мощностной унификации всех элементов и звеньев различных видов.

Для этого требуется:

1)    согласование пропускной и перерабатывающей способности, стыкующих линий, а также отдельных устройств в узлах, например, вместимость ж/д путей на станциях и причалах порта, мощности перегрузочной техники, емкости складов, наличие маневровых средств и др.

2)    Увязка параметров подвижного состава, грузоподъемности автомобиля и судна

3)    Планировка устройств узла, поточность элементов и их достаточность

4)    Создание надежной и удобной системы связи АСУ.

Технологический аспект

Учитывает подчинения операций обработки грузов в транспортных узлах единому порядку, без которого быстрый и эффективный переход грузов с одного транспорта на другой невозможно. Для этого с конца 1939 г. работники академии наук СССР во главе с Образцовым предложили ЕТП (единый технологический процесс). ЕТП – самостоятельный документ, утверждаемый должностными лицами, например, станциям примыкания и заводами, автокомбинатам и станциям. Перевозки массовых грузов, которые по существу и определяют финансовое положение дорог и отрасли в целом, как показывает опыт, полностью оправдывает себя кольцевой маршрут.

Заключение 3-х сторонних договоров происходит между отправителями и железной дорогой – получателем. В договоре устанавливается объем, порционность, время отгрузки и срок доставки. Соблюдение таких договоров позволит получить отличные результаты от этой новой технологии:

1)    жесткие графики движения грузовых поездов и оборотов локомотивов

2)    единые технологические процессы работы подъездных путей клиентуры и портовых терминалов.

В связи с большой конкуренцией автотранспорта дороги должны активно внедрять скоростные поезда с контейнерами, контреллейрами (фуры).

Перевозка этих поездов планируется в транспортных коридорах.

Организационный аспект

В этом случае взаимодействие обеспечивается:

1)    совместной разработкой документации по улучшению эксплуатационной работы, например, контактных графиков, гарантирующих согласованную частоту и равномерность.

2)    принятие единой системы оперативного планирования текущей работы. Это суточные и сменные планы введения единого времени и порядок обмена необходимой информацией. Для продолжительных перевозок необходимо согласование расписания с другими видами транспорта, где взаимное ожидание должно быть минимальным в пунктах пересадки.

Одним из способов получения эффекта является безперегрузочное сообщение. На железнодорожном транспорте это замена у вагонов колесных тележек пассажирских поездов и части грузовых. У большей грузовых вагонов грузы перегружаются.

Опыт Испании и эксперименты в Болгарии по использованию новых тележек с самоустанавливающимися колесами. Раздвижка и сдвижка колесных центров происходит на ходу на определенных участках железной дороги. Колеса дорогие.

На водном транспорте это применение суда "река-море", а также суда - лихтеровозы позволяют не производить перегрузку с речного на морской транспорт. Также применяются суда "роро".

Применялись паромные системы. В последние годы паромные переправы заменяются путями с помощью мостов и тоннелей.

Трейлерные перевозки – система перемещения железнодорожных вагонов на специальных платформах по шоссе к получателю.

Контрейлерная система перевозки автомобиля прицепами и на вагоне-платформе. Очень распространена в США. Недостаток – перевозка "мертвого" груза (25-30% от полезной нагрузки).

Контейнерные и пакетные перевозки. В 1934 году было создано 900 контейнеров. Тароупаковочные и штучные грузы до контейнеров шли по схеме: автомобиль – вагон – автомобиль с переработкой в 6 раз. Применение контейнеров сокращает переработку до 1 раза.

Основы комплексной теории транспорта

Все виды транспорта, так или иначе, влияют друг на друга. Они взаимодействуют между собой, изолировано изучать их друг от друга нельзя. Конструкция автомобиля, вагона и контейнера одинаковы. Дизельные двигатели применяются в тепловозах, пароходах, автомобилях. Сигнализация применяется на улицах и автодорогах.

Тяговые расчеты, пропускная способность, графики движения по своей методике являются одинаковыми для всех. Применяемые формулы, в принципе, также одинаковы, отличаются только параметрами.

Основы комплексной теории транспорта впервые были сформулированы академиком В.Н. Образцовым.

Категории пути:

·     в воздухе – воздушная авиация

·     на воде – подводное плавание

·     бездушные пути – космос

·     в воздушной среде с использованием твердой поверхности (железная дорога, автомобили, монорельсовый транспорт, конвейеры и т.д.)

·     в воздушной среде с использованием водной поверхности (суда и аппараты на воздушной подушке)

·     в воздушной среде в водных средах – суда на подводных крыльях.

Пути характеризуются:

-      способами направления движения

-      допускаемыми осевыми и погонными погрузками на железнодорожных, автомобильных дорогах и осадкой судов на водных путях

-      расчетными уклонами (море – 0; Волга – 0,00007; Енисей – 0,00037; горные реки – 0,01; железная дорога – максимум 0,6-0,8; воздушный транспорт – вертолет – 1)

-      величиной путевых габаритов (железная дорога, автомобиль, речные суда)

-      характером и величиной сопротивления.

Сопротивление движению транспортных средств

Общее удельное сопротивление движению на всех видах транспорта можно определить по следующим формулам:

;

где w_ТР - удельное сопротивление трения; w_i – удельное сопротивление от подъема; w_КР – удельное сопротивление от прохождения кривых; w_СР – удельное сопротивление от прохождения среды.

Удельное сопротивление трения

На железнодорожном и автомобильном транспорте это сопротивление складывается из сопротивления на качения между рельсом и колесом или шиной и покрытием дороги. При автомобильном транспорте существует коэффициент j (сцепление колеса с дорогой). Он зависит от состояния шин (новая или старая); при дожде, гололеде коэффициент снижается; зависит от скорости движения, от состояния покрытия дороги, а также от сопротивления трения в подшипниках, веса подвижного состава и других факторов.

Удельное сопротивление трения на железной дороге – главная составляющая основного сопротивления (в него входит и сопротивление от воздушного пространства).

На автомобилях: ; a - угол наклона пути к горизонту. Для угла меньше 6⁰ cosa=1.

f_a – коэффициент сопротивления качению (зависит от состояния дороги, скорости).

Для асфальтобетона f_a = 0,01-0,02

На щебенке f_a= 0,03-0,05

Для грунта f_a = 0,06-0,07

Для пашни f_a = 0,15-0,30

При возрастании скорости коэффициент увеличивается на величину

Для водного транспорта это сопротивление трения воды о смоченную поверхность корпуса судна, зависит от скорости движения, формы и шероховатости поверхности судна.

f_в – коэффициент трения воды о смоченную поверхность судна. f_в= 0.0019-0.0044

S_e – площадь смоченной поверхности судна [м²]

r - плотность воды [кг] (пресной – 102 кг/м³; морской – 104 кг/м³).

V – скорость судна относительно воды [км/ч].

L – длина судна

Q – водоизмещение

На трубопроводном транспорте сопротивление трения возникает между движущимися жидкостями и внутренними стенками трубы. Зависит от шероховатости трубы, ее диаметра, режима потока (ламинарный или турбулентный), вязкости и жидкости.

 - ламинарный

V – скорость течения м/с

k_Л – коэффициент пропорциональности, зависящий от физической вязкости жидкости.

 - турбулентный

Удельное сопротивление от подъема

; i – уклон

Знак минуса ставится при спуске (тормозной режим).

Это сопротивление имеется на железных и автомобильных дорогах, авиации, конвейерах. В авиации зависит от траектории набора высоты.

На трубопроводном транспорте есть это сопротивление, но величина его не значительна.

Сопротивление от прохождения кривых

; А - коэффициент; R_кр – радиус кривой.

На рельсовом транспорте оно возникает от трения между внутренней гранью наружного рельса и гребнями колес. Определяется в зависимости от длины поезда.

При l_п<l_кр ®

При l_п>l_кр ®

Численные значения w_кр=0,5-3 кг/г (R=1600м-200м).

На автотранспорте на кривых возникает поперечная сила вызывает боковой увод колеса, под влиянием которого колесо катится под некоторым уклоном d и требуются дополнительные затраты мощности двигателя для нормального движения. Опыт показывает, что при d<1⁰ износ шин увеличивается в 5 раз, а расход топлива также увеличивается на 10-12%. При d=1,8⁰ износ шин в 10-15 раз, а расход топлива на 40%. Исключают эти потери с помощью виражей.

На водном транспорте при поворотах сопротивление возражает, но оно мало и его не принимают в расчет. На трубопроводном транспорте.

Удельное сопротивление среды

На железной дороге массу поездов или составов рассчитывают с учетом основного удельного сопротивления, включающегося и сопротивление воздушной среды.

На автомобильном транспорте сопротивления вызываются давлением встречного воздуха, трением о боковую поверхность и выступающие части, завихрением воздуха у колес и под кузовом.

 [кг/т].

r - плотность среды (для воды –1; для воздуха в 720 раз меньше)

k – коэффициент обтекаемости

S – наибольшая плотность поперечного сечения

V – скорость движения

V² – скорость среды ("+" - против движения; "-" – по движению)

На водном транспорте сопротивление судна на глубокой воде состоит из сопротивления трения обшивки и остаточного сопротивления (вихревого или волнового).

Волновое сопротивление является основной преградой увеличения скоростей хода судов (при увеличении скорости в 2 раза сопротивление возрастает в 4, а потребная мощность должна увеличиться в 8 раз).

Значения удельного сопротивления движению

	Ж/д грузовой поезд V=8-100 км/ч	Грузовой автомобиль V = 8-100 км/ч	Баржа (1000т) V1=8-16 км/ч V2=16-30 км/ч	Нефтепровод (диаметр 720 мм) V=5 км/ч	Транспортный самолет (10-60т) V=200-450 км/ч
wдв	2,5-9 кг/т	9-100 кг/т (до 300)	0,4-4,5 кг/т 4,5-30 кг/т	3,5-4,0 кг/т	30-90 кг/т

Общее уравнение движения

Из физики известно, что уравнение движения F=ma, m – масса; a – ускорение. Применительно к транспорту это уравнение можно записать:

b – тормозное усилие; g – ускорение 9,8 c²; F – сила тяги; W – суммарное удельное сопротивление; Q_бр – вес (брутто в тоннах).

Совершенствование системы управления и государственное регулирование транспортной системы в условиях рыночной экономики

В России, где конкуренция практически невозможна из-за естественных монополий и технологических особенностей перевозки грузов и пассажиров (пространство, погода, климат), государство должно выделять видам транспорта сектор транспортного рынка на монопольное обслуживание.

Государство оставляет за собой право:

1)    контроля качества обслуживания

2)    правильности применения и уравнения тарифов

3)    контроля безопасности движения транспортных средств

4)    соблюдением норм и правил проектирования и строительства транспортных средств и сооружений

5)    выполнением стандартов экономических воздействий транспорта

6)    учет национальных интересов.

Государственное регулирование должно иметь следующие сферы:

1)    организация рынка транспортных услуг с определением параметров спроса и предложения транспортной продукции и услуг, юридического закрепления прав и обязанностей транспортных предприятий (получение лицензий), в выполнении правил справедливой конкуренции

2)    регулирование тарифов не только важно для отрасли, а государства в целом, т.к. уровень тарифов влияет на качество жизни людей

3)    налоговое регулирование (введение льгот на работы по восстановлению, замене и модернизации транспортных средств)

4)    инвестиционное регулирование

5)    рациональное дотирование убыточных, но социально значимых транспортных предприятий.