По мнению специалистов Германского центра авиации и космонавтики, в сфере европейских грузовых железнодорожных перевозок для поддержания экономической конкурентоспособности в будущем необходима смена парадигмы. Концепция NGT Cargo предусматривает включение высокоавтоматизированных высокоскоростных поездов в инновационную логистическую систему.
Содержание
- Логистика для ценных грузов
- Подвижной состав с облегченной конструкцией кузова
- Высокоскоростные моторные вагоны
- Экономия времени и издержек
- Евро-азиатский аспект
Рынок европейских грузовых железнодорожных перевозок стоит перед неопределенным будущим: потоки традиционных навалочных грузов — угля и минерального сырья неуклонно снижаются, а повагонные отправки становятся все менее экономически эффективными. Возрастает спрос на перевозку дорогостоящей готовой продукции или полуфабрикатов более мелкими партиями и с высокими требованиями к качеству транспортных услуг. В этом сегменте железным дорогам трудно конкурировать с автомобильным транспортом.
В то же время в Белой книге по транспорту Европейской комиссии, обнародованной в 2011 г., очерчено несколько амбициозных целей по передаче грузопотоков с автомобильных дорог на железнодорожный транспорт или на внутренние водные пути, которые должны взять на себя к 2030 г. не менее 30 % грузопотока с дальностью перевозки свыше 300 км, а к 2050 г. — 50 %, несмотря на продолжающийся сильный рост рынка в целом.
В Германском центре авиации и космонавтики (DLR) считают, что для сохранения в течение следующих десятилетий конкурентоспособности железнодорожных грузовых перевозок и увеличения их рыночной доли необходимо радикальное переосмысление принципов деятельности в этой сфере. Основываясь на результатах научно-исследовательских работ, направленных на развитие высокоскоростного железнодорожного пассажирского сообщения, специалисты DLR предложили революционное сочетание инновационных концепций логистики и организации движения грузовых поездов с высоким уровнем автоматизации.
В рамках десятилетней исследовательской программы DLR разрабатывает и обосновывает концепцию высокоскоростного пассажирского поезда следующего поколения Next Generation Train (подробнее см. «ЖДМ», 2013, № 3, с. 14 – 23 и № 4, с. 42 – 46). Поезд NGT HST, рассчитанный на эксплуатацию со скоростью до 400 км/ч, должен предоставить пассажирам более высокий уровень комфорта при пониженном уровне шума. Его удельное энергопотребление должно быть вдвое меньше, чем у современных поездов ICE 3. В развитие этой концепции DLR предложил также поезд NGT Link, рассчитанный на скорость до 230 км/ч, для пассажирских линий, примыкающих к опорной высокоскоростной магистрали. Наконец, в прошлом году DLR представил концепцию грузового поезда NGT Cargo (см. «ЖДМ», 2017, № 6, с. 48 – 49). В настоящее время детальная проработка концепции NGT Cargo продолжается (рис. 1).
Рис. 1. Семейство поездов NGT
Логистика для ценных грузов
Фокус концепции NGT Cargo направлен на быстрорастущий рынок дорогих и зачастую требующих срочной доставки товаров, включая промышленные, модные потребительские и сельскохозяйственные товары, обычно отгружаемые сравнительно небольшими партиями.
Концепции традиционных грузовых железнодорожных перевозок, включая повагонные отправки, не пересматривались в течение почти 100 лет и малоэффективны. Отчасти это обусловлено тем, что конкурентное давление со стороны автомобильного транспорта не позволяет накапливать достаточно средств для инвестирования в современные технологии. В секторе повагонных отправок маневровые операции, формирование состава и опробование тормозов остаются чрезвычайно неэффективными и выполняются с большой долей ручного труда, причем на них приходится от 30 до 40 % стоимости перевозки. Из-за многократного переформирования составов на сортировочных станциях грузовые железнодорожные перевозки становятся недопустимо медленными, ненадежными и дорогими. Не соответствует запросам грузоотправителей и требование подавать заявку на вагон под погрузку минимум за 5 дней.
Целью создания NGT Cargo является преодоление всех этих недостатков и получение новых дополнительных конкурентных преимуществ. Идея заключается в применении автономных вагонов нового поколения, которые могут автоматически сцепляться между собой, формируя высокоскоростные грузовые поезда, обращающиеся в смешанном сообщении с пассажирскими поездами NGT HST без необходимости постановки под обгон на боковой путь. Благодаря этому резко возрастут средняя скорость перевозок и качество обслуживания клиентуры.
Подвижной состав с облегченной конструкцией кузова
Исследователи DLR считают, что при строительстве подвижного состава с 15‑летним сроком службы можно использовать более легкие конструкции и по мере технологического развития обеспечить его ускоренную замену. Типовой четырехосный вагон длиной 20 м при соблюдении габарита погрузки G2 можно выполнить полностью закрытым для обеспечения сохранности груза и оптимизации аэродинамических свойств. При объеме около 150 м3 и грузоподъемности 37,5 т каждый вагон имеет значительно большую вместимость, чем грузовой автомобиль.
В зависимости от вида груза каждый вагон может быть двух- или трехэтажным с большими дверьми для загрузки на каждом уровне. Встроенные средства погрузки-выгрузки позволят быстро загружать и выгружать пакеты, европоддоны или грузовые единицы, упакованные по стандартам воздушного транспорта (рис. 2). Партии грузов менее вагонной отправки можно загружать в порядке следования поезда для возможности погрузки и выгрузки на промежуточных станциях.
Рис. 2. Терминал системы NGT Cargo
Вагоны NGT Cargo можно будет загружать и разгружать на специализированных подъездных путях в клиентских пунктах приема грузов или на публичных логистических терминалах. В любом случае партии грузов предусмотрено обрабатывать автоматически для оптимизации перемещений в рамках общей системы.
Каждый вагон будет оснащен аккумуляторной тяговой установкой с приводом на четыре из восьми колес, позволяющей обеспечить в автономном режиме пробег на расстояние около 25 км со скоростью 25 км/ч для доставки груза по «последней миле» от железнодорожного хаба до местного терминала или клиентского пункта, а также для выполнения маневровых операций на производственных территориях.
Определение местоположения вагона с помощью системы спутниковой навигации, а также разработанная DLR система предотвращения столкновений на железнодорожном транспорте Railway Collision Avoidance System обеспечат безопасность передвижений в автоматическом режиме даже в зонах, где перемещаются другие поезда. Благодаря этому отпадает необходимость в маневровых локомотивах и местном персонале. Система определения местоположения с помощью спутниковой навигации позволит также следить за передвижением вагонов и с высокой точностью прогнозировать время прибытия всех партий грузов.
После загрузки вагоны в автономном режиме вернутся в основной хаб, где будут автоматически прицеплены к соответствующим составам поездов. Каждый вагон будет самодостаточным в отношении энергопитания, тормозной системы и средств связи, что исключает потребность в электрических и пневматических соединениях. Поэтому сцепка может быть чисто механической.
Высокоскоростные моторные вагоны
В соответствии с европейскими спецификациями TSI для локомотивов и пассажирского подвижного состава при движении со скоростью до 400 км/ч по высокоскоростным линиям максимальная осевая нагрузка не должна превышать 17 т.
Для обращения по магистральным линиям с высокой скоростью поезда NGT Cargo должны также будут иметь высокую номинальную мощность и оснащаться еропейской системой управления ETCS уровня 3. Для этого в голове и хвосте десятивагонной сцепки устанавливаются моторные вагоны мощностью 8 МВт каждый, образуя состав длиной 250 м и максимальной массой брутто 816 т. Вагоны должны будут иметь такие же характеристики в отношении аэродинамики и воздействия бокового ветра, как и их пассажирские аналоги, включая полностью закрытые межвагонные переходы.
В целях повышения пропускной способности высокоскоростной линии DLR предлагает возможность одновременного пропуска по одной нитке нескольких составов NGT, грузовых или пассажирских, общей длиной до 1000 м. Эти поезда не будут иметь физического сцепления между собой; предполагается использование так называемой виртуальной сцепки, при которой поезда движутся синхронно, обмениваясь информацией друг с другом по радиоканалу (таблица).
Как и в классической модели повагонных отправок, которую призвана заменить концепция NGT Cargo, в состав нового поезда будут включены вагоны с разных станций отправления и с разными станциями назначения. Поэтому поезда следуют через промежуточные хабы, где автономные вагоны отцепляются и перецепляются к новым составам без необходимости использования сортировочных горок и какого‑либо участия персонала. Это приводит к ускорению процесса перевозки, а устранение риска грубого соударения вагонов на сортировочных станциях способствует использованию более легких конструкций при строительстве подвижного состава. По прибытии поезда в пункт назначения отдельные вагоны проследуют под выгрузку на соответствующие терминалы (рис. 3).
Рис. 3. Поезда NGT Cargo как часть интегрированной логистической концепции
Экономия времени и издержек
Ожидается, что средства автоматизации и движение с высокой скоростью приведут к значительному ускорению и значительно более высокой производительности всей транспортной цепочки от места зарождения груза до станции назначения по сравнению с традиционными грузовыми железнодорожными перевозками. Отпадает необходимость в маневровых локомотивах, локомотивных бригадах и персонале сортировочных станций.
По оценкам специалистов DLR, общее время перевозки на типичном маршруте протяженностью 300 км может быть сокращено с сегодняшних примерно 20 ч по железной дороге или 4 ч автомобильным транспортом до менее чем 2 ч поездом NGT Cargo. Аналогичным образом поезд может пройти 1000 км менее чем за 4 ч. Можно ожидать, что годовой пробег каждого вагона составит около 300 тыс. км, что вдвое превышает показатель, достигнутый средним европейским грузовым автомобилем, и на порядок больше среднего годового пробега современного вагона (менее 20 тыс. км).
Такой рывок в производительности позволит кратно сократить европейский парк грузовых вагонов, насчитывающий в настоящее время 600 тыс. ед., и окупить инвестиции в значительно более совершенные и поэтому дорогостоящие транспортные средства. Таким образом, как считают в DLR, железнодорожные грузовые перевозки станут экономически более эффективными, способствуя требуемому переключению грузопотоков с автомобильного транспорта, уменьшению выбросов парниковых газов, сокращению числа пробок на автомобильных дорогах и дорожно-транспортных происшествий.
Для перехода к новой системе грузовых перевозок нужна мощная политическая поддержка на уровне Европейского союза, включая оказание финансовой помощи для запуска промышленного производства подвижного состава, а также развития соответствующих логистических центров. DLR полагает, что следует продемонстрировать возможность практической реализации концепции в рамках пилотного проекта системы перевозок между двумя крупными экономическими зонами.
Евро-азиатский аспект
За пределами Европейского союза NGT Cargo может сыграть важную роль на евро-азиатском рынке. В России и Китае уже обсуждается идея запуска высокоскоростных грузовых поездов для связи центров промышленного производства в Китае с различными европейскими городами. В сочетании с соответствующей высокоскоростной магистралью это позволит сократить срок доставки груза по железной дороге между Азией и Европой с почти трех недель до примерно 3 сут. Маршрут протяженностью 12 тыс. км будет преодолен со средней скоростью 170 км/ч с учетом перехода с колеи 1520 мм на 1435 мм.
Реализация такой концепции позволит сократить или даже устранить потребность в дорогостоящих авиационных грузовых перевозках, сопровождающихся вредными выбросами.
В то время как DB Cargo — грузовой оператор железных дорог Германии (DB) в 2016 г. перевез 40 тыс. условных 6-метровых контейнеров (TEU) по евро-азиатскому маршруту и прогнозирует рост объема перевозок до 100 тыс. TEU к 2020 г., в DLR рассчитывают, что NGT Cargo сможет привлечь более 1 млн партий грузов ежегодно. Концепция высокоскоростных поездов следующего поколения NGT может также пригодиться для организации перевозок на большие расстояния в смешанном грузовом и пассажирском сообщении на определенных маршрутах.
В статье использованы материалы DLR (www.dlr.de); Railway Gazette International, 2018, № 4, pp. 28 – 30; Baltic Transport Journal, 2017, № 3 – 4, pp. 78 – 79.
Эта статья опубликована в журнале «Железные дороги мира», 2018, № 6.
