С февраля 2018 г. между Дели и Варанаси курсирует первый в Индии скоростной поезд Train 18. В ближайшее время в стране предполагается приступить к серийному производству таких поездов. Одновременно планируется развернуть выпуск современных пассажирских вагонов.
Содержание
- Распределенная тяга
- Проектирование и производство
- Особенности конструкции
- Вслед за поездом Train 18 — Train 20
- Инновации и экспортные поставки
- «Умные» вагоны
В первый рейс с пассажирами 16‑вагонный поезд Train 18, получивший официальное название Vande Bharat Express (рис. 1), отправился с вокзала Нью-Дели 15 февраля. Регулярные рейсы начались два дня спустя. Поезд разработан и построен на предприятии Integral Coach Factory (ICF), входящем в структуру Государственных железных дорог Индии (IR). Пока он курсирует 5 дней в неделю. К середине мая 2019 г. поезд прошел в общей сложности 100 тыс. км, за это время ни один его рейс не был отменен по техническим причинам. Расстояние 776 км он преодолевает за 8 ч с промежуточными остановками в Канпуре и Аллахабаде. Ранее поездка между Дели и Варанаси по железной дороге занимала не менее 11,5 ч.
Рис. 1. Поезд Train 18
Максимальная скорость поезда — 180 км/ч, он предназначен для междугородных маршрутов средней протяженности с продолжительностью поездки 5 – 6 ч. Предполагается, что такие поезда постепенно заменят в эксплуатации поезда на локомотивной тяге Shatabdi Express. Завод ICF уже строит второй предсерийный образец, и в течение 3 лет планируется выпустить 40 поездов. Правительство Индии решило закупить до 100 новых поездов междугородного сообщения в течение следующих нескольких лет.
Распределенная тяга
Создание скоростного подвижного состава собственной разработки и постройки — важнейший проект, осуществляемый в рамках правительственной программы «Сделано в Индии». Перед изготовителем была поставлена цель — спроектировать и построить соответствующий мировым стандартам поезд, который должен стать лучшим из всех, когда‑либо созданных в стране. Назначенный срок готовности первого образца (декабрь 2018 г.) определил название нового поезда — Train 18.
Концепцию нового поезда разрабатывали с учетом мировой тенденции к расширению использования в скоростных и высокоскоростных сообщениях моторвагонного подвижного состава вместо поездов на локомотивной тяге. Этот подход позволяет сократить время оборота в конечных пунктах и увеличить ускорение поезда. При этом большинство стран, за исключением Франции и Испании, отдает предпочтение распределенному расположению тягового оборудования вместо сосредоточения его в головном и хвостовом вагонах, фактически выполняющих роль локомотивов.
Распределенная тяга принята, например, на японских поездах высокоскоростной сети Синкансен. Такое решение способствует снижению осевой нагрузки, повышению энергетической эффективности, а также оптимизации тяговых и тормозных характеристик за счет передачи мощности через большее число моторных осей. Некоторые европейские железные дороги первоначально применяли сосредоточенную тягу на своих высокоскоростных поездах, однако позже также перешли на распределенную.
В Индии уже достаточно давно используются электропоезда пригородного сообщения, а в 1990‑х годах электро- и дизель-поезда появились и на региональных маршрутах. Тем не менее перевод междугородных сообщений IR на моторвагонный подвижной состав оставался темой оживленных дискуссий в течение последних 25 лет. Так, специалисты локомотивных и вагонных служб не могли прийти к взаимоприемлемому решению относительно графиков технического обслуживания, допустимых осевых нагрузок и соотношения числа моторных и немоторных осей. Особенно острыми были противоречия между специалистами в области механического и электрического оборудования.
В результате руководство IR приняло решение о постройке двух 12‑вагонных опытных поездов. Совместно с несколькими департаментами IR специалисты завода ICF оптимизировали проект и в конечном итоге остановились на варианте 16‑вагонного поезда стоимостью в пределах 1 млрд рупий (примерно 14 млн долл. США).
В результате план был выполнен: первый поезд Train 18 построили вовремя, уложившись при этом в заданный бюджет. Опытный образец был представлен на испытания в октябре 2018 г., всего через 18 мес после начала работы над первыми чертежами. Поезд удалось построить в рекордно короткие сроки, а затраты на его создание оказались в 2 раза меньше, чем предполагалось первоначально. Итоговая стоимость первого образца оценивается в 975 млн рупий, причем ожидается, что после начала серийного производства расходы на постройку каждого поезда станут еще ниже.
Вышедший с завода в Ченнаи опытный поезд Train 18 (рис. 2) был направлен на испытания, которые провели специалисты Организации по исследованиям, проектированию и стандартизации Индийских железных дорог (RDSO). Поезд, оснащенный многочисленными датчиками и измерительными системами, испытывали на 190‑километровом участке Морадабад — Сахаранпур железной дороги Northern со скоростью до 110 км/ч, затем на 150‑километровом участке Аллахабад — Мугалсарай железной дороги North Central со скоростью до 130 км/ч и на участке Дели — Мумбаи железной дороги West Central, где в настоящее время эксплуатируются поезда Rajdhani Express на локомотивной тяге, со скоростью до 180 км/ч. В результате поезд Train 18 был сертифицирован для регулярной эксплуатации со скоростью до 160 км/ч.
Рис. 2. Головной вагон поезда Train 18 на заводе Integral Coach Factory в Ченнаи
Проведенное RDSO моделирование для направления Нью-Дели — Мумбаи показало, что поезд с распределенной тягой может преодолевать это расстояние за 12 ч 48 мин при движении с максимальной скоростью 130 км/ч или за 11 ч 24 мин при повышении скорости до 160 км/ч. Для сравнения: поезд из 20 пассажирских вагонов LHB и двух вагонов-электростанций, ведомый двумя электровозами WAP7, пройдет этот участок при максимальной скорости 130 км/ч за 13 ч 20 мин, а при 160 км/ч — за 12 ч 6 мин. Сейчас же время хода поезда с одиночным локомотивом — около 16 ч.
За счет улучшения характеристик разгона и торможения (табл. 1) моторвагонный поезд сможет достигать скорости 160 км/ч за 197 с, проходя при этом 6,3 км, тогда как эксплуатируемому сейчас поезду с локомотивной тягой требуется 604 с и не менее 42 км, чтобы достичь той же скорости.
Проектирование и производство
Учитывая сжатые сроки, руководство ICF стремилось избежать необходимости заключения соглашений о передаче технологии, поскольку это отняло бы слишком много времени. Тем не менее пришлось заключить с некоторыми европейскими поставщиками контракты на оказание консультационных услуг, чтобы получить помощь при разработке отдельных компонентов поезда. Безлюлечная тележка, рассчитанная на скорость 200 км/ч, с полностью подрессоренными тяговыми двигателями и пневморессорами была разработана совместно с компанией EC Engineering (Польша), поставщиком колес и осей Bonatrans и изготовителем тормозных систем Knorr Bremse. Тяговые двигатели разработало совместное предприятие, учрежденное индийской компанией Medha Servo Drives (г. Хайдарабад) и австрийской TSA. Компания GMT поставила резинометаллические изделия и пневморессоры, компании Koni и ZF — демпферы.
Сторонняя помощь потребовалась для совершенствования конструкции, разработки оснастки и технологических процессов изготовления кузовов и тележек, а также тягового привода и тормозной системы. Специалисты ICF также обратились за содействием в разработке дизайна интерьера, однако предприятие сохранило право интеллектуальной собственности на него, что для IR было впервые.
Примерно 80 % компонентов поезда было получено от индийских изготовителей. Эксперты ICF контролировали процессы закупок, обеспечивая рациональный выбор поставщиков, чтобы гарантировать поступление комплектующих в требуемые сроки.
Особенности конструкции
Первый построенный 16‑вагонный поезд Train 18 состоит из четырех 4‑вагонных секций с оборудованием, равномерно распределенным по всем вагонам. В состав каждой секции входит прицепной вагон с кабиной управления или без нее, моторный вагон с тяговыми преобразователями, прицепной вагон с токоприемником, трансформатором и преобразователем собственных нужд и второй моторный вагон (табл. 2).
Такая композиция поезда позволила развивать ускорение 0,7 – 0,8 м/с² при разгоне и замедление 1 м/с² при торможении, при этом не было превышено максимальное значение осевой нагрузки, равное 17 т. Поезд имеет рекуперативное торможение.
Рис. 3. Салон бизнес-класса
Подкузовное расположение тягового оборудования позволяет высвободить место в салоне, в результате 16‑вагонный поезд вмещает 1128 пассажиров. В его составе два вагона бизнес-класса, в каждом из которых 52 места, расположенных по схеме 2+2 (рис. 3), а также 12 вагонов экономкласса с 78 местами по схеме 2+3 (рис. 4).
Рис. 4. Салон экономкласса
В головных вагонах с кабинами управления — 44 пассажирских места, в них предусмотрены также места для ручной клади и инвалидных кресел (рис. 5).
Рис. 5. Основные размеры и компоновка салона головного вагона
Конструкция кузова из нержавеющей стали заимствована у успешно эксплуатируемых на сети IR вагонов поездов локомотивной тяги LHB. Все помещения вагонов, в том числе кабины управления (рис. 6), оснащены системами кондиционирования воздуха. Интеллектуальная система кондиционирования автоматически регулирует производительность в соответствии с погодными условиями. Вагоны оборудованы прислонно-сдвижными дверями, поставленными компанией IFE. Герметичные межвагонные переходы и сцепные устройства, поставленные компанией Dellner, обеспечивают беспрепятственное перемещение по поезду. Современный вид поезду придают непрерывное ленточное наружное остекление и встроенные световые маршрутные табло.
Рис. 6. Кабина машиниста
Головной вагон оснащен энергопоглощающими элементами, закрытыми спереди обтекателем. По обеим сторонам кабины установлены видеокамеры, с помощью которых машинист может контролировать ситуацию на платформе перед закрытием дверей и во время отправления со станций.
Входные двери вагонов можно открыть только на стоянке. Они открываются одновременно с приведением в действие выдвижных подножек, благодаря чему минимизирован риск падения пассажиров между вагоном и платформой. Экологически чистые вакуумные туалеты замкнутого типа (рис. 7) расположены в каждом вагоне. В вагонах, где выделены места для пассажиров в инвалидных креслах, туалеты оборудованы соответствующим образом, чтобы обеспечить доступность для таких пассажиров.
Рис. 7. Туалет в вагоне поезда
Автоматические двери между салоном и тамбуром (рис. 8) в каждом вагоне активируются датчиком движения. Применен ряд мер для снижения уровня шума, в том числе диффузоры в системе кондиционирования и деревянный пол из пробковых сандвич-панелей с резиновым покрытием. Эффективная теплоизоляция вагонов дополнена солнцезащитными шторками для широких окон. Элементы внутренней отделки, в том числе огнестойкие панели и багажные полки, были заказаны у известных поставщиков, в частности у компании BFG.
Рис. 8. Тамбур и автоматическая дверь салона
В салонах как бизнес-, так и экономкласса установлены комфортабельные кресла, изготовленные компаниями Saira Asia, Fainsa и Compin. Кресла в салонах бизнес-класса можно развернуть по направлению движения. Во всех вагонах применено светодиодное освещение, предусмотрены индивидуальные светильники, под каждым креслом находятся розетки для подзарядки мобильных устройств. В салонах бизнес-класса на спинках кресел смонтированы жидкокристаллические экраны.
В поезде имеется сеть Wi-Fi, через которую предлагается доступ к набору контента для просмотра на смартфонах, ноутбуках или планшетах. На экраны, расположенные на торцевых стенках вагонов, выводится информация для пассажиров, в частности о скорости движения поезда и следующих станциях. В вагонах установлены камеры видеонаблюдения, а также точки экстренной связи с поездной бригадой.
Вслед за поездом Train 18 — Train 20
Помимо серийного производства поезда Train 18, которое планируется начать в 2019 г., ICF приступило к разработке модификации этого поезда (он получил название Train 19) со спальными местами. Для замены парка вагонов Rajdhani Express планируется выпустить рассчитанные на скорость 200 км/ч моторвагонные поезда Train 20, в вагонах которых будут использоваться облегченные кузова из алюминия.
Руководство IR поручило ICF построить партию из 15 междугородных 20‑вагонных поездов и 11 резервных вагонов в рамках партнерства с зарубежным поставщиком. Условия тендера предусматривают, что его победитель установит долгосрочные отношения с ICF, включая соглашение о совместном производстве как для индийского рынка, так и на экспорт.
Первый поезд будет изготовлен победителем тендера и доставлен в Индию. Последующие поезда планируется собирать и окрашивать на предприятии ICF с использованием сборочных узлов и компонентов, поставленных зарубежным партнером или его субподрядчиками. В виде сборочных комплектов будут поставлены поезда до десятого включительно, а последние четыре поезда и резервные вагоны полностью изготовит ICF.
Инновации и экспортные поставки
ICF выпускает также современные поезда локомотивной тяги премиум-класса для перевозок на средние расстояния, например скоростной поезд Tejas, который в мае 2017 г. начал курсировать между Мумбаи и Кармали (штат Гоа). В его составе три панорамных вагона с широкими боковыми окнами и прозрачной крышей. Вагоны оборудованы поворотными креслами.
После глубокой модернизации завода в Ченнаи и его сертификации по стандарту ISO 9001, проведенной компанией TÜV Rheinland, ICF планирует расширить номенклатуру своей экспортной продукции, включив в нее междугородные поезда вслед за 160 вагонами дизель-поездов Train 13, которые в настоящее время вводятся в эксплуатацию в Шри-Ланке.
ICF намечает также разработку экспортного варианта поезда Train 18, рассчитанного на максимальную скорость 150 – 200 км/ч, в качестве бюджетной альтернативы дорогостоящим поездам, скорость которых достигает 250 – 350 км/ч.
«Умные» вагоны
В рамках проекта «Сделано в Индии 2.0» IR планируют представить новое поколение «умных» вагонов с широким использованием цифровых технологий. Опытный образец такого вагона был представлен осенью 2018 г. на новом заводе в г. Рай-Барели (штат Уттар-Прадеш). В рамках пилотного проекта планируется изготовить 100 поездов, состоящих из таких вагонов (рис. 9).
Рис. 9. «Умный» вагон для железных дорог Индии
Основа «умного» вагона — бортовой компьютер, отвечающий за информирование пассажиров через сеть Wi-Fi, определение местоположения вагона по GPS, работу маршрутных табло, устройств видеонаблюдения и дисплеев системы резервирования мест. Система аварийной двусторонней связи, аналогичная установленной на поезде Train 18, обеспечивает связь между пассажирами и поездной бригадой.
В связи с угрозой терактов на первый план выходит безопасность пассажиров. IR рассматривают возможность дополнения камер видеонаблюдения интеллектуальной системой, способной распознавать лица и обнаруживать подозрительное поведение пассажиров, что позволило бы более эффективно предотвращать нежелательные инциденты.
Бортовой компьютер служит также для сбора диагностических данных, необходимых для проведения обслуживания и ремонта вагона по его фактическому техническому состоянию на основе концепции Интернета вещей. IR планируют устанавливать датчики, использующие энергию вибрации, для контроля исправности колес и подшипников, а также состояния пути. Через GPS/GPRS данные будут поступать на удаленный сервер для анализа и обнаружения неисправностей. Диагностирование предполагается осуществлять непрерывно, что позволит обеспечить своевременное предупреждение отказов и повысить эффективность эксплуатации вагонов.
В число нововведений входит также непрерывный контроль за уровнем воды в баках вагона. В случае если баки чистой воды заполнены менее чем наполовину, система отправит сигнал на следующую станцию, где установлены водяные колонки, о необходимости заправки. Кроме того, вагоны оснащены новыми датчиками температуры, открытого огня и задымления и системой учета расхода электроэнергии.
В статье использованы материалы железных дорог Индии (www.indianrailways.gov.in) и предприятия ICF (www.icf.indianrailways.gov.in); Railway Gazette International, 2019, № 4, pp. 26 – 29.
Эта статья опубликована в журнале «Железные дороги мира», 2019, № 6.
