Транспортная система трамвай-поезд в Карлсруэ

В Карлсруэ более 30 лет работает транспортная система трамвай-поезд, в которой интегрированы линии трамвая и обычных железных дорог. Современные инструменты управления движением позволяют повысить надежность и стабильность функционирования этой системы.

Содержание

1. Принципиальные различия
2. Основные различия
3. Оперативный контроль
4. Организация движения поездов отдельными секциями
5. Принципы работы
6. Ощутимые выгоды

На протяжении последних трех десятилетий немецкий город Карлсруэ в земле Баден-Вюртемберг стал синонимом того, что связано с работой транспортной системы трамвай-поезд. В рамках так называемой модели Карлсруэ удалось интегрировать линии трамвая и обычных железных дорог. Соответственно в течение этих 30 лет последовательно поставлялся специализированный подвижной состав облегченного типа, который предназначен для обслуживания пассажиров как на городских маршрутах, так и в сообщениях с пригородами.

С момента запуска в 1992 г. «модель Карлсруэ» зарекомендовала себя как вполне успешная. Отмечается, что местные жители сразу же оценили удобный способ перемещения, который позволяет, к примеру, сесть в вагон трамвая на остановке в городе и выйти на одной из местных станций уже за его пределами, в районе горного массива Шварцвальд (рис. 1). 

Рис. 1. Поезд в районе горного хребта Шварцвальд (фото: AVG)

Для пассажиров переход поезда с линии трамвая на железную дорогу едва ли заметен. Однако с точки зрения организации эксплуатационной работы это довольно сложный процесс.

Принципиальные различия

Фундаментальные различия в работе городского рельсового транс­порта и традиционных железных дорог специалистам пришлось учитывать с первых шагов разработки концепции системы трамвай-поезд, предпринятых в 1980‑е годы.

Очевидным было, что подвижной состав (рис. 2) должен иметь тяговое оборудование для работы в двух системах тока: постоянного напряжением 750 В на линиях трамвая уличной сети в городе и переменного 15 кВ, частотой 16,7 Гц на сети железных дорог Германии (DB). Различия в конструкции пути предъявляют особые требования к ходовой части и обеспечению устойчивого взаимодействия в системе колесо — рельс. Также требовала внимания проблема зазора между краем вагона трамвая с его сравнительно узким габаритом и платформами на станциях традиционных железных дорог. Кроме того, транспортные средства должны соответствовать требованиям немецкого законодательства (EBO) в части соблюдения норм безопасности на железных дорогах, а также действующих в Германии федеральных норм строительства и эксплуатации систем городского рельсового транспорта BOStrab.

Рис. 2. Двухсистемный вагон серии ЕТ 2010 производства Bombardier (фото: AVG)

Но и при такой сфокусированности на конструкции подвижного состава не должна принижаться значимость различий в правилах эксплуатации двух видов рельсового транспорта. При пересечении границ между двумя транспортными системами также существенно меняются инструменты мониторинга и управления движением трамвая-поезда.

Основные различия

Эксплуатационные различия меж­ду двумя видами рельсового транспорта можно в укрупненном виде сгруппировать по четырем направлениям.

Эксплуатационная совместимость

Трамвайные сети обычно относят к локальным системам, обслуживающим отдельно взятый город и его пригороды. Мировая практика показывает, что принцип проектирования сети на местном уровне и соображения оптимизации приводят к большому разнообразию ключевых параметров, таких как ширина колеи, высота пола транспортного средства/пассажирских платформ, выбор системы электроснабжения, динамические характеристики подвижного состава и интерьеры салонов вагонов. Проектирование сетей трамвая как изолированных систем вполне допустимо, тогда как для традиционных железных дорог важна совместимость, поскольку каждую можно рассматривать как часть более масштабных систем национального или даже континентального уровня.

На железных дорогах в большей степени необходимо соблюдение общих принципов транспортной безопасности, а также эксплуатационной совместимости подвижного состава и объектов инфраструктуры. Важно также, чтобы эксплуатационная работа системы трамвай-поезд была организована по единым стандартам. Наглядным примером можно считать введенный в строй в Карлсруэ в декабре 2021 г. железнодорожный тоннель с семью остановками под центральной улицей Кайзерштрассе (рис. 3).

Рис. 3. Одна из станций в составе железнодорожного тоннеля под центральной частью Карлсруэ  (фото: KVV)

Безопасность

Имеются существенные отличия и в сфере безопасности. Так, водитель трамвая может остановить вагон, если обнаружит в пределах зоны видимости какую‑либо опасность. Однако на железной дороге, где выше скорость движения и гораздо больше масса и длина поезда, его тормозной путь, как правило, значительно превышает фактическое расстояние до визуально наблюдаемого машинистом препятствия. В целях обеспечения безопасности движения поездов железнодорожные линии оснащены системами сигнализации с соответствующим разделением на блок-участки. Аналогичный подход реализуется и в системе трамвай-поезд.

Администрирование

Как правило, в городах Германии имеются единые транспортные администрации, которые занимаются координацией расписаний движения всех видов городского транспорта. Однако управление перевозками на железных дорогах обычно не входит в сферу компетенции таких администраций. Операторы городского транспорта обычно получают от муниципалитетов выплаты для возмещения расходов на перевозки. Закупками транспортных услуг на железных дорогах занимаются различные уполномоченные на то органы регионального, национального и даже международного уровня. Вознаграждение операторам, заключившим контракт на оказание перевозочных услуг, определяется из расчета на 1 поездо-км, но и сами операторы должны вносить плату за пользование инфраструктурой.

Что касается финансирования и обеспечения перевозок в системе трамвай-поезд, то здесь необходимо учитывать особенности работы как городского, так и железнодорожного транспорта, в том числе ожидаемый спрос на перевозки, важно также проведение переговоров относительно требуемого финансирования со всеми вовлеченными органами. Необходимо отметить, что в июле 2022 г. оператор перевозок в системе трамвай-поезд Albtal-Verkehrs-Gesellschaft (AVG) подписал контракт со сроком действия до 2037 г. с министерством транспорта земли Баден-Вюртемберг.

Управление инфраструктурой

Для железных дорог Европы становится стандартной практика, когда управлением перевозочным процессом и обслуживанием инфраструктуры занимаются две различные организации. Последняя, как правило, отвечает за выделение ниток графика. Ввиду того что многие операторы перевозок могут претендовать на нитки графика в определенных коридорах, очень важно наличие независимого органа, который в условиях ограниченной пропускной способности на объективной основе распределяет нитки графика и уполномочен управлять движением поездов. Что касается самих операторов перевозок, то они не имеют достаточного влияния на управление организацией перевозочного процесса, скорее, речь идет лишь о возможности мониторинга продвижения своих поездов. Это относится к операторам системы трамвай-поезд, так же как и к операторам грузовых и пассажирских перевозок.

Оперативный контроль

В Карлсруэ, так же как и в большинстве крупных городов, управление общественным транспортом (в основном автобусами и трамваями) осуществляется из единых центров организации дорожного движения с использованием системы ITCS (Intermodal Transport Control System), в которой в режиме реального времени аккумулируется основной массив информации по перевозкам пассажиров. При необходимости, в случае каких‑либо нарушений или непредвиденных обстоятельств, центры организуют взаимодействие различных служб, с тем чтобы движение было восстановлено в полном объеме. При этом диспетчерами принимаются решения, необходимые, как правило, с точки зрения нормализации работы транспортной сети в конкретный момент времени.

Однако в тот момент, когда вагон трамвая-поезда покидает линию трамвая и выходит на железнодорожную инфраструктуру, он переходит из зоны контроля городского центра управления перевозками под контроль оператора инфраструктуры железной дороги, который использует собственную систему управления движением. Однако управление движением в этой ситуации осуществляется без какого‑либо контроля за работой других видов местного транспорта. В лучшем случае оператор перевозок системы трамвай-поезд может иметь доступ к отслеживанию местонахождения поезда, а также возможность вести переговоры с машинистом или персоналом инфраструктурной компании.

В таком случае интересы пассажиров уходят на второй план. На первый же план выходит обеспечение абсолютной безопасности перевозочного процесса. И далее по степени значимости для железнодорожных диспетчеров выстраиваются проблемы эксплуатационного характера. К наиболее характерным из них можно отнести отмену поездов, утрату возможности пересадки на нужные поезда, изменение платформ посадки/высадки, увеличенное время стоянки поездов, отсутствие резервного подвижного состава для замены отказавшего. Но основной трудностью в таких случаях для большинства железных дорог остается доведение необходимой информации до пассажиров в режиме реального времени.

Уровень оснащенности рабочих мест железнодорожных диспетче­ров в части цифровизации, как правило, гораздо ниже, чем у их город­ских коллег. Соответственно, пока у них нет и полноценной возможности контролировать работу транспортной сети в целом, каковая есть в городских условиях, где применяется система ITCS. Эксперты полагают, что устранить этот пробел железные дороги могут, в частности, взяв за основу «модель Карлсруэ».

Организация движения поездов отдельными секциями

Одной из серьезных задач явля­ется организация движения отдель­ных секций трамвая-поезда. В системе трамвай-поезд Карлсруэ опе­ратора AVG действует следующий порядок. Две секции, прибывшие с раз­ных направлений, сцепляются в один поезд перед выходом на общий для обоих маршрутов участок, например между городом Раштатт и тем же Карлсруэ (рис. 4). Этот участок относится к числу наиболее интенсивно используемых на сети, поскольку здесь также курсируют грузовые поезда и пассажирские в междугородном сообщении. К тому же в настоящее время оператор инфраструктуры железных дорог Германии DB Netz активно проводит работы по реконструкции пути в рамках долгосрочной программы модернизации коридора между Франкфуртом-на-Майне и швейцарским Базелем.

Рис. 4. Станция в Карлсруэ: справа — переход на пригородную линию направлением на Раштатт, слева — на Этлинген (фото: Wikipedia)

Как правило, сцепка отдельных секций производится для дальнейшего их следования одним поездом в направлении Карлсруэ. После прохождения общего участка секции разделяются для дальнейшего движения отдельными частями в направлении из города. Эта операция несет в себе определенную долю риска, поскольку сбои и их последствия могут негативно сказаться на работе всей сети, причем затруднения движения могут каскадно нарастать в течение дня.

Например, при задержке одной секции трамвая-поезда вторая необязательно простаивает в ожидании первой. В этом случае возникает необходимость пропуска при ограниченной пропускной способности не одного, а двух поездов. Соответственно, необходимо оперативно вносить изменения в расписание движения с тем, чтобы высвободить еще одну нитку графика на сети. В качестве альтернативы возможна отмена рейса. Но при этом необходимо, чтобы информация о произошедших изменениях своевременно доводилась до пассажиров.

Множество возникающих на линии непредвиденных ситуаций может привести к изменению всего запланированного порядка обслуживания пассажиров. Появление таких ситуаций поддается прогнозированию, но в этом случае определяющим фактором выхода из них становится профессионализм диспетчеров и их умение принимать решения в условиях стрессовой ситуации.

В целях снижения подобных рис­ков немецкая компания INIT, специализирующаяся в области разработки программного обеспечения, смогла расширить функционал системы ITCS, что позволило прорабатывать полный набор сценариев применительно к технологии организации движения отдельных секций трамвая-поезда. За счет этого оператор AVG теперь может быстро восстанавливать движение на сети до нормального уровня и своевременно доводить до пассажиров достоверную информацию.

Принципы работы

Допуск к инфраструктуре обычных железных дорог предоставляется операторам перевозок немецкой инфраструктурной компанией DB Netz. Причем операторы вносят плату за каждую выделенную нитку графика. Использование одной нитки графика для трамвая-поезда из нескольких секций снижает расходы оператора перевозок, в то же время это позволяет высвободить пропускную способность, которую DB Netz вправе выделить другим операторам.

Фундаментальный принцип обеспечения безопасности на железной дороге состоит в том, что только один поезд в данное время может находиться на конкретном блок-участке. Для идентификации поезда ему присваивается уникальный код. При организации движения трамвая-поезда с применением технологии сцепки/расцепки его отдельных секций в отличие от обычных поездов возникала необходимость изменения кодов в пути следования в зависимости от того, на какой сети находился данный подвижной состав.

Такие изменения идентификации создавали определенные сложности в работе автоматизированных систем управления и планирования перевозок. Эти сложности были преодолены компанией INIT путем использования стандартов TransModel и railML. Теперь каждое транспортное средство под управлением оператора AVG может быть идентифицировано и как трамвай, и как поезд. Кроме того, система может точно идентифицировать место секции в составе трамвая-поезда, что позволяет обеспечить более высокую степень контроля и распознаваемости трамваев-поездов и в том случае, когда они покидают пределы города.

Новые разработки компании INIT позволили расширить возможности персонала AVG в части его вмешательства в случае возникновения проблем при организации движения отдельных секций трамвая-поезда, например, когда расцепка состава происходит гораздо позднее, чем планировалось, или если не удалось вовремя произвести сцепку двух секций, движущихся в направлении к городу. В подобных случаях диспетчеры AVG немедленно получают соответствующие оповещения, что позволяет им оперативно реагировать на ситуацию — информировать персонал или пассажиров или вносить изменения в график движения поездов.

Ощутимые выгоды

Последние разработки INIT в части расширения функционала системы ITCS привели к ряду улучше­ний в работе AVG, например, в том, что касается движения трамваев-поездов на участках железных дорог:

• выдается точный прогноз времени прибытия и отправления секций трамвая-поезда;
• возможность распознавания иден­тификационного кода поезда позво­ляет информировать пассажиров о местонахождении его каждой отдельной секции;
• актуальная информация о высоте платформ на станциях, основанная на точных данных о месте секций в составе, важна для людей с ограниченными возможностями;
• ускорение операций по сцепке и расцепке секций поездов повышает точность выполнения расписания движения.

Все эти вместе взятые улучшения способствуют дальнейшему развитию транспортной системы трамвай-поезд в районе Карлсруэ, обеспечивая при этом еще большую надежность и стабильность функционирования «модели Карлсруэ».

Материалы транспортной компании Albtal-Verkehrs-Gesellschaft (www.avg.info); Railway Gazette International, 2022, № 9, pp. 42 – 44.

 Эта статья опубликована в журнале «Железные дороги мира», 2022, № 11.