Современные тенденции развития инфраструктуры железных дорог

Цыпин П.Е., к.э.н., доцент

Разуваев А.Д., ассистент

Аннотация

В статье рассматриваются современные тенденции и перспективы развития по совершенствованию и улучшению инфраструктуры железных дорог, в частности верхнего и нижнего строения пути. Особое внимание уделено экономической эффективности инновационных решений в данной области и их рациональному обоснованию.

Ключевые слова

Верхнее строение пути, безбалластные конструкции пути, экономическая эффективность, эстакада, экономический эффект.

При рассмотрении существующих проблем в управлении экономикой и финансами транспортных компаний следует отдельно выделить инфраструктурную составляющую, которая делает возможным развитие транспортной отрасли в целом [3]. К примеру, в компании ОАО «РЖД» в рамках осуществления перевозочной деятельности используются следующие элементы инфраструктуры: верхнее и нижнее строение пути, сигнализация и авторегулировка, электрификация и т.д. При этом, больший процент капитальных вложений и эксплуатационных расходов приходится на сооружение и обслуживание верхнего и нижнего строения пути [8].

Проекты строительства новых железнодорожных магистралей имеют длительные сроки окупаемости и, как следствие, происходит стагнация в строительстве новых магистралей и освоении новых территорий [2]. Во многом это связано с регионом строительства и присущими ему природно-климатическими условиями. В процессе жизненного цикла наиболее затратная инфраструктурная составляющая железнодорожного пути – верхнее строение пути (ВСП) – нуждается в многочисленных эксплуатационных затратах, связанных с текущим содержанием и регулярным проведением ремонтов. В связи с этим задача инженеров и экономистов сводится к снижению стоимости мероприятий в сфере эксплуатации пути.

При этом, современное направление развития железнодорожного транспорта ставит новые задачи, к которым можно отнести: повышение скоростей движения поездов, повышение уровня безопасности движения поездов, конкуренцию с другими видами транспорта, создание сети высокоскоростных магистралей (ВСМ) и т.д. Для достижения поставленных задач следует совершенствовать инфраструктурную составляющую, в частности ВСП и нижнее строение пути.

В рамках реализации крупных проектов по строительству новых железнодорожных магистралей безусловно стоит выделить проекты, имеющие существенное социально-экономическое значение и проекты, реализующие одно из главных направлений развития отечественных железных дорог - повышение скоростей движения.

При реализации проектов развития железнодорожной сети важно учитывать, что увеличение скорости перевозок позволяет сократить время работы локомотивных бригад и оптимизировать графики их работы. Так же появляется возможность снижения фонда оплаты труда всех работников, связанных с обслуживанием движения поездов. Увеличение скоростей движения поездов создает предпосылки для ряда социальных эффектов, например, расширяется спектр трудоустройства (снижается безработица) населения регионов или районов, попавших в зону тяготения за счет появления скоростного железнодорожного сообщения; компании-работодатели получают дополнительные трудовые ресурсы.

К такого рода проектам и относится строительство ВСМ. Для реализации отечественного проекта ВСМ исследуется богатый зарубежный опыт таких стран как Германия, Япония, Австрия и т. д. В части инфраструктурной составляющей данные страны также имеют самую развитую инновационную базу.

При реализации высокоскоростного движения в большинстве передовых стран мира приоритет в области выбора варианта верхнего строения пути (самой дорогостоящей инфраструктурной составляющей) отдается безбалластным конструкциям пути (БКП). Причин этому несколько. Среди основных преимуществ использования БКП стоит отметить низкий уровень эксплуатационных затрат, а так же стабильность геометрии рельсовой колеи, что в свою очередь позволяет использовать данные конструкции при повышенных скоростях (более 250 км/ч) [1].

Самым распространенным основанием для конструкции пути на балласте является земляное полотно. Но судя по опыту японских железных дорог в последнее время тенденция использования земляного полотна для безбалластных конструкций пути заметно снижается. Это связано с дорогостоящими мероприятиями и трудозатратами по подготовке грунтового основания для дальнейшего использования сплошного железобетонного подрельсового основания. На первый план выходят эстакадные, пролетные сооружения, которые имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционным нижним строением пути. Введенная в эксплуатацию еще в 60-х годах ХХ века первая линия японских ВСМ Токайдо сооружена с применением традиционной конструкции пути на балласте. Но затем, ввиду сложности трассы на новых участках высокоскоростных линий и использования на всем их протяжении большого количества искусственных сооружений, безбалластный путь стал основной конструкций ВСП (рис. 1).

Рис. 1. Соотношение пути на балласте и на плитном основании. Японские ВСМ

На основе изучения зарубежных источников сложилась следующая концепция относительно строительства и эксплуатации БКП: высокие первоначальные инвестиции на строительство окупаются низкой стоимостью текущего содержания. При этом затраты на текущее содержание распределяются следующим образом: при использовании традиционной конструкции пути на балласте и на земляном полотне высокие затраты на текущее содержание и ремонты окупаются низкой стоимостью строительства; при использовании БКП на земляном полотне, заметно снижается необходимость в текущем содержании и ремонтах, но происходит удорожание капитальных вложений за счет технологически сложной подготовки основания и значительного количества рисков, возможных при эксплуатации; при использовании БКП на эстакадахвысокие капитальные вложения нивелируются минимальным количеством рисков, единством железобетонных конструкций и созданием социально-экономических эффектов за счет возможности использование территории под эстакадой [4,6,7]. В таблице 1 приведены сочетания конструкций верхнего строения пути и нижнего строения, их основные преимущества и недостатки.

Таблица 1. Технико-экономическое сравнение конструкций пути

Путь	Достоинства	Недостатки
1. Рельсошпальная решетка на балласте на земляном полотне	- доступный материал - относительно низкая стоимость - простота выправки пути, особенно при текущем содержании	- накопление остаточных деформаций - необходимость очистки или замены - невозможно работать при отрицательных температурах - обязательные мероприятия по текущему содержанию пути - обязательные мероприятия по ремонтам пути
2. Безбалластная конструкция пути на земляном полотне	- отсутствуют остаточные деформации - длительный срок службы до замены - работает в широком диапазоне температур - отсутствие необходимости ремонтов пути	- высокая стоимость - высокая жесткость пути - сложно выправить при значительных деформациях основания - низкая стоимость повторного использования (старогодные материалы)
3. Безбалластная конструкция пути на эстакаде	- отсутствуют остаточные деформации - длительный срок службы до замены - работает в широком диапазоне температур - отсутствие необходимости ремонтов пути - возможность использования площади под эстакадой - возможность круглогодичного возведения (при отрицательных температурах) - отсутствие необходимости в устройстве ограждений - меньшая строительная высота конструкции	- высокая стоимость - высокая жесткость пути - сложность восстановления после крушения - доп. затраты на защиту от шума и вибрации - высокая стоимость утилизации - низкая стоимость повторного использования (старогодные материалы)

Безусловно должен быть проведен глубокий технико-экономический анализ, который позволил бы определить рациональные сферы применения эстакад вместо насыпей и безбалластного пути вместо традиционного на балласте. В работе [5] рассматриваются предпосылки к оценке экономической эффективности использования эстакад вместо высоких насыпей. Из расчетов следует, что целесообразность строительства безбалластного пути на эстакаде вместо высокой насыпи наступает примерно на высоте 11м. При этом данная высота строительства обоснована только экономически, без учета рисков и дополнительных мероприятий. На рисунке 2 отражены основные преимущества и тенденции развития при использовании БКП на эстакаде.

Рис. 2. Преимущества использования БКП на эстакаде

Сложность, связанная со строительством новых железнодорожных магистралей, существует уже не первый год. Эффективность данных проектов не может носить чисто экономический или чисто технический характер. Да и оценка данных проектов должна осуществляться не только при помощи стандартных критериев экономической эффективности. Разрабатывая новые концепции и методики, связанные с обоснованием выбора наиболее рациональной инфраструктуры железных дорог, в частности верхнего и нижнего строения пути, необходимо в качестве основных целей выбрать снижение сроков окупаемости таких проектов, обеспечение максимальных скоростей и безопасности движения поездов, а также создание множества социальных эффектов.

Список использованной литературы

1. Киселев И.П. Высокоскоростной железнодорожный транспорт [Текст] учеб. пособие: в 2 т. / И.П. Киселёв [и др.]. − М.: ФГБОУ «Учебно-методический центр по образованию на железнодорожном транспорте», 2014.− 308 с.

2. Мачерет Д.А. Об экономических проблемах развития транспортной инфраструктуры [Текст] / Д.А. Мачерет // Мир транспорта. − № 3. − 2011.

3. Мачерет Д.А. Социально-экономическая роль транспорта в средние века [Текст] / Д.А. Мачерет // Мир транспорта. − № 2. − 2015.

4. Разуваев А.Д., Зандарашвили Д.С., Саркисов А.Э. Пути повышения эффективности строительства ВСМ [Текст] / А.Д. Разуваев, Д.С. Зандарашвили, А.Э. Саркисов // Экономика железных дорог. – 2016. − № 3.− С. 86-94.

5. Разуваев А.Д., Цыпин П.Е. Оценка экономической эффективности строительства безбалластного пути на эстакадах [Текст] / А.Д. Разуваев, П.Е. Цыпин // Экономика железных дорог. – 2016. − № 2. − С. 81-85.

6. Разуваев А.Д., Цыпин П.Е. Современные тенденции совершенствования конструкции верхнего строения железнодорожного пути [Текст] / А.Д. Разуваев, П.Е. Цыпин // В сборнике: Современные проблемы управления экономикой транспортного комплекса России: конкурентоспособность, инновации и экономический суверенитет. Международная научно-практическая конференция, посвящается 85-летию института экономики и финансов МИИТа. Московский государственный университет путей сообщения, Институт экономики и финансов, 2015.− С.350-353.

7. Georgios M. Slab Track Systems for High-Speed Railways [Текст] / M. Georgios. − Master Degree Project. – Stockholm. − 2012. − 95 с.

8. (http://www.ppiaf.org/sites/ppiaf.org/files/documents/toolkits/railways_toolkit_russian/ch1_3.html).

УДК 338.2; 657