7. Вводное замечание. Следует выделить несколько базовых идей, которые известны от представителей ОАО «Экспресс-пригород», бизнеса и частных лиц. Автор также включил сюда ряд элементов обсуждения статьи Новосибирского городского сайта от 20 октября 2012 года https://news.ngs.ru/more/772437/ о закупке нового состава ЭД4М-0417. В обсуждении принял участие некто назвавший себя Экспресс. Его ответы показывают техническое знание предмета, а по некоторым признакам – и прямую принадлежность к ОАО «Экспресс-Пригород». Поэтому некоторые из его замечаний войдут в данный текст с авторскими комментариями.
7.1 Внедрение системы скоростных электропоездов, которые будут быстро доезжать до центра города с окраин. Такая система действует в Бердском и Искитимском направлении, планируется/планировалось введение Первомайского электропоезда.
Недостатки: ускорение Бердского электропоезда (и иных схожих составов) осуществляется пропуском остановок, а не увеличением скорости движения на линии. Претензии к этому были в комментариях статьи, однако мы вынуждены согласиться с мнением Экспресса: «…, по прибытии на крупную станцию поезд всегда будет ехать медленно. Есть инструкция по движению поездов и маневровой работе, в которой всё регламентировано. Её машинисты неукоснительно соблюдают, …»
Резервы в этом плане действительно весьма незначительны. На автовокзальных станциях при подъезде к Новосибирску-Главному можно сэкономить 1 – 2 минуты, не более того, сократив время въезда до 5 минут. Это, плюс расшивка однопутных участков, вряд ли сократит время в пути из Бердска более чем 5 на минут, и то на участке за Сибирской. Со стороны Кузбасса это будет вообще микроскопический эффект. К тому же кпд Первомайского направления почти нулевой (короткое, дублируется южным). На западном направлении попросту еще нет станции метро, к которой можно было бы привязать состав, а с востока у нас только Пашино могло бы что-то позволить. Что касается более фундаментального подхода, то тут можно воспользоваться тривиальной физикой
Из самых общих кинематических соображений, путь S преодолеваемый составом за время T, от станции до станции (считая состав материальной точкой, в приближении монолинейности участка, т.е. однократного набора и сброса скорости) есть
S = S1 + S2 + S3 = ∫∫a1(t)d2t + ∫vdt + ∫∫a2(t)d2t
v = ∫a1(t)dt = ∫a2(t)dt
T = t1 + t2 + t3
Разгоняющее a1 и тормозящее a2 ускорения, вообще говоря, не равны. Выход на разные скорости v также различен в силу нетривиального, с физической точки зрения строения, состава. Вопрос минимизации времени T в этих условиях сводиться к нахождению физически ограниченных экстремумов системы указанных уравнений.
На отдельных коротких участках, в 1 – 2 км, с общим ограничением скорости линии время t2 само по себе может быть мало. Предположим, что состав разгоняется до условной максимальной скорости 72 км/ч = 20 м/с, за 20 с (a1 = 1 м/с2), а тормозит до нуля за 40 с (a1 = 0,5 м/с2),. Тогда пройденный путь составит на участках разгона торможения 1·400 + 0,5·1600 = 1200 м. В этих условиях, на прохождение 800 м участка на данной скорости при расстояниях между станциями в 2 км, будет затрачено еще 40 с. Таким образом, из 100 с, 60% времени будет затрачено на разгон и торможение. При участке длиной 1 км, мы должны начать тормозить, не выйдя даже на максимальную скорость. Т.о. внутри города мы можем сократить время движения только за счет большей крутизны роста a1 и большей скорости спада a2, тогда как «крейсерская» скорость не столь уж и важна. При этом мы не можем перекачивать ускорения – в электропоезде не космонавты едут. К тому же у нас есть и чисто технологические ограничения по износу тормозной системы и двигателя. Включение реверсной тяги головного вагона требует времени, вероятно, значительного, а отключение тяги головного и включение концевого вагонов, попросту разорвет состав.
На дальних дистанциях, временные затраты на ускорение и торможение малы, относительно движения с максимальной скоростью. Здесь важна скорость хода. Из этого вытекает два важных следствия.
В условиях коротких расстояний мы должны наращивать ускорения составов, а в условиях дальних дистанций – максимальную скорость. При этом нагрузка на двигатель резко отличается от плавных выходов на максимум и плавных торможений – она намного выше.
Второй важный фактор – такое разбиение маршрута, является тяжелым для машиниста. Фактически его роль теперь должна сводиться к контролю автомата управления, «знающего» где разогнаться и где затормозить. Технологически это не сложно, вопрос в том, что далеко не весь парк составов в стране в идеальном состоянии, а с бумажной табличкой и знаками на линиях недалеко уедешь – особенно, в пульсирующих режимах сброса и набора скорости.
Но никакой физической альтернативы этому нет.
Еще одно замечание – из Бердска в текущем расписании отправляется 5 электропоездов, обратно только 3. Это означает наличие холостого пробега электропоезда, вообще характерного для современной системы сообщения.
7.2 Введение аэроэкспрессов Вокзал – Аэропорт. Не так давно, руководство ОАО «Толмачево» вновь заявило о переговорах с администрацией Новосибирской области и ОАО РЖД. В их предложении есть рациональное зерно – например, протяжка составов с Бердска, возрождение «Ласточек» в Барнаул и Томск, с привязкой к Толмачево, но...
Недостатки: Решения принимаются количественным, а не качественным образом. Грубо говоря, предлагается челночная схема движения. При оценочной емкости 3000 пассажиров в сутки (1 млн. в год), цена билета составит 250 рублей (для выкупа электропоезда). За такие деньги при таком сервисе...
Принципиальной иной подход нужен к «Ласточкам», но он находиться за границами тривиальных задач.