Профессор, д-р техн. наук Μ. Ф. ВЕРИГО канд. техн. наук А. Н. ГЛОНТИ
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ, ПО СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ПЕРЕВОЗОЧНОГО ПРОЦЕССА НА МЕТРОПОЛИТЕНАХ
Основные направления по совершенствованию перевозочного процесса на метрополитенах. - Тр. ВНИИЖТ, 1983, вып. 670.
Приведен анализ динамики изменения пассажирских потоков и дана оценка степени соответствия технических средств метрополитенов перевозочному процессу. Предложены конкретные рекомендации, осуществление которых позволит смягчить напряженность работы отдельных линий метрополитенов.
В настоящее время в СССР эксплуатируется около 360 км линий метрополитена в Москве, Ленинграде, Киеве, Баку, Тбилиси, Харькове, Ташкенте, Ереване. В среднем за сутки на метрополитенах перевозится 11 млн. пассажиров. Строятся новые метрополитены в Минске, Горьком, Новосибирске, Днепропетровске, Куйбышеве и Свердловске. В нескольких городах ведется проектирование этого популярного вида городского транспорта.
С развитием метрополитенов и их эксплуатацией выявился ряд проблем, в частности по совершенствованию перевозочного процесса. Анализ работы метрополитенов показывает, что в Москве и Ленинграде провозная способность наиболее загруженных линий, особенно в часы «пик», уже не соответствует потребностям в перевозках населения. Так, загрузка поездов на некоторых линиях метрополитена в Москве в часы «пик», даже при максимально возможной сейчас пропускной способности и семивагонной схеме поезда, а также в предположении равномерного заполнения вагонов пассажирами (чего достигнуть на практике невозможно), в 1,5—2 раза превышает нормативную загрузку, предусмотренную в проектах линий СНиП. При максимальной норме заполнения подвижного состава 4,5 чел. на 1 м2 площади пола салона в часы «пик» оно фактически превышает 8 чел. на 1 м2. Такая загрузка не только ухудшает условия перевозок пассажиров, но и сокращает сроки службы подвижного состава и отрицательно сказывается на надежности его работы. Это в будущем может вызвать отказы подвижного состава, а значит, и сбои в работе.
Может возникнуть вопрос: нельзя ли, используя отечественный и зарубежный опыт, поднять интенсивность работы метрополитенов, в частности в Москве и Ленинграде?
Московский метрополитен занимает пятое место в мире по протяженности и восьмое по плотности сети на 1 км2 площади города. В то же время показатели эксплуатационной работы на Московском и Ленинградском метрополитенах самые высокие в мире. Так, среднесуточные перевозки в Москве в 1982 г. составили более 6,7 млн. чел.; в Ленинграде — 2,3 млн.; в Токио — 5,1 млн.; в Нью-Йорке — 3,0 млн.; в Париже — 3,6 млн.; в Лондоне — 1,6 млн. чел. Пассажиронапряженность в год на 1 км пути в Москве была 12,9 млн. чел., в Ленинграде — 11,6 млн., в Токио — 10,0 млн.; в Париже — 4,5 млн.; в Нью-Йорке — 2,8 млн., а в Лондоне — 1,5 млн. чел.
Грузонапряженность ряда линий Московского и Ленинградского метрополитенов превышает 50 млн. ткм/км брутто в год, в то время, как в Токио она не превышает 40 млн., в Нью-Йорке — 22 млн., в Париже — 14 млн., в Лондоне — 16 млн. т км/км брутто в год. Максимальная расчетная пропускная способность метрополитена в Москве находится на уровне 45 поездов в 1 ч, в Ленинграде - 38, в Нью-Йорке - 40, в Токио - 34, в Париже - 34. График движения поездов в Москве и Ленинграде выполняется с точностью ±5 с. Эти сравнительные данные показывают, что технические средства, определяющие провозную способность метрополитенов, в СССР используются в несколько раз выше, чем на метрополитенах капиталистических стран. В то же время плотность сети метро даже в Москве по сравнению с некоторыми городами мира ниже.
Строительство линий метрополитенов отстает от потребностей городов. Вновь вводимые линии, как правило, не разгружают действующую сеть, а в основном только дополняют ее новыми пассажиропотоками. Перегрузке линий метрополитена способствовало почти полное снятие ряда автобусных маршрутов и других транспортных средств там, где вводились новые линии метро, а также неритмичная и недостаточно взаимно увязанная работа наземного транспорта и метрополитенов.
Работы по коренным реконструктивным мероприятиям существующих перегруженных линий метрополитена (удлинение станций, строительство разгружающих линий) почти не ведутся.
Анализ динамики изменения пассажиропотоков на метрополитенах Москвы и Ленинграда показывает, что они вынуждены будут принимать с каждым годом все большие пассажиропотоки, а в дальнейшем в отдельных случаях (на критически перегруженных участках) могут и не справиться с ними. Это вызвано ростом численности населения городов, увеличением протяженности новых линий, присоединяемых к имеющимся, а следовательно, вовлечением в перевозки на метрополитенах большего количества пассажиров.
Если проанализировать графики роста пассажиропотоков метрополитена Москвы с 1965 г. по настоящее время, то экстраполяция их дает следующий прогноз: с 1980 по 1985 гг. среднесуточный пассажиропоток возрастет с 634 млн. до 7,4—7,5 млн. чел., в дальнейшем к 1990 г. пассажиропоток может еще возрасти до 9,0 млн. чел. Следует иметь в виду, что около 45 % нагрузки приходится на часы «пик». К освоению таких огромных объемов перевозок нужно готовиться уже в настоящее время. Требуется разработка ряда мер, в том числе кардинальных, способствующих нормализации работы уже действующих линий метрополитенов и обеспечивающих создание необходимых резервов для освоения пассажиропотоков в связи с их ростом в перспективе. Очевидно, что темпы реализации этих мер должны опережать темпы роста пассажиропотока.
Основными направлениями, по которым должны осуществляться меры по повышению провозной способности метрополитенов и созданию возможности освоения ими прироста пассажиропотока, являются следующие. В первую очередь необходимо провести мероприятия по снижению неравномерности пассажиропотоков в различные часы суток и дни недели (особенно в часы «пик»), интенсифицировать работу наземного транспорта, осуществить строительство специальных наземных транспортных линий, разгружающих метрополитены, улучшить организацию работы наземного транспорта и лучше использовать имеющиеся внутри города железнодорожные линии.
Интенсификация работы метрополитена возможна на основе повышения пропускных способностей за счет применения более совершенных автоматических систем управления движением поездов. Следует также строить новые разгружающие линии метрополитена и пассажирские «развязки», сокращающие передвижение пассажиров в метро. Необходима также коренная реконструкция действующих линий метрополитена.
Одно из мероприятий по снижению максимальных перегрузок метрополитенов - рассредоточение по времени начала рабочего дня предприятий и учреждений. Но наиболее эффективно и с минимальными неудобствами для работающих это может быть проведено лишь на основе «временной» схемы корреспонденций пассажиропотоков между станциями метро.
Необходимо смоделировать на ЭВМ различные варианты начала и окончания работ различных предприятий, учреждений и в том числе торговых и бытовых организаций, учебных заведений, зрелищных и спортивных учреждений и на этой основе с учетом продолжительности рабочего дня и вероятностного характера притока и оттока пассажиров, едущих на работу, с работы и т. п., установить и закрепить время начала работы конкретно каждого предприятия или учреждения (или группы) в каждом районе города. Но следует иметь в виду, что с изменением условий жизни города должна периодически проводиться корректировка начала работы различных предприятий и учреждений. Однако указанное мероприятие не относится к числу мер, кардинально облегчающих работу метрополитенов.
Анализ изменения пассажиропотоков в часы «пик» за 1968-1980 гг. показал, что время, в течение которого идут переполненные поезда, из года в год все больше увеличивается из-за повышения загрузки линий. Так, на Московском метрополитене утренний «пик» в 1968 г. продолжался всего 15—20 мин, в 1973 г. - до 40 мин, а в 1980 г. — 1,5 ч. Иначе говоря, утром в течение 1,5 ч (с 7ч 30 мин до 9 ч) идет практически одинаковый «пиковый» поток пассажиров. В будущем можно ожидать, что час «пик» увеличится еще больше. Интервал времени, в течение которого метрополитен должен доставлять пассажиров от места жительства до места их работы и перевозить пассажиров от работы к месту жительства, не должен выходить из рамок одного часа. Нужно считаться с тем, что многие работающие ограничены временем работы детских садов и ясель, магазинов, предприятий бытового обслуживания.
Анализ фактической и потребной провозной способности различных линий Московского метрополитена показывает, что уже сейчас на Горьковско-Замоскворецкой, Калужско-Рижской и Ждановско-Краснопресненской линиях фактически реализуемая пропускная способность превышает проектную по ряду устройств на 30—40 %.
Из этих данных видно, что даже при оптимистическом подходе к вопросу потребной провозной способности в ближайшем будущем в часы «пик» дефицит пропускной способности отдельных линий составит (заполнение вагона 200 чел.) : на Кольцевой линии — 5 % при переходе с шести- на семивагонный поезд, на Кировско-Фрунзенской линии — 11 %, Горьковско-Замоскворецкой - 25 %, Каширско-Рижской — 10 %, Ждановско-Краснопресненской - 40 % при увеличении числа вагонов соответственно с семи до восьми.
В связи с этим необходимо провести большой объем реконструктивных работ на действующих линиях метрополитена по энергоснабжению, вентиляции, СЦБ, удлинению платформ станций и оборотных тупиков, увеличению числа эскалаторов, вестибюлей, пересадочных переходов. Необходимо также выполнить мероприятия по приведению или приближению технических параметров действующих линий метро к уровню, предусмотренному новой главой СНиП 1140-80 «Метрополитены».
Относительно небольшое повышение парности поездов (на 2—3 пары) в часы «пик ’ возможно за счет внедрения автоматизированных систем управления движением поездов, улучшения тяговых характеристик подвижного состава, увеличения числа вагонов в составах.
С точки зрения более точного определения пассажиропотоков на расчетные сроки и составления более достоверных данных на перспективу требуется совершенствование методов проектирования. В этой связи исключительное значение для разработки мероприятий по улучшению работы метрополитенов и городского транспорта имеют талонные обследования пассажиропотоков, непрерывные в течение одних полных суток, по типу проводившихся в 1973 и 1980 гг. в Москве. Такие обследования должны проводиться по крайней мере через каждые 5 лет (лучше в последнем году каждой пятилетки) и обязательно с вовлечением всех видов городского транспорта (метрополитена, автобуса, троллейбуса и трамвая). При этом можно точно установить размеры корреспонденций между всеми станциями метро, подвоза пассажиров к станциям и отвоза их от станций другими видами транспорта.
По результатам опросных (талонных) обследований пассажиропотоков и их анализа определили возможность рациональной передачи пассажиропотоков с метрополитена на наземный транспорт и наоборот. Здесь основным критерием является сокращение времени и стоимости перемещения пассажиров, комфорт, приближение станций метро к местам сосредоточения пассажиров и т. д. Материалы таких обследований необходимо использовать для организации дополнительных или изменения существующих маршрутов автобусов, троллейбусов, трамваев, расписания поездов пригородного железнодорожного движения. На этой же основе следует скорректировать ритмичный график подвоза пассажиров к станциям метрополитена для выравнивания загрузки линий с учетом пропускных способностей входов и выходов, эскалаторов, переходов.
Управлениям городского пассажирского транспорта необходимо установить специальные датчики по маршрутам массовых видов наземного транспорта, обеспечить автоматизацию учета прохода автобусами, троллейбусами и трамваями определенных контрольных пунктов на трассе и введение экономического стимулирования водителей за точное соблюдение графика движения.
Для разгрузки особо напряженных направлений необходимо предусмотреть строительство параллельно действующим новых линий метрополитена, в том числе и скоростных линий. В качестве конкурирующего варианта можно рассмотреть строительство вместо этой параллельной линии скоростных линий трамвая или других видов скоростного наземного транспорта.
Как известно, в Москве не имеется «хордовых» линий метрополитенов и крайне недостаточно применяются поперечные маршруты наземных видов городского пассажирского транспорта. Из-за такой транспортной схемы пассажиры, проживающие в зоне станций, расположенных на концевых участках «соседних» линий (т. е. в районе станций, расположенных почти на одной «параллели» Москвы на расстоянии 5—10 км), вынуждены ехать в центральную часть города, там пересаживаться и возвращаться по другой соседней линии обратно (под небольшим углом по отношению к линии, с которой была сделана пересадка) в ее концевую часть. В результате пассажиры проезжают в несколько раз больший путь, затрачивая лишнее время и загружая центральную часть сети метрополитена.
Анализ материалов талонного обследования пассажирских потоков на Московском метрополитене 1980 г. показал, что самый высокий пассажиропоток с 7 ч 30 мин до 8 ч 30 мин. Только по Входу на станциях в указанный час пассажиропоток превышает 811 тыс. чел., что более чем вдвое превышает среднечасовую величину и составляет 12 % входа пассажиров на станциях за сутки. В указанный час «пик» только на 24, станциях трех наиболее загруженных линий — Горьковско-Замоскворецкой, Ждановско-Краснопресненской и Калужско-Рижской вошло 42,6 % общего числа вошедших пассажиров на всех 115 станциях метрополитена. На этих станциях значительная часть пассажиров не может уехать с первым подошедшим поездом и вынуждена пропускать два-три состава.
На основании данных талонного обследования пассажирских потоков для смягчения нагрузки вышеуказанных линий целесообразно введение маршрутов автобусов-экспрессов между станциями, расположенными на концевых участках соседних линий: Каширская—Ленинский проспект (через станции Профсоюзная и Академическая), между этими станциями (группой станций) суточный пассажирооборот 7—8 тыс. чел., в том числе с 7 ч 30 мин до 8 ч 30 мин и с 18 до 19 ч от 1,8 тыс. до 1,9 тыс. чел. (туда и обратно); Медведково (через станцию Бабушкинская) — Речной вокзал (через станции Водный стадион, Войковская, Сокол), суточный пассажирооборот 8-9 тыс. чел., в том числе с 7 ч 30 мин до 8 ч 30 мин и с 18 до 19 ч 1,9-2,1 тыс. чел.; Щербаковская (через станцию ВДНХ) - Сокол (через станций Динамо, Аэропорт); суточный пассажирооборот 8-9 тыс. чел., в том числе с 7 ч 30 мин до 8 ч 30 мин и с 18 до 19 ч 2,3—2,4 тыс. чел.; Ждановская (через станции Рязанский проспект и Кузьминки) — Каховская (через станции Каширская и Варшавская); суточный пассажирооборот 8-9 тыс. чел., в том числе с-7 ч 30 мин до 8 ч 30 мин и с 18 до 19 ч 1,81,9 тыс. чел.
Назначение автобусного движения при таких пассажирских потоках вполне целесообразно, если учесть, что в дальнейшем объемы перевозок еще больше возрастут*.
Сейчас прорабатываются вопросы продления некоторых линий метрополитена к окраинам Москвы и за пределы Московской кольцевой автомобильной дороги (МКАД), т. е. в ближайшие пригороды Москвы. Осуществление такого решения приведет еще к большей перегрузке действующих линий метрополитена. Поэтому линии метрополитена за пределами МКАД должны проектироваться как новые скоростные магистрали.
Для уменьшения расходов на последующую реконструкцию вновь вводимых линий метрополитенов и повышения их провозной способности следует провести серьезную работу по дальнейшему совершенствованию нормативных документов. Известно, что введение СНиП II-40- 80 ’Метрополитены» существенно поднимает качество проектируемых метрополитенов, в том числе по их эксплуатационным показателям. Однако эффект от новых СНиП может быть обесценен недостаточно правильным определением пассажиропотоков на расчетные сроки. Поэтому эта проблема является важнейшей в области проектирования.
Основные недостатки при проектировании пассажирского городского транспорта следующие: недостаточная полнота и малая достоверность исходных и опорных данных, заложенных в основу проектных расчетов; несовершенство методики прогнозирования развития города и его транспортной системы; недостаточное внимание проектных организаций к вопросам повышения качества пассажирских перевозок (регулярности, комфорта и т. п.); недооценка возможностей повышения эффективности координации (в том числе распределения пассажиропотоков) между транспортными системами города.
* Лившиц М. Д. Планирование городского пассажирского транспорта. М.: Транспорт, 1978, с. 122.
Иногда в целях уменьшения начальных капитальных затрат в расчет принимаются «оптимистические» варианты пропускных и провозных возможностей метрополитенов, т. е. учитываются лишь нижние границы прогнозируемых пассажиропотоков без коэффициента запаса для дорогостоящих и трудно поддающихся перестройке сооружений. Для улучшения достоверности исходных данных нужны систематические натурные и анкетные обследования, своевременная и быстрая обработка материалов и углубленный анализ результатов для широкого использования их в проектах.
Методы же перспективных прогнозов и расчетов имеют существенные недостатки, заключающиеся в применении условных допущений по расселению трудящихся относительно мест приложения труда, дающих существенные ошибки; использовании не соответствующих действительности моделей корреспонденции районов между собой; недостаточной достоверности многих входящих в прогнозные расчеты данных; произвольном распределении пассажиропотоков между различными видами транспорта и т. п.
В проектных организациях разных городов при проектировании линий метрополитенов используются различные методы и допущения при расчетах пассажиропотоков. При проектировании, например, различных линий метро в Москве применялись разные подходы к расчетам пассажиропотоков. Совершенно очевидно, что назрела необходимость создания общегосударственного нормативного документа и более совершенной методики расчета перспективных пассажиропотоков для проектирования метрополитенов. Этот документ должен стать опорным для использования главы СНиП П-40-80 «Метрополитены».
В технико-экономическом обосновании (ТЭО) строительства новых линий метрополитена необходимо обязательное введение раздела, в котором должен быть рассмотрен вопрос о необходимости усиления или даже реконструкции действующей сети метрополитена при присоединении к ней новых участков. В случае признания необходимости выполнения таких работ должна быть разработана специальная часть проекта по выполнению реконструкции.
Для комплексного решения вышеизложенных вопросов целесообразно создать межведомственный научно-технический комитет по проектированию и строительству метрополитенов, включающий специалистов МПС и транспортного строительства (подобно комитету по земляному полотну), института Генплана и других организаций, возложив на него техническое руководство проблемами проектирования новых, переустройства и реконструкции действующих линий метро, производства этих работ и комплексного освоения перспективных пассажиропотоков средствами метрополитенов и городского пассажирского транспорта.
В ближайшее время необходимо разработать Генеральные планы реконструкции и строительства разгружающих линий метрополитенов в Москве и Ленинграде. Учитывая особую сложность и ответственность выполнения работ по реконструкции линий метрополитена в условиях их эксплуатации, следует создать специальные проектные и производственные организации по реконструкции существующих линий метрополитена.
Решение указанных проблем, определяющих основные направления совершенствования перевозочных процессов на метрополитенах, вместе с реализацией перечисленных организационных и технических мер позволит обеспечить нормальную работу метрополитенов в крупных городах нашей страны.