Рис. 129. Зависимость эксплуатационных расходов на монорельсовой дороге, отнесенных к пробегу одного вагона, от скорости движения:
1 — стоимость энергии; 2 — расходы по содержанию подвижного состава; 3 — заработная плата обслуживающего персонала; 4 — суммарные расходы; 5 — наиболее экономичная скорость движения
Распределение общей суммы капиталовложений между отдельными категориями затрат, полученное на основании анализа проектов строительства монорельсовых дорог в ряде городов США (Детройте, Новом Орлеане, Лос-Анджелесе и Сан-Франциско), имеет приблизительно следующий характер. На стационарные устройства (эстакады, станции, депо, подстанции, сигнализация и связь) расходуется примерно 70%; подвижной состав (вагоны) примерно 10%; приобретение земельного участка 10%, а общие и административные расходы составляют 10%. Распределение общей суммы эксплуатационных расходов выглядит примерно следующим образом: содержание пути и сооружений 10—15%, содержание подвижного состава 10—35%, служба движения 20—30%, электроснабжение 20—40%, общие и административные расходы 10%.
Эксплуатационные расходы на монорельсовых дорогах существенно зависят от скорости движения. Однако вследствие лучших динамических характеристик и независимости условий движения область наиболее экономичных средних эксплуатационных скоростей городских монорельсовых дорог находится около 60 км/ч (рис. 129). Установлено, что монорельсовый транспорт является наиболее экономичным видом городского общественного транспорта, при пассажиропотоках более 4 тыс. пассажиров в час, а при объеме перевозок 30 тыс. пассажиров в час он оказывается в 2,5 раза выгоднее скоростного трамвая и на 30% дешевле метрополитена мелкого заложения.
Экономическая эффективность монорельсовых дорог по сравнению с другими видами городского транспорта подтверждена и проектными материалами Промтрансниипроекта по обоснованию наиболее рационального вида общественного транспорта для таких городов с крупными промышленными предприятиями, как Магнитогорск, Миасс и др.
Таблица 28
Время доставки рабочих до цехов Магнитогорского комбината монорельсовым транспортом и трамваем
О тех преимуществах, которые получают пассажиры от монорельсового транспорта при ежедневных трудовых поездках, можно судить по проекту монорельсовой дороги в Магнитогорске (табл. 28), по которому использование монорельсовой дороги обусловливает сокращение времени, необходимого для поездки на работу и с работы, более 30 мин в среднем для каждого работающего. Из сопоставления основных технико-экономических показателей проектов монорельсовых дорог для Магнитогорска и Миасса видно, что стоимость постройки однопутной линии монорельсовой дороги в условиях Магнитогорска и Миасса равна 0,62—0,87 млн. руб.
Полученные общие основные экономические показатели монорельсовых дорог в сравнении с другими видами городского общественного транспорта (табл. 29) позволили оценить по срокам окупаемости сравнительную степень рентабельности различных видов городского общественного транспорта при различных объемах пассажирских перевозок (табл. 30).
Таблица 29
Основные экономические показатели различных видов городского общественного транспорта
В табл. 30 римскими цифрами обозначена степень рентабельности от высокой (I) до низкой (X), а прочерк в графе обозначает, что данный вид транспорта не удовлетворяет требованиям освоения указанного пассажиропотока вследствие недостаточной провозной способности.
Из табл. 30 видно, что при пассажиропотоках 20—30 тыс. человек в час монорельсовые дороги являются наиболее рентабельными по сравнению со всеми остальными видами транспорта, а при меньших пассажиропотоках (5—10 тыс. пассажиров в час) они уступают только скоростному трамваю с сочлененными вагонами на обособленном полотне. При этом окупаемость монорельсовой дороги с трехвагонными поездами при пассажиропотоках 10—30 тыс. пассажиров в час проходит в очень короткие сроки (0,24—3,6 года).
Сравнительная степень рентабельности основных видов городского общественного транспорта при различных объемах пассажирских перевозок
При пассажиропотоках 40 тыс. пассажиров в час монорельсовая дорога с трехвагонными поездами уже не удовлетворяет в отношении провозной способности и интервалов движения. Такие пассажиропотоки могут быть освоены четырех- и шестивагонными поездами монорельсовой дороги, и в таком случае монорельсовая дорога по провозной способности становится сопоставимой с метрополитеном. Практика эксплуатации навесной монорельсовой дороги в Токио показывает, что на ней успешно эксплуатируются даже девятивагонные поезда.
При оценке сфер рационального применения монорельсовых дорог следует учитывать также данные зарубежных исследований. Так, по данным проф. Ламберта (ФРГ), построившего кривые максимальной эффективности различных видов общественного транспорта в функции удельных амортизационных отчислений и размеров пассажиропотоков (рис. 130), навесные монорельсовые дороги являются наиболее выгодным видом внеуличного общественного транспорта. Все другие виды надземного (железные дороги) или подземного (трамвай и метрополитен) транспорта оказываются по удельным капиталовложениям менее эффективными.
Для районов с тяжелыми климатическими условиями относительная эффективность монорельсовой дороги может быть оценена на основании материалов проекта Камчатской монорельсовой дороги и исследования методов транспортного освоения районов севера Западной Сибири. Путем детального расчета себестоимости перевозки 1 т-км нетто по конкретной трассе в условиях Камчатки при дальности транспортирования свыше 100 км получено, что себестоимость перевозки по подвесной монорельсовой дороге в 2 раза меньше, чем по узкоколейной железной дороге (с мотовозной или паровозной тягой), в 3 раза меньше, чем по железной дороге с широкой колеей, и в 5 раз меньше, чем по автомобильной дороге.
Рис. 130. Кривые относительных затрат в % для различных видов общественного транспорта:
1 — обычный трамвай; 2 — трамвай на обособленном полотне; 3 — монорельсовая дорога системы Алвег с провозной способностью трамвая; 4 — монорельсовая дорога системы Алвег с повышенной провозной способностью; 5 — скоростная монорельсовая дорога системы Алвег с высокой провозной способностью; 6 — наземная железная дорога с провозной способностью трамвая; 7 — быстроходная наземная железная дорога; 8 — подземный трамвай; 9 — подземный трамвай повышенной провозной способности; 10 — метрополитен; 11 — скоростной метрополитен в водонасыщенных грунтах
В районах севера Западной Сибири, где по условиям перспективных транспортно-экономических связей и объемов грузооборота требуется обеспечить регулярное транспортирование небольших количеств грузов (до 1 млн. т в год) на значительные расстояния (сотни километров), средняя себестоимость перевозок по монорельсовым дорогам оказывается в 1,5—2,4 раза меньше себестоимости перевозок по железной дороге с нормальной колеей и в 10—16 раз ниже себестоимости перевозок по автомобильной дороге.
С учетом размеров приведенных строительно-эксплуатационных расходов и себестоимости перевозок на сравниваемых видах транспорта были сделаны следующие основные выводы о рациональных сферах применения монорельсовых дорог в этих условиях:
- При небольших объемах перевозок (до 75—100 тыс. т в год) целесообразно использовать автомобильные дороги с твердым покрытием. Несмотря на относительно высокую себестоимость перевозок, меньшие капиталовложения для этих дорог приводят к относительно низким приведенным строительно-эксплуатационным расходам.
- В сравнительно небольшом диапазоне грузооборота (100—300 тыс. т в год) экономичными являются монорельсовые дороги среднего типа.
- При грузооборотах 300 тыс. т. — 3 млн. т. наилучшие экономические показатели имеют монорельсовые дороги тяжелого типа.
- Грузооборот более 3,0 млн. т в год (в грузовом направлении) экономически целесообразно осваивать путем строительства железных дорог с нормальной колеей и тепловозной тягой.
При оценке сферы целесообразного применения грузо-пассажирских монорельсовых дорог следует учитывать также результаты исследований эффективности грузовых монорельсовых дорог. Применительно к условиям промышленного транспорта и при учете срока окупаемости в 10 лет получены следующие экономические преимущества монорельсовых дорог (рис. 131). Установлено, что монорельсовые дороги среднего типа (с вагонами грузоподъемностью до 10 m) имеют преимущества перед другими видами транспорта при грузообороте 0,4—1,3 млн. т в год и дальности перевозок свыше 25—30 км. При меньшем грузообороте более эффективным транспортом являются автомобильные дороги, а при большем — железные дороги. Монорельсовые дороги тяжелого типа с самоходными вагонами оказываются самым выгодным транспортным средством при перевозках на расстоянии от 2,5 до 10—25 км и грузооборотах 3—5 млн. т в год и более. При этих грузооборотах и расстояниях перевозок менее 2,5 км экономические преимущества имеют ленточные конвейеры, а при перевозках на расстояния более 10—25 км — железнодорожный транспорт.
Анализ достигнутого уровня развития монорельсовых дорог и методов их строительства, их экономических и технико-эксплуатационных параметров в сравнении с другими видами транспорта, а также наметившихся тенденций их совершенствования позволяет рекомендовать монорельсовые дороги для:
- Пассажирского внутригородского и пригородного сообщения и связи крупных городов с аэропортами, отдаленными жилыми массивами или крупными промышленными предприятиями, а также с городами-спутниками, зонами массового отдыха и т. п. Эти монорельсовые дороги должны проектироваться с учетом таких скоростей движения, которые являются экономически целесообразными при частых остановках.
Рис. 131. Сферы применения различных видов транспорта для грузовых перевозок:
I — ленточный конвейер; II — монорельсовая подвесная дорога тяжелого типа; III — железнодорожный транспорт; IV — канатная подвесная дорога; V — монорельсовая дорога среднего типа; VI — автомобильный транспорт
2. Пассажирского междугородного сообщения как между отдельными крупными городами, так и между крупными административными и индустриальными центрами страны. Такие монорельсовые дороги должны проектироваться как скоростные транспортные средства, способные быстро, при максимальном комфорте, доставлять большое количество пассажиров из центра одного города в центр другого без пересадок и использования нескольких видов транспорта. Конструкция таких дорог и их устройство должны выбираться в зависимости от климатических условий районов, где проходят трассы, с использованием всех достижений современного развития вагоно-, автомобиле- и самолетостроения для обеспечения максимальных скоростей и наибольшей комфортабельности езды.
3. Междугородного транспорта в суровых климатических условиях. Такие монорельсовые дороги должны быть приспособлены как для пассажирских, так и для грузовых перевозок.