ФУНКЦИИ ГОРОДСКИХ ЖЕЛЕЗНЫХ ДОРОГ
Под городскими железными дорогами понимают все железные дороги, движение на которых осуществляется аналогично сетевым железным дорогам или как на железной дороге специальной конструкции, обычным подвижным составом или подвижным составом специальной конструкции, самостоятельно или совместно с железными дорогами для поездов дальнего следования и которые выполняют перевозки в городском и загородном сообщении. Они характеризуются в основном жестким графиком движения, небольшим интервалом следования поездов, который обеспечивается устройствами СЦБ, относительно высокой участковой скоростью, быстрой посадкой и высадкой пассажиров и наличием собственного земляного полотна, за исключением линий, по которым происходит совместное движение с поездами дальнего следования, и отсутствием в основном пересечений с другими транспортными путями в одном уровне.
Если исключить отдельно эксплуатируемые специальные дороги (например, подвесную дорогу в Вуппертале), то городские железные дороги можно классифицировать по технико-эксплуатационным признакам следующим образом:
а) метро является самостоятельно эксплуатируемой городской железной дорогой с подвижным составом, который может быть применен только на собственной замкнутой сети. Приспосабливаясь к рельефу и застройке, линии могут располагаться над или под землей. Они находятся в большинстве случаев в распоряжении городских транспортных организаций (например, метро в Париже, Берлине, надземная дорога в Гамбурге);
б) городские и пригородные железные дороги, использующие для скоростного движения железнодорожные магистрали:
1) городские и пригородные железные дороги с применением обычного подвижного состава. Характерным для них является использование при паровой, тепловозной и электрической тяге в значительном объеме путей для движения поездов дальнего следования (совместное движение) (например, в Варшаве, планируется в Дрездене, скоростное движение в Руре). Этот тип городских железных дорог с увеличением электрификации линий для поездов дальнего следования в районах концентрации населенных пунктов вокруг крупных городов принимает все большее значение;
2) городские и пригородные железные дороги с применением специального подвижного состава, как правило, электрифицированы и имеют свою собственную протяженность железнодорожной сети. Таким образом, их подвижной состав может отличаться от размеров и оборудования подвижного состава железных дорог и аналогичен подвижному составу линий метро (например, городская железная дорога в Берлине, Гамбурге).
Рис. 1. Трассы запланированных соединительных линий север-юг и восток-запад скоростного движения (R. Е. R.) для подключения новых центров жилых районов к транспортной сети Парижа
Для осуществления перевозок большой массы пассажиров в крупных городах, а также для связи с соседними городами-спутниками или с населенными районами промышленной области, городские железные дороги принимают все большее значение. Значение городской скоростной железной дороги для пассажиров особенно велико в том случае, если она связана с сетями местного и дальнего сообщения благодаря удобным возможностям пересадки. Строительству новых сооружений или обширному расширению существующих предшествуют поэтому тщательные исследования объема перевозок, конструкции сети, отвечающей требованиям движения и экономики, а также прогноз будущих пассажиропотоков. Городские железные дороги, расширявшиеся вместе с крупными городами с начала века и тесно связанные с ними, требуют постоянного приспособления к новым транспортным ситуациям, что отражается на развитии сети, а также мерах в области подвижного состава, строительства, устройств СЦБ и модернизации станций и перегонов для повышения пропускной и провозной способности.
Парижское метро, например, планирует в качестве подготовки для ввода удлиненных составов на сильно загруженных линиях увеличение длины платформ с 75 до 225 м.
Предусматриваемые соединения север-юг и восток-запад с расстоянием около 30 км от центра города представляют транспортные связи с новыми возникающими жилыми районами (рис. 1). Они должны быть уложены как начало региональной сети скоростного сообщения мощностью 50000 пассажиро/ч для одного направления при участковой скорости 60 км/ч и максимальной скорости 100 км/ч.
ИСТОРИЧЕСКОЕ РАЗВИТИЕ
Городская железная дорога для возможности увеличения участковой скорости была впервые сооружена в 1863 г. в Лондоне обществом «Метрополитен», как подземная железная дорога с организацией движения паровозами. Линия железной дороги Грет Вестерн с шириной колеи 2135 мм была продлена к 1868 г. на 6 км от конечной станции Педингтон к центру города и к 1884 г. расширена до 20 км к внутреннему кольцу. С 1890 г. началось строительство лондонской электрифицированной подземной дороги в виде дороги в тюбинговых тоннелях с радиальными линиями, расположенными на глубине от 20 до 30 м в безводном глинистом слое. Наибольшая глубина тоннеля составляет 76 м. В 1947 г. длина сети лондонского метро составляла около 385. км. В Германии в первое время в области строительства городских железных дорог ограничились дополнениями к сети железных дорог соединительной линии Гамбург — Альтона (1866 г.) для поездов дальнего следования и пригородной железной дороги Альтона — Бланкензее (1867 г.). В Берлине (1882 г.) и Вене (1897 г.) городские железные дороги служили прежде всего для соединения тупиковых станций, расположенных изолированно друг от друга на окраине города. В 1896 г. в Будапеште была открыта первая подземная железная дорога континента длиной 3,75 км с высотой тоннеля 2,75 м как дорога мелкого заложения, метод строительства которой послужил примером для сооружения более поздних подземных железных дорог. После строительства дороги в Глазго (1897 г.) последовало строительство подземной железной дороги в Париже (1900 г.), протяженная сеть которой характеризуется большим числом станций для пересадки между отдельными линиями. Так как каждая линия должна была прокладываться отдельно и пересечения в одном уровне не должны были допускаться, то на пересадочных станциях часто встречаются несколько линий без взаимного пересечения. Для пассажиров поэтому возникали длинные пути переходов и частично запутанные пересадки. После длительного периода испытаний в 1901 г. в Нью-Йорке была введена первая подземная железнодорожная линия, которая до 1937 г., включая надземную железную дорогу, достигла самой большой городской транспортной системы с длиной 510 км. На четырехпутных линиях внутренние пути служат для движения скорых поездов подземной дороги, которые останавливаются не на всех станциях. На трехпутных участках движение по среднему пути осуществляется соответственно в главном направлении. Позже были введены в эксплуатацию подземные железные дороги в Барселоне (1930 г.), Афинах и Стокгольме (1933 г.), Москве (1935 г.), Риме и Ленинграде (1955 г.), Киеве (1960 г.) и Милане (1964 г.). Во многих больших городах, в которых вследствие возрастающей степени моторизации стараются разгрузить движение на поверхности и улучшить транспортную ситуацию в районе сильно загруженных перекрестков городских центров, находит применение форма расположения трамвайных линий неглубоко от поверхности земли. При этом рекомендуется увязывать размеры тоннелей и элементы трассировки с учетом будущего перехода к движению метро с максимальной скоростью от 80 до 100 км/ч. В особых случаях поэтапное переустройство трамвайных линий до линий с характером скоростных железных дорог на собственном полотне в районах окраин и с характером подземной железной дороги в центре города может представлять удовлетворительное переходное решение в транспортно-техническом отношении на длительный срок.
Во Франкфурте-на-Майне, например, подвижной состав трамвайных линий и новые поезда подземных железных дорог будут следовать по одним линиям как четырехвагонные поезда длиной 95 м с воздушным контактным проводом (700 Вт постоянного тока) с интервалом между поездами до 90 с.
Объединение пригородных линий, звездообразно подходящих к городу, и прокладка их через центр города как прямое соединение между районами начала перевозок и их окончанием без пересадок заслуживают в качестве соединительных надземных или подземных линий все большее внимание. Эти соединительные линии представляют самые короткие соединения между станциями железных дорог дальнего следования и поэтому эффективны также для организации движения на железных дорогах дальнего следования. В качестве примера соединительной линии, расположенной в тоннеле, служит шестипутная североюжная соединительная линия длиной 3,5 км с тремя промежуточными станциями в Брюсселе в виде проезда под центром города, а также двухпутная восточно-западная соединительная линия длиной 4,1 км с четырьмя остановками между вокзалами Мюнхен-Главный и Мюнхен- Восточный (рис. 2).
Рис. 2. Схема прохождения соединительной линии и линии метро север-юг в Мюнхене