История развития городского пассажирского транспорта (ГПТ)

истории развития ГПТ различаются периоды: конной, паровой и электрической тяги, автомобилизации и возрождения массового пассажирского транспорта в условиях научно-технической революции с внедрением электронной техники и автоматизации.

Период конной тяги, начавшийся в последней четверти XVIII в., продолжался примерно до середины XIX в. Лошадь использовалась человеком еще в глубокой древности для верховой езды, конных боевых колесниц и других целей. Примерно во второй половине XVII в. было организовано регулярное движение конных повозок как средств междугородного транспорта. По мере роста городов возникла необходимость и во внутригородском пассажирском транспорте, который и появился примерно в последней четверти XVIII в. Пассажиропотоки в городах того времени были еще малы. Для перевозки пассажиров использовались кареты, затем появились 10 –20-местные дилижансы, омнибусы, линейки. Дилижансы и омнибусы представляли собой конструктивно усиленные повозки больших размеров. В частности, омнибусы были двухэтажными, имели открытый второй этаж – "империал", проезд в котором стоил немного дешевле, чем внутри кузова.

Линейка, или "волчок", приведена на рисунке 7.1. Она представляла собой как бы сдвоенную скамью, на которой размещались в два ряда 10 – 14 пассажиров.

В середине XIX в. (1853 г – в Нью-Йорке, 1864 г. – в Петербурге, 1872 г. – в Москве и т. д.) появились первые конные железные дороги – конки. Появление конок – следствие первого в истории транспортного кризиса, явившегося результатом быстрого роста городов в связи с развитием капитализма.

Если в начале XIX в. во всем мире не было городов с населением в 1 млн человек, то уже в серединеXIX в.насчитывалось более 2 млн в Лондоне,

Рисунок 7.1 – Линейка

более 1,5 млн – в Париже, около 0,5 млн

населения – в Нью-Йорке, Петербурге, Вене, Берлине и других городах. Пассажиропотоки в этих городах были уже внушительными и обычный конный ГПТ с ними не справлялся.

Быстрое развитие конных железных дорог связано с преимуществами рельсового транспорта перед безрельсовым – более плавным ходом и примерно в три раза меньшим сопротивлением движению. Благодаря этому рельсовые колесные экипажи можно было делать примерно вдвое большей вместимости по сравнению с безрельсовыми.

Конки вмещали около 40 пассажиров, обеспечивали скорость сообщения 8–10 км/ч, сравни­тельно высокую по тем временам комфортабельность проезда и регулярность движения. Длина вагонов конок составляла 4–8 м, ширина – 1,8–2 м. Крытые вагоны имели "империал" – плоскую крышу, при­способленную для перевозки пассажиров. Общий вид конки с "империалом" показан на рисунке 7.2.

Однако появление конки позволило незначительно разрешить тран­спортную проблему крупных городов. Пассажиропоток, использующий конные экипажи, требовал больших площадей улиц, так как удельная площадь проезжей части, приходящаяся на одного пассажира конного экипажа, вследствие его небольшой пассажировместимости была срав­нительно велика – примерно в 10 раз превышала удельную площадь улицы, приходящуюся на одного пассажира современного трамвайного вагона. В результате узкие улицы крупнейших городов второй половины ХХ в. оказались перегруженными конным транспортом.

Рисунок 7.2 – Конка

В связи с этим были предприняты попытки применения на город­ском транспорте паровой тяги, к тому времени уже известной на же­лезнодорожном транспорте. В целях разгрузки перегруженных уличных транспортных магистралей первые городские железные дороги с паровой тягой, появившиеся в середине XIX в.

в Англии, были проложены в Лондоне

вне уличной сети в подземном уровне – в тоннелях. Они получили права обычных железных дорог и название Metropolitan Rail-Way, т. е. столичной железной дороги.

Название "метрополитен" стало потом нарицательным для всех внеуличных городских железных дорог сначала с паровой, а затем и с электрической тягой. Вслед за Лон­доном (1863) в последней четверти XIX в. появились метрополитены в Берлине (1872), в Нью-Йорке (1878) и других сто-

личных городах. Линии метрополитена Берлина были проложены на насы-

пи, в Нью-Йорке – на эстакадах.

Почти одновременно с метрополитенами появились и первые уличные железные дороги с паровой тягой. Они были созданы в Лондоне изобретателем и предпринимателем О. Tram и получили название Tram-Way (дороги Трэма). Название "трамвай" стало потом нарица­тельным для всех уличных городских железных дорог – сначала с паро­вой, а затем и с электрической тягой. В Москве паровая узкоколейная железная дорога от Бутырской заставы до Тимирязевской академии (Петровско-Разумовское) была заменена электрическим трамваем толь­ко после Октябрьской революции.

Общий вид одного из первых паровых трамваев – "паровичков" – показан на рисунке 7.3, который затем конструк­тивно совершенствовался. На рисунке 7.4 показан паровой трамвай на улицах Петербурга. Он уже конструктивно близок к первым трамваям с электрической тягой.

Рисунок 7.3 – Первый паровой трамвай

Паровая тяга по сравнению с конной отличалась более высокой экономичностью и провозной способностью. Паровичок мог тянуть за собой несколько вагонов. Однако появление паровых город-

ских железных дорог объясняется только тем, что во второй половине

XIX в. не знали еще других видов тяги, способных решить транспортную проб­лему больших городов.

Рисунок 7.4 – Паровой трамвай на улицах Петербурга

Паровички сильно загрязняли воздух, были по­жароопасны и имели низкие динамические показатели (ускорение при пуске и скорость движения). Особенно неблагоприят-ные условия созда­вались при использовании их на линиях подземных метрополитенов вследствие

трудностей вентиляции тоннелей. Поэ-

тому после изобрете­ния вращающихся электрических машин и методов передачи электриче­ской энергии на расстояние были предприняты попытки использования их для целей тяги.

Период электрической тяги начался в конце XIX в. и получил наиболь­шее развитие в первой четверти XX в. На электрическую тягу начали переводить трамваи и метрополитены, появились первые троллейбусы и электропоезда. Один из первых трамвайных вагонов с питанием от контактного провода показан на рисунке 7.5.

Рисунок 7.5 – Первый трамвайный вагон с питанием от контактного провода

Внешне он мало отличался от конки и имел всего 12 сидячих мест, приводился в движение одним тяговым электродвигателем (ТЭД) мощностью 4,5 л. с. (3,3 кВт) с ремен­ной передачей вращающего момента на движущие колеса (колесную пару) и управлялся силовым контроллером, установленным на площадке.

Токосъём с контактного провода

производился специальной токосъемной кареткой, соединенной с вагоном гибким тросом. Позднее появились более совершенные токоприемники – сначала дуговой, а затем и пантографный. Тяговые электродвигатели были установлены на всех осях моторных вагонов, а ременная передача заменена более надежной зубчатой. Электроснабжение первых трамваев осуществлялось централизованно от собствен­ных электрических станций. Затем они были переведены на питаниеотгородских энергосистем через тяговые преобразовательные подстанции. Первый в России электрический трамвай был пущен в 1892 г. в Киеве, затем в 1894 г. – в Казани, 1896 г. – в Нижнем Новгороде, 1897 г. – в Екатеринославле и Курске, 1898 г. – в Орле и Севастополе, 1899 г. – в Москве и других городах. Всего в период до 1917 года в России было 35 трамвайных предприятий. Электрическая тяга намного экономичней и гигиеничней паровой и позволяет создавать мощный подвижной состав большой вместимости с высокими динамическими показателями.

На рисунке 7.6 показан внешний вид трамвайного вагона РВЗ-7 с тиристорно-импульсной системой управления. Его технические данные: длина кузова по наружной обшивке – 15,09 м, ширина – 2,62 м, высота от головок рель-сов до верхней точки обшивки крыши – 3,02 м, высота пола пассажирского салона от головок рельсов – 830 мм, нормальная вместимость – 126 пассажиров, макси-мальная – 219 пассажиров, суммарная часо-вая мощность ТЭД – 55 · 4 = 220 кВт, кон-структивная скорость – 75 км/ч, масса без пассажиров – 18,87 т.

Рисунок 7.6 – Общий вид трамвайного вагона РВЗ-7

В Белоруссии использование городского

электрического транспорта началось в 1898

году с открытия первой трамвайной линии в г. Витебске. В 1929 году трамвайное движение стало налаживаться и в Минске.

Появление электрической тяги коренным образом расширило и перспективы развития метрополитенов. Перевод их с паровой тяги на электрическую значительно улучшил санитарное состояние станций и тоннелей, позволил повысить скорость движения поездов и увеличить глубину заложения тоннелей, так как электрическая тяга исключает необходимость усиленной вентиляции. В свою очередь, глубокое заложение тоннелей обеспечило возможность наиболее удобной трассировки линий метрополитенов

независимо от уличной сети. Первый метрополитен в странах СНГ был открыт в Москве в 1935 году. По своим техническим и эстетическим показателям он по праву считается лучшим в мире. В настоящее время в странах СНГ уже действуют метрополитены в 12 городах: Москве, Ленинграде, Киеве, Минске, Харькове и других.

Hа рисунке 7.7 показан общий вид вагона метрополитена типа Е. Его технические данные: длина кузова по осям автосцепок – 18, 77 м, ширина кузова – 2,7 м, высота вагона – 3, 695 м, мест для сидения – 44, максимальная вместимость – 270 пассажиров, суммарная мощность ТЭД (4 ТЭД по одному на каждую ось) – 4·64 = 256 кВт, конструктивная скорость – 90 км/ч, собственная масса без пассажиров – 30, 6 т.

Рисунок 7.7 – Вагон метрополитена типа Е

В 1882 г. в Германии на пригородной линии Берлин – Шпандау появился первый опытный образец безрельсового экипажа с электри­ческим двигателем, получающим

питание от контактных проводов, – прообраз троллейбуса. Долгое время троллейбус не имел широкого распространения, что было связано главным образом с недостатками токосъема через токосъемные каретки и сменивший его позднее роликовый штанговый токоприемник. Развитие троллейбусов началось в Англии и Чехословакии после изобретения троллейбусных токосъемных штанг с роликовым, а позднее со скользящим контактом, обеспечивших более высокую надежность токосъема при достаточно высоких скоростях движения.

Как и другие виды электрического транспорта, он не загрязняет атмосферы городов, имеет высокие динамические показатели, отличается простотой тягового электрооборудования, а централизованное электроснабжение позволило создавать троллейбусы большой вместимости. Кроме того, троллейбус отличается значительно меньшими капиталовложениями и большей маневренностью по сравнению с трамваем и метрополитеном, меньше загромождает улицы, больше отвечает архитектурно-градостроительным требованиям. Все эти преимущества дали возможность использовать троллейбусы как одно из основных средств ГПТ, особенно в городских центрах, где к ГПТ предъявляются особенно высокие архитектурно-градостроительные требования.

В царской России троллейбусов не было. Первый трол­лейбус появился на улицах Москвы в 1933 году. В настоящее время в СНГ троллейбусный транспорт имеют около 160 городов.

Наиболее массовым троллейбусом, эксплуатировавшимся на территории бывшего СССР, был троллейбус ЗИУ-9 (рисунок 7.8). Его технические данные: габаритная длина – 11,82 м, габаритная ширина кузова – 2,5 м, высота с опущенными токоприемниками – 3,347 м, мест для сидения – 31, максимальная вместимость – 126 пассажиров, максимальная ско-рость движения – 55 км/ч, мощность ТЭД – 110 кВт.

Рисунок 7.8 – Троллейбус ЗИУ-9Б

Первая очередь троллейбусной линии в Белоруссии была проложена в 1952 году от пассажирского вокзала до площади Победы г. Минска. Позже троллейбусное движение

было открыто в Гомеле, Могилеве, Витебске, Бресте, Гродно и Бобруйске. Широкое использование троллейбусного транспорта в городах Белоруссии потребовало и создания соответствующей ремонтной базы. В связи с этим в 1973 году был введен в эксплуатацию ремонтный трамвайно-троллейбусный завод, впоследствии переименованный в Минский ремонтно-механический завод "Белремкоммунмаш".

Для обеспечения Республики Беларусь троллейбусным транспортом на заводе получили развитие научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы, нацеленные на создание новых конструкций троллейбусов. В 1994 году здесь изготовили первые опытные образцы двухосных троллейбусов модели 101, а в 1996 году – модели 201 (рисунок 7.9).

Преимущества электрической тяги перед всеми другими видами тяги остаются и в настоящее время, что обеспечивает ей большие перспективы дальней-шего развития.

Рисунок 7.9 – Троллейбус модели 201

Период развития автомобиль-ного транспорта с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) или, как его называют, период авто- мобилизации, начался в 20-х годах XX столетия, но ее темпы, за

исключением США, были в то время еще невысокими.

Массовое развитие автомобилизации началось в 50-х годах и продолжается в настоящее время.

Автомобиль как средство индивидуального транспорта имеет по сравнению с другими видами ГПТ ряд преимуществ: он обеспечивает возможность беспересадочной поездки с минимальными затратами времени, отличается высоким уровнем транспортного комфорта. Современ­ные автомобили имеют высокие динамические показатели – ускорения при пуске, замедления при торможении, максимальную скорость движе­ния до 200 км/ч. Благодаря этим преимуществам автомобиль завоевал и продолжает завоевывать современные города. Ожидаемый уровень автомобилизации США составит в перспективе более 700 автомобилей на 1000 жителей.

Пропускная способность город­ских магистралей большинства столичных и других крупных городов Запада вследствие автомобильного бума уже исчерпана, что привело к резкому ухудшению общего транспортного обслуживания населения. Сначала автомобиль появился на городских улицах, которые затем превратились в автострады. Но потокам автомобилей стало тесно и здесь, тогда появились суперавтострады. Автодороги строят в несколько ярусов, их площадь, например, в Лос-Анжелесе составляет 2/3 общей площади городской застройки. Скорость автомобильного потока в часы пик нередко падает до 4 – 5 км/ч (скорость пешехода).

В Бостоне, напри­мер, организовали соревнование: 25 велосипедистов и 25 автомобилей стартовали на 10 миль (16 км) по обычному весьма забитому транспор­том городскому маршруту. Со счетом 23:2 победили велосипедисты! Велосипед при всей своей простоте и дешевизне в условиях современного крупного города не только становится конкурентоспособным с легко­вым автомобилем по обеспечиваемой скорости сообщения, но и избав­ляет людей, ведущих малоподвижный образ жизни, от гипокинеза – болезни, связанной с недостатком подвижности. Отсюда его широкое распространение и противопоставление автомобилю. В Японии и США велосипедом пользуется каждый третий житель, в Голландии – каждый второй.

В связи с нарастающей автомобилизацией за рубежом растет число дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Автомобиль стал одним из самых опасных средств транспорта, а автомобильные катастрофы превратились в подлинное бедствие человечества. Ежегодно в ДТП гибнут сотни тысяч людей, десятки миллионов становятся инвалидами, государства терпят материальный ущерб, исчисляемый миллиардами долларов. На автодорогах США, например, ежегодно в ДТП погибает более 50 тыс. человек, более 1,5 млн человек получают увечья различной степени тяжести, а материальные убытки, связанные с ДТП, превы­шают 10 млрд долл. Темпы ежегодного роста количества ДТП в не­сколько раз превышают темпы прироста населения.

В результате скопления огромных масс автомобилей крупные города задыхаются от токсических выделений автотранспорта. В без­ветренную погоду с туманом над ними нависают облака смога, создаю­щие реальную угрозу жизни городского населения. Облако смога над Нью-Йорком видно с самолета на расстоянии 240км. В декабре 1952 года от смога в Лондоне за несколько дней погибло более 4 тыс. человек, в 1963 г. в Нью-Йорке – около 400человек. Подобные же явления отмечались и в других крупных городах – Сан-Франциско, Лос-Анжелесе, Токио.

Создаются специальные вертолетные службы оповещения населения о приближении смога. Полицейские регулируют уличное движение в кислородных масках. В Токио на центральных магистралях наподобие заправочных станций установлены автоматы с кислородными балло­нами. Во время смога пешеходы, переходя от автомата к автомату, просовывают в них 25-йеновые монетки и торопливо дышат кислородом. Реальная картина становится созвучной с фантазией, описанной фантастом Беляевым в рассказе "Продавец воздуха".

В результате нерегулируемой автомобилизации ГМПТ промышленно развитых стран вступил в период хронического кризиса: начиная с 40-х годов он непрерывно теряет пассажиров и по­степенно свертывается. В настоящее время легковыми автомобилями выполняется около 90 % городских пассажироперевозок в США и около 70 % в Англии и Франции. В небольших городах США ГМПТ практически отсутствует, там 100 % пассажироперевозок выполняется легковыми автомобилями.

7.2 Виды городского транспорта

Городское движение разнородно. Его составляют пешеходные и транспортные потоки различного назначения. В целях безопасности движения и повышения эффективности использования площадей город­ских проездов их разделяют в пространстве города и направляют по специально отведенным территориям: тротуарам, полосам проезжей части улиц, искусственным надземным сооружениям (мостам, эстака­дам) или подземным сооружениям (тоннелям).

По назначению городской транспорт разделяют на пассажирский, грузовой и специальный. Классификационная схема городского транспорта (ГТ) показана на рисунке 7.10 .

Городской пассажирский транспорт (ГПТ). Предназначен для перевозки населения в городской и прилегающей к ней зоне по различным целям: трудовым, деловым, общественным или культурно-бытовым. Объекты, определяющие цели передвижения городского населения (пред­приятия, театры, бытовые учреждения и др.), называют центрами тран­спортного тя-

готения.

Рисунок 7.10 - Классификация городского транспорта по назначению

По вместимости транспортных средств ГПТ подразделяют:

· на индивидуальный пассажирский транспорт (ИПТ) – легковые автомобили, мотоциклы, велосипеды;

· массовый или общественный городской пассажирский транспорт (МПТ, ГМПТ) – трамвай, троллейбус, автобус, метрополитен, городские железные дороги, речной трамвай и др.

Для повышения качества обслуживания пассажиров городской пассажирский транспорт оборудуется специальными устройствами (рисунок 7.11).

Индивидуальный пассажирский транспорт характеризуется вместимостью порядка 1–8 человек, общественный (массовый) пассажирский транспорт – вместимостью от 18–20 до 200–230 человек и более.

Рисунок 7.11 – Оборудование городского автобуса устройством для посадки и высадки инвалидов

По системе организации движения ГПТ подразделяют на маршрут­ный и немаршрутный. Движение транспортных средств маршрутного ГПТ организуют по определенным направлениям – маршрутам, обо­рудованным посадочными площадками, павильонами и маршрутными указателями для пассажиров. Движение транспортных средств немар­шрутного ГПТ организуют на проезжей части улиц по системе свободного движения в пределах ограничений, накладываемых дорожными знаками, разметкой проезжей части и светофорной сигнализацией. В основном все виды современного МПТ работают по маршрутному принципу, а средства ИПТ – по системе свободного движения. Исклю­чение составляют только маршрутные такси, которые по вместимости близки к ИПТ, а по организации движения – к МПТ.

Грузовой городской транспорт (ГГТ). Выполняет городские грузо­вые перевозки промышленного, коммунального и бытового назначения. В грузовом городском движении преобладают грузовые автомобили грузоподъемностью 2–25 т, а также (в меньшей степени) трамваи и троллейбусы, железнодорожный и водный транспорт. По системе орга­низации движения ГГТ, как и ГПТ, подразделяют на маршрутный и немаршрутный. Маршрутную систему организации движения ГГТ применяют на направлениях постоянных грузопотоков, немаршрутную – при организации грузоперевозок в различные адреса по временным заявкам и заказам.

Доля ГГТ в общем городском движении современных городов отно­сительно невелика (≈ 1/3 против 2/3 движения ГПТ). Однако в различ­ных городах доля грузового движения может быть самой различной. В движении ГПТ преобладает легковой автотранспорт (до 95 % общего размера движения), основную долю которого составляют легковые авто­машины личного пользования и меньшую – таксомоторы (такси) и ведомственные втомобили. На долю МПТ приходится менее 5 % общего объема движения. В Москве, например, по данным обследований 1970 г., удельный вес легковых автомобилей в общем по­токе движения составил 59 %, мотоциклов и мотороллеров – 3 %, грузо­вых автомобилей – 35 %, автобусов и троллейбусов – 3 %. Однако не­смотря на такой небольшой удельный вес в общей величине городского движения, ГМПТ осваивает огромные пассажироперевозки.

Специальный городской транспорт (СГТ). Включает в себя транспор­тные средства городского благоустройства (ТГБ – поливальщики улиц, мусоро- и снегоуборочные машины, специальные машины по ремонту дорожных покрытий), санитарного транспорта скорой медицинской по­мощи и помощи на дому (ТМП), транспорта торговой сети (ТТС – спе­циализированные автомашины «хлеб», «молоко», «мебель», «доставка продуктов на дом» и др.), пожарного автотранспорта (ПАТ), автотран­спорта Отдела регулирования уличного движения Управления внутрен­них дел – (ОРУД), автотранспорт скорой технической помощи (ТСТП) и др. Доля этих видов транспорта в общегородском движении составляет обычно незначительную часть.

Для маршрутного ГПТ характерно движение по расписанию, т. е. регламентированное во времени и городском пространстве. Для осталь­ных видов ГПТ и ГГТ движение или совсем не регламентируется во вре­мени и пространстве (кроме ограничений, накладываемых разметкой проезжей части улиц, дорожными знаками и светофорной сигнализацией) или определенный объем таких регламентных ограничений дви­жения задается (например, для маршрутного грузового транспорта), но он менее строг, чем на маршрутном ГПТ. Поэтому принципы органи­зации движения маршрутного ГПТ резко отличаются от организации движения остального городского транспорта. В первом случае они осу­ществляются методом контроля за движением каждого отдельного поезда, во втором – методом контроля за движением транспортных потоков с делением их на грузовое и легковое движение по составу и прямое, правоповоротное и левоповоротное по направлению ожидаемого движения на перекрестках. При небольшой интенсивности грузовое и легковое движение часто даже и не разделяют.