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.