Пригородное движение: история развития и современность
И.К. ЛАКИН, д-р техн, наук, профессор, начальник ситуационно-аналитического центра мониторинга и реагирования Дирекции по контролю качества эксплуатации подвижного состава, АО «Трансмашхолдинг»
В журнале «Локомотив» № 12, 2021 г. и № 1,2022 г. читателям были представлены статьи о перспективах развития грузового локомотивного парка мировых и отечественных железных дорог, высокоскоростного пассажирского движения и городского рельсового транспорта — трамваев и метрополитенов. В предлагаемой статье описаны история и будущее развитие еще одного перспективного вида железнодорожного транспорта — пригородных электропоездов.
МОТОРВАГОННЫЙ ПОДВИЖНОЙ СОСТАВ
Моторвагонный подвижной состав (МВПС) — общее название железнодорожного подвижного состава (электропоезда, дизель-поезда, автомотрисы, рельсовые автобусы), состоящего из вагонов (в основном — пассажирских) с управлением из кабины машиниста. Вагоны делятся на:
- моторные, имеющие привод, как правило, электрический, гидравлический и реже механический от двигателя внутреннего сгорания; у дизель-поездов дополнительно ставится дизель-генераторная установка в одном или двух вагонах;
- прицепные, без тягового привода, но могут иметь электрическое оборудование (например, мотор-компрессор);
- головные, отличающиеся наличием кабины машиниста, при этом могут быть и прицепными, и моторными.
МВПС также делится на дальний (свыше 150 км), пригородный (не более 200 км) и городской (внутри транспортной системы города). По скорости движения МВПС подразделяется на скоростные (маршрутная скорость более 91 км/ч), скорые (от 50 до 90 км/ч) и пассажирские (менее 50 км/ч).
Самый распространенный вид МВПС — это электропоезда с электроприводом, получающие питание из контактной сети (контактного рельса). Они делятся на две существенно отличающиеся группы: высокоскоростные поезда, о перспективности которых рассказывалось в № 12, 2021 г. журнала «Локомотив», и пригородные, которым посвящена настоящая статья. Отметим, что трамвай также является МВПС, а после появления скоростных многосекционных трамваев стал полноценным городским электропоездом, но о них было написано в № 1, 2022 г.
Примечание: трамвай и вагоны метро не только относятся к городскому виду МВПС и электропоездам, но и являются основоположниками этого вида транспорта. Обычно их выделяют в отдельную группу транспорта.
Что касается дизель-поездов, то их можно рассматривать как частный случай электропоездов, тем более что в настоящее время они переходят на водородный привод (по сути — на аккумуляторы повышенной емкости) и станут еще ближе к электропоездам. Поэтому далее речь будет идти именно об электропоездах.
Следует сразу отметить, что переход от пассажирского поезда с локомотивом к электропоезду существенно повышает стоимость подвижного состава, поэтому нужны веские причины для этого. Именно в силу таких доводов первым был электрифицирован трамвай (Берлин, 1881 г.), затем вагоны метрополитена (Будапешт, 1896 г.), где задачи экологичности и габарита выступали на первое место. В США изобретателем электропоезда считают Ф. Спарга, получившего в 1895 г. патент на «принцип синхронного управления несколькими моторвагонными секциями одним машинистом из одной кабины», примененного в 1897 г. в метрополитене Чикаго.
Достаточно скоро наряду с экологичностью электропоезда выявили и другие свои неоспоримые преимущества в городском и пригородном движении: небольшие расстояния с большим количеством остановок требовали хорошего ускорения и торможения. Если пассажирский поезд дальнего следования может ускоряться достаточно медленно (0,1 — 0,3 м/с2), то пригородный поезд ускоряется гораздо быстрее (0,8 — 1,5 м/с2), а тормозит с замедлением 1,2 —2,0 м/с2.
Большие ускорения ограничены комфортом стоящих пассажиров. Для сравнения: ускорение самолета при взлете — 2 м/с2, ускорение свободного падения — 9,8 м/с2. Локомотивная тяга (не только паровозная, но и электровозная) такие ускорения развить не позволяет, поэтому настоящая эра пригородного движения начинается с массового внедрения электропоездов. Высокие платформы также были необходимы для повышения скорости пригородного движения путем сокращения времени посадки и высадки пассажиров (на менее напряженных «нестоличных» участках движения используются низкие платформы).
Может возникнуть вопрос, а зачем тогда нужны электропоезда для скоростных поездов дальнего следования, где ускорение не является лимитирующим? Скоростные электропоезда на самом деле часто являются поездом с двумя локомотивами в виде двух головных вагонов с кабинами управления по концам состава. А исполнение как единого поезда больше связано с обтекаемостью поезда и другими нетяговыми функциями управления.
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ПРИГОРОДНОГО ДВИЖЕНИЯ
В эпоху паровозной тяги пригородному движению уделялось мало внимания — перевозка грузов и пассажиров осуществлялась между городами, хотя эти расстояния зачастую были меньше нынешних пригородных.
Первый этап развития пригородного движения связан с модой конца XIX века на дачные поселки, на выезд горожан «среднего класса» на природу. Поезда так и назывались — дачные. Из рис. 1 видно, что уже в конце XIX века решалась задача стыковки различных видов городского транспорта. В СССР термин «пригородный поезд» появился только в 1935 г.
Дачные перевозки красочно описаны в юмористических рассказах Антона Павловича Чехова, а за границей — в рассказах Джерома К. Джерома. Мало кто знает, но самая узнаваемая еврейская мелодия «Семь-сорок» непосредственно связана с пригородным движением: 7:40 — это время прибытия пригородного «рабочего» поезда, о котором и поется в шуточной песне.
В Москве по адресу 2-й Верхний Михайловский проезд (бывший дачный), дом 2 сохранилась самая первая в России дача — подарок («дача») императрицы Екатерины Великой графу А.Г Орлову.
В России ярким примером дачных перевозок следует считать Окружную железную дорогу (Малое кольцо Московской дороги): кольцевая дорога длиной в 54 км, построенная к 1907 г. для организации грузового движения, имела 14 пассажирских станций для дачников. Пригородный поезд отправлялся с Белорусского вокзала. С расширением города дачные поселки переносились дальше от Москвы, и в 1930 г. пригородное движение по кольцевой дороге прекратилось.
Вновь пассажирское движение возобновилось только в 2016 г., но уже не как пригородное, а как внутригородское: Московское центральное кольцо (МЦК). Интересно, что при постройке станции метро «Ленинский проспект» в центре зала была предусмотрена лестница для перехода на МЦК еще в 1962 г. Лестница заканчивалась тупиком.
В России первую коммерческую железную дорогу общественного пользования между Санкт-Петербургом, Царским Селом и Павловском (1837 г., 27 км) можно назвать именно пригородной. Ее даже часто называли «увеселительной». Далее железные дороги в России развивались, прежде всего, для перевозки грузов и пассажиров на большие расстояния.
К паровозам дачных поездов предъявлялись особые требования: хорошее ускорение, хорошая динамика при трогании с места, устойчивая езда в обоих направлениях («одинаково спокойный ход при езде вперед и назад»). Для этих целей были разработаны паровозы серии Я (Ярославской железной дороги). Позже наиболее подходящим оказался паровоз серии С Сормовского завода. Все вагоны были III класса, достаточно удобные для коротких поездок. В составе было 1 — 3 вагона, что обеспечивало хорошее ускорение.
Развитие железнодорожного транспорта способствовало строительству заводов и фабрик на свободных местах вокруг городов, появлялись рабочие поселки, с которыми требовалось сообщение. С развитием промышленности стала принципиально меняться роль пригородного сообщения.
Первые пригородные электропоезда в России планировалось пустить еще до революции на участке Петроград — Ораниенбаум («Ораниенбаумская электрическая линия» — «Оранэла») общей длиной в 66 км. Частично проект был реализован, но после революций 1917 г. был закрыт. Позже оборудование и даже рельсы были демонтированы и отправлены в Баку. Электропоезд до Ораниенбаума был запущен только в 1933 г.
Электропоезда первой пригородной дороги были больше похожи на трамвай и даже изготавливались на трамвайном заводе «Феникс» в г. Риге, ставшим в СССР знаменитым Рижским вагоностроительным заводом. Электропоезда Оранэла пригодились на линии длиной 19 км между Баку и нефтяными районами Сабунчи и Сураханы (рис. 2), открытой в 1926 г. Прицепные вагоны изготавливались в Брянске на заводе «Красный Профинтерн» (ныне — это Брянский машиностроительный завод, выпускающий тепловозы). Первые электропоезда подняли скорость в 2,5 раза. Кстати, 1926 г. можно считать годом рождения сленгового термина «электричка», появившегося в газетах.
Существенный рост пассажирских перевозок на участках Москва — Мытищи — Пушкино потребовал отказаться от паровозной тяги и перевести пригородное движение на электрическую тягу, чему способствовал план ГОЭЛРО 1921 г. Большое число промежуточных остановок, связанное, в том числе, с большой популярностью этого направления для дач, не позволяло использовать электровозы из-за их низкого ускорения и торможения. Решено было перейти на пусть и более дорогие, но гораздо более эффективные в пригородном движении электропоезда.
В 1930 г. открыто первое в РСФСР пригородное движение электропоездов с Ярославского вокзала до Мытищ (18 км), сократившее время в пути с 1 ч до 30 мин. 33 электропоезда заменили 43 паровоза и около 400 пригородных пассажирских вагонов! Притом, что скорость первых электропоездов была меньше 30 км/ч.
Успешная эксплуатация первого электрифицированного участка привела к электрификации всего пригородного движения Москвы. В 1933 г. электрички пошли по горьковскому направлению до станции Обираловка (теперь станция Железнодорожная), в 1935 г. — по рязанскому, в 1937 г. — по курскому. Электрификация в Подмосковье велась и во время войны (1943 — 1945 гг.).
Пригородные электропоезда стали распространяться по всей стране, прежде всего в пригородах Ленинграда (теперь — Санкт-Петербурга) и на Северном Кавказе.
Первые пригородные электропоезда (рис. 3) были построены на Мытищинском вагоностроительном заводе в 1929 г. (позже завод перешел на выпуск вагонов метро, которые с успехом выпускает и в настоящее время). Электропоезд получил серию С как принадлежавший Северной железной дороге. Электродвигатели (как и для первых электровозов) изготавливал завод «Динамо». Электрооборудование производилось фирмой «Виккерс» (Англия). К моменту выпуска первых вагонов метро Мытищинский завод научился делать собственное электрическое оборудование (кроме воздушных компрессоров).
Первоначально вагоны обозначались как ЭМ (электромоторный) и Э (электровагон). Было построено девять трехвагонных электропоездов. Позже появились серии Св, Сд, См, С^1 и др. Но самой знаменитой стала серия С₽ производства Рижского завода РВЗ (с 1946 г.), проработавшей на железных дорогах до конца 1980-х годов.
С 1957 г. начинается эпоха электропоездов серии ЭР (электропоезд Рижский): которые выпускались до 1991 г. На взгляд автора, дизайн ЭР1, первых ЭР2 и ЭР9 — самый красивый (рис. 4), хотя обтекаемость и красота делали кабину более тесной. Позже дизайн электропоездов РВЗ был изменен в пользу более технологичного, но менее красивого. В середине 1960-х появляется принципиально другие электропоезда серии ЭР22 повышенной комфортности с тремя дверьми, мягкими сидениями и яркой окраской, но имевшие недопустимо большую нагрузку на ось: 22 тс вместо 16 тс у ЭР2.
После распада СССР в России основным производителем пригородных электропоездов стал Демиховский машиностроительный завод (ДМ3), выпускающий в настоящее время две серии — ЭП2Д и ЭПЗД, соответственно, для постоянного и переменного тока, имеющие современный обтекаемый дизайн. Выпуск электропоездов серии ЭГ2Тв «Иволга» наладил Тверской вагоностроительный завод. На заводе «Уральские локомотивы» выпускаются электропоезда разработки компании Siemens «Ласточка» (ЭС2ГП).
ЗАРУБЕЖНЫЕ ПРИГОРОДНЫЕ СИСТЕМЫ
В настоящее время пригородное железнодорожное движение рассматривается как одна из основополагающих систем мегаполисов, создающая единый промышленный и социальный фундамент развития экономики регионов и даже страны в целом. Понятие «мегаполис» прочно включает в себя все пригороды. Рассмотрим несколько наиболее ярких примеров зарубежного опыта.
RER — Reseau Express Regional d’lle-de-France (Сеть экспрессов Иль-де-Франс): пригородная сеть электропоездов Парижского региона, на который приходится 2 % территории Франции и 55 % ВВП страны. RER объединяет пригородные наземные железнодорожные линии и городские (внутри Парижа) подземные линии, построенные или реконструированные в период 1960 — 1990 гг. Вся сеть состоит из пяти линий, 33-х станций внутри Парижа и 224-х станций в пригороде. Общая протяженность — 617 км, из них 77 км под землей.
Внутри Парижа имеются удобные пересадки на линии метрополитена. В результате даже не всегда понятно — находишься ли ты в метро или пригородном поезде (рис. 5), чему также способствуют единая система билетов и типовой интерьер станций. RER пользуется очень высокой популярностью, а по объему перевозок уступает только линиям Японии и Сеула.
У RER есть линия и из аэропорта «Шарль де-Голь», что невероятно удобно: приход электропоездов в аэропорты поменял качество воздушных перевозок, сделав их чуть ли не частью городской транспортной инфраструктуры. Опыт Москвы (Аэроэкспресс в аэропорты «Домодедово», «Внуково», «Шереметьево») и Сочи также свидетельствует, что отсутствие пригородного сообщения
электропоездами ставит любой аэропорт в число «устаревших» и даже «второсортных».
Другой яркий пример интеграции пригородного движения в городскую инфраструктуру — S-Bahn: одна из старейших в мире Берлинская городская и пригородная железнодорожная система (принадлежит федеральной железнодорожной компании Deutsche Bahn). Она состоит из 16 линий и 168 станций на полигоне в 340 км, из которых 83 км и 36 станций находятся внутри города, и включает одну кольцевую линию, построенную еще 1871 г., находившуюся в тот период за пределами Берлина. Она полностью была электрифицирована к 1930 г.
Бурное развитие S-Bahn началось в 1990 г. после «падения Берлинской стены». В том числе проложена линия до аэропортов «Шёнефельд» и «Бранденбург». Очень большое внимание уделяется интеграции S-Bahn с U-Bahn — Берлинским метрополитеном.
Самая крупная, хотя и молодая (развивается с 1974 г.), система пригородного движения, интегрированная с городским метрополитеном — это «Судоквон чончхоль»: внеуличный транспорт сеульского столичного региона (Южная Корея). Содержит 23 линии (724 станции) на полигоне 1173 км. Дневной объем перевозок — более 7 млн пассажиров. Имеет связь с самым крупным в Корее аэропортом Инчхон. В Сеуле нет единого управления всеми линиями, но имеется единая система оплаты проезда и билетов.
МОСКОВСКИЕ ДИАМЕТРЫ
Исторически большинство железнодорожных направлений в Москве заканчивалось тупиковыми вокзалами на тогдашней границе города. При этом пригородное движение представлялось целесообразным делать сквозным для доставки пассажиров не только на вокзал, но и на промежуточные остановки. Поэтому уже в 30-е годы XX века отмечалась необходимость «диаметров». Предлагалось проложить тоннели, в том числе для Курско-Октябрьского диаметра, а под Каланчевской площадью сделать станцию пригородных поездов. Эти тоннели тогда называли «трасса глубокого ввода». Трудности стыковки с тоннелями метро не дали реализовать эти трассы.
Транспортные недостатки кругового устройства Москвы породили даже проекты параболического развития Москвы. К этой идее 1930-х годов возвращались еще в 1970-е. Все идеи были приостановлены Второй мировой войной. Но один диаметр все-таки существовал: между Белорусским и Курским вокзалами. Так, через Каланчевку следовала часть электричек, но настолько медленно и с долгими остановками, что положительным тот опыт назвать было нельзя.
В пользу диаметров свидетельствовал и мировой опыт, в том числе RER и S-Bahn. Поэтому в генеральном плане развития Москвы 1971 г. появился пункт «развитие в пределах города сети маршрутов пригородных электропоездов», но уже без строительства тоннелей. Этому решению способствовал второй (после XIX века) бум дачного строительства1960-х годов. Но только в 2008 г. правительство Москвы и ОАО «РЖД» согласовали генеральную схему развития Московского железнодорожного узла. Первым в 2016 г. запустили Московское центральное кольцо.
К практической реализации идеи московских центральных диаметров при максимальном использовании уже существующих линий вернулись только в 2019 г. Первая очередь МЦД (МЦД-1) — это Одинцово — Лобня. МЦД-2: Нахабино — Подольск. МЦД-3: Зеленоград — Раменское. МЦД-4: Железнодорожный — Апрелевка. МЦД-5: Пушкино — Домодедово.
МЦД и МЦК позволили существенно разгрузить тупиковые вокзалы и их станции метро. Более 60 % пассажиров метро ушли на МЦК: Кольцевая линия разгрузилась на 15 %, Сокольническая — на 20 %. На 30 % снизилась нагрузка на Казанский и Рижский вокзалы, на Курский — на 40 %, на Ярославский и Ленинградский — на 20 %. Одновременно малонагруженные станции метро увеличили свой пассажиропоток. Например, Кутузовская — в 3,5 раза. При этом себестоимость перевозок МЦД и МЦК ниже на 40 %, чем у метро. Интеграция с метрополитеном даже при не самых удобных пересадочных узлах привела к резкому росту нового вида городского транспорта.
Развитие МЦК сподвигло и к новому жилищному строительству в ранее плохо доступных районах Москвы (Московская окружная дорога как грузовая строилась как раз в неудобных для проживания районах, составляющих более трети всего кольца).
Таким образом, 11 радиальных линий, малая и большая кольцевые линии, 14 действующих ответвлений от радиальных направлений московского узла становятся частью единой транспортной системы мегаполиса (рис. 6 — 8).
Москва, как мегаполис, входит в рейтинги самых развитых мировых столиц: в топ-5 лучших городов мира, в топ-50 наиболее перспективных центров экономического роста, в топ-3 мировых мегаполисов по развитию транспортной системы. Таким образом, накопленный в России опыт интеграции пригородного движения в транспортную систему мегаполиса следует тиражировать во всех регионах, имеющих развитую пригородную структуру: Санкт-Петербург, Нижний Новгород, Самара, Ростов-на-Дону, Екатеринбург, Челябинск, Красноярск, Хабаровск, Владивосток и многие другие. Главное условие — это рост промышленного производства.
