Развитие тяжеловесного движения позволит осваивать растущий грузопоток. ОАО "Российские железные дороги" в течение многих лет системно развивает технологии тяжеловесного движения. Повышение весовых норм позволяет увеличить провозную способность и повысить эффективность работы железных дорог в рыночных условиях, поэтому является одним из приоритетных направлений в деятельности компании.

Сергей Кобзев, старший вице-президент – главный инженер ОАО "РЖД"Вес грузового поезда стал одним из основных индикаторов технического и технологического развития железных дорог. Так, если в 1970 году он составлял 2574 тонны, то в 1988 году, когда объемы перевозок были максимальными, увеличился на 21% и достиг 3120 тонн. По итогам первого полугодия этого года средний вес поезда составляет уже 4044 тонны, на 30% больше, чем в 1988 году.

Развитие тяжеловесного движения – задача комплексная. Она реализуется по ряду направлений. Так, освоено серийное производство локомотивов нового поколения, обеспечивающих вождение поездов повышенной массы и длины, запущены в обращение поезда массой 7100 тонн на направлении Кузбасс – Дальний Восток, освоено также формирование и вождение сдвоенных поездов массой 12 600 тонн и 14 200 тонн. Активно развиваются и полигонные методы управления перевозочным процессом, позволяющие эффективно организовать продвижение тяжеловесных маршрутов на основных направлениях. Совместно с нашими ведущими институтами проведен ряд исследований процессов взаимодействия пути и подвижного состава.

Необходимо отметить, что тяжеловесное движение получило значительное развитие в разных странах на всех континентах: Австралия, США, Китай, Индия, Бразилия, ЮАР, Канада, Швеция, Норвегия. Но пока по ряду позиций мы уступаем показателям, которые демонстрируют зарубежные железнодорожные компании.

27 июля 2016 года на заседании Научно-технического совета ОАО "РЖД" определены направления и мероприятия по развитию тяжеловесного движения, которые планомерно реализуются. Эти решения продиктованы динамичным изменением географии грузопотоков, в первую очередь увеличением объемов перевозок на Восточном полигоне сети, а также структурой грузопотоков, где доля "тяжелых" грузов (уголь, нефтегрузы, руда, металлы, удобрения и другие) в 2015–2016 годах достигла 70%.

Первым этапом стали разработка и внедрение грузовых вагонов с нагрузкой 25 тс. Наша совместная работа с вагоностроителями позволила создать образцы инновационных вагонов. Проведены испытания нового подвижного состава, исследовано его взаимодействие с инфраструктурой. В настоящее время практически все вагоностроительные предприятия освоили выпуск вагонов с нагрузкой 25 тс. Парк таких вагонов постоянно растет, количество различных моделей грузовых вагонов достигло уже 57 наименований. По данным на 1 сентября этого года, их эксплуатировалось на сети дорог почти 80 тыс., а доля их в эксплуатационном парке вагонов страны составляет уже 8%.

Очевидно, что осваивать растущие объемы перевозок в соответствии с потребностями экономики только за счет экстенсивного наращивания пропускных способностей и реализации капиталоемких проектов нерационально, так как этот путь требует значительных инвестиций. В этой связи принципиальную важность приобретает выбор наиболее экономически эффективных технических и технологических решений, обеспечивающих повышение результативности перевозок.

Мировой опыт организации тяжеловесного движения показывает, что определить оптимальную величину осевой нагрузки возможно только при помощи исследований и оценки экономической эффективности. Такой подход позволяет взвешенно подходить не только к технической стороне дела, к оценке возможностей инфраструктуры, но и к экономическим вопросам: просчитывать необходимые затраты и ожидаемые эффекты.

В настоящее время на участке Качканар – Смычка Свердловской железной дороги организованы работы по исследованию состояния инфраструктуры, оценке накопления расстройств верхнего строения пути и деформаций земляного полотна, искусственных сооружений при воздействии на путь составов, сформированных из вагонов с нагрузкой 27 тс.

Важно обеспечить безопасность движения поездов при эксплуатации таких вагонов, поэтому план мониторинга состояния инфраструктуры включает в себя 4 этапа: летний, осенний, зимний и весенний периоды. Необходимо получить информацию о состоянии инфраструктуры во всех климатических периодах, в том числе в условиях наибольшей нестабильности в период переходов осень-зима, зима-весна.

На участке Каменск-Уральский – Богданович той же дороги проводятся испытания по оценке основного удельного сопротивления движению, определению коэффициента изменения воздействия на путь, а также по технологии вождения поездов, сформированных из вагонов с нагрузкой 27 тс.

При этом ставится задача определить критическую массу и проверить длину тормозных путей состава поезда, продольную динамику и воздействие на путь при выполнении экстренных торможений. Головным исполнителем работ стало АО "ВНИИЖТ", в испытаниях также принимают участие такие ведущие институты и испытательные центры, как АО "ВНИКТИ", НИИ мостов, Российский университет транспорта (МИИТ), ООО "ТИЦ ЖТ" и ООО "ИЦ ВЭИП".

В результате испытаний мы должны получить комплексную оценку эффективности повышения осевой нагрузки с учетом множества факторов: затрат на содержание инфраструктуры и локомотивного парка, топливно-энергетических ресурсов, повышения пропускной способности, увеличения объемов перевозок и ряда других.

После испытаний для участков обращения вагонов с осевой нагрузкой 27 тс планируется разработать предложения по внесению изменений в нормативную базу для подготовки земляного полотна и искусственных сооружений к пропуску таких поездов, технические требования к конструкции пути, а также руководства по устройству, текущему содержанию и диагностике путевой инфраструктуры.

Эксплуатационная длина полигонов обращения поездов повышенного веса и длины на начало 2017 года составляла более 21 тыс. км. Обеспечение безопасности движения поездов на маршрутах тяжеловесного движения, безусловно, является приоритетом компании. При этом в фокусе особого внимания – состояние нижнего строения пути и искусственных сооружений, особенно построенных по нормам конца ХIX века – первой половины ХХ века, что является одним из ключевых вопросов организации курсирования вагонов с осевой нагрузкой более 25 тс. Проведенные исследования показывают, что при увеличении осевых нагрузок с 23 тс до 25 тс возрастает напряжение на основной площадке земляного полотна. Постоянная эксплуатация поездов повышенного веса и длины приводит к увеличению интенсивности накопления остаточных деформаций и развитию дефектов земляного полотна. Поэтому особое внимание уделяется вопросам повышения его прочности и устойчивости путем устройства защитных слоев и содержания водоотводных сооружений в рабочем состоянии.

В этой связи сегодня уделяется большое внимание развитию методов имитационного моделирования с целью экспериментального исследования взаимодействия элементов конструкций в сложных технических системах подвижного состава и инфраструктуры в различных условиях эксплуатации, определения новых параметров предельно допустимых сил, а также моделирования работы элементов конструкций пути с определением их предельных состояний.

Развитие тяжеловесного движения неразрывно связано с внедрением полигонных технологий управления локомотивным парком. За прошедшие два года были организованы пять центров управления тяговыми ресурсами. Новая структура позволила обеспечить управление тяговыми ресурсами на принципах максимальной эффективности – исходя из параметров загрузки участков и дислокации парка. В результате средняя протяженность участков безотцепочного следования локомотивов превысила 3500 км: электровозы следуют от станции Иркутск-Сортировочный до станции Хабаровск-2 без отцепок в пути следования.

Одной из основных задач является также обеспечение унифицированных весовых норм грузовых поездов на всем полигоне следования. Это исключает дополнительную маневровую работу на сортировочных станциях, загрузку горловин и приемо-отправочных путей. Также с учетом прогноза устойчивых корреспонденций грузов должны быть детально проработаны вопросы готовности инфраструктуры необщего пользования, погрузочно-разгрузочных устройств, весового хозяйства к работе с вагонами с осевой нагрузкой более 25 тс, в том числе габарита Тпр. Наибольший эффект от использования инновационного подвижного состава достигается в кольцевых маршрутах. В компании определены 29 таких перспективных полигонов общей протяженностью более 7200 км, 9 из них рекомендованы для организации опытной эксплуатации вагонов с осевой нагрузкой 27 тс.

В рамках тяжеловесного движения значительный потенциал повышения производительности локомотивов, снижения удельного расхода электроэнергии и дизельного топлива на тягу поездов имеют прогрессивные технологии, такие как автоведение, расширение полигона внедрения технологии движения грузовых поездов по энергосберегающим "ниткам" графика, вождение сдвоенных поездов локомотивами, оборудованными автоматизированной системой с функцией управления распределенной тягой и системой информирования машиниста, и другие.

По результатам комплексной оценки повышения осевых нагрузок грузовых вагонов предстоит определить основные задачи по развитию инфраструктуры на основе экономически обоснованной оптимизации расходов и капиталовложений с учетом направлений перспективных грузопотоков. И принять взвешенные решения о дальнейших направлениях развития тяжеловесного движения, в том числе и о повышении осевых нагрузок, новых полигонах обращения поездов-тяжеловесов и тарифной политике.