Влияние скоростного железнодорожного транспорта на окружающую среду

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЙ 

(МИИТ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Реферат 

На тему: «Влияние скоростного железнодорожного транспорта на окружающую среду» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Москва 2010 г. 
 

Содержание 

1     История  развития скоростного ж. д.  транспорта 

2     Российские  скоростные поезда 

3     Влияние  на экологию и методы защиты 

4     Заключение 
 
 
 

1 История развития  ж.д. транспорта 
 

Вся история развития железнодорожного транспорта связана  со стремлением к повышению рабочих  скоростей движения поездов, обеспечению  минимального времени нахождения в  пути, увеличению использования провозной  способности магистралей и повышению  комфортабельности пассажиров. 

Еще в 1847 г. в Англии на одном из участков Большой Западной железной дороги протяженностью 92 км пассажирские поезда достигали скорости 93 км/ч. Во Франции в 1890 г. паровоз «Crampton» с поездом массой 157 т развил скорость 144 км/ч. В Германии в 1903 г. первый электрический моторный вагон при испытаниях на участке железной дороги Цоссен—Мариенфельд развил скорость 210км/ч. В 50—60 гг. XX столетия в ряде стран осуществлялись научные исследования и инженерные разработки по созданию высокоскоростных железных дорог, рассчитанных на движение со скоростями свыше 200 км/ч. В настоящее время высокоскоростные железные дороги обеспечивают не только высокую скорость передвижения, но и более высокий уровень надежности и безопасности, комфорта, экономичности. Супер поезда, построенные на основе новейших технологий, способные развивать скорость в 300—350 км/ч, успешно конкурируют с автомобильным транспортом и авиацией. 

Высокоскоростной  наземный транспорт (ВСНТ) в современном  понятии — это железнодорожный  транспорт, обеспечивающий движение поездов  со скоростью более 200 км/ч. ВСНТ осуществляется либо колесным подвижным составом по рельсовому пути, либо бесконтактным  способом, когда для тяги и торможения применяется линейный электрический  привод, а для создания условий  движения — магнитный подвес, так  называемый левитирующий транспорт. 
 
 

2 Российские скоростные  поезда 
 

Как известно, в нашей  стране в середине 70-х гг. прошлого столетия был создан скоростной поезд  ЭР200 (рис. 5.33), развивающий на отдельных  участках скорость движения 200 км/ч, который  с 1984 г. находится в коммерческой эксплуатации на линии Санкт-Петербург—Москва. Позже был изготовлен еще один состав поезда ЭР200. Для того времени  эти поезда вполне отвечали передовым  техническим требованиям. 
 
 
 

Однако в последующем  практическое развитие ВСНТ было заторможено, хотя теоретические исследования проблемы высокоскоростного движения продолжались. Лишь в 1988 г. принята государственная научно-техническая программа, которая включала проблему создания системы и технических средств наземного рельсового транспорта для пассажирских перевозок со скоростью до 350 км/ч. В 1989—1991 гг. были проведены технико-экономические исследования по созданию высокоскоростной магистрали (ВСМ) Центр—Юг (Санкт-Петербург—Москва—Крым и Кавказ), а в качестве первоочередного шага — сооружение ВСМ Санкт-Петербург—Москва. 

 С 1992 г. проводится  работа по составлению технического  задания на проектирование российского  высокоскоростного поезда, получившего  название «Сокол». Этот поезд  будет эксплуатироваться на скоростных линиях железных дорог России со скоростями до 160— 200 км/ч, хотя он рассчитан на 250—350 км/ч, до сооружения ВСМ Санкт-Петербург—Москва. 

Моторвагонный состав поезда «Сокол» (рис. 5.34) формируется из трехвагонных секций: базовый 12-вагонный вариант составлен из четырех секций. 
 
 

3 Влияние на экологию  и методы защиты 
 

Для колесного подвижного состава используется традиционный рельсовый путь, в который укладывается, как правило, усиленная путевая  решетка, а для левитирующего ВСНТ создается специальная путевая структура. При контактном ВСНТ прокладка пути, как правило, осуществляется на поверхности земли, а иногда возводятся путепроводы. Для левитирующего транспорта обычно строят искусственные сооружения (эстакады), на которых создают путевую структуру со станциями и ограждениями. Стоимость такой путевой структуры значительно выше, чем в случае рельсового транспорта. ВСНТ с магнитным подвесом является наиболее перспективным и экологически чистым, а также самым бесшумным. При его проектировании и определении стоимости строительства и эксплуатации исходят из позитивных влияний на уровень затрат следующих факторов: высокий темп и экономичность сооружения; большая степень стандартизации и взаимозаменяемости элементов и узлов пути, его надежность, стабильность, долговечность; предельная индустриализация изготовления путевых конструкций; возможность механизации и автоматизации процессов сборки, отладки и пуска в эксплуатацию всей системы. Большим преимуществом левитирующего транспорта по сравнению сконтактным является более высокая степень безопасности и возможность максимальной автоматизации движения. 
 

4 Шум и вибрация  при движении поездов 
 

Шум от поездов вызывает негативные последствия, выражающиеся прежде всего в нарушении сна, ощущении болезненного состояния, в изменении поведения, увеличении употребления лекарственных препаратов и т. д. Нарушение сна может иметь различные формы: удлинение периода засыпания, пробуждения во время сна, ухудшение качества сна, т. е. переход от глубокого сна к более легкому, поверхностному. Мгновенные прерывания сна учащаются с увеличением частоты и силы звука. При равном акустическом показателе шум от поездов вызывает в 3 раза меньше нарушений сна, чем шум от автомобилей. На сон влияет не только уровень шума, но и число его источников. 

Восприятие шума поездов зависит от общего шумового фона. Так, на заводских окраинах городов  он воспринимается менее болезненно, чем в жилых кварталах. Шум  от вокзалов и особенно сортировочных  станций вызывает более негативные последствия, чем шум от обычного движения поездов. 

Шум железной дороги заглушает человеческий голос, он мешает при просмотре и прослушивании  теле- и радиопередач. Как показали результаты анкетирования, шум поездов  в большей степени препятствует восприятию речи, чем шум от автомобильного движения. Это объясняется, прежде всего, продолжительностью шумового эффекта, вызываемого движением поезда. Шум  может стать причиной стрессового  состояния, характеризующегося повышением активности центральной и вегетативной нервной систем. О приближении  пассажирского и тем более  грузового поезда известно задолго  до его появления - по шуму, знакомому  всем перестуку колес, железному  лязгу. Через города и поселки, по берегам тихих рек, заповедным местам днем и ночью идут составы. И это  отнюдь не благотворно воздействует на людей, животный мир природы и  даже на ее растительный наряд. 

Исследователями получены характеристики шумов всех категорий  поездов в зависимости от скорости и интенсивности их движения, данные по шуму грузовых дворов и станций, депо, тяговых подстанций и других объектов железнодорожного транспорта. 

Шум поезда слагается  из шума локомотива и вагонов. При  работе тепловозов наибольший шум отмечается у выпускной трубы двигателя, где уровни звукового давления достигают 100–110 дБА. Даже на расстоянии 50 м от оси крайнего пути наружный шум тепловоза составляет 83– 89 дБА. 

Основным источником шума вагонов являются удары колес  на стыках и неровностях рельсов, а также трение поверхности катания  и гребня колеса о головку рельса. Качение колес по сварному рельсу без выбоин и волнообразного износа приводит к образованию шума в  широком диапазоне частот. При  этом уровни и частотный спектр шума зависят от состояния рельсового пути и колес, а также от возбуждаемых в них колебаний. Дефекты поверхности  рельсов вызывают вибрации и удары, снижают устойчивость рельсов и  верхнего строения пути в целом, приводят к износу подвижного состава и  повышению уровня шума на величину до 15 дБА. Стыки рельсов вызывают ударный шум с повышением его уровня до 10 дБА. К таким же результатам приводят различные неровности, выбоины и нарушения кривизны поверхности катания и гребня колес. При движении в кривых малого радиуса иногда возникают скрежущие шумы. Такие же шумы наблюдаются и при пользовании дисковыми тормозами. 

При движении поезда со скоростью 70 –80 км/ч по рельсам, уложенным  на деревянных шпалах, звуковое давление у колес составляет 125–130 дБ, а  по рельсам, лежащим на железобетонных шпалах, - всего на 1– 2 дБ больше. В  зависимости от скорости движения шум  возрастает в среднем для пассажирских поездов на 0,37 дБ, для грузовых на 0,3 дБ и для локомотивов на 0,23 дБ при увеличении скорости на 1 км/ч. Уровни звука от пассажирских, грузовых и  электропоездов при скорости движения 50–60 км/ч составляют 90– 92 дБА. 

Предельно допустимый уровень шума, создаваемого вагоном  при движении, должен быть не более 80 дБ на расстоянии 50 м от железной дороги, а от проходящих скоростных поездов  в населенных местах не должен превышать  уровня, указанного в Строительных нормах, Правилах защиты от шума и ГОСТ ССБТ «Шум». 

Высокий уровень  и среднечастотный характер колесного  шума поезда по санитарной оценке весьма неблагоприятны и требуют эффективных  мер его снижения. Однако применяемые  на практике методы и приемы пока не дают заметного эффекта. Так, общее  снижение шума в результате укладки  бесстыкового пути и установки резиновых прокладок между рельсами и шпалами составляет всего 6–12 дБА. В то же время волновой износ рельсов повышает шум на 20 дБА. Резиновые прокладки в колесах на железнодорожном транспорте не применяются. 
 
 
 

Заключение 

Проблема развития высокоскоростного экологически чистого  наземного транспорта носит общенациональный характер. Ее решение позволило бы существенно улучшить ситуацию с организацией перевозок пассажиров на основных на-правлениях сети железных дорог, обеспечить увеличение пассажирооборота, сократить потребность в подвижном составе и в результате поднять престиж отечественных железных дорог и государства в международном аспекте. 

Наиболее эффективным  методом решения этой проблемы является научно-техническое планирование и  управление комплексом решаемых задач  на базе Федеральной целевой программы. 

Россия занимает четвертое место в мире по пассажирообороту железнодорожного транспорта и не имеет  высокоскоростного сообщения. Лидирующее положение по пассажирообороту в  высокоскоростном движении занимает Япония (около 75 млрд. пасс-км в год). В странах  европейского сообщества (Франции, Германии, Великобритании, Италии, Испании, Швеции) общий пассажирооборот в высокоскоростном движении составляет около 45 млрд. пасс-км в год. Из года в год пассажирооборот в высокоскоростных перевозках увеличивается, т.е. его популярность растет. Всего в эксплуатации на зарубежных железных дорогах по состоянию на начало 2000 г. находилось 13375 вагонов высокоскоростного пассажирского состава, из них около 45% в моторвагонном исполнении.