Основные этапы развития пассажирских перевозок[3]
В истории развития ГМПТ различаются пять периодов: конной, паровой и электрической тяги, автомобилизации и современный период — период возрождения МПТ в условиях научно-технического прогресса с внедрением электронной техники и автоматизации. Диаграмма распределения этих периодов в историческом времени показана на Рис.19.
1. 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 XVIIв. было организовано регулярное движение конных повозок как средства междугородного транспорта
Рис. 19.Исторические этапы развития ГМПТ
.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 намного дешевле, чем внутри кузова.
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. В начале XIX в. во всем мире не было ни одного города с населением 1 млн. человек. Однако уже в середине XIX в. в Лондоне насчитывалось уже более 2-х млн.человек.,. в Париже — более 1,5 млн. Около 0,5 млн. населения было в Нью-Йорке, Петербурге, Вене, Берлине и других городах.. В середине XIX в. появились города «миллионеры». 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 экипажами.
Конки вмещали около 40 пасс, 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.
Появление конки позволило незначительно разрешить транспортную проблему крупных городов Пассажиропоток, использующий конные экипажи, требовал больших площадей улиц. Удельная площадь проезжей части, приходящаяся на одного пассажира конного экипажа была сравнительно велика, вследствие его небольшой пассажировместимости. Примерно в 10 раз превышала удельную площадь улицы, приходящуюся на одного пассажира современного трамвайного вагона. В результате узкие улицы крупнейших городов второй половины ХIХ в. оказались перегруженными конным транспортом.
2. Период паровой тяги. В связи с перегрузкой улиц конным транспортом были предприняты попытки применения на городском транспорте паровой тяги, к тому времени уже известной на железнодорожном транспорте. В целях разгрузки уличных транспортных магистралей появились первые городские железные дороги с паровой тягой в середине XIX в. в Англии. В Лондоне они были проложены вне уличной сети в подземном исполнении— 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 столичных городах. Линии метрополитена Берлина были проложены на насыпи, 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 O’Tram и получили название Tram-Way (дорог 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. Паровая тяга по сравнению с конной отличалась более высокой экономичностью и провозной способностью. Паровичок мог тянуть за собой несколько вагонов. И тем не менее появление паровых городских железных дорог объясняется только тем, что во второй половине XIX в. не знали еще других видов тяги, способных решить транспортную проблему больших городов. Паровички сильно загрязняли воздух, были Пожаро опасны и имели низкие динамические показатели (ускорение при пуске и скорость движения). Особенно неблагоприятные условия создавались при использовании их на линиях подземных метрополитенов вследствие трудностей вентиляции тоннелей. Поэтому после изобретения вращающихся электрических машин и методов передачи электрической энергии на расстояние были предприняты попытки использования их для целей тяги.
3. 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 электроавтобусы. Один из первых трамвайных вагонов с питанием от контактного провода показан на Рисунке 25. 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. Токосъем с контактного провода производился специальной токосъемной кареткой, соединенной с вагоном гибким тросом. Позднее появились более совершенные токоприемники — сначала дуговой, а затем и пантографный. ТЭД 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 питание от городских энергосистем через тяговые преобразовательные подстанции.
Первый в России электрический трамвай был пущен в 1892 г. в Киеве, затем в 1894 г. — в Казани, в 1896 г. — в Нижнем Новгороде, в 1897 г. — в Екатеринославе и Курске, в 1898 г. — в Орле и Севастополе, в 1899 г. — в Москве и других городах. Всего в дореволюционной России было 35 трамвайных предприятий; в настоящее время их более 100
Электрическая тяга намного экономичней и гигиеничней паровой и позволяет создавать мощный подвижной состав большой вместимости с высокими динамическими показателями.
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.
Метрополитен – первый отечественный был открыт в Москве в 1935 г.. В настоящее время в России действуют уже восемь метрополитенов: в Санкт- Петербурге, Москве, Самаре, Нижнем Новгороде, Казани, Омске, Екатеринбурге и Новосибирске. На рубеже 90-х годов прошлого века принято решение о строительство метрополитенов в Уфе, Челябинске и Красноярске.
Первый троллейбус. 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. Скользящие контакты обеспечивают 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 ГМПТ предъявляют особенно высокие архитектурно-градостроительные требования
Первый отечественный троллейбус появился на улицах Москвы в 1933г. Серийно выпускаемая модель отечественных троллейбусов – ЗиУ-9
4. Период автомобилизации Период развития пассажирского транспорта с двигателями внутреннего сгорания (ДВС) или, как его называют, период автомобилизации, начался в 20-х годах XX столетия, но ее темпы за исключением США, были в это время еще невысокими. Массовое развитие автомобилизация получила в 50-х годах после второй мировой войны. Она продолжается и в настоящее время. Мировой автомобильный парк насчитывает около миллиарда единиц и непрерывно растет (В1980г было 380млн.) Численность пассажирского подвижного состава (автобусов и легковых автомобилей) превышает 600 млн. единиц. (462,1млн. по данным журнала «Мировая экономика и международные отношения» №8, 1999г.) Из них легковых автомобилей насчитывается более 500 единиц. Ежегодный выпуск их всеми странами мира превышает 40 млн. штук (2000 г.–41 499 154 шт.) 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 более 200 км/ч. Благодаря этим преимуществам автомобиль завоевал и продолжает завоевывать современные города.
Впервые требования к автобусу как к транспортному средству, предназначенному для перевозки пассажиров, были сформулированы спустя 20 лет после появления автомобиля.
Первый автобус ГАЗ -03-30 Горьковский автомобильный завод выпустил в 1936г.
Ярославский государственный автомобильный завод (ЯАГЗ) – так он назывался с 1926 по 1936 г. – одновременно с грузовиками организовал выпуск шасси для автобусов и троллейбусов, в том числе и двухэтажных.
С 1936 по1941 г. в Ярославле было изготовлено около тысячи троллейбусов.
Современный период характерен активным внедрением на транспорте электроники, современных информационных и навигационных технологий. Вместе с совершенствованием традиционных видов транспорта появляются новые, не традиционные виды транспорта и транспортные системы. К не традиционным транспортным системам относятся, например, ноосферные транспортные системы, в том числе струнные транспортные системы (СТЮ). Разрабатываются и внедряются самолеты типа «ЭКИП», экранопланы, суда на воздушной подушке, дирижабли и т. д.