Vozidlový park souprav Velaro pro široký rozchod znamená opětné spuštění ruského programu VYSOKORYCHLOSTNÍ ŽELEZNIČNÍ DOPRAVY Alexander Nazarov, Oleg Nazarov a Marion Protze*
* Alexander Nazarov je prvním ředitelem odboru technické politiky u společnosti RŽD. Olej Nazarov je náměstkem ředitele Všeruského výzkumného ústavu železnic a Marion Protze je ředitelka projektu High Speed CIS (vysokorychlostní doprava ve Společenství nezávislých států) za společnost Siemens AG.
Model ve skutečné velikosti představující koncový vůz soupravy Velaro RUS je vystaven na moskevském terminálu v Petrohradě.
Firma Siemens dodá Ruským drahám osm souprav vysokorychlostních vlaků Velaro RUS pro spoje z Moskvy do Petrohradu a Nižného Novgorodu
V roce 2009 budou cestující na vlajkové lodi Ruských drah, kterou je trať Moskva-Petrohrad, prvními pasažéry v Rusku, kteří se svezou soupravou Velaro RUS. Širokorozchodná verze souprav Velaro od firmy Siemens, které jsou stylovou vysokorychlostní vlakovou soupravou, přinese na ruské koleje bezprecedentní standardy z hlediska rychlosti a cestovního komfortu. Ruské dráhy (OAO RŽD) a Siemens AG podepsaly 18. května 2006 smlouvu, podle níž uvedená německá společnost vyvine a dodá osm vysokorychlostních vlakových souprav. Tyto soupravy budou nasazeny na tratích Moskva-Petrohrad a Moskva-Nižnij Novgorod. Obě společnosti v současné době vedou jednání o příslušné smlouvě, jejíž hodnota je zhruba 300 milionů EUR a podle které bude Siemens zajišťovat údržbu vlaků po dobu 30 let. Vysokorychlostní železniční doprava byla v Rusku zahájena v roce 1984 na trase dlouhé 650 km mezi Moskvou a Petrohradem s využitím vysokorychlostních vlaků vlastního ruského provedení známých jako ER200. Tyto vlaky měly povolenou rychlost 200 km/h, což vedlo k zavedení jízdní doby mezi těmito dvěma městy 4 hodiny 39 minut v roce 1986. Od té doby byla provedena modernizace trati a kolejí, což umožnilo 5. srpna 2006 zkrátit jízdní dobu mezi těmito dvěma městy na pouhých 3 h 55 min, přičemž denní spoje s jízdní rychlostí 200 km/h jsou zajišťovány třemi soupravami ER200 a jedním vlakem Něvskij expres, který je tažen lokomotivou tvořenou dvěma jednotkami ChS200. Na základě svých dvacetiletých zkušeností v provozování vysokorychlostních vlaků navrhla společnost RŽD v roce 2005 program pro rozvoj vlastních expresních a vysokorychlostních vlaků. Tento program požaduje postupné zvyšování traťových rychlostí ze 160 km/h na 250 km/h na osmi hlavních koridorech spojujících ruská města: Moskva-Petrohrad, Petrohrad-Buslovskaja, MoskvaSmolensk, Moskva-Nižnij Novgorod, Moskva-Kursk, Rostov-Miněralnyje Vody, KrasnodarMiněralnyje Vody a Omsk-Novosibirsk. Tento program požaduje rovněž vývoj nového provedení vysokorychlostních vlakových souprav. Podle provedeného výzkumu by bylo třeba zajistit 60 souprav s různými výkonovými parametry a maximálními rychlostmi: jednotky pro napětí 3 kV stejnosměrného proudu (DC) a jednotky pro
kombinovanou trakci danou napětím 3 kV DC a 25 kV střídavého proudu (AC) s maximálními rychlostmi 160 km/h a 250 km/h, jakož i verzi pro 25 kV AC schopnou dosahovat maximální rychlosti 350 km/h. Dohodnuté standardy
Technické požadavky pro vysokorychlostní vlaky stanovené v roce 2005 společností RŽD za spolupráce s ruskými vědeckými výzkumnými centry pod vedením Všeruského výzkumného ústavu železnic (VVÚŽ) stanovily velký počet návrhových charakteristik souprav Velaro RUS. Velmi velký význam při této koncepci mají kruté zimní podmínky v Rusku, rozchod 1520 mm a potřeba kompatibility se stávající infrastrukturou. Specifikace interoperability TSI, která je běžná v evropských zemích, by mohla být aplikována na ruských železničních tratích s řadou významných výjimek. Tržní analýza provedená společností RŽD a zaměřená na výrobu vysokorychlostních vlakových souprav ukázala, že soupravy konstruované firmou Siemens na základě její platformy Velaro nejvíce odpovídají ruským podmínkám. Tyto soupravy byly původně vyvinuty jako soupravy ICE3 pro Německé dráhy, následně pak byly soupravy Velaro objednány jako AVE S103 pro Španělské státní dráhy a CRH3 pro Čínské dráhy. Zejména díky širokým mezinárodním zkušenostem firmy Siemens se ukázalo, že platforma Velaro je dostatečně flexibilní na to, aby mohla být přizpůsobena ruským požadavkům, a tím došlo k navržení souprav Velaro RUS. Dohodnutí technických standardů pro tento nový vlak bylo rovněž poměrně problematické. Otázkou se zabývali experti na obou stranách, kteří navrhli způsoby, jak provést přizpůsobení vybavení souprav Velaro nebo úpravu požadavků tak, aby byly splněny ruské normy. V některých případech ruští experti navrhli vlastní návrhové změny, které pak byly přijaty jejich kolegy z firmy Siemens. Porovnání souprav Velaro RUS s Velaro E
Uspořádání vnitřního prostoru u modelů vozidla, které zobrazuje prostorové řešení sedadel v obchodní třídě
Rozchod (mm) Konfigurace Celková délka (m) Šířka vozu (mm) Materiál vozové skříně Maximální tlak na nápravu (t) Napájení Počet poháněných náprav Jmenovitý výkon (kW) Startovací tažná síla (kN) Návrhová rychlost (km/h) Teplotní rozsah
Velaro RUS 1520 10 vozů 250 3265 hliník 17 25 kV AC, 3 kV DC 8 8000 380 250 od -50°C do +40°C
Velaro E 1435 8 vozů 200 2950 hliník 17 25 kV AC 8 8800 283 350 od -20°C do +50°C
Dvě verze
V prvním kroku budou zkonstruovány čtyři vlakové soupravy, které budou jezdit na trati s trolejovým vedením pro elektrické napětí 3 kV DC a budou navrženy pro jízdní rychlost 250 km/h na trati Moskva-Petrohrad. Po těchto soupravách budou následovat čtyři vlakové soupravy pro dvojí trakci určené pro trať Moskva-Nižnij Novgorod, avšak tyto soupravy jsou rovněž určeny po drobných úpravách k provozu s jízdní rychlostí 300 km/h na vyhrazené vysokorychlostní trati, která je plánována mezi Moskvou a Petrohradem (S719). Pro splnění kapacitních požadavků vzhledem k dopravnímu provozu na trati Moskva-Petrohrad musejí vlakové soupravy pojmout po 600 místech. To znamenalo zvýšení počtu vozů na jednu vlakovou soupravu z 8 na 10 (obr. 1).
Vlakové soupravy o deseti vozech jsou dlouhé 250 metrů. Vzhledem k šířce skříně vozů, která je 3265 mm, jsou obdobně jako soupravy CRH3 pro Čínské dráhy tyto soupravy mnohem širší než obdobné vlaky, které jezdí v západní Evropě. Každá souprava pojme 604 cestujících, přičemž 104 z nich bude cestovat v obchodní třídě. Plánování projektu a výroba budou prováděny v Erlangenu a Krefeldu v Německu. Podle výrobního harmonogramu by první vlak měl být dokončen do konce roku 2008, přičemž zbývající jednotky by měly následovat v intervalech dvou měsíců. První vlaky, jež budou dodány, budou procházet programem zkoušek, který vyvrcholí certifikací pro provoz na infrastruktuře společnosti RŽD v souladu s ruskou legislativou. Čtyři soupravy by měly být uvedeny do pravidelného provozu na konci roku 2009 na trati Moskva-Petrohrad a soupravy pro dva trakční systémy by měly zahájit provoz na trati do Nižného Novgorodu v roce 2010. Firma Siemens bude odpovídat za provádění preventivní údržby ve stávajících depech v Petrohradu, Moskvě a Nižném Novgorodu a za zajištění smluvní dostupnosti vlaků. Rovněž se plánuje zaměstnání pracovníků RŽD vyškolených u firmy Siemens. SR B
DR T
MW T
SR T
BAT T
BAT R
SR T
MW T
DR T
SR B
SR B
DR T
TR T
SR T
BAT T
BAT R
SR T
TR T
DR T
SR B
SR B = koncový vůz s trakčním střídačem, obchodní třída DR T = indukční vůz se dvěma filtry elektrického vedení, turistická třída SR T = vložený vůz s měničem, turistická třída TR T = transformátorový vůz, turistická třída MW T = vložený vůz, turistická třída BAT T = vložený vůz s akumulátorem, turistická třída BAT R = vložený vůz s akumulátorem, restaurační oddíl, turistická třída Obr. 1. Bloková schémata zobrazující základní vlakotvorbu a uspořádání zařízení pro čtyři vlakové soupravy určené k provozu na stejnosměrné trakci 3 kV DC (horní souprava) a čtyři soupravy určené k provozu na dvou trakcích (spodní souprava)
Zimní úprava
Specifické ruské podmínky znamenaly, že je třeba provést řadu změn vzhledem k základnímu návrhu souprav Velaro. Jako příklad uveďme, že bylo třeba provést úpravy návrhu v oblasti podvozku z důvodu rozchodu 1520 mm.
Obr. 2. Bylo nutno nově navrhnout aerodynamické provedení koncových částí tažných vozů, neboť RŽD očekávají, že budou provozovat své vlakové soupravy se strojvedoucím a pomocníkem v kabině
Pro splnění specifikací vzhledem k mechanické pevnosti při teplotách až -50°C je nutno použít speciální jakostní třídy oceli a materiálů. To se vztahuje na všechny externí komponenty a zejména na upevňovací prvky, pryžová těsnění a těsnicí kroužky a též na komponenty vyráběné z plastu. Klimatické podmínky v Rusku spojené s teplotami hluboko pod bodem mrazu, s ledem a sněhem rovněž vyžádaly nové navržení prostoru pod podlahou, aby se zabránilo hromadění sněhu a ledu. Všechny podpodlažní komponenty musejí být plně utěsněny.
Rovněž bude třeba provést úpravu vybavení střechy. Pantografové zařízení bude vybaveno pneumatickými válci s krátkým zdvihem, které umožní systému provést uvolnění, pokud by došlo k jeho zamrznutí ve stažené poloze. Kromě toho bude zajištěn střešní přívod pro chladicí vzduch trakčního zařízení, neboť přívod pod podlahou by byl spojen s rizikem zanesení sněhem. Ruské normy, jimiž se řídí mechanická pevnost, vyžadují provedení speciálních zkoušek stability a vibrací a rovněž bude třeba provést zkoušku obrušování ve spojení s nárazem. Nová koncepce kabiny
Charakteristickým rysem koncového vozu soupravy Velaro je jeho úzký tvar, který sleduje proudnicovou linii, aby byl zajištěn dobrý aerodynamický výkon při vysokých rychlostech. To bylo možné vzhledem k tomu, že Německé dráhy i Španělské státní dráhy mají specifické řešení kabiny s jedním strojvedoucím. Nicméně ruské normy požadují, aby byl zajištěn prostor též pro pomocníka strojvedoucího. Kromě toho musí obdobně jako v případě požadavků UIC651 v Evropě konzole strojvedoucího umožňovat provoz z polohy vestoje. Z tohoto důvodu bylo jednou z největších výzev, jíž čelili projektanti, to, jak zachovat co nejvíce aerodynamicky optimalizovaný tvar koncového vozu při současném umožnění obsluhy konzole strojvedoucímu z polohy vestoje. Výsledek je znázorněn na obrázku 2. Další problémy vznikající při vývojové fázi zahrnují splnění ruských předpisů v oblasti elektromagnetické kompatibility pro radiová zařízení a provozní ovládací systémy, jakož i dosažení souladu s předpisy v oblasti zdraví a hygieny.
Oživení plánů vysokorychlostních tratí Přestože vysokorychlostní vlakové soupravy Velaro RUS jsou konstruovány pro provoz na stávající hlavní trati „Říjnové železnice“ mezi Moskvou a Petrohradem, probíhají nyní plány na výstavbu vyhrazené vysokorychlostní trati, která by spojovala tato dvě města. V listopadu 2005 vyčlenil ruský ministr dopravy Igor Levitin 200 milionů rublů na financování vývojových prací v průběhu roku 2006. Prohlásil, že tento projekt vysokorychlostní trati bude strukturován jako projekt ve spolupráci veřejného a soukromého sektoru. Ruské dráhy jsou odpovědné za výstavbu trati a soukromí partneři budou financovat vozidlový park. Za tímto účelem byla založena projekční společnost, ve které mají 76% podíl RŽD a 24% podíl domácí dodavatel vozidlového parku, firma Transmaš Holding. Majetkový podíl RŽD zahrnuje státem vlastněné pozemky získané pro předchozí pokus o výstavbu vysokorychlostní trati v letech 1993-1995, které byly převzaty vládou v návaznosti na likvidaci podpůrné společnosti RAO VSM. Došlo k utvoření skupiny pro vědecké přezkoumání současné situace, která zahrnuje zástupce z Petrohradské univerzity a Všeruského výzkumného ústavu železnic a která byla pověřena vypracováním technických specifikací. Závěrečná zpráva této skupiny by měla být předložena správní radě RŽD na konci tohoto měsíce. Očekává se, že tato skupina doporučí přijetí evropských TSI pro vysokorychlostní tratě s výjimkou zachování rozchodu 1520 mm, aby byl umožněn přímý provoz na stávající ruské železniční síti a mimo ni. Stále je třeba ještě určit maximální jízdní rychlost. Konzultanti jsou přesvědčeni, že je pravděpodobné, že pro nadcházejících 20-30 let bude postačovat rychlost 300 km/h, přičemž zpočátku by byla rychlost omezena na 280 km/h. Jízdní rychlost 300 km/h by zkrátila současnou jízdní dobu z Moskvy do Petrohradu, která trvá 4 hodiny, na zhruba 2 hodiny 30 minut, o které se domnívají, že by byla konkurenceschopná v porovnání s vnitrostátními lety, kde je letová doba 1 hodina 15 minut. Nicméně se očekává, že studijní skupina navrhne, aby byla provedena stavba trati umožňující v dlouhodobějším horizontu provozní rychlost 350 km/h.
Jakožto součást projektu vysokorychlostní trati z roku 1993 RAO VSM vyvinula vlakovou soupravu Sokol jezdící rychlostí 250 km/h
Název originálu: Broad-gauge Velaro fleet relaunches Russia’s high speed programme Zdroj: Railway Gazette International, č. 11/2006, s. 717-719 Překlad: Petr Zavadil Korektura: ODIS
