60-летие открытия линий скоростных поездов синкансэн (1): распространение высокоскоростного железнодорожного сообщения в разных странах

Секрет успеха: новейшие технологии и тщательная рационализация

Открытие линии Токайдо синкансэн 1 октября 1964 года стало потрясением для всех, кто связан с железными дорогами во всём мире.

Ранее на Японских национальных железных дорогах (ныне JR) даже самые быстрые поезда развивали максимальную скорость всего 110 км/ч. Ширина колеи составляла 1067 мм, что на 368 мм уже европейского и американского стандарта в 1435 мм, что чрезвычайно затрудняло движение поездов со скоростью более 200 км/ч. Работники Японских национальных железных дорог преодолели эти трудности, мгновенно удвоив максимальную скорость до 210 км/ч и создали синкансэн, практически полностью используя собственные технологии.

Ещё один аспект, который привлёк внимание всего мира, заключался в том, что Токайдо синкансэн смог обеспечить массовое использование и стал прибыльным бизнесом. Дело в том, что для значительного увеличения скорости поездов в Японии единственным вариантом было строительство новых линий, пригодных для высокоскоростной эксплуатации, причём затраты на строительство неизбежно были выше, чем совершенствование обычных линий. Общая стоимость строительства составила примерно 380 миллиардов йен (около 1800,4 миллиарда йен в современных денежных единицах), а общая длина линии составляла 515,4 км, то есть она обошлась примерно в 740 миллионов йен (приблизительно 3,6 миллиарда современных йен) за километр пути. Учитывая огромные масштабы первоначальных инвестиций, была нужна тщательная рационализация и сокращение эксплуатационных расходов.

Перед открытием Токайдо синкансэн многократно проводились тестовые пробеги. 1962 г., префектура Канагава (Jiji Press)

Например, поезда cинкансэн курсируют между станцией Токио и станцией Син-Осака с одним машинистом, но с обычными линиями всё иначе. На обычных линиях система колей, светофоров и т. п. не была унифицирована, и на протяжении пути из региона Токио в регион Кансай между разными участками пути на стыковых станциях машинисты несколько раз сменялись.

За счёт новейших технологий и оптимизации на Токайдо синкансэн удалось добиться того, что доходы вдвое превышали эксплуатационные расходы. Тот же подход применялся и при создании последующих линий синкансэн. Кое-кто иногда жалуется, что путешествовать на синкансэне скучновато – и это потому, что конечная цель синкансэн заключается в обеспечении высокоскоростного и безопасного передвижения по сравнительно низким ценам. Сама суть синкансэна в том, что это высокоскоростная железная дорога, которая прибыльна, несмотря на огромные затраты на строительство.

В чём состоят преимущества и особенности Японии?

С течением времени изменилось и определение «высокоскоростной железной дороги». В настоящее время «новые высокоскоростные линии», предназначенные исключительно для высокоскоростных железнодорожных перевозок, определяются как линии, на которых поезда способны двигаться со скоростью более 250 км/ч, а на улучшенных существующих линиях поезда способны двигаться со скоростью более 200 км/ч. Когда-то синкансэн был уникальным японским явлением, но по мере появления собственных высокоскоростных железных дорог в разных странах синкансэн больше не является монополистом в этой области.

Французский поезд TGV (Train à Grande Vitesse), запущенный в 1981 году, является второй новой высокоскоростной линией в мире. Новые высокоскоростные линии стали популярны в основном в Европе и Америке в 1990-е годы, а затем в Азии в 2000-е. В последние годы такая линия открыта в Индонезии в 2023 году. Хотя высокоскоростные железные дороги в настоящее время стали распространённым видом транспорта, лишь немногие страны способны разрабатывать и производить транспортные средства, пути и оборудование, используя собственные технологии. Реальными способностями в этой сфере обладают Япония, Европейский Союз, включая Францию, Германию и Испанию, и Китай.

TGV на станции Лилль-Фландрия, 8 августа 2024 года, в Лилле, северная Франция (Antoine Boureau/ Hans Lucas via ReutersConnect)

Какое место занимает синкансэн среди высокоскоростных железных дорог мира? Чем он лучше других высокоскоростных поездов?

Давайте рассмотрим проект высокоскоростной железной дороги в Индонезии. Усилия Японии, участвовавшей в тендере, возглавило Японское агентство международного сотрудничества (JICA). В мае 2015 года был подготовлен «Итоговый отчет (краткая версия) подготовительного исследования проекта развития высокоскоростной железной дороги Java (этап I) в Индонезии» (документ на японском языке).

В этом отчёте в главе «Сравнение систем в различных странах» сравниваются японский синкансэн, французский TGV, испанский AVE, китайский China Rairway High-speed (CRH) и южнокорейский KTX, и сделан вывод: «Система синкансэн предоставляет превосходный комфорт по сравнению с другими системами, может работать наиболее энергоэффективным образом, и её можно назвать наиболее подходящей системой для природных условий с такими проблемами, которые характерны и для Индонезии – например, землетрясения и дожди».

Бизнес-преимуществами, на которые указывала японская сторона, были необходимая мощность из расчёта на одного пассажира, вес вагонов, большое расстояние между сиденьями, сейсмостойкость, устойчивость к сильному дождю и способность подниматься по крутому подъёму. По всем этим показателям Япония показала либо лучшие результаты, либо делила первое место с какой-то другой системой. Синкансэн способен эффективно перевозить большое количество пассажиров, обладает просторным интерьером и продемонстрировал свою устойчивость к неблагоприятным условиям.

Например, поезда серии E5, используемые в поездах «Хаябуса» на линии Тохоку синкансэн, требуют на одного пассажира 13,1 кВт электроэнергии и 0,62 тонны веса на одного пассажира. Аналогичные показатели для TGV составляют 26,0 кВт и 1,18 тонны, AVE – 22,0 кВт, 0,89 тонны, КТХ – 24,2кВт и 1,11т. Таким образом, «Хаябуса» по этим показателям превосходит прочие системы почти вдвое.

Сравнение высокоскоростных железных дорог в разных странах

Прим.: все цифры указаны в расчёте на одного пассажира
Источник: JICA REPORT

Однако это не значит, что другие высокоскоростные железные дороги однозначно уступают синкансэну. Дело в том, что если спрос на массовые перевозки не так высок, как в случае синкансэн, они пытаются использовать поезда меньшего размера на обычных колеях, чтобы сохранить экономическую эффективность.

Как мы видели, высокоскоростные поезда Китая менее эффективны, хотя и сопоставимы по технологическому уровню с синкансэн, требуя электрической мощности в 15,8 кВт и 0,76 тонны веса на одного пассажира. Данные показывают, что Китаю как огромной стране с большим населением необходимо увеличивать свои транспортные мощности. По моим данным, на высокоскоростной железной дороге между Шанхаем и Нанкином курсирует до 480 поездов в день – это больше количества поездов Токайдо синкансэн между Токио и Осакой, самой загруженной линии синкансэн в Японии, по которой ходит около 450 поездов в день.

При проведении тендера в Индонезии в конце концов решающее значение имели другие факторы, не связанные с характеристиками поездов. Китай выиграл тендерное состязание, сделав предложение правительству Индонезии, не требующее гарантий по долгам. С такими условиями не могли конкурировать ни японская сторона, ни конкурсанты из других стран, и это дало урок того, что для экспорта поездов синкансэн в будущем потребуется комплексная национальная стратегия, включающая поддержку со стороны правительства.

Меры снижения воздействия на окружающую среду, не имеющие аналогов в мире

Всё это вовсе не значит, что китайские железные дороги по технологическому уровню вскоре догонят синкансэн, и он потеряет какое-либо технологическое превосходство. В Японии для синкансэн применяются чрезвычайно строгие стандарты шума и вибрации, и экологические показатели синкансэна находятся на уровне, не имеющем себе равных среди других высокоскоростных железных дорог – это связано с тем, что в Японии большое количество людей живет очень компактно на небольшой территории, и этим аспектам уделяют особое внимание.

Стандарт максимального уровня шума для синкансэн при движении через жилую застройку составляет 70 дБ, что эквивалентно звуку пылесоса, и 75 дБ для производственной застройки, что эквивалентно уровню шума в боулинге. Независимо от места движения, вибрация должна поддерживаться на уровне ниже 70 дБ, что эквивалентно землетрясению с сейсмической интенсивностью 2 – это такой уровень, который большинство людей могут почувствовать, если находятся в помещении в тишине.

Для предотвращения шума и вибрации дома вдоль железнодорожной линии снабжают звукоизоляционной и антивибрационной защитой, а рядом с путями установлены звукоизолирующие стены, в которых используются различные технологии защиты. Для уменьшения вибрации используются более тяжёлые и прочные рельсы, сваренные между собой для устранения швов. Шум может вызывать и провисание воздушных проводов, эту проблему также постарались решить, сильно натягивая более тяжёлые провода.

Поезд синкансэн N700S на станции JR Син-Осака. За ним виден поезд серии N700A. 13 июня 2020 г., район Ёдогава, город Осака (Jiji Press)

Кому-то форма головного вагона синкансэн может показаться «уродливой» по сравнению с аналогичными поездами высокоскоростных железных дорог других стран, но у этого есть свои причины. Прежнюю «стильную» форму заменили на расходящуюся книзу, с обтекаемой частью, занимающей почти половину вагона. Это позволило уменьшить шум хлопков, возникающий, когда поезд синкансэн на высокой скорости толкает перед собой воздух внутри туннеля. У поездов есть ещё одна особенность – вокруг пантографа установлен массивный футляр, который устраняет шум, возникающий при движении от ветра и составляющий половину шума поезда.

При этом такие способы устранения воздействия синкансэн на окружающую среду ещё не получили справедливую оценку во всём мире. Подобные меры по борьбе с шумом и вибрацией, подчинённые строгим стандартам, считаются чрезмерными во многих странах и, как правило, рассматриваются как фактор, увеличивающий затраты при импорте и внедрении поездов синкансэн. Однако если с открытием высокоскоростных железных дорог ожидается рост численности населения в этих регионах и ожидается образование крупных населённых пунктов, несомненно, рациональнее с самого начала внедрять систему, подавляющую шум и вибрацию. Наверное, когда-нибудь и эти экологические технологии, применяемые на линиях синкансэн, станут привлекать особое внимание.

Фотография к заголовку: Церемония открытия линии Токайдо синкансэн на станции Токио, 1 октября 1964 года (Jiji Press)