Развитие системы управления перевозочным процессом

Рассматриваяразвитие системы управления перевозочным процессом в историческом плане целесообразно проследить изменение технического оснащения железных дорог. Это позволяет увидеть их взаимное влияние друг на друга и проследить развитие научно-технического прогресса на железнодорожном транспорте за длительный временной период.

Существует два принципиально различных структурных подхода к рассмотрению развития научно-технического прогресса: ресурсный и эволюционно-технологический. Не будем противопоставлять их и давать характеристики им. В оценке этих подходов пока нет единого мнения.

В настоящее время во всем мире ведется интенсивный поиск новых источников энергии и путей ее наиболее эффективного использования. Через несколько десятилетий произойдет переход от энергетической системы, основанной на нефти, к системе, основанной на другом источнике энергии. Каким будет этот источник энергии, пока неясно.

Не в первый раз человечество переходит с одного источника энергии на другой, однако переход от нефти к другому источнику энергии существенно отличается от замены источников энергии в прошлом. Ранее эти переходы происходили главным образом благодаря тому, что становился доступным более удобный и дешевый вид энергии. Конечно, если бы уголь в свое время не заменил дерево, человечество вскоре истощило бы запасы древесины и было бы вынуждено искать замену, особенно в связи с ростом промышленного производства. Но уголь был дешевле и лучше подходил для новых способов промышленного производства. Однако сейчас мы вынуждены искать замену нефти потому, что человечество испытывает ее нехватку, а не потому, что найден более дешевый и удобный источник энергии. На рис. 28 показано изменение относительного потребления различных видов топлива в США с 1850 по 1980 г.

Рис. 28. Изменение относительного потребления различных видов топлива в США с 1850 по 1980 г.

Хотя относительное потребление дров и угля значительно сократилось, их абсолютное потребление уменьшилось незначительно. Уголь, а позже нефть и газ стали новыми источниками энергии для растущего промышленного производства, и, кроме того, их использование привело к возникновению той транспортной системы, которую мы имеем сегодня. Освоение этих новых источников энергии происходило очень быстро.

Современная эволюционная экономическая теория дает ресурсную периодизацию основных волн экономического развития общества, представленную в табл. 15, исходя из общемировых тенденций смены технологических этапов.

Периодизация развития транспортной структуры в целом не соответствует периодизации этапов экономического развития, совпадая с ней лишь по этапам использования паровых двигателей и ЭВМ. В работах Т.С. Хачатурова, Е.А. Сотникова, Е.Д. Ханукова и некоторых других авторов определены основные этапы эволюционно-технологического развития мирового железнодорожного транспорта, характерные для развитых стран (США, Канада, Европейские страны, Россия, Япония, Австралия и др.). Конечно, не во всех этих странах железнодорожный транспорт развивался одинаковыми темпами, но, тем не менее, некоторые общие закономерности хорошо просматриваются.

Таблица 15

Основные этапы экономического развития

Длинные волны и циклы	Базовая инфраструктура и энергетический ресурс	Универсальный ресурс
Первый 1780-1840 г.г.	Промышленная революция: фабричное производство	Каналы и грунтовые дороги	Воздушная и гидроэнергия	Хлопок
Второй 1840-1890 г.г.	Цикл пара и железных дорог	Железные дороги, телеграф	Энергия пара	Уголь, железо
Третий 1890-1940 г.г.	Цикл электричества и стали	Железные дороги, телефон	Электричество	Сталь
Четвертый 1940-1990 г.г.	Цикл автомобилей и синтетических материалов	Автострады, авиация, радио, телевидение	Нефть	Нефть, пластмассы
Пятый 1990-XXI в.	Цикл компьютерных технологий	Информационные сети, Интернет	Газ, нефть	Микроэлектроника

Можно отметить пять основных этапов развития железных дорог в мире [24]:

Первый, с 1825 г. по 1860 г. – этап начального развития железных дорог, строительство железных дорог охватывает все континенты. Для этого этапа характерно незначительное развитие сети (за исключением США и Великобритании), использование сравнительно простых технических средств – паровозы небольшой мощности, двухосные вагоны (США – четырехосные), простые системы сигнализации, телеграфная связь, управление отдельными линиями носит локальный характер.

Второй этап, с 1860-х годов до Первой мировой войны – этап бурного развития и создания сетей железных дорог во всем мире, создание основных технических средств, усложнение систем управления, диспетчеризация управления движением поездов на участках.

На этом этапе происходит внедрение автосцепки, пневматических тормозов, начало электрификации железных дорог, строительство сортировочных станций с сортировочными горками, начало внедрения централизации управления стрелками и сигналами, автоблокировки, радиосвязи.

В этот период мировая сеть железных дорог в основном сложилась, железные дороги стали основным видом сухопутного транспорта. Протяженность железных дорог в отдельных странах и в целом мире, и соответственно, объемы перевозок грузов и пассажиров быстро нарастали (табл. 1 и 2). В 1910 г. длина мировой сети железных дорог превысила 1 млн. км.

Третий этап – период между Первой и Второй мировыми войнами, когда железные дороги являлись основным видом сухопутного транспорта и на них приходился основной объем сухопутных перевозок грузов и пассажиров.

Для этого этапа характерна устойчивая работа уже сформированной сети железных дорог при крайне слабой конкуренции других видов сухопутного транспорта.

Таблица 1

Изменение протяженности мировой сети железных дорог

(1830-1914 г.г.), тыс. км

Части света	1830 г.	1850 г.	1870 г.	1890 г.	1914 г.
Европа Америка Азия Африка Австралия	0,3 0,1 - - -	24,0 15,9 - - -	105,7 94,0 8,0 1,9 1,8	218,6 332,3 39,5 9,5 18,9	330,5 540,3 131,0 46,1 34,2
Всего	0,4	39,9	211,4	618,8	1082,1

Таблица 2

Изменение протяженности сети железных дорог в отдельных странах, тыс. км (2-ой этап, 1860-е годы – I мировая война)

Страна	Протяженность сети, тыс. км
1860 г.	1880 г.	1900 г.	1916 г.
США	49,3	150,7	311,1	418,8
Германия	11,6	33,8	51,4	65,0
Франция	9,5	26,2	42,8	51,4
Великобритания	16,9	29,0	35,3	38,8
Россия	1,7	23,5	53,8	83,5

Внедряются мощные, в том числе сочлененные паровозы (например, с осевой формулой 2+4+4+2), вагоны (с грузоподъемностью до 60 т), мощные конструкции пути (погонный вес рельсов до 60 кг/м), развивается электрическая и тепловозная тяга.

Железные дороги быстро оснащаются более современными средствами автоматики, телемеханики и связи (автоблокировка, диспетчерская централизация, электрическая централизация стрелок и сигналов, радиосвязь). Уже в 1930-е годы в США и Германии была введена радиосвязь для переговоров пассажиров с абонентами в движущихся поездах.

Однако, в эти же годы быстро развивались три мощных конкурента железных дорог:

- авиация – для дальних пассажирских перевозок;

- автотранспорт – для перевозок на сравнительно короткие расстояния;

- трубопроводы – для наливных грузов.

Четвертый этап – с 1945 по 1980-е годы. Характерным становится отток во многих развитых странах грузов и пассажиров на перевозки авиа-, авто- и трубопроводным транспортом. Вот, например, как изменялся удельный вес отдельных видов транспорта в грузообороте (%) в США, Франции и ФРГ в 1950-1965 гг. (табл. 16).

Таблица 16

Изменение доли объемов перевозок (%) различными видами транспорта в некоторых странах (1950-1965 г.г.)

Страна		Виды транспорта	Трубо-
	Год	Железнодорожный	Автомобильный	Внутренний водный	Морской (каботаж)	провод- ный
		45,2	16,4	11,8	17,3	9,3
США		34,3	22,0	12,5	18,2	13,0
		35,0	23,9	12,5	14,9	13,7
		64,8	22,1	10,2	2,9	-
Франция		57,0	28,9	10,2	3,3	0,6
		43,4	30,1	8,0	5,113,4
		60,2	18,6	20,2	1,0	-
ФРГ		43,3	27,2	27,0	0,3	2,2
		38,5	32,0	24,2	0,3	5,0

В этот период в США, Европейских странах закрывались вокзалы, линии. Практически исчезли в США ночные пассажирские экспрессы. Перевозки нефти и продуктов ее переработки переключались на трубопроводы. В Европе резко увеличились перевозки грузов автотранспортом.

Однако, в СССР объем перевозок по железным дорогам в этот период быстро нарастал, что можно объяснить географическими особенностями – огромными расстояниями перевозок массовых грузов. Недостаточно также развивался авиа- и автотранспорт.

В тоже время во многих странах железнодорожные администрации принимали значительные меры по развитию технической базы железных дорог и систем управления. Быстро рос в США вес поездов, во всех развитых странах строились мощные сортировочные станции с местными парками, создавались как крупные центры управления перевозками, так и единые базы данных о вагонном и локомотивном парках (единая база для США, Канады и Мексики, единая база данных для европейских стран). Крупным инновационным решением стало создание мировой контейнерной сети, объединившей перевозки по сухопутным и морским путям сообщения. Началось внедрение высокоскоростных поездов, составивших конкуренцию авиации.

Эти и другие меры позволили преодолеть возникший на четвертом этапе кризис, и железные дороги снова стали привлекательными для перевозок грузов и пассажиров.

Пятый, современный этап с 1980-х по настоящее время характеризуется внедрением на железных дорогах новой техники и технологий особенно в сфере управления. Создаются крупные диспетчерские центры, для управления широко используются информационные технологии. Внедряются эффективные локомотивы, вагоны большой грузоподъемности, нагрузка на ось грузовых вагонов достигает 30 т/ось, развивается сеть высокоскоростных железных дорог (3 апреля 2007 г.) во Франции достигнут мировой рекорд скорости более 574,7 км/час), максимальная скорость в эксплуатации достигает 350 км/час.

Говоря о современном пятом этапе, следует отметить, что если железные дороги будут и далее внедрять у себя имеющиеся крупные достижения научно-технического прогресса, то они еще долго, по крайней мере, в обозримой перспективе, до конца текущего ХХI века будут стоять на службе современного общества. Они по-праву будут занимать свою нишу в транспортных системах различных стран и мира в целом.

В табл. 17 представлена принципиальная схема этого общего процесса развития железных дорог [26]. Эта таблица дает представление об общем ходе развития системы перевозочного процесса.

Таблица 17

Этапы развития железнодорожного транспорта мира

Этапы, годы
Инфраструктура	Подвижной состав	Технические средства	Характер управления перевозочным процессом
Длина сети, тыс. км	Развитие станций	Характер изменения объемов перевозок
1-й этап 1825 - 1860-е	211,4 (конец этапа)	Появление сортировочных станций	Рост перевозок	Паровая тяга, двухосные вагоны (США – 4-х осные)	Телеграфная связь, создание семафора	Управление отдельными линиями
2-й этап 1860-е – 1914 (до I Мировой войны)	1082,1	Сортировочные станции с горками	Быстрый рост перевозок	Сочлененные паровозы (2+4+4+2) автосцепка, автотормоза, начало внедрения электрической и тепловозной тяги	Жезловая система. Полуавтоматическая блокировка. Механическая централизация стрелок и сигналов. Диспетчерское управление на участках.	Организация взаимодействия между линиями. Начало централизации управления вагонным парком.
3-й этап 1914 – 1945 I и II Мировые войны	1010,0	Создание и развитие сетей сортировочных станций	Устойчивая работа. Рост перевозок	Широкое внедрение электрической и тепловозной тяги, грузоподъемность вагонов до 60 т, нагрузка 20 т/ось	ЭЦ, ДЦ, радиосвязь	Управление сетями железных дорог в отдельных странах. Автоматизация управления движением.
4-й этап 1945 – 1980-е годы	953,3	Строительство станций с парками местной работы. Параллельный роспуск составов	Снижение объемов перевозок (особенно пассажирских). СССР – рост перевозок.	Повышение веса поездов, грузоподъемность вагонов до 100 т, контейнеризация. Начало высокоскоростного движения – до 270 км/ч	Вычислительные и диспетчерские центры. Межгосударственные информационные центры	Интеграция национальных сетей железных дорог. Единые базы данных.
5-й этап 1980 – по настоящее время	922,9	Процесс концентрации сортировочной работы	Стабилизация объемов перевозок. Рост пассажирских перевозок.	Вес грузовых поездов 10-20 тыс. тонн как система, рекорд 99 тыс. т, нагрузка на ось до 30 т. Высокоскоростное движение (рекорд 574,3 км/ч).	Крупные диспетчерские центры (до 60 тыс. км). Создание сетей ЦУП. Мощные СПД.	Широкое внедрение информационных технологий, создание международных транспортных коридоров.