Проект ВСМ "Москва - Казань": управление инновационными решениями

Проект ВСМ

«Москва - Казань»: управление инновационными решениями

О. Н. Покусаев,

к.э.н., секретарь Экспертного совета по технической политике в области проектирования, строительства и эксплуатации ВСМ, зам. директора Института управления и информационных технологий МГУПС

Проектирование и строительство высокоскоростных магистралей в нашей стране - одно из приоритетных направлений приложения отраслевой транспортной науки. Круг вопросов, требующий научной проработки, самый обширный: от параметров плана и профиля трассы до разработки подвижного состава. При этом цена ошибки очень высока: сегодня инвестиции в проект строительства только ВСМ Москва - Казань оцениваются более чем в 1 трлн рублей.

Реализация проекта строительства высокоскоростной железнодорожной магистрали (ВСМ) требует консолидации интеллектуального потенциала, объединения ученых и специалистов разных направлений науки и техники, поэтому Ассоциация вузов транспорта и Российская академия транспорта при поддержке Союза строителей железных дорог в ноябре 2015 г. учредили Экспертный совет по технической политике в области проектирования, строительства и эксплу-

атации ВСМ в Российской Федерации. Его возглавил ректор Московского государственного университета путей сообщения Императора Николая II (МИИТ), президент Ассоциации вузов транспорта д.т.н. Б.А. Лёвин.

Основная цель создания Совета -экспертная, научная и методическая поддержка проектов строительства и эксплуатации инфраструктуры и подвижного состава высокоскоростного железнодорожного транспорта. Этот «коллективный разум» российской

Рабочие группы Экспертного совета по технической политике в области проектирования, строительства и эксплуатации ВСМ

Рабочая группа Руководители

Проектирование и строительство Талашкин Г. Н., президент Союза строителей железных дорог, Шепитько Т. В., д.т.н., директор Института пути, строительства и сооружений МГУПС МИИТ

Железнодорожный путь Ашпиз Е. С., зав. кафедрой «Путь и путевое хозяйство» ИППС МИИТ

Электроснабжение Бурков А. Т., проф. кафедры «Электроснабжение железных дорог» ПГУПС

Организация перевозочного процесса, логистики и взаимодействия с другими видами транспорта Вакуленко С. П., директор Института управления и информационных технологий МГУПС

Искусственные сооружения Васильков А. С., вице-президент ОАО «Институт Гипростроймост»

Подвижной состав Назаров О. Н., заместитель генерального директора ОАО «ВНИИЖТ»

Связь и системы управления и обеспечения безопасности движения Розенберг Е. Н., первый заместитель генерального директора ОАО «НИИАС»

Подготовка кадров Васина Л. И., проректор по связям с производством - начальник управления целевого и платного обучения МГУПС

Материалы и стали Грек В. И., заместитель генерального директора ОАО «ВНИКТИ»

Импортозамещение Давыдов А. М., проректор по научной работе и инновациям МГУПС

Пассажирский комплекс Зайцев А. А., руководитель Научно-образовательного центра инновационного развития пассажирских железнодорожных перевозок ПГУПС

Железнодорожная гигиена и охрана труда Лексин А. Г., заместитель директора ФГУП «ВНИИЖТ»

Экономика и финансы Мирошниченко О. Ф., зав. отделением «Экономика и финансы» ОАО «ВНИИЖТ»

Имитационная экспертиза проектов развития транспортной инфраструктуры Козлов П. А., президент ООО НПХ Холдинг «СТРАТЕГ»

ТПУ, вокзалы и станции Посохин М. М., президент Национального объединения изыскателей и проектировщиков, генеральный директор ОАО «Моспроект-2»

Студенческая рабочая группа Хруненков И. С., руководитель Центра «Студенческое конструкторское бюро»

Параметры плана и продольного профиля Нормы СТУ Отраслевые стандарты КНР Предложения Систрв/СНЦФИ Предложения рабочей группы консорциума |

Непогашенное поперечное ускорение на буксе при максимальной скорости движения 400 км/ч. м/с2 0,4 0,4 ...0,6 0,4

Непогашенное поперечное ускорение на буксе при минимальной скорости движения 200 км/ч, м/с2 -0,3 -0,4 ...-0,6 - -0,6

Максимальное возвышение наружного рельса в кривых, мм 150 170 160 150

Минимальный расчетный радиус кривых в плане дпп пассажирского движения со скоростью до 400км/ч, м 10000 ЮООО 10250 10 000

Максимальный радиус кривой в плане, м

Минимальная длина переходной кривой для скоростей до 400км/ч, м Расчет по условиям: 1. По скорости подъема колеса по отводу 2. По скорости нарастания непогашенного ускорения 3. По крутизне отвода возвышения Расчет по условиям: 1. По скорости подъема колеса по отводу 2. По скорости нарастания непогашенного ускорения 3. По крутизне отвода возвышения По расчету, но не менее 100 Методика расчета совпадает

Минимальная длина прямой вставки в плане для высокоскоростного движения, м 400 320 400 400

Междупутье на прямых участках перегонов, м - между осями главных путей ВСМ при скорости 400 кмАг - между осями главных путей ВСМ и главными путями существующих железных дорог 5.0 Ю.О 5.0 5,3 5.0 7,5 5.0 10

(в особых случаях, при соответствующем обосновании)  • - 5,3

Максимальный уклон, %о 24 12/20 22 24

Максимальный радиус вертикальной кривой в продольном профиле (для скоростей 400 км/ч), м - на выпуклых переломах; - на вогнутых переломах 42 000 31 000 ¿52 000 40 000 31 000 42 ООО 31 000

Максимальная длина элемента продольного профиля с уклоном 20 %о и круче, км Не регламентируется 5 5 (со снижением скорости до 300 км/ч) Проверяется тяговыми расчетами по условию снижения скорости для данного участка

рис.1. сводная таблица предложений рабочей группы по параметрам плана и продольного профиля трассы

транспортной науки призван проводить экспертно-правовую оценку нормативного, правового и технического обеспечения проектирования и строительства ВСМ, готовить предложения по развитию системы технического регулирования в области создания инфраструктуры и подвижного состава для ВСМ на основе передового российского и зарубежного опыта в этой области.

Совет включил в себя 22 эксперта из разных отраслей, которые, в свою очередь, возглавили рабочие группы, объединив еще порядка 200 специалистов. Руководителями рабочих групп стали одни из лучших специалистов в своих областях (см. таблицу).

Организационно-техническое обеспечение работы Экспертного совета взяла на себя кафедра «Высокоскоростные транспортные системы», созданная в МИИТ под руководством первого вице-президента ОАО «РЖД» д.т.н. А.С. Мишарина.

С момента образования Экспертный совет принял активное участие в обсуждении проектных решений будущей ВСМ «Москва - Казань». Сегодня можно утверждать, что по всем ключевым элементам инфраструктуры разработаны оптимальные проектные технические решения, причем ни одна тема не осталась без многократного обсуждения в

экспертном сообществе.

Так, активно обсуждались параметры плана и профиля трассы (рис. 1), поскольку величина уклонов, значения непогашенных ускорений, радиусы кривых и другие параметры обусловливают расположение станций, масштабы земляных работ и строительства ИССО, ограничивают скорости и в конечном итоге во многом определяют экономику проекта.

Значительное внимание было уделено устройству земляного полотна и конструкции верхнего строения пути (ВСП). В частности, эксперты по земляному полотну столкнулись с проблемами слабого основания и карстоопасны-ми участками. По итогам инженерных

изысканий, в результате специальных исследований была разработана методика, позволяющая определить кар-стоопасность для каждого участка и объекта строительства индивидуально, что в значительной степени оптимизирует сроки проектирования и стоимость строительства. Кроме того, была разработана специальная конструкция земляного полотна на слабом основании (рис. 2).

Интенсивно обсуждалась и проблематика ВСП, где особое внимание экспертов было уделено зарубежному опыту. Например, в Китае активно используется безбалластная конструкция ВСП, а во Франции предпочитают строить ВСМ на балласте. В итоге после всесто-

рис. 2. Земляное полотно на слабом основании.

№1 (68) 2017

(Транспорт Российской Федерации» | 9

Рис. 3. Безбалластная конструкция CRTS III RUS

Рис. 4. Унифицированное пролетное строение для ВСМ

Рис. 5. Контактная сеть для ВСМ Москва-Казань

ронних исследований была разработана 5 специальная конструкция безбаластно- ] го ВСП специально для трассы «Москва < - Казань» (рис. 3). Общая протяженность ] безбаластного пути на этой линии со- ; ставит около 70 %. ] Сложность рельефа, установленные ] параметры плана и профиля трассы ^ обусловливают ее значительную протяженность на искусственных сооружени- ]

ях. В основу проектирования больших и средних мостовых сооружений (85 % от общего количества мостов, путепроводов, эстакад и виадуков) были положены унифицированные решения по пролетным строениям, опорам, опорным частям, деформационным швам и другим конструкциям (рис. 4). Всего на трассе предусматривается строительство более 300 искусственных сооружений

общей протяженностью оокло 150 км: 150 мостов, более 100 путепроводов, более 50 эстакад.

Представленные решения по ИССО активно обсуждались в Экспертном совете и получили положительное заключение. Вместе с тем, дополнительного исследования требуют вопросы динамического колебания балок, вызванные прохождением поезда, а также пути снижения стоимости изготовления и строительства спроектированных сооружений.

Нельзя не отметить серьезную проработку системы электроснабжения для ВСМ. Здесь, особое внимание экспертов было уделено конструкции контактной сети для ВСМ КС-400

Задание обеспечить скорость движения до 400 км/ч потребовало провести детальное математическое моделирование инженерных расчетов и углубленно проработать узлы и конструкции контактной сети. На таких скоростях возникают сложные волновые колебания контактного провода, способные при определённых условиях значительно снизить качество контакта с токоприемником. По итогам моделирования определены оптимальные параметры натяжения и сечения контактного провода, разработаны необходимые конструкции подвески.

Также в настоящее время активно обсуждаются вопросы ввода ВСМ в Московский транспортный узел, организации высокоскоростного движения с учетом интенсивного пригородного сообщения горьковского и курского направлений. ВСМ должна органично вписаться в единую транспортную систему столицы, став катализатором новых связей и пассажиропотоков с увязкой с метрополитеном, наземным городским транспортом, МЦК и внутригородским железнодорожным сообщением. Это, в свою очередь, определяет и новые требования к транспортно-пересадочным узлам, особенно в центрах агломераций. В перспективе планируются поэтапная реконструкция Курского вокзала с сохранением исторического здания и строительство специального конкорса для пассажиров ВСМ (рис. 6).

Эксперты совета приняли активное участие и в обсуждении организационно-штатной структуры будущей магистрали. Мировой опыт свидетельствует об активной диджитализации транспорта, создании «умных железных дорог», когда широко используются датчики и

различные системы мониторинга, позволяющие серьезно сократить трудозатраты на ремонт и эксплуатацию линий ВСМ. Кроме того, сами конструкции инфраструктуры предусматривают минимальное техническое обслуживание. Все это выдвигает новые требования к составу персонала и уровню его квалификации.

Большая и отдельная тема для работы Экспертного совета - разработка нормативной документации. В 2016 г. основное внимание специалисты уделили созданию специальных технических условий как необходимой нормативной основы для проектирования. Однако значительную часть необходимых нормативных документов еще предстоит создать. Это во многом обусловливается принципиально новыми техническими решениями в проекте, которые, в свою очередь, требуют различных испытаний и сопутствующих как прикладных, так и фундаментальных научных исследований. Например, представленная конструкция ВСП испытывается на полигоне ВНИИЖТ. И это далеко не единственный, но характерный пример, обозначающий необходимость серьезного научного сопровождения процессов проектирования и строительства. Здесь недостаточно вложений и усилий только ОАО «РЖД», отраслевых институтов и вузов. Необходима масштабная государственная поддержка научного сопровождения проекта, позволяющая задействовать ресурсы прикладных и фундаментальных институтов.

В 2017 г. деятельность Экспертного совета будет сосредоточена вокруг задачи разработки подвижного состава как для пассажирского, так и перспективного грузового движения на ВСМ. Для развития данного направления в конце 2016 г. был создан многосторонний российско-китайский Центр по разработке подвижного состава во взаимодействии с инфраструктурой. В его состав вошли ключевые участники Экспертного совета, среди которых ВНИИЖТ, НИИАС, ВНИИКТИ, МИИТ и другие, а с китайской стороны — компания CRRC - производитель подвижного состава для ВСМ.

Деятельность Экспертного совета не ограничивается исключительно экспертизой проектных решений. Совет также распространяет знания о ВСМ среди молодежи в форме научных семинаров, конференций, открытых лекций. Так, в

Рис. 6. Реконструкция Курского вокзала для нужд ВСМ

прошлом году стартовал образовательный проект «Школа ВСМ», в рамках которого группа студентов и аспирантов МИИТ дополнительно в дистанционной форме изучают теоретические основы проектирования, строительства и эксплуатации ВСМ в России с учетом мирового опыта.

Секретариат Экспертного совета еженедельно выпускает новостной дайджест событий в сфере развития высокоскоростного движения в мире. Эта и другая полезная информация в указанной сфере публикуются на сайте Экспертного совета www.vsmexpert.ru.

Как показал год продуктивной работы, создание Экспертного совета стало важным шагом на пути формирования сообщества экспертов, ученых и специалистов в области высокоскоростного движения, что является необходимым условием для решения новых научных и инженерных задач, возникающих при проектирования ВСМ.

В целом же по итогам реализации проекта ВСМ «Москва - Казань» в 2016 г. и задачам на 2017 г. можно отметить следующие основные направления. Проектные работы осуществлялись согласно графику финансирования, объем их выполнения составил около 70 %. В настоящее время завершено проектирование участка Москва - Нижний Новгород, проведен комплекс инженерных изысканий до Казани. Завершение проектных работ запланировано на первое полугодие 2017 г.

Проектная документация участка от ст. Железнодорожная (23 км) до ст. Владимир передана в ФАУ «Главгос-экспертиза России». Разработанные документы предусматривают комплекс работ по строительству ВСМ, включая подготовку территории строительства.

Протяженность проектируемого участка составляет 172 км. Трасса проходит по территориям Московской и Владимирской областей. Здесь предусматривается строительство четырёх станций ВСМ в городах Ногинск, Орехово-Зуево, Петушки и Владимир.

Также ОАО «Скоростные магистрали» получило положительное заключение публичного технологического и ценового аудита для участка Москва — Нижний Новгород от ООО «Эрнст энд Янг — оценка и консультационные услуги».

Разработана общая организационно-правовая и финансовая модель проекта на основе концессии (рис. 7), а также бизнес-планы и паспорта инвестиционных проектов для участков Москва - Тула - Белгород, Екатеринбург -Нижний Тагил.

В сфере технического регулирования разработано около 50 документов.

Важнейшей составляющей работы над реализацией проекта на начальной стадии являются вопросы землеустройства. Здесь проведена имущественно-правовая инвентаризация в отношении 4500 земельных участков. Разработаны методические рекомендации по оценке размера возмещения за изъятие. Инициировано обсуждение вопросов о механизмах по изъятию с органами исполнительной власти.

Среди главных задач на 2017 г.:

• завершение проектирования ВСМ «Москва - Казань», получение положительных заключений по итогам технологического и ценового аудита и ФАУ «Главгосэкспертиза России»;

• определение источника финансирования изъятия земельных участков под ВСМ, начало изъятия, подготовка территории строительства магистрали;

• утверждение организационно-

№1 (68) 2017

«Транспорт Российской Федерации» | 11