Dobór nowoczesnego taboru do warunków eksploatacji kolei w Polsce

Marek Czarnecki, Tadeusz Wolfram Dobór nowoczesnego taboru do warunków eksploatacji kolei w Polsce Nowoczesność taboru jest jednym z podstawowych, choć nie jedynym środkiem do osiągnięcia celu, który może być określony jako uzyskanie możliwie wysokiego standardu usług we wszystkich rodzajach transportu kolejowego, przy zachowaniu ekonomicznej racjonalności takiego przedsięwzięcia, a przede wszystkim niskiego poziomu kosztów eksploatacyjnych, umożliwiającego skuteczną konkurencję na rynku usług transportowych. Samo zastosowanie nowoczesnego taboru nie zapewnia osiągnięcia tego celu. Musi ono być połączone z takim przygotowaniem infrastruktury kolejowej (drogi kolejowej, układu zasilania w energię, systemów srk, organizacji ruchu), które pozwoli na pełne wykorzystanie własności eksploatacyjnych nowoczesnego taboru. Nowoczesność taboru nie jest pojęciem abstrakcyjnym. Przeciwnie, pojęcie to zawiera w sobie bardzo konkretne cechy, które ukształtowały się w procesie szybkiego rozwoju techniki taborowej na przestrzeni ostatnich dziesięcioleci. Nie wnikając w szczegóły konstrukcyjne, zasadnicze cechy nowoczesnego taboru można określić jako: optymalne przystosowanie do określonych zadań przewozowych; współpraca pojazdu z infrastrukturą (oddziaływanie pojazd-tor, pantograf-sieć) dająca zmniejszenie kosztów utrzymania infrastruktury; niski poziom kosztów użytkowania i utrzymania (małe zużycie energii, wydłużone okresy międzyprzeglądowe i międzynaprawcze, mała pracochłonność przeglądów i napraw); wysoki współczynnik gotowości technicznej (na poziomie 0,92 0,95). W każdym przypadku, a więc również w sytuacji kolei w Polsce, unowocześnienie eksploatowanego parku taboru jest uwarunkowane wieloma czynnikami dotyczącymi potrzeb, możliwości i lokalnych warunków, które powinny być uwzględnione przy podejmowaniu wszelkich decyzji w tym zakresie. Te ogólne uwarunkowania omówione będą kolejno w dalszym ciągu artykułu. Uwarunkowania ogólne Wymagania przewozowe Cechy nowoczesnego taboru mogą być w pełni wykorzystane, gdy jest on dobrany do określonych przewozów na określonych liniach o zbliżonym charakterze. Wymagania przewozowe muszą obejmować nie tylko określenie rodzaju ruchu, jak np. międzyregionalny, regionalny czy aglomeracyjny w przewozach pasażerskich, czy też przewozy towarowe masowe, drobnicowe czy kontenerowe, ale również przewidywane wielkości pociągów masy w przypadku ruchu towarowego lub liczby pasażerów na pociąg w ruchu pasażerskim. Okres eksploatacji taboru sięga 30 40 lat, dlatego też dane odnośnie wymagań przewozowych muszą być oparte nie na stanie obecnym, ale na możliwie precyzyjnych, długofalowych prognozach przewozowych, uwzględniających generowanie popytu na usługi poprzez podaż nowych produktów. Infrastruktura Wymagania przewozowe determinują nie tylko wybór taboru, ale również parametry infrastruktury, na której ten tabor ma być eksploatowany. Chodzi tu przede wszystkim o zależne od standardu konstrukcji i utrzymania drogi kolejowej, wielkości dopuszczalnych prędkości eksploatacyjnych i dopuszczalnych nacisków osi, jak również o parametry układu zasilania czy systemów srk. Pod uwagę muszą być brane także charakterystyczne cechy linii, jak pionowa i pozioma geometria, odległości między stacjami lub przystankami czy konfiguracja stacji końcowych dla ruchu pasażerskiego. Podobnie jak w przypadku wymagań przewozowych określenie cech i parametrów linii, na których ma być eksploatowany nowy tabor musi dotyczyć perspektywicznych planów budowy nowych i modernizacji istniejących linii, nie zaś ich obecnego stanu. Dobrym przykładem perspektywicznego myślenia w dziedzinie wyboru taboru może być wprowadzenie przez koleje szwajcarskie do eksploatacji lokomotyw elektrycznych dużej mocy o maksymalnej prędkości 230 km/h w latach 80., kiedy to koleje szwajcarskie nie miały jeszcze ani jednego kilometra linii przystosowanych do prędkości 200 km/h, a tylko niewielki procent linii miał dopuszczalną prędkość eksploatacyjną 160 km/h. Możliwości wykorzystania posiadanego taboru Dostosowanie posiadanego taboru do współczesnych wymagań może, w określonych przypadkach, być dokonane na drodze jego modernizacji. Cele modernizacji mogą obejmować zarówno zmniejszenie kosztów eksploatacyjnych czy poprawę parametrów technicznych (głównie w przypadku taboru trakcyjnego), jak podwyższenie poziomu komfortu podróżowania (dla taboru pasażerskiego), czy też zmianę przeznaczenia określonego typu taboru w celu przystosowania go do nowych zadań (np. przebudowa wagonów towarowych ogólnego przeznaczenia na wagony specjalizowane). Podejmowanie przedsięwzięć modernizacyjnych nie może jednak być przedmiotem ogólnej polityki w zakresie unowocześniania parku, ale w każdym przypadku musi opierać się na szczegółowej, indywidualnej analizie możliwości uzyskania określonego celu i ekonomicznej efektywności przedsięwzięcia. Koszt zamierzonej modernizacji musi być bilansowany z wynikającymi z niej zyskami pochodzącymi bądź ze zmniejszenia kosztów eksploatacyjnych, bądź zwiększenia przychodów w rezultacie zwiększonego popytu na daną usługę, bądź też z obu tych czynników jednocześnie. Pewna grupa możliwych celów modernizacji, jak na przykład poprawa ochrony środowiska czy zwiększenie bezpieczeństwa pasażerów i obsługi, może nie dawać się ująć ściśle w kategoriach zysków, dlatego koszty takiego rodzaju modernizacji muszą być brane pod uwagę jako zwiększenie kosztów cyklu życia taboru. Nieodłączną częścią analizy efektywności moderni- 18

zacji musi być porównanie długofalowych, technicznych i ekonomicznych skutków zamierzonej modernizacji do całkowitej lub częściowej wymiany określonego typu taboru na nowy. Istotnym czynnikiem, który w takiej analizie musi być brany pod uwagę, jest fakt, że modernizacja nie przedłuża okresu życia taboru, ponieważ decyduje tu żywotność elementów pojazdu nie poddanych modernizacji. Tak więc wszystkie, dotyczące modernizacji analizy techniczno-ekonomiczne muszą odnosić się do okresu eksploatacji pozostałego do wycofania taboru. Możliwości wykorzystania aktualnie eksploatowanego taboru do zaspokojenia potrzeb rynku w zakresie usług transportowych o wysokim standardzie z jednoczesnym utrzymaniem kosztów eksploatacyjnych na niskim poziomie są zdeterminowane jego techniczną i wiekową strukturą. Na podstawie obserwacji bieżących procesów unowocześniania parku taboru przodujących kolei europejskich można stwierdzić, że dominującą tendencją, szczególnie w zakresie pojazdów trakcyjnych, jest wymiana przestarzałego taboru na nowy, a nie modernizacja eksploatowanych pojazdów. Ilustracją tej tendencji mogą być realizowane przez koleje europejskie w ostatnich latach zakupy nowego taboru. I tak w latach 1999 2005 koleje niemieckie zakupiły 456 lokomotyw elektrycznych, 522 elektryczne zespoły trakcyjne, 597 wagonów silnikowych i 436 autobusów szynowych. W tych samych latach koleje francuskie zakupiły 152 lokomotywy elektryczne, 57 elektrycznych zespołów trakcyjnych i 330 wagonów silnikowych, koleje austriackie 400 lokomotyw elektrycznych i 130 lokomotyw spalinowych, koleje włoskie 430 lokomotyw elektrycznych, a operatorzy brytyjscy 3800 członów elektrycznych zespołów trakcyjnych, 1080 członów zespołów spalinowych. Podane liczby taboru nie wyczerpują wszystkich zakupów taboru w Europie ani nawet wszystkich dokonywanych przez wymienione koleje, obrazują jedynie skalę zjawiska wymiany eksploatowanego taboru na nowy. Jest oczywiste, że przyjęcie właśnie takiego postępowania jest wynikiem starannych analiz kosztów i zysków. Poza nielicznymi wyjątkami tabor kolejowy, a w szczególności tabor trakcyjny, eksploatowany w Polsce reprezentuje poziom techniki z połowy lat 50. ubiegłego wieku. Najjaskrawiej widać to na przykładzie wszystkich eksploatowanych lokomotyw elektrycznych, należących pod względem konstrukcji do tak zwanej pierwszej generacji, której produkcja w krajach Europy zachodniej została zaprzestana w latach 60. Z punktu widzenia układów napędowych mamy obecnie w Europie do czynienia z piątą generacją lokomotyw o cechach i parametrach eksploatacyjnych jakościowo różnych od eksploatowanych w Polsce. Specyficzną cechą struktury parku taborowego w Polsce jest znaczna liczba pojazdów całkowicie przestarzałej i w większości przypadków niezbyt udanej, nawet na ówczesne lata konstrukcji, ale stosunkowo niedawnej produkcji, którym pozostało jeszcze około 15 20 lat eksploatacji.(np. 230 lokomotyw serii ET22, czy 250 zespołów trakcyjnych EN57). Ponadto należy mieć na uwadze, że produkcja tego taboru przypada na okres, w którym dominującą cechą krajowego przemysłu taborowego była niska jakość materiałów i wykonania. Te czynniki powodują, że podatność ogromnej większości eksploatowanego obecnie taboru na ekonomicznie racjonalną i efektywną modernizację jest znikoma. Przekształcenie na przykład istniejących zespołów trakcyjnych w pełnowartościowe zespoły do obsługi ruchu aglomeracyjnego oznaczałoby wymianę wszystkich podstawowych zespołów i układów oraz zasadniczą przebudowę nadwozia. Koszty takiej modernizacji byłyby zbliżone, a nawet być może większe niż cena nowego nowoczesnego zespołu. Modernizacje o charakterze kosmetycznym, mające na celu poprawę wyglądu zewnętrznego bez istotnej poprawy komfortu pasażerów (hałas, drgania) i z pozostawieniem bez zmian wszystkich negatywnych cech eksploatacyjnych, w tym znacznie odbiegających od wymaganych, parametrów trakcyjnych i wysokiego poziomu kosztów utrzymania są jedynie trwonieniem środków finansowych. Można więc stwierdzić, że w przypadku elektrycznego taboru trakcyjnego powinny być brane pod uwagę co najwyżej modernizacje polegające na wymianie pojedynczych zespołów o dużej awaryjności lub wysokich kosztach utrzymania (np. sprężarka czy przetwornica) i tylko w takich przypadkach, w których koszt modernizacji ulegnie zwrotowi w postaci obniżenia kosztów w przewidywanym okresie eksploatacji pojazdu. W przypadku spalinowego taboru trakcyjnego i taboru wagonowego modernizacje o szerszym zakresie mogą być uzasadnione (np. wymiana silnika spalinowego czy całego zespołu napędowego lub modernizacja wnętrza wagonu pasażerskiego), jednakże w każdym przypadku decyzje o modernizacji powinny być podejmowane na podstawie gruntownej analizy techniczno-ekonomicznej opłacalności takiego przedsięwzięcia. Koszty wprowadzenia do eksploatacji nowego taboru Cena zakupu nowego, nakłady na modernizację istniejącego taboru, czy też koszty leasingu są jedynie jednym z elementów kosztów wprowadzenia do eksploatacji nowego typu taboru. Przy porównywaniu kosztów różnych wariantów przedsięwzięcia decydujące znaczenie powinny mieć tzw. koszty cyklu życia pojazdu oznaczane symbolem LCC (Life Cycle Costs). LCC to suma kosztu zakupu, modernizacji bądź leasingu oraz całkowitych kosztów eksploatacyjnych na przestrzeni przewidywanego okresu eksploatacji ( w przypadku nowego taboru zazwyczaj 30 lat). Jako całkowite koszty eksploatacyjne należy rozumieć sumę kosztów energii (dla pojazdów trakcyjnych i wagonów pasażerskich) oraz kosztów utrzymania i napraw w ciągu całego cyklu życia pojazdu. Przy porównawczej analizie kosztów różnych wariantów wprowadzenia nowego taboru należy również uwzględniać przewidywany lub deklarowany współczynnik gotowości technicznej. Porównywane powinny być koszty takich liczb pojazdów, które we wszystkich porównywanych wariantach zapewniają tę samą liczbę pojazdów czynnych (im większy współczynnik gotowości, tym mniejsza liczba posiadanych pojazdów wystarcza do zapewnienia określonej liczby pojazdów czynnych). Kolejnym elementem kosztów, który musi być brany pod uwagę, są związane z wprowadzeniem nowego taboru niezbędne inwestycje w zapleczu obsługowo-naprawczym. Te inwestycje to przede wszystkim wyposażenie warsztatowe (np. specjalistyczne narzędzia czy systemy diagnostyczne), ale również w określonych przypadkach nowe hale do obsługiwania pociągów zespołowych, czy zespołów trakcyjnych (przykładem może tu być nowa hala obsługowa wraz z zapleczem, która musiała być zbudowana przez koleje szwedzkie przy wprowadzaniu do eksploatacji pociągów zespołowych X2000). Jest rzeczą oczywistą, że możliwość wykorzystania istniejących obiektów zaplecza warsztatowego, a tym samym uniknięcia konieczności budowy nowych, przemawiać będzie na korzyść wariantu, który taką możliwość zapewnia. 19

Dostępność środków finansowych Decydującym czynnikiem warunkującym unowocześnienie parku taboru kolejowego jest w każdym przypadku dysponowanie odpowiednimi środkami finansowymi. W wyniku dziesięcioleci zacofania i stagnacji w krajowym przemyśle taboru kolejowego, potrzeby w zakresie unowocześnienia taboru eksploatowanego przez spółki przewozowe PKP są tak wielkie, że środki finansowe potrzebne na ich pełne zaspokojenie mogą być liczone w miliardach, jeśli nie w dziesiątkach miliardów złotych. Uzyskanie takich środków w dającej się obecnie przewidzieć niedalekiej perspektywie nie wydaje się realne. Aby zapewnić racjonalne wydatkowanie ograniczonych środków finansowych na unowocześnienie taboru, niezbędne wydaje się opracowanie przez spółki przewozowe perspektywicznych koncepcji i strategii dochodzenia do docelowej struktury jakościowej i ilościowej taboru ze wskazaniem priorytetów, tak by cząstkowe przedsięwzięcia w zakresie unowocześnienia parku pojazdów kolejowych, realizowane w miarę pozyskiwania środków finansowych, stanowiły kolejne kroki w realizacji tych docelowych koncepcji. Koncepcje takie musiałyby w sposób oczywisty podlegać ciągłemu dostosowywaniu do zmieniającego się rynku transportowego. Struktura taboru kolejowego według zadań przewozowych Racjonalny dobór taboru musi być dokonywany w oparciu o sprecyzowane wymagania przewozowe. Nie mniej jednak, na podstawie doświadczeń innych kolei o podobnej strukturze przewozowej oraz ogólnego rozeznania rynku transportu kolejowego w Polsce, można określić rodzaje i parametry nowoczesnego taboru, który najprawdopodobniej będzie mógł znaleźć zastosowanie na kolejach polskich. Podstawę istotnego zróżnicowania struktury taboru kolejowego stanowi rodzaj trakcji jakim wykonywane są przewozy. Udział trakcji elektrycznej w przewozach wynosi obecnie ok. 92%. Wykazuje tendencję wzrastającą, można spodziewać się, że do 2010 r. osiągnie on 95%. Trakcja elektryczna obejmuje przewozy międzyregionalne typu intercity (IC) i pospieszne (IR), regionalne, obsługę aglomeracji miejskich i przewozy ładunków. Trakcja spalinowa obejmuje przewozy IR, przewozy regionalne, przewozy ładunków oraz pracę manewrową. Rozwój szybkich przewozów pasażerskich w Europie spowoduje, w nieco dalszej przyszłości, powstanie również w Polsce linii dostosowanych do prędkości pociągów 300 350 km/h. Zapotrzebowanie na liczbę miejsc w poszczególnych tego rodzaju pociągach jest obecnie trudne do określenia. Pociągi te w Europie Zachodniej dysponują od ok. 260 miejsc (szwedzki pociąg zespołowy X 2000) do blisko 800 (pociąg zespołowy Eurostar do obsługi tunelu pod kanałem La Manche). Przewidywać należy, że dopuszczalny nacisk zestawu kół na szyny dla prędkości ponad 200 km/h będzie nadal odpowiadał masie 17 t. Można się też spodziewać dalszego, aczkolwiek umiarkowanego zwiększania największej prędkości jazdy. Przewozy IC charakteryzują się obecnie w Polsce dość znacznym zakresem prędkości jazdy, od 100 do 160 km/h. Niewątpliwie można się spodziewać, że ze względów przewozowych wystąpi konieczność dostosowania pewnych linii do prędkości 200 km/h. W przewozach krajowych liczba miejsc do siedzenia w poszczególnym pociągu będzie kształtować się na poziomie 350 400. Zaznaczyć jednak trzeba, że w ruchu międzynarodowym podobne pociągi (EuroCity EC) wymagać będą większej liczby miejsc, tzn. 600 800. Pociągi IR zarówno trakcji elektrycznej, jak i spalinowej będą kursowały z prędkościami 100 120 km/h, jednak celowym może się okazać wykorzystanie na liniach większych prędkości również 160 km/h. Potrzebna liczba miejsc do siedzenia będzie zbliżona do liczby w pociągach IC. W przypadku trakcji spalinowej należy się spodziewać większych wahań zapotrzebowania na miejsca w poszczególnych pociągach. W grupie przewozów regionalnych wykonywanych trakcją spalinową, prędkości pociągów zawierać się będą w granicach 100 (i mniej) do 120 km/h. Liczba potrzebnych miejsc w pociągu może wahać się w dość znacznych granicach w ciągu doby, bo nawet 50 200. W przypadku tych przewozów jest mało prawdopodobne, że będą one wykonywane w pewnej części, na liniach większych prędkości. Natomiast może to mieć miejsce w przypadku trakcji elektrycznej, której pociągi powinny dysponować 200 600 miejscami do siedzenia. Znaczącą cechę obsługi aglomeracji miejskich stanowi okoliczność zwiększania się obszaru obsługi (a zatem zwiększenia długości linii) oraz tendencja systematycznego skracania odległości między przystankami z obecnych 2000 3000 m do 1000 2000 m. W wielu przypadkach linie te stanowić będą szybką kolej miejską (metro naziemne). Istotnym parametrem tego rodzaju transportu, objętego wyłącznie trakcją elektryczną, jest prędkość handlowa, określająca czas przejazdu. Nowoczesne zespoły trakcyjne przy odległości przystanków 1000 m osiągają tę prędkość na poziomie 35 40 km/h. Wymaga to uzyskania przyspieszenia rozruchu 1,0 1,3 m/s 2, opóźnienia hamowania 1m/s 2, oraz umożliwienia szybkiej wymiany podróżnych tak, aby czas postoju na przystanku nie przekraczał 30 s. Całkowita liczba pasażerów (siedzących i stojących) w poszczególnych pociągach powinna zawierać się w granicach 600 1800 osób. Przewozy ładunków będą się charakteryzować systematycznym zwiększaniem prędkości pociągów, głównie w zakresie do 100 km/h. Należy jednak mieć na uwadze potrzebę uruchamiania coraz większej liczby pociągów zwłaszcza kontenerowych z prędkością 120 km/h. Parametry nowych lokomotyw towarowych kolei Europy Zachodniej wskazują na zamiary zwiększenia wspomnianej prędkości do 140 km/h. Omawiane tendencje wywołane są w dużym stopniu okolicznością, że coraz większa liczba zakładów przemysłowych wymaga dostaw w systemie akurat na czas (just in time), oszczędzając na magazynowaniu. Towar wyprodukowany jednego dnia musi być dostarczony do odbiorcy przed rozpoczęciem pracy dnia następnego. Masy pociągów towarowych w trakcji elektrycznej zawierać się będą w granicach 1000 2000 t, a w spalinowej 500 1200 t. Innym problemem przewozów towarowych, który należy mieć coraz bardziej na uwadze jest posiadanie taboru zdolnego do sprawnego przekraczania granicy sieci o różnych szerokościach toru, bez konieczności wymiany wózków. Praca manewrowa czy zdawczo manewrowa dotyczyć będzie w znacznej części pociągów towarowych. Trzeba jednak mieć na uwadze, że część jej związana jest również ze składami pociągów pasażerskich o masach nie przekraczających 600 t. Lokomotywy manewrowe wykorzystywane są w dość szerokim zakresie do prowadzenia pociągów gospodarczych i technologicznych o stosun- 20

kowo niewielkich masach. Obecnie praca manewrowa wykonywana jest, poza nielicznymi przypadkami, przez lokomotywy spalinowe. Zmiany na rynku paliw płynnych mogą spowodować, że uzasadnionym stanie się zwiększenie wykorzystania elektrycznych lokomotyw manewrowych. Główne cechy taboru uwarunkowane zadaniami przewozowymi Przewozy międzyregionalne IC i IR Przewozy pasażerskie z prędkościami ponad 250 km/h są sprawą dalszej przyszłości, w związku z tym trudno obecnie określać cechy taboru do jego realizacji. Niewątpliwie wykorzystany zostanie tabor już sprawdzony w eksploatacji. Koleje Europy Zachodniej dysponują pociągami zespołowymi o napędzie skupionym w jednym lub dwóch członach (np. francuskie pociągi TGV, niemieckie ICE 1, włoskie ETR 500, szwedzkie X2000, czy hiszpańskie Talgo 350) lub o napędzie rozłożonym na kilka członów (np. francuski AGV, czy niemiecki ICE 3). Istnieją zamierzenia budowy wspólnego, europejskiego pociągu szybkiego, co przesądzić może o wyborze takiego pociągu dla kolei polskich. Wykonanie przewozów IC z prędkościami do 200 km/h powinno odbywać się z wykorzystaniem czteroosiowej lokomotywy elektrycznej o mocy ok. 5000 kw i masie 80 82 t. Skład wagonów, o masie 300 400 t zestawiony byłby ze standardowych wagonów typu UIC Z1, również z możliwością wykorzystania wagonu z kabiną sterowniczą dla ruchu zwrotnokierunkowego (push-pull). Taki sposób realizacji tych przewozów byłaby najtańszy z możliwych, gdyż wymagałby jedynie zakupu lokomotywy dużej mocy i wykorzystania, posiadanych przez spółkę PKP Intercity, wagonów i nie stwarzałby potrzeby budowy nowego zaplecza utrzymania. Rozwiązanie to jest powszechnie przyjęte w Europie Zachodniej, której koleje eksploatują ok. 1400 tego rodzaju lokomotyw. Wspomniana lokomotywa mogła by również prowadzić pociągi o masie 500 600 t z prędkością do 160 km/h. Ze względu na możliwość obsługi trakcyjnej linii poza granicami kraju, pewna liczba proponowanych lokomotyw powinna być dostosowana do dwóch systemów zasilania 3 i 15 kv, a być może w dalszej przyszłości również do trzech systemów 3 kv, 15 kv i 25 kv. Jej masa własna wynosiłaby 84 86 t. Przewozy IR będą jeszcze przez wiele lat realizowane pociągami złożonymi ze standardowych wagonów prowadzonych lokomotywą. W dalszej przyszłości do przewozów tych mogły by być użyte zespoły trakcyjne odpowiednie do ruchu regionalnego. W podobny sposób wykonywane byłyby przewozy IR w trakcji spalinowej, pociągi prowadzone lokomotywą zostałyby zastąpione wagonami silnikowymi. Wykorzystanie zespołów trakcyjnych bądź wagonów silnikowych w przewozach IR byłoby wskazane ze względu na dość znaczne wahania liczby pasażerów zarówno w ciągu doby, jak i w dłuższych okresach. Rozpatrując sprawę taboru kolejowego do przewozów IC i IR wspomnieć należy o pociągach z przechylnym nadwoziem. Jak wykazała praktyka operatorów eksploatujących takie pociągi zysk na czasie przejazdu jest uzależniony od rodzaju linii kolejowej. Nie przekracza on 20% w przypadku największej prędkości 160 200 km/h i linii, której długość łuków o promieniu mniejszym od 1000 m wynosi 50% całkowitej jej długości. Nadmienić należy, że cena pociągu wyposażonego w układ przechyłu nadwozia jest o 5 10% większa od pociągu zwykłego. Liczyć się również trzeba ze zwiększeniem kosztów utrzymania nawierzchni, wynikającym z ponad dwukrotnego zwiększenia wielkości sił poprzecznych do toru działających na szynę zewnętrzną na łuku. Mając na uwadze charakter linii kolejowych sieci podstawowej w Polsce oraz koszty i korzyści zastosowania pociągów z przechylnym nadwoziem można uznać, że wprowadzenie ich nie znajdzie uzasadnienia. Przewozy regionalne Wykonywanie tych przewozów przez trakcję elektryczną wymaga zastosowania zespołów trakcyjnych o ok. 200 miejscach do siedzenia, mocy ciągłej 10 kw/t masy własnej i udziale około 40% masy napędnej w stosunku do masy całkowitej. Przewidywany powinien być trójwagonowy zespół składający się z jednego wagonu silnikowego i dwóch wagonów doczepnych, którego długość całkowita nie powinna przekraczać 65 m, co umożliwi wykorzystanie istniejących stanowisk utrzymania. Największa prędkość zespołu powinna wynosić 140 160 km/h, ze względu na możliwość wykorzystania tych zespołów w ruchu regionalnym również na liniach o zwiększonej dopuszczalnej prędkości. Wydaje się celowe wyposażenie wagonów w indywidualne wózki (tj. dwa na wagon) dla ułatwienia eksploatacji, jak również w celu uzyskania możliwie dużej liczby miejsc do siedzenia. Liczba przedsionków powinna wynosić dwa na wagon, ponieważ czas wymiany podróżnych (czas postoju) nie jest w tego rodzaju przewozach istotny. Poziom podłogi nadwozia oraz układ wejść w podstawowej wersji omawianych zespołów powinien być dostosowany zarówno do peronów wysokich (960 mm), jak i niskich (300 mm). Można również przewidywać wprowadzenie do eksploatacji wersji zespołu dostosowanej jedynie do peronów niskich. W obu przypadkach wskaźnik masy własnej nie powinien przekraczać 550 600 kg/m 2 powierzchni podłogi zespołu. W ruchu regionalnym obsługiwanym przez trakcję spalinową przewidywać należy wykorzystanie wagonów silnikowych. Moc ich silnika wynosić powinna ok. 10 kw/t masy własnej, co zapewni uzyskanie prędkości jazdy do 120 km/h. Liczba miejsc do siedzenia około 50. Wskaźnik masy nie powinien przekraczać 550 kg/m 2 podłogi wagonu. Wagony te będą mogły być wykorzystywane w rozmaitych układach, z wykorzystaniem wagonów doczepnych i sterowania wielokrotnego. Poziom podłogi i wejścia powinny być dostosowane do peronów niskich. Obsługa aglomeracji miejskich Jak wspomniano, obsługa aglomeracji miejskich wykonywana jest wyłącznie przez trakcję elektryczną. Ze względu na charakter i wymagane parametry tego ruchu do jego realizacji muszą być wykorzystywane zespoły trakcyjne o znacznym udziale masy napędnej w masie własnej pojazdu, bo co najmniej 60%. Ich moc ciągła nie może być mniejsza niż 15 kw/t masy własnej. Prędkość największa zespołu może być ograniczona do 120 km/h. Długość zespołu nie powinna przekraczać 65 m, ze względu na długość stanowisk utrzymania. Wydaje się, że najwłaściwszy byłby zespół trójwagonowy złożony z dwóch wagonów napędnych i jednego doczepnego, o łącznej pojemności ok. 600 pasażerów. Rozplanowanie wnętrza powinno być zbliżone do wagonów metra. Szybka wymiana podróżnych, umożliwiająca skrócenie czasu postoju na przystankach do 30 s, powinna być umożliwiona dzięki 21

czterem przedsionkom i łącznej szerokości drzwi stanowiącej 1 /4 długości krawędzi wagonu. Wysokość podłogi 960 mm odpowiadałaby wysokości peronów w węźle warszawskim. Ze względu na długość istniejących peronów należałoby uwzględnić sterowanie wielokrotne trzema zespołami. Wskaźnik masy własnej tych zespołów nie powinien być większy niż 600 kg/m 2 powierzchni podłogi. W dalszej przyszłości w przypadku niektórych przewozów, o ustalonym dużym potoku podróżnych występującym w określonych porach doby, należałoby wziąć pod uwagę wykorzystanie składów 4 6 wagonów piętrowych, prowadzonych lokomotywą w systemie zwrotnokierunkowym. Układ taki zapewnić może stosunkowo znaczną liczbę miejsc do siedzenia (ok. 100 na wagon). Przewozy ładunków i praca manewrowa Istotnym problemem w dziedzinie przewozu ładunków będzie, w najbliższej przyszłości, potrzeba sprostania wymaganiom rynku w zakresie skrócenia czasu przewozu (zwiększenie prędkości pociągów) oraz rosnącego zapotrzebowania na transport kombinowany (przewóz kontenerów, naczep i samochodów ciężarowych). Dotyczyć to będzie w zasadzie przewozów realizowanych trakcją elektryczną. Mając na uwadze przewidywane masy pociągów do 2000 t i prędkości 80 100 km/h oraz masy 1400 1600 t oraz prędkości 120 km/h, potrzebna będzie lokomotywa o mocy ciągłej rzędu 5000 kw i największej prędkości eksploatacyjnej 140 km/h. Mogłaby to być lokomotywa przewidywana do ruchu szybkiego wykonana w wersji towarowej, polegającej na zastosowaniu uproszczonego układu napędowego. Jej masa całkowita dla wersji jednosystemowej (zasilanie 3 kv) nie powinna przekraczać 82 t. W przypadku przewozu ładunków trakcją spalinową, z racji jej stopniowego ograniczania nie należy spodziewać się zasadniczych zmian w masach i prędkościach pociągów. Podstawową lokomotywą spalinową w ruchu towarowym powinna być lokomotywa czteroosiowa o mocy 1200 1400 kw, masie 80 t, prędkości największej 120 km/h. Pociągi zdawcze prowadzone byłyby lokomotywą czteroosiową o mocy 600 800 kw, masie 72 t i prędkości 100 km/h. Lokomotywa taka również byłaby wykorzystywana do głównych prac manewrowych. Prace manewrowe związane z pociągami pasażerskimi oraz prowadzenie pociągów gospodarczych bądź technologicznych mogłoby być wykonywane lokomotywą manewrową o mocy ok. 350 kw, masie 36 t, prędkości i 100 km/h. Wszystkie lokomotywy spalinowe byłyby wyposażone w przekładnię elektryczną. W przypadku wystąpienia warunków skłaniających do zastąpienia części manewrowych lokomotyw spalinowych lokomotywami elektrycznymi, mogłaby być wzięta pod uwagę lokomotywa czteroosiowa o mocy ciągłej ok. 1000 kw i masie 72 t, zastępująca podstawową spalinową lokomotywę manewrową. Innym rozwiązaniem jakie mogło by znaleźć zastosowanie w omawianej sytuacji jest wprowadzenie lokomotywy hybrydowej, rozwijającej moc ciągłą 1000 kw przy zasilaniu układu napędnego z sieci trakcyjnej 3 kv, lub wykorzystującej napęd silnikiem spalinowym o mocy 600 kw. Masa takiej czteroosiowej lokomotywy powinna być utrzymana w granicach 72 t. Jej zastosowanie usunęłoby potrzebę wykorzystywania dodatkowej spalinowej lokomotywy manewrowej na stacjach o zelektryfikowanych torach głównych. Skład parku wagonów towarowych będzie w znacznym stopniu zróżnicowany wskutek wymagań indywidualnych klientów. Trzeba mieć na uwadze, że znaczna liczba wagonów towarowych będzie własnością przedsiębiorstw nie zajmujących się transportem. Niewątpliwie duża część wagonów będzie musiała być dostosowana do prędkości 120 km/h. Zwiększenie przewozów poprzez granice sieci o różnej szerokości torów wymagać będzie wyposażenia części wagonów towarowych w urządzenie SUW umożliwiające dostosowanie w biegu rozstawu kół do różnej szerokości toru bez potrzeby wymiany wózków. Podsumowanie Z przedstawionych rozważań wynika, że dobór nowoczesnego taboru w warunkach kolei polskich jest procesem złożonym, uwarunkowanym szeregiem czynników różnej natury. Określenie i właściwe uwzględnienie tych czynników jest niezbędne do dokonania właściwego wyboru. W każdym przypadku szczegółowa analiza techniczno-ekonomiczna będąca podstawą wyboru taboru nie powinna być wyłącznie ukierunkowana na zaspokojenie doraźnych potrzeb, ale musi dotyczyć całego okresu jego przyszłego użytkowania. Jeszcze raz należy stwierdzić, że doświadczenia kolei zagranicznych, zwłaszcza kolei Europy Zachodniej wykazują, że przedstawione kierunki działania są nieuniknione, jeżeli transport kolejowy ma sprostać konkurencji innych rodzajów transportu, a tym samym zachować swoją pozycję na rynku. q Literatura [1] Czarnecki M.: Kilka uwag o modernizacji lokomotyw. Rynek Kolejowy 7-8/2003. [2] Ellwanger G.: Hochgeschwindigkeitsverkehr weltweit auf Erfolgsspur. ETR 10/2002. [3] Hase K.R.: Moderne Triebzüge als Wettbewerbsfaktor am Beispiel des Schienenpersonennahverkehrs (SPNV). ETR 5/2004.. [4] Knutton M.: European railways set the agenda for change. IRJ 3/2001.. [5] Manson H.L., Kornau M., Häfner I.: Optimale Fahrzeuge und ihre Instandhaltung im Schienengüterverkehr der Zukunft. ETR 5/2005.. [6] Thomson L. S.: Railways in the first decades of the 21st Century. RG 1/2000.. [7] Tuchhardt R.: Europäischer Schienengüterverkehr im Aufbruch aus der Sicht der Europäischen Bahnen. GA 1-2/2004.. [8] Wesołowski J.: Szybka kolej regionalna - geneza i formy współczesne. Technika Transportu Szynowego 5/2003.. [9] Wolfram T.: Nowoczesne elektryczne zespoły trakcyjne ruchu podmiejskiego. Technika Transportu Szynowego 5/2003.. [10] Wolfram T.: Elektryczne lokomotywy pociągowe stan rozwoju. Technika Transportu Szynowego 11/2003.. [11] Wolfram T.: Współczesne lokomotywy spalinowe. Technika Transportu Szynowego 7-8/2004. Autorzy mgr inż. Marek Czarnecki, CNTK mgr inż. Tadeusz Wolfram, CNTK 22