Одним из основных препятствий при развитии высокоскоростных магистралей является высокая стоимость сооружения и эксплуатации инфраструктуры специализированных линий, оказывающая негативное влияние на окупаемость инвестиций. Общей чертой всех стран, имеющих высокоскоростные магистрали, является высокая плотность населения, которая позволяет окупать значительные инвестиции в инфраструктуру за счет интенсивного высокоскоростного и скоростного движения. При низкой плотности населения, незначительном пассажиропотоке, большой протяженности линии (все эти факторы характерны для большей части территории России) на первый план выходит необходимость сокращения объема необходимых инвестиций, в частности, за счет обоснования рациональных параметров трассы. В статье изложена идея проектирования энергоэффективного продольного профиля высокоскоростной трассы за счет использования кинетических участков замедления и разгона вблизи остановочных пунктов, а также элементов трассы с ограничением скорости движения. Предложен способ приближенного аналитического расчета экономии энергетических затрат высокоскоростных (скоростных) поездов за счет проектирования кинетических участков. Выполнены расчеты по оценке изменения кинетической энергии и скорости движения поезда за счет взаимного преобразования кинетической энергии поезда и потенциальной энергии, связанной с конструкцией продольного профиля трассы. Получены зависимости экономии энергозатрат и величины снижения скорости от длины и уклона кинетических участков.
One of the main obstacles in the way toward the development of high-speed railways is the high cost of construction and use of the infrastructure of specialized railway lines as this high cost exerts a negative impact on the payback period. A common feature of all countries in which high-speed railways are used is their high population density that permits paying back considerable investments in infrastructure due to the intense very high-speed and high-speed traffic. In the case of a low population density, insignificant passenger traffic, and/or a long railway-line length (all these factors are typical of the most part of Russia’s territory), the need for reducing necessary investments comes to the forefront, in particular, through justifying the rational route parameters. In the present article, an idea to design an energy-efficient longitudinal profile of a high-speed railway line involving acceleration and deceleration railroad sections provided near stopping points and, also, route elements with train speed limitations, is reported. An approximate analytical method for calculating the energy saving of very high-speed (high-speed) trains due to the proper design of kinetic railroad sections is proposed. Calculations aimed at evaluation of the change of train’s kinetic energy and speed due to the transformation of train’s kinetic into potential energy over the properly designed longitudinal profile of the railroad route are performed. Dependences of energy saving and speed losses versus the length and grade of kinetic railroad sections were obtained.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.