АО «Институт по генеральному проектированию заводов тяжелого и транспортного машиностроения»
Вопросам проектирования депо по техническому обслуживанию современных электропоездов, а также анализу вариантов развития промышленности при организации высокоскоростного движения посвящена статья заместителя генерального директора по развитию – главного инженера проекта ОАО «Гипротяжмаш» Петухова Ильи Валерьевича и главного инженера – начальника технического отдела ОАО «Гипротяжмаш», кандидата технических наук, доцента кафедры МТ-3 МГТУ им. Баумана Василия Владимировича Лобуза.
        |
Институт по генеральному проектированию предприятий тяжелого и транспортного машиностроения ОАО «Гипротяжмаш» разрабатывает комплексную проектно-сметную документацию для нового строительства, реконструкции, технического перевооружения предприятий тяжелого, транспортного, энергетического машиностроения, предприятий по ремонту и обслуживанию подвижного состава железных дорог и метрополитена и других объектов.
Основой работы института всегда были и остаются накопление опыта проектирования, анализ и совершенствование проектных решений. Речь идет не только о самостоятельных разработках института и их проверке практикой. Специалисты института регулярно посещают существующие предприятия по производству, обслуживанию и ремонту подвижного состава в разных странах, готовят аналитические материалы, применяют их в собственной проектной практике.
Такой подход позволяет институту ОАО «Гипротяжмаш» обеспечивать проектами весь жизненный цикл подвижного состава и проектировать современные предприятия как для обслуживания и ремонта подвижного состава, так и для его производства.
Опыт проектирования депо по техническому обслуживанию электропоездов «Ласточка»
В последние 15 лет одним из основных направлений деятельности института ОАО «Гипротяжмаш» была разработка проектно-сметной документации для объектов ОАО «Российские железные дороги». ОАО «Гипротяжмаш» разрабатывал проекты реконструкции заводов по ремонту пассажирских вагонов и электропоездов Дирекции по ремонту пассажирских вагонов (ОАО «Вагонреммаш»); строительству депо по ремонту и техническому обслуживанию электропоездов, пассажирских вагонов.
С 2009 года ОАО «Гипротяжмаш» совместно с ОАО «НИИАС» разрабатывал проекты по строительству депо для технического обслуживания электропоездов «Ласточка» («Дезиро») на Северо-Кавказской железной дороге (на ст. Адлер) и Московской железной дороге (на ст. Подмосковная), а также пунктов экипировки и наружной мойки в моторвагонных депо ТЧ-31 Домодедово и ТЧ-20 Апрелевка.
Основой для проектов строительства депо по техническому обслуживанию электропоездов «Ласточка» («Дезиро»), конечно же, послужило реконструированное моторвагонное депо ТЧ-10 «Металлострой», предназначенное для выполнения технического обслуживания высокоскоростных электропоездов «Сапсан».
Однако перед принятием основных технических решений по проектам депо на ст. Адлер и депо на ст. Подмосковная специалисты института совместно со специалистами ОАО «РЖД» ознакомились с опытом в организации технического обслуживания скоростных и высокоскоростных электропоездов в странах Европы, среди которых: Германия, Испания, Финляндия.
Учитывая конструктивные особенности электропоездов, были рассмотрены основные принципы в организации уровней технического обслуживания подвижного состава (зона под электропоездом; зона доступа к подвагонному оборудованию с боковой стороны электропоезда; зона входа в электропоезд; зона доступа на крышу электропоезда).
Во-первых, сопоставлены варианты организации зон доступа в электропоезд и на крышу электропоезда:
– применение стационарных площадок или мобильных площадок, перемещающихся вдоль электропоезда по направляющим;
– применение стационарных опорных или стационарных подвесных площадок;
– применение комбинированного варианта (стационарных опорных площадок для доступа в электропоезд и мобильных площадок для доступа на крышу).
Во-вторых, сопоставлены варианты организации зон доступа к подвагонному оборудованию и ходовой части:
– устройство железнодорожного пути в депо на эстакаде с центральной канавой и заниженными (частично или полностью) полами между путями депо или устройство отдельного подземного уровня обслуживания с организацией доступа к ходовой части и подвагонному оборудованию.
В-третьих, рассмотрены варианты общей компоновки цехов, участков и помещений депо:
– взаимное расположение производственных, складских, вспомогательных участков и стойловой части для минимизации грузопотоков;
– удобство размещения административных, бытовых и служебных помещений депо.
В-четвертых, сопоставлены варианты использования технологического оборудования для замены подвагонного оборудования, включая ходовую часть (тележку и колесную пару) без расцепки подвижного состава:
– применение системы домкратов, позволяющих поднять электропоезд без расцепки, или применение скато-опускных устройств для замены тележек в локальной зоне цеха;
– применение отводных или опускных путевых мостов в сочетании со средствами механизации для замены колесных пар и подвагонного оборудования.
В-пятых, рассмотрены варианты устройства контактной сети внутри депо с индивидуальными источниками питания для проверки электропоездов с системами блокировок и безопасности:
– стационарная или отводная контактная сеть;
– гибкая или жесткая (шинопровод) контактная сеть.
Рассмотрев и сопоставив различные варианты, учитывая конструктивные особенности электропоезда «Ласточка» и индивидуальные условия каждой площадки строительства, Департаментом пассажирских сообщений ОАО «РЖД» и Департаментом технической политики ОАО «РЖД», при согласовании с компанией «Siemens» – производителем электропоездов, были согласованы основные технические решения по данным проектам.
Для реализованного строительством и сданного в 2012 году в эксплуатацию моторвагонного депо на ст. Адлер, предназначенного для планового технического обслуживания двадцати пятивагонных электропоездов «Ласточка» в объемах (VI; I1; I2; I3; I4; I5; I6), а также внепланового обслуживания, было предусмотрено:
– устройство 2-х путей на эстакадных системах со смотровыми канавами, оборудованных путевыми мостами для замены колесных пар и подвагонного оборудования без расцепки электропоезда;
– устройство заниженных полов в зонах между путями на отм. – 0,850 м;
– устройство стационарных подвесных двухуровневых площадок для доступа в электропоезд и на крышу электропоезда, оборудованных выдвижными элементами на площадках доступа на крышу электропоезда для перекрытия зазора между электропоездом и площадкой. При этом было минимизировано количество площадок входа в электропоезд;
– устройство отводных контактных шинопроводов с системой безопасности доступа для обеспечения заезда и выезда электропоездов своим ходом, а также для проведения регламентных работ. Т.к. электропоезда «Ласточка» двухсистемные, то для выполнения регламентных проверок предусмотрена возможность подачи на контактные шинопроводы депо помимо напряжения 3 кВ, напряжения ~25 кВ;
– применение подвесных кран-балок для демонтажа крышевого оборудования с возможностью выноса груза из зоны ж.д. пути на цеховой проезд;
– размещение станка обточки колесных пар без выкатки на проходном пути депо, учитывая стесненные условия площадки на ст. Адлер, экономию капитальных затрат на строительство и парк приписки электропоездов;
– применение рациональной компоновки производственных и складских участков вдоль стойловой части и размещение административных и служебных помещений Дирекции на 2-м и 3-м этажах с естественным освещением центральных коридоров.
Проектируемое и строящееся моторвагонное депо на ст. Подмосковная предусматривает два этапа строительства.
Первый этап строительства в соответствии с заданием на проектирование предназначен для выполнения плановых видов технического обслуживания 38-и электропоездов «Ласточка» пятивагонного исполнения в объемах (VI; I1; I2; I3; I4; I5; I6), внепланового обслуживания; наружной мойки электропоездов. Также обеспечена возможность дозагрузки корпуса технического обслуживания (корпус ТО) объемами ТО-3 и ТР-1 электропоездов моделей ЭД и ЭТ. На 1-м этапе в корпусе технического обслуживания предусматривается строительство двух путей для выполнения технического обслуживания электропоездов и одного отдельного пути для обточки колесных пар без выкатки.
Второй этап строительства предусматривает увеличение мощностей по техническому обслуживанию электропоездов «Ласточка» или выполнения объемов ТО-2, ТО-3, ТР-1 для электропоездов для ЭД и ЭТ со строительством дополнительных трех путей в корпусе ТО.
В корпусе технического обслуживания моторвагонного депо на ст. Подмосковная предусмотрено следующее.
Во-первых, для путей № 2, 3, 4, 5:
– устройство путей на эстакадных системах со смотровыми канавами, оборудованных путевыми мостами для замены колесных пар и подвагонного оборудования без расцепки электропоезда;
– устройство заниженных полов в зонах между путями на отм. -0,850 м;
– устройство стационарных подвесных двухуровневых площадок для доступа в электропоезд и выдвижных площадок для доступа на крышу электропоезда. При этом минимизировано количество площадок входа в электропоезд.
Во-вторых, для пути № 1, специализированного для внепланового обслуживания электропоездов, предусматривается:
– применение мобильных домкратов, обеспечивающих возможность подъема как сцепленного электропоезда «Ласточка», так и отдельных вагонов ЭД и ЭТ для замены тележек или подвагонного оборудования;
– выполнение полов вровень с головкой рельса и устройство смотровой канавы;
– устройство стационарной подвесной одноуровневой площадки для доступа на крышу электропоезда, оборудованной выдвижными элементами для перекрытия зазора между электропоездом и площадкой. Для доступа в электропоезд используются подкатные площадки;
– применение системы поворотных кругов для подачи и выдачи тележек с пути в зону складирования.
В-третьих, устройство отводных контактных шинопроводов с системой безопасности доступа для обеспечения заезда и выезда электропоездов своим ходом, а также для проведения регламентных работ. Для выполнения регламентных проверок предусмотрена возможность подачи на контактные шинопроводы депо помимо напряжения 3 кВ напряжения ~ 25 кВ.
В-четвертых, применение подвесных кран-балок для демонтажа крышевого оборудования с возможностью выноса груза из зоны ж.д. пути на цеховой проезд. В-пятых, размещение станка обточки колесных пар без выкатки на отдельном пути, оборудованного тандемным станком обточки колесных пар, размещенным в пристройке к корпусу ТО.
В-шестых, применение рациональной компоновки производственных и складских участков вдоль стойловой части корпуса ТО и размещение административных и бытовых помещений на 2-м этаже с естественным освещением центрального коридора от стойловой части.
Запроектированное моторвагонное депо на ст. Подмосковная является универсальным. Состав технологического оборудования, технические и технологические решения позволяют выполнять как техническое обслуживание электропоездов «Ласточка», так и ТО-2, ТО-3, ТР-1 электропоездов моделей ЭД и ЭТ.
Кроме того, путь № 1 корпуса ТО обеспечит возможность, при необходимости, выполнения внепланового обслуживания и электропоездов «Сапсан».
Для этого площадки доступа на крышу электропоезда запроектированы, учитывая габаритные размеры, электропоезда «Сапсан». По согласованию с Siemens была изменена отметка площадки с + 4,100 м до + 4,000 м и увеличена ширина стационарной и выдвижной частей площадки доступа на крышу, т.к. габаритные размеры электропоезда «Сапсан» меньше, чем электропоездов «Ласточка» или ЭД. Десять комплектов мобильных домкратов позволяют, при необходимости, поднять без расцепки 10-вагонный электропоезд «Сапсан» для замены тележки или подвагонного оборудования.
Проектные решения моторвагонного депо на ст. Подмосковная были подтверждены международным стандартом оценки экологической эффективности и соблюдения требований ресурсосбережения Breeam. Был получен сертификат № Breeam 0047-6143, класса – 2 (good), с количеством баллов – 47,87%.
В сравнении с моторвагонным депо ТЧ-10 «Металлострой» в проектах моторвагонного депо на ст. Адлер и на ст. Подмосковная происходит уменьшение доли применения импортных материалов и оборудования.
Например, для моторвагонного депо на ст. Адлер основные технологические конструкции (путевые эстакады и стационарные технологические площадки) были изготовлены на территории Российской Федерации. Путевые мосты и выдвижные элементы подвесных площадок – импортные.
А для моторвагонного депо на ст. Подмосковная 100% технологических конструкций: эстакадные системы с путевыми мостами, подвесные технологические площадки с выдвижными элементами – сконструированы и изготовлены на территории Российской Федерации.
За почти десятилетний период работы с высокоскоростным подвижным составом в России на основе мирового уровня сформировались структуры и организации, обеспечивающие решение серьезных технических задач по эксплуатации, строительству, проектированию, конструированию и изготовлению оборудования для развития деповского хозяйства.
Учитывая общие принципы в организации технического обслуживания скоростных и высокоскоростных электропоездов, а также накопленный опыт, ОАО «Гипротяжмаш» готов решать необходимые задачи в части проектирования объектов технологического цикла (ремонт, технологическое обслуживание, экипировка и наружная мойка электропоездов) и для ВСМ.
Анализ вариантов развития промышленности при организации высокоскоростного движения
Институт ОАО «Гипротяжмаш» сотрудничает с большим количеством организаций, обеспечивающих весь жизненный цикл подвижного состава Российских железных дорог. При этом институт осуществляет мониторинг деятельности предприятий, определяет основные трудности в их работе и развитии. Опыт, накопленный институтом, затрагивает множество предприятий, большое количество завершенных и не завершенных строительством проектов, запущенных и не запущенных производств.
Данный опыт позволил выполнить укрупненный сравнительный анализ факторов и рисков четырех различных генеральных линий промышленного развития РФ для организации высокоскоростного железнодорожного сообщения:
– закупка машино- и приборостроительной продукции на стороне;
– сборочные производства (низкая степень локализации);
– полный цикл производства по лицензии (без научных и конструкторских проработок);
– полный цикл производства на основе собственных научных и конструкторских проработок.
Результаты анализа для удобства восприятия представлены в табличном виде.
Предваряя указанные результаты анализа, приведем шутливую иллюстрацию с аналогичным выбором.
Побывали Вы, скажем, за границей и попробовали в одном городке необычные, очень вкусные яблоки. Захотелось, чтобы и у Вас такие были. Поступить можно по-разному.
Во-первых, можно закупать яблоки впрок, наладить доставку. Только цены очень велики – в разы против отечественных, немного похожих. И с доставкой возможна проблема: захотят продать – будут яблоки, а не захотят – не будут.
Во-вторых, можно закупить яблоню в кадке и поставить ее саду. Нанять иностранного садовника для ухода за яблоней. Только садовнику надо много платить. Заплатишь мало – уйдет, при отсутствии должного ухода и в местном климате яблоня долго не протянет.
В-третьих, можно обучиться уходу, купить саженец вместе с землей и посадить его в саду. По деньгам не так дорого, но долго и трудозатратно. Сад таким образом не вырастить – каждый саженец покупать придется, привозить и землю менять. Кроме того, саженец может не перенести местных морозов и зайцев.
В-четвертых, можно прорастить семена, ростки привить на местные деревья. Какие-то ростки примутся и со временем дадут плоды. Трудоемко только и очень много времени требует – не каждый выждет.
В данной ситуации каждый сделает свой выбор: горожанин купит яблоки, рачительный хозяин дома самостоятельно вырастит яблоневый сад для подрастающих поколений.
Возвращаясь к теме организации высокоскоростного железнодорожного движения, проведем не столь очевидную аналогию между шутливой историей и сложившейся ситуацией. Для любой отрасли народного хозяйства почва – это люди с опытом, навыками работы в специализированных направлениях. Яблони – это организационные структуры (заводы, институты, бюро, холдинги и т.д.), способные задействовать специалистов для достижения целей, стоящих перед обществом и государством.
Чем обширнее желаемое инновационное развитие, тем большее количество разнообразных организационных структур оно затронет, и большее количество специалистов должны повысить свою квалификацию в ходе трудового процесса.
В таблице 1 приведен сравнительный анализ линий промышленного развития РФ по глубине затрагивания общества (только по высококвалифицированным кадрам).
Очевидно преимущество варианта собственной научно-конструкторской разработки подвижного состава и всех компонентов инфраструктуры высокоскоростного движения. Вовлечение всех направлений человеческого труда, включая фундаментальные научные исследования, позволит обеспечить устойчивое общественное развитие, затрагивающее не только обсуждаемую тематику.
К специфическим требованиям данного варианта можно отнести большую потребность в компетентных (по своим направлениям) управляющих кадрах. Их появление требует большого количества времени и затрат различных ресурсов, включая трудовые, но обеспечивает на порядок больший (и по количеству, и по качеству) социальный эффект, нежели в случае приобретения промышленной продукции на стороне.
Организация высокоскоростного движения позволит увеличить емкость рынка РФ не только по высокоскоростному подвижному составу, но и по строительной технике, по машинам и оборудованию для обслуживания. В силу разного объема работ по вариантам (при покупке всего – меньше смежных работ, при собственной разработке – значительно больше) управленческие решения в смежных областях будут также тяготеть либо к приобретению оборудования из-за рубежа, либо к самостоятельному выпуску.
В таблице 2 приведен сравнительный анализ линий по разделению производимой наукоемкой инновационной продукции (с большой долей инновационного труда).
Производство подвижного состава для организации высокоскоростного движения требует смежной разработки и выпуска высокотехнологичной продукции: различных узлов с повышенной точностью и надежностью, материалов с уникальными свойствами, разработки управляющих систем. Вся эта продукция очень востребована в оборонной промышленности, но зачастую не выпускается в РФ в силу малого объема рынка и отсутствия квалифицированных кадров, способных обеспечить ее разработку и выпуск.
В таблице 3 приведены направления машиностроения по производству компонентов и материалов двойного назначения, для которых прогнозируется увеличение емкости рынка.
В таблице 4 приведен сравнительный анализ рисков, основных положительных и отрицательных моментов для каждой стратегической линии.
На основании вышеприведенного анализа можно сделать следующие выводы.
Для обеспечения инновационного развития промышленности, повышения уровня кадров, уменьшения зависимости от импорта принципиальных (наукоемких) комплектующих (в т.ч. для военной техники) и развития внутреннего рынка целесообразна самостоятельная разработка и выпуск машин и механизмов для организации высокоскоростного движения, аналогичные задачи были решены при создании эксплуатационной структуры.
С учетом того, что сложность создания соответствующих производств сопоставима с таковой при создании отрасли авиастроения и проектом освоения космоса (исторические уроки, из которых можно почерпнуть очень многое, в т.ч. конкурентную разработку инновационной техники), вопросу выбора генеральной линии поведения следует уделить особое внимание. Следствия выбора скажутся нескоро, но они будут очень значительны.
Принятая на данный момент генеральная линия высокоскоростного движения (основывающаяся на соответствующих распоряжениях Правительства РФ и законодательных актах): закупка машино- и приборостроительной продукции на стороне – оправдала себя в первоначальный период развития, но в будущем не обеспечит инновационного развития никаких отраслей, кроме железнодорожного сообщения. Если проводить аналогию с аэрокосмической промышленностью – как если бы Российская Федерация строила космодромы для запуска ракет и спутников, целиком закупаемых на стороне – ситуация, неприемлемая ни для государства, ни для общества
