Отчет по трамвайной инфраструктуре Москвы

15 min readDec 3, 2018

Предварительная версия, 2018

Введение и общее описание

Идея исследования инфраструктуры и этого отчета родилась по итогам полугодовой эксплуатации нового для Москвы подвижного состава на основе трамвая Витязь-М. В частности многочисленные жалобы пассажиров, водителей трамвая и сотрудников Мосгортранса на поломки, массовые сходы (50 за последние 12 месяцев) и так же быстрый выход из строя отдельных элементов трамвая по причине плохой трамвайной инфраструктуры.

Исследование проводилось с сентября по октябрь 2018 года, группой из 10 волонтеров с привлечением внешних экспертов и сотрудников Мосгортранса.

В рамках данного отчета рассмотрены как результаты технического обследования верхнего строения путей, так и общие выводы по организационным моментам и внутренним процессам управления.

Анализ технического состояния инфраструктуры

Исследование полностью охватило маршрутную сеть московского трамвая, за исключением территорий депо — это 418 км.

При анализе состояния всех участков производился контроль факта наличия и ширины стыков рельсового полотна, ширины колеи, контроль истончения головки и других элементов рельсы, проверка наличия и качества креплений и шпал и другие параметры.

Критерии обследования подобраны на основе документа «Инструкция по техническому содержанию пути», которая описывает параметры и регламентирует возможные допуски элементов трамвайной инфраструктуры. Инструкция отстаёт от требований европейских нормативов, но это обязательные требования по содержанию пути.

Часть участков на самых длинных маршрутах обследовали эксперты с применением путеизмерительного шаблона для оценки ширины колеи и зеркала для оценки состояния головки рельса, это участки:

от остановки «метро Авиамоторная» до конечной остановки «Новогиреево»;
от остановки «Станция метро „Нагатинская“» до остановки «Нижние котлы»;
от остановки «Москворецкий рынок» до остановки «Ул. Академика Янгеля»;
от остановки «Станция метро „Октябрьская”» до остановки «Станция метро „Университет“» (по маршруту 26).

Остальные участки обследовала команда волонтёров. При этом основным отличием этих обходов была невозможность проверки отклонения ширины колеи от нормативных значений из-за отсутствия соответствующего инструмента. Указанный параметр был замерен только для участков пройденных экспертами. После обследования участка заполнялась анкета со следующими параметрами:

количество стыков или трещин меньше 8 мм;
количество стыков 8…18 мм;
количество стыков больше 18 мм;
количество вертикальных перепадов;
наличие волнового износа рельс;
количество мест с обнаруженной просадкой рельс;
наличие кривизны путей в горизонтальной плоскости;
тип шпал на участке;
количество шпал с поврежденными или отсутствующими креплениями;
количество стрелок;
наличие ограничений скорости или технических остановок;
наличие грузовых компенсаторов для контактной сети.

Помимо этого волонтёры оставляли комментарии с описанием состояния участка и замеченных проблем. Наиболее важные проблемы фиксировались на фотографиях. Полный набор собранных данных, включая комментарии волонтёров, представлены в приложении.

Для улучшения качества собираемых данных на отдельных участках помимо стандартной анкеты было использовано мобильное приложение для смартфонов на базе ОС Android и ГИС система на основе NEXTGIS. Приложение сохраняет точные координаты обнаруженных нарушений с точностью до метра. Собранные в приложении данные тоже показаны на карте. Привязка к координатам позволяет автоматически обрабатывать, визуализировать и анализировать собранные данные с привязкой к конкретному участку пути.

Сбор и анализ данных:

На основе собранных данных каждому участку присваивалось определённое количество баллов. Для этого суммировались следующие показатели с весами:

Стык до 8 мм: количество на км × 10
Стык 8…18 мм: Количество на км × 50
Стык от 18 мм: Количество на км × 100
Волновой износ: 100, если присутствует
Просадка рельс: Количество на км × 50
Отсутствие креплений: Количество на км × 10
Кривизна в горизонтальной плоскости: 100, если присутствует
Экспертная оценка, в зависимости от указанного в подробном описании

Если участку присвоено до 300 баллов, его состояние считается хорошим; 300…1500 баллов — удовлетворительным; свыше 1500 баллов — плохим.

Участки в хорошем состоянии (зелёная зона) практически не требуют ремонта: иногда достаточно заварить один стык или отшлифовать несколько метров полотна. однако, для дальнейшего поддержания их в хорошем состоянии требуется своевременное обслуживание

На участках в удовлетворительном состоянии (жёлтая зона) имеются проблемы, которые возможно устранить в относительно небольшой срок — год или меньше.

На участках в плохом состоянии (красная зона) требуется принимать меры по ремонту пути — их состояние представляет опасность для движения трамваев.

В основном в «красную зону» попадают кольца и треугольники — то есть, те участки сети, на которых путь имеет элементы путевого развития — стрелки и крестовины. Состояние таких элементов требует особого внимания. Используемые в настоящий момент стрелки быстро приходят в негодность: даже на участках, где ремонт происходил недавно, на стрелках выявлены проблемы.

Проблемы, выявленные экспертами:

Уширение колеи; углы в плане; волнообразный износ рабочих поверхностей головок рельсов; отсутствие поперечных стяжек:

уширение колеи вкупе с отсутствием поперечных стяжек приводит к «вилянию» подвижного состава, особенно на скорости выше 35 км/ч. Следствие этого — повышенный износ поверхностей катания колёсных пар;
углы в плане дают сильные боковые нагрузки и приводят к необходимости уменьшения скорости;
волнообразный износ рабочих поверхностей головок рельсов приводит к «галопированию» вагона. Упругие элементы в тележке быстрее изнашиваются.

2. Повышенный износ головок рельсов; дефекты сварных швов стыков; выкрашивание сварных швов стыков; раковины и следы замятия на сварных швах стыковых соединений; наклёп на торцах рельсов по стыкам; увеличенные стыковые зазоры: приводят к возникновению ударных вертикальных сил в паре «колесо-рельс», что отрицательно сказывается на долговечности всей экипажной части и тягового привода вагонов и значительно сокращает срок их службы.

3. Контактное взаимодействиея с экипажной частью подвижного состава на внутриколейных плитах. При контактном взаимодействии экипажной части и тягового привода (редукторов, тяговых электродвигателей и т. п.) с плитами происходит повреждение этих элементов. Это может привести к преждевременному выходу из строя тягового привода вагонов — или к порче вагона на линии.

4. Гнилость шпал; отсутствие стыковых болтов; неподбитый балласт: напрямую не влияют на подвижной состав, но ведут к ограничению скорости движения трамваев до 20 км/ч и ухудшению показателей движения и обслуживания пассажиров. При плохом креплении рельсов проезжающий трамвай их раздвигает, чем разбивает полотно и делает колею шире.

5. Отсутствие или обрыв стыковых шунтовых соединений ведут к появлению «блуждающих токов». Это отрицательно сказывается на состоянии городской подземной инфраструктуры, вызывают появление электрической дуги и воспламенение внешних материалов и оболочек, в исключительных случаях может привести к возгоранию подвижного состава.

6. Истончение контактного троса, отсутствие должного натяжения контактной сети, отсутствие или нерабочее состояние спецчастей и компенсаторов контактной сети.

Проблемы, выявленные волонтёрами:

Зазоры и стыки. При температурном около 10…20 °С допустимы зазоры до 8 мм. Зазоры более 18 мм не допускаются даже при сильных минусовых температурах (–40 °С). Однако меньше половины исследуемых участков соответствует нормативу, включая недавно отремонтированные участки.
Волновой износ. 80 % участков в Москве имеют волновой износ и не подвергаются обязательному шлифованию! За счёт несоблюдения технологии и использования устаревшей техники работы по шлифовке путей проводимое силами Мосгортранса крайне неэффективно.
Износ рельс. Обнаружены десятки участков со сточенными рельсами, включая участки с износом более 50 % рельса.
Шпалы и соединения. Технология крепления рельс не соблюдается на большей части участков: в части креплений костылями к деревянным шпалам — костыли отсутствуют или прилегают не плотно — рельс “ходит”, в части других типов креплений- крепления могут быть сломаны или отсутствуют полностью. Стяжки отсутствуют или находятся в не в удовлетворительном состоянии (погнуты). Разорваны или отсутствуют контактные соединения.
Кривизна путей. Обнаружены многочисленные нарушения радиусов поперечного профиля, как на кривых, так и на прямых участках; выявлены многочисленные участки с признаками просадки и вспучивания рельс.

Капитальный ремонт путей

Одним из ключевых факторов влияющих на качество трамвайной инфраструктуры является своевременный и качественный капитальный ремонт. Однако, как и в случае с текущим ремонтом и некачественной эксплуатацией, ситуация с проведением капитальных ремонтов в Москве выглядит неудовлетворительной.

Объём капитального ремонта

Объёмы капитального ремонта в Москве значительно отстают как от потребностей и текущего состояния пути.

Из пятнадцати участков запланированных к капитальному ремонту в 2017 году отремонтировали шесть. Ремонт остальных участков перенесли на 2018 год, сдвинув ремонт некоторых участков с 2019 на 2020 и так далее.

Ничтожным выглядит и длина ремонтируемых участков в километрах. Ежегодно капитальному ремонту подвергается лишь 15…20 километров пути. Этото не более 5 % от маршрутной сети в 418 км.

Такими темпами всю сеть отремонтируют к 2041 году. 20…25 лет. Но исследование показало, что срок службы полотна после капитального ремонта — около 10 лет. Таким образом наблюдается рост, а не сокращение необходимых объемов капитального ремонта при сокращении и систематическом невыполнении плана по его проведению.

Качество и технологии капитального ремонта

Важным фактором влияющим на состояние полотна после капитального ремонта (кроме своевременного обслуживания) — качество и используемая технология укладки верхнего и нижнего строения путей:

Переход на укладку открытой рельсошпальной решетки с использованием закалённых рельс так и не стал массовым
Не используются современные методы укладки пути на бетонное основание с бесшпальным креплением рельс
Работы по капитальному ремонту проводятся в осенний и даже зимний период, что приводит к “гулянию” верхнего строения пути по итогам смены температурного режима, например весной, а так же нарушению технологии укладки (низкие температуры и высокая влажность). Все это значительно снижает срок службы новых путей до нескольких лет.

При этом на износ полотна по итогам ремонта влияют:

- тип подвижного состава (тяжёлые КТМы изнашивают пути быстрее, чем лёгкие Татры);

- отсутствие двойного пружинного подвешивания на тележках, что ведёт к преждевременному износу рельсов из-за повышенной неподрессоренной массы вагона;

- применение незакалённых желобчатых трамвайных рельсов Т-62, которые поражаются волнообразным износом в среднем на пятый-десятый год эксплуатации, а безжелобчатые железнодорожные Р-65 — только на тридцатый год эксплуатации. Хотя есть участки, где рельсы в пристойном состоянии лежат и по 50 лет, например, так было на Сходненской улице, где рельсы, положенные в 1958 году, заменили только в 2008.;

- рельс в прямой служит дольше уложенного на кривой (в радиусе), износ на кривой может стать значительным уже на третий год эксплуатации;

- интенсивность движения трамваев (например, по Погонному проезду. интенсивность движения выросла в два раза, следовательно, резко изменился и износ путей);

- обособленность трамвайных путей (волнообразный износ рельсов быстрее возникает на совмещённом полотне, а не на обособленном пути);

- выпуск вагонов с неисправными колёсными парами (прокат), например, в депо Пресня износ путей всегда ниже, чем в русаковском и бауманском депо, где выпуск вагонов с прокатом — дело постоянное (в довитязевскую эпоху).

Тендерные процедуры и планы ремонтов.

Проводимые в рамках плановых работ по капитальному ремонту сети тендерные процедуры вызывают множество вопросов, в частности:

В 2018 году Мосготранс разыграл 4 конкурса на капитальный ремонт, три в апреле и один в сентябре. Все конкурсы всегда примерно на одну сумму: около 450 млн рублей.

Все конкурсы выиграли всего две компании, причём выиграли поровну: два подряда — ООО «Инжталант» и два — ООО «СтройСервис»:

На конкурс всегда подавались только какая-то одна из этих компаний, или обе, других участников не было .
Падение цены всегда было минимальным! В двух конкурсах она оставалась стартовой. И только в одном последнем было небольшое падение. При этом второй игрок заявлял цену близкую к начальной
Обе эти компании работают только с Москвой. Ни одного контракта за пределами Москвы на ремонт у них нет. Более того, гос. контрактов не с МосГорТрансом тоже нет.
Обе компании физически не могут выполнять такие ремонты: у них в штате всего 10 и 13 человек соответственно.
Компания ООО «СтройСервис» продолжает выигрывать тендеры несмотря на судебные иски о взыскании средств за некачественные ремонты в прошлом году Решение суда:

Данные по этим компаниям:

Всего 14 госконтракта и все у МосГорТранса

Единственные госконтракты за 2018 год и они только у МосГорТранса.

Предлагаемый план развития

Контактная сеть

Контактная сеть и токоприемник должны быть максимально надёжными и доступными для производства ремонтных и восстановительных работ.

Неслучайно на многих европейских линиях эксплуатируют контактную сеть и токоприёмники, скопированные с железной дороги, высокая надежность которых обеспечена благодаря следующему:

полная температурная компенсация контактного провода;
полная температурная компенсация продольно несущих тросов;
шарнирное соединение зажимов с фиксаторами, благодаря чему грузовая компенсация работает практически без трения, не деформируется контактный провод под зажимами, а значит, не образуются локальные износы контактного провода;
наличие аварийных стопоров на грузовых компенсаторах, обеспечивающих быстрое восстановление сети при, например, пережоге контактного провода;
Без байдратные слияния и пересечения рабочих контактных проводов, на которых полностью исключена передача механического натяжения как с одного контактного провода на другой, так и на несущую тросовую систему, что улучшает работу грузовой компенсации и делает сеть на узлах очень эластичной;
полное отсутствие точек жёсткого крепления контактного провода с фиксирующими тросами;
использование в качестве продольно-несущих тросов медных многожильных проводов с сечением не менее 100 мм2
использование на вставках токоприёмников композиционных материалов;
для производства аварийно-технических ремонтных работ на трамвайных путях с открытой рельсо-шпальной решёткой и ограждённому полотну необходимо наличие в каждом контактном районе аварийно-технической машины на комбинированном пневморельсовом ходу.

Модернизацию контактной сети городского электротранспорта необходимо производить, используя существующий европейский опыт для получения идеальной системы связки «контактная сеть-токоприёмник».

Шаги реконструкции:

установка радиопередатчиков (например тип VETRA) на подвижной состав для автоматизации прохождения маршрута и автоматизации работы стрелок без участия водителя;
создание учебного полигона, где специалисты будут непрерывно повышать свой теоретический и практический уровень, необходимый для проведения очередных планируемых работ;
разработка проектов и замена жёстких кривых трамвайных контактных линий на эластичные (увеличение срока службы контактного провода трамвая на кривых вдвое, так как снижается аварийность);
разработка проектов и замена контактной сети на трамвайных «треугольниках» с возможными проходящими неразветвлёнными троллейбусными линиями, с применением грузовых компенсаторов на анкерных ветвях трамвая (увеличение срока службы контактного провода трамвая вдое, повышение надёжности работы «треугольников»);
разработка проектов и замена контактной сети трамвая на сложных совмещённых «узлах» трамвайных и троллейбусных линий (дополнительное увеличение скорости, повышение эстетического уровня, повышение надёжности работы сложных «узлов»);
разработка проектов и замена простых жёстких подвесок трамвая на эластичные подвески с применением «дельта»-подвесок, углепластиковых кронштейнов, синтетических канатов, грузовых компенсаторов (дополнительное увеличение скорости трамваев, снижение износа контактного провода);
реконструкция депо и парков с заменой мачтовых разъединителей (существенно снижается аварийность во время выпуска электротранспорта на линию);
замена алюминиевых вставок пантографов трамваев на плоские угольно-графитные или металлокерамические (увеличение срока службы контактного провода вдвое, а пересечений трамвай-троллейбус — втрое);
разработка проектов и замена продольно-несущих подвесок трамвая с использованием углепластиковых кронштейнов, грузовых компенсаторов, диодных секционных изоляторов и синтетических струн (повышение эстетического уровня, снижение трудозатрат и повышение безопасности при ремонтах, упрощение работы водителя).

Устранение недостатков контактной сети позволит трамваю в полном объёме использовать свой высокий динамический потенциал, существенно снизит износ контактного провода и как следствие повысит надёжность электрического транспорта в целом, поднимет эстетический уровень сети. Поездка пассажира станет быстрой, комфортной и безопасной.

Стрелки

Система, используемая в Москве, сложилась в середине прошлого века и имеет целый ряд недостатков:

устаревшая, громоздкая элементная база: в шкафу управления половину пространства занимает контактор;
необходимость выбора режима ведения вагона (ход или выбег) не в зависимости от дорожной ситуации, а в зависимости от необходимости поворота (это было приемлемо когда трамвайные вагоны соседствовали на дорогах с извозчиками и пешеходами, но не с современным потоком автотранспорта);
необходимость постоянного обслуживания громоздких сервииесных контактов, которые мало того что имеют неэстетичный вид, так еще и при проходе «под током» создают электрическую дугу и ускоряют процесс пережога контактного провода;
при сложном перекрёстке и большом количестве стрелочных переводов, над перекрестком создается паутина проводов управления которая не украшает город и при малейшем обрыве КС рвется вместе с ней;
ограничение скорости прохода сериесного контакта;
негерметичность ящика с соленоидами приводит к тому, что в сезон обильных осадков его заливает вода, и он выходит из строя, а иногда просто выгорает;
невозможность управления из диспетчерского центра.

Принципиально иные системы стрелочных переводов применяются в европейских странах. Их ведущиеми производителями — являются Чехия и , Германия.

Современная европейская стрелка — является сложное и, поэтому, надёжное устройствоым, но ввиду этого надежным устройством. Управление стрелкой осуществляется посредством выделенного радиоканала ближнего радиуса действия, путевой приемник находится у правого рельса перед стрелочным переводом, а передатчик — под подножкой первой двери вагона. В расположенный в вагоне бортовой компьютер водитель перед рейсом вводит номер маршрута. Компьютер помнит положение стрелок по маршруту, и, получив от стрелки пакет данных с её номером, компьютер дает ей команду на переключение в необходимое положение.

Преимущества такой системы:

нет необходимости в каких-либо дополнительных действий со стороны водителя, он просто ведёт вагон по маршруту: к моменту подъезда стрелка будет лежать в нужном направлении;
отсутствие опасного напряжения 600 вольт в цепях стрелочного перевода: шкаф управления запитывается от городской сети 0,4 кВ, а сигнальные цепи и цепь управления привода — безопасным напряжением 24 или 48 вольт;
Отсутствуют какие-либо дополнительные элементы на КС, нет необходимости обслуживать воздушные контакты, упрощается обслуживание самой КС. В случае её обрыва не нарушается работа стрелочного перевода, а восстановление контактного провода происходит быстрее;
эстетичный внешний вид: при применение самонесущего контактного провода и маятниковой подвески КС становится практически незаметной;
современные электроприводы находятся в отдельном герметичном кожухе, исключающем подтопление и выход из строя дорогостоящего оборудования. А сам стрелочных ящик, где размещается механизм электропривода, соединяется дренажной трубой с городской ливневой канализацией для исключения подтопления;
светофоры, показывающие направление, куда переведена стрелка, улучшают условия труда водителя: не надо вглядываться в положение остряка;
система электрообогрева исключает примерзание остряка к рамному рельсу;
все цепи управления стрелочными переводами прокладываются под землей, отсутствует риск обрыва при ветре, проезде негабаритного транспорта, ДТП;
при небольших дополнительных вложениях и организации проводных или беспроводных каналов передачи данных от шкафа автоматики до диспетчерского центра появляется возможность удалённого мониторинга состояния стрелочного перевода, его работоспособности, удалённого управления при оперативном изменении движения вагонов;
как отдельная опция поставляется система автоматизированной смазки стрелочного перевода для плавной и качественной работы в условиях запылённости дорог;
защита от перевода стрелки под впереди идущим вагоном осуществляется программно контроллером стрелки с использованием индуктивных датчиков наличия вагона в зоне стрелочного перевода.

Выше перечисленыосновные преимущества современных систем, при больших первоначальных вложениях удается достигнуть намного более длительного срока безаварийной работы оборудования, а как следствие, — снижения операционных затрат.

Отдельно стоит упомянуть сами стрелочные переводы, современные образцы сильно отличаются от используемой сейчас в Москве продукции Муромского стрелочного завода:

применение качественной высокоуглеродистой стали увеличивает длительный срок службы;
применение гибкого остряка повышает плавность хода вагона и уменьшает износ колёс;
более плавные углы отклонения позволяют проходить стрелочные переводы на комфортной скорости 25…30 км/ч, а самые современные модели — до 60 км/ч;
применение «вынесенных остряков» позволяет убрать самый хрупкий элемент стрелочного перевода из зоны перекрёстка с оживлённым движением автотранспорта и серьёзно повысить срок службы и надёжность стрелочного узла.

Информация по отдельным сегментам сети

Для удобства проведения исследования трамвайная система Москвы была разбита на отдельные сегменты по географическому принципу. При этом участки могли относиться к разным депо.

Краснопресненская сеть

Только 30 % трамвайной сети соответствует нормативам, при этом европейским нормам соответствует не более 15% полотна.

Часть участков, попавших в красную и желтую зону ремонтировались всего несколько лет назад, но из-за отсутствия текущего обслуживания и других проблем уже пришли в негодность и теперь будут такими до следующего ремонта через десять лет.

Например, в кривой на Живописной улице на одном из участков — 72 шпалы лежат без креплений. На части участках костыли отсутствуют, костыли не примыкают к рельсу; отсутствуют или погнуты тяги. Из-за обрывов электросоединений, возникает электродуга и риск возгорания.

Срочного ремонта требуют Новощукинская улица и кольцо «Станция метро „Щукинская”». На данных участках самая высокая интенсивность движения трамваев — 6 маршрутов трамвая и рейсы в депо, при этом состояние путей очень плохое. На протяжении всей Новощукинской улицы Службой движения Мосгортранса установлено ограничение в 20 км/ч для предотвращения возможных сходов.

Север Москвы

Восток Москвы

При исследовании востока (участок сети, ограниченный Новоспасским мостом с юга и Ростокинским проездом с севера) было проверено состояние 170 участков, при этом исследование линии по шоссе Энтузиастов (от Дангауэровского путепровода до Новогиреева) производилось экспертами.

Порядка 40 участков (четверть востока сети) находятся в близком к идеальному состоянии: практически нет стыков, ограничений и каких-либо других серьёзных проблем. Отмечается лишь небольшой волновой износ или несколько плохих креплений. Эти участки не требуют ремонта, необходим лишь своевременный уход. Ещё 30 участков также близки к идеальным и могут быть отнесены к зелёной зоне: обнаруженные недостатки незначительны и могут быть легко устранены.

35 участков попали в жёлтую зону, требующую повышенного внимания. Обнаруженные проблемы могут быть устранены текущими силами Службы пути в течение нескольких дней.

Более 20 участков находятся в плохом состоянии (красная зона). Как и в случае Краснопресненской сети, самые большие проблемы оказались на треугольниках и кольцах. Так, на востоке московской трамвайной сети две трети колец или треугольников оказались в красной зоне, включая важные узлы у Абельмановская заставы и узел у метро Авиамоторная.

Однако, помимо стрелок обнаружены и прямые участки в плохом состоянии. Так, на Госпитальном валу обнаружено 449 шпал с отсутствующими или поврежденными креплениями, а на проспекте Будённого замечена просадка более чем на 70 рельсах.

Юг Москвы

На юге (участок сети, ограниченный Новоспасским мостом с востока) было проверено состояние 65 участков, при этом исследование трасс трамваев 1 (Москворецкий рынок — ул. Академика Янгеля) и 26 (ст. м. Октябрьская — Университет, через Черёмушки) проводилось экспертами.

В зелёную зону попало большое число участков. Например, на всём протяжении Дубининской улицы пути находятся в хорошем состоянии, стыки сварены. В зелёную зону также попадают участки, находящиеся в момент проверки на ремонте — на юге это Холодильный переулок и Большой Устьинский мост.

Как и на остальной сети московского трамвая, основные проблемы были обнаружены на треугольниках и кольцах. В то же время, в красную зону попали и прямые участки пути: так, на Варшавском шоссе от Донбасской эстакады до Нагатинской улицы обнаружено 43 стыка больше 18 мм.

Полная информация о результатах исследования приведела в таблице.

P.S. Это предварительная версия отчета, в которую вошли основные выводы и результаты двухмесячного исследования. Полная версия отчета будет доступна позднее в виде pdf документа.