Протягом 200 років свого існування залізниці світу пройшли шлях значних і подекуди неімовірних трансформацій. Ми далеко відійшли від перших парових машин, які мали доволі обмежену швидкість та потужність. Сучасні швидкісні поїзди є зручними і безпечними. Вони доволі успішно конкурують із авіацією і здатні розвиватися далі, спираючись на сучасні технології. Які точки можуть стати поворотними на цьому шляху розвитку, що сьогодні стримує прорив і чого чекати на залізниці в майбутньому? Про це ЦТС поспілкувався із професором, доктором технічних наук Українського державного університету залізничного транспорту Андрієм Прохорченком.
Хотілося б почути візію, роздуми і припущення про те, яких змін залізниці можуть зазнати у майбутньому? Який вектор розвитку галузі можуть побачити наступні покоління?
Якщо оцінювати тренди, які впливали на розвиток залізниці, то можна побачити, що часто ми опинялися в точках, в яких здавалося, що вже немає куди розвиватися. Навіть та ж сама елементарна парова машина - вона стала рушійним механізмом для того, щоби зрушити з місця паровоз. Адже рейка на той час вже існувала, як і певна інфраструктура. До того часу поїзди вже запускали в рух за допомогою гужевого транспорту, або технічних приладів на кшталт лебідки тощо. Але коли вагони почала рухати самохідна машина-локомотив, це одразу спричинило стрімкий розвиток.
Будь-яка новація, яку винаходило людство, мала шанс втілитися на залізниці. Навіть, якщо на перший погляд це не було так очевидно. Наведу цікавий приклад. Свого часу в США набував шаленої популярності телеграф. Для того, щоби його поширювати, потрібно було зводити телеграфні стовпи. Залізниці на той час уже працювали й вони мали свої стовпи. Звісно, значно дешевше було використати їх, аніж будувати нову лінію. І от телеграфні компанії звернулися до залізниці лише з однією метою - зекономити на протягуванні своєї мережі. Ніхто не думав про те, що телеграф можна якось використати для залізниці. Але саме так з’явилася диспетчеризація. Це був колосальний прорив, бо він дозволив підвищити пропускну спроможність. До того ніхто не міг знати, коли саме буде їхати поїзд. Для обміну інформацією надавалися спеціальні папери. Аж доки одного разу абсолютно випадково для отримання інформації не скористалися телеграфом. Поїзд запізнювався й інженер за допомогою телеграфу, встановленого на станції, дізнався, де він знаходиться. Так, поїзд з інженером зміг покинути станцію зупинки раніше, не чекаючи зайвих дві години на зустрічний. Це було порушенням і за цим фактом влаштували розбір. І зрозуміли: якщо посадити одну людину на телеграф, і на кожній станції запитати, що куди їде, то можна буде організувати централізоване керування. Так з’явилися перші диспетчери.
У історії багато таких точок, які неочікувано стали поштовхом для розвитку певного напрямку. Свого часу всі мали великі сподівання на тепловозну тягу. Але вона не довго залишалась безальтернативною, бо дуже швидко з’явилася електрифікація. Тоді виявилося, що постійний струм занадто дорогий в обслуговуванні й з’явився змінний струм. Залізниця змінювалася дуже швидко.
Як ці зміни відображалися на конкуренції з іншими видами транспорту?
Був період, коли вже майже ніхто не вірив у те, що пасажирський рух на залізниці зможе вижити. Усі вважали, що в ХХ столітті, залізниця занепаде, бо не може розвивати швидкість і конкурувати з розвитком індивідуальної мобільності. Адже трамвай чи поїзд - це колективна мобільність. Людство привітно прийняло її появу. Але потім почався активний розвиток автомобілебудування і так з’явилася індивідуальна мобільність. Для людини й нині скористатися колективним транспортом більш проблематично, аніж своїм власним. А пізніше додалася ще й авіація.
Машини плюс літаки - це швидко і просто. І от саме в цей час, у 1958 році, в Японії почали думати про новий вид транспорту. Ставити на автомобільні перевезення вони не могли, бо важко відновлювалися після Другої світової війни. Йти шляхом будівництва автомагістралей, як в США, не виходило - гірська місцевість вимагала спорудження великої кількості тунелів. Так, ставку було зроблено на розвиток колективної мобільності. Поява високошвидкісних магістралей в 1964 році стала свого роду проривом. Саме тоді з’явився перший швидкісний поїзд, який міг рухатися зі швидкістю до 200 км/год. Він рухався між Токіо та Осакою. І цей факт дав друге життя пасажирському напрямку. Люди одразу побачили перевагу такого виду транспорту.
Як бачимо, тільки-но зросла швидкість, з’явилася конкурентоспроможність, одразу ж змінилася і модальність на залізниці. Будь-де, де зараз будуються ВШМ, авіатранспорт втрачає свою частку. Залізниця має співставну тривалість подорожі, але основна перевага - це інфраструктура, розташована, як правило в центрі міста. Залізничні вокзали більш доступні, аніж аеропорти.
Японія зробила багато проривів своєю технологією Bullet Train. Але ж тоді поїзд поїхав зі швидкістю лише 200 км. Це навіть не 300 км, як є зараз. Проте, на той час, цього було достатньо, щоби конкурувати з авіатранспортом. Це покликало за собою цілий ланцюжок змін. Наприклад, довелося відмовитися від світлофорів на користь передачі всіх сигналів прямо в кабіну. У 1964 році всі думали, що семафори необхідні. Але на швидкості 200 км на годину їх просто не видно. Далі розвивалася аеродинаміка, шумоізоляційні технології тощо.
А от ставка на електрифікований поїзд не була очевидною на той час. Нині ми кажемо, що залізниця може будуватися на різних технологіях, починаючи від "колеса-рейки", до магнітної левітації і аж до так званих вакуумних технологій (Нyperloop). Так от, у 60-х було лише "колесо-рейка". І тоді вважалося, що силу тертя вже більше перебороти неможливо. Французи свій перший TGV-поїзд спочатку поставили на газотурбінний двигун. Але залізниця - це не тільки технології, а ще й політика та економіка. Після війни Судного дня, країни Близького Сходу впровадили нафтове ембарго. І газотурбінний двигун для Франції став дуже невигідним. Тоді майже одразу тип поїзда був перероблений - від газотурбінного двигуна відмовилися і поставили електричний двигун. Тобто пішли шляхом електрифікації. Франція завжди була дуже прогресивною в сфері ядерної енергетики. У них на той час вже були побудовані атомні електростанції, і відповідно електроенергія стала дуже дешевою. Це була їхня ставка.
Читайте також Синкасен. Що спільного у поїзда і птаха?
Тобто ціна питання завжди впливатиме на той чи інший вектор розвитку залізниці…
Як бачимо, приміром, енергоносії дуже впливають на залізницю. Ніхто не може зараз спрогнозувати, який вид енергії буде переважати в найближчому майбутньому. Який із них буде дешевшим - той і використають для чергового прориву. Залізниця - це передусім ринок, на якому потрібно надати послугу за відповідною ціною. Логістика вимагає зменшення витрат. Незважаючи на те, про що йдеться - про вантажі, чи про пасажирів.
Усе має свою ціну. Ті ж самі французи поставили світовий рекорд швидкості на поїзді "колесо-рейка", який сягнув 400 км на годину. Тепер світовий рекорд швидкості - це 600 км. Але Італія чи Німеччина, наприклад, не йдуть шляхом беззаперечного підвищення швидкості коли воно не потрібне в комерційному відношенні. Дослідження свідчать, що людям комфортно проводити в поїзді 2,5 год. У Італії свого часу обговорювали можливість підняти швидкість на ВШМ до 300 км/год. Але уряд не пішов цим шляхом, бо потрібно було вкладати шалені мільярди, заради кількох десятків кілометрів на годину.
Багато країн обирають прагматичний підхід. Везти треба з тією швидкістю, яка є вигідною на даний час. Тільки-но з’явиться якийсь вид транспорту, який повезе пасажирів швидше і дешевше, можливі зміни й на залізниці. Наприклад, раніше були надзвукові літаки Concorde, але через технічну недосконалість від них відмовилися. Тепер у Америці знову намагаються створити пасажирський літак надзвукового руху. Як тільки ця конкуренція глобально з’явиться, то й залізниці одразу перейдуть на більшу швидкість. Де вони її братимуть? Мабуть уже з інших технологій, як от маглев (Magnetic levitation).
Щодо організаційної структури, на вашу думку, продовжуватиметься тренд на лібералізацію ринку і розподілення на різноманітних операторів (перевезень, інфраструктури)? Чи можливе повернення до монополій?
Структурна реформа в нашій ситуації, на мою думку, приведе до гібридних моделей. Це вже простежується. Уже очевидно, що найкращих шлях - це розділити інфраструктуру від експлуатації. Конкуренція є рушійною силою в транспортних системах. І мабуть дуже проблематично буде відмовитися від неї. Якщо буде монополія, то вже можна буде казати про якісь проблеми. Це погана система. Але залізниця - це ще й стратегічний об’єкт. Як, наприклад, інструмент військової логістики. Держава й суспільні інтереси завжди йдуть поруч. Ми не зможемо відійти до ідеальної конкуренції на залізниці. Держава завжди буде присутньою, як гравець у залізничній системі.
Один із досвідів розділення на залізниці - це досвід Великої Британії. Вони йшли шляхом повного вертикального розділення. Це одна зі найбільш радикальних реформ європейської моделі. Але якщо на них придивитися і на їхній пошук себе, то одразу видно: найкращі їхні проекти - це інтегровані проекти. Щоб держава не витрачала всі кошти на інфраструктуру, треба інтегрувати експлуатацію з інфраструктурою.
У американців, наприклад, був період занепаду пасажирських перевезень, коли активно розвивалися автомобільна компанія Ford та авіація. Тоді у них почали банкрутувати всі залізничні компанії, які були державними. І в якийсь момент було прийнято рішення - віддати інфраструктуру з експлуатацією в приватні руки. Це дозволило самим приватникам утримувати інфраструктуру і заробляти. І все дуже спростилося. У Британії зараз інфраструктура належить державі, але вони все одно шукають моделі, які передбачають інтеграцію експлуатації і інфраструктури. Коли Британія реформувала свої вантажні перевезення, вони віддавали частково і колії, і інфраструктуру станцій приватним компаніям, прив’язуючи їм станції на баланс. Тому що сортувальні станції є дуже дорогими в утримуванні. Те ж саме відбувається в Німеччині, і у Франції.
Читайте також "Червоні стріли" Апеннін: як працюють швидкісні поїзди в Італії
Будь-який розвиток - це, передусім, конкуренція. Наприклад, найбільш успішна модель високошвидкісної магістралі зараз - у Італії. А причина в організаційній реформі. Свого часу в цій країні побудували ВШМ, але вона почала забирати дуже багато грошей. Адже така залізниця провокує величезний попит у людей. Щоби його задовільнити, треба щонайменше купувати додатковий рухомий склад. Ми в Україні дуже добре це бачимо на прикладі Hyundai для Інтерсіті+. Навіть на своїй швидкості максимум 160 км/год ці рейси дуже популярні й попит на них удвічі більший. Але наша держава не має за що купити ще десять таких поїздів, щоби запустити їх більше. А Італія пішла шляхом розділення інфраструктури від експлуатації, залишивши оператора Trenitalia на коліях ВШМ, але дозволивши зайти приватному капіталу на лінію. Тобто було створено просте елементарне розділення і конкуренцію на коліях - так званий, доступ оpen аccess. Приватний бізнес привів нові поїзди (на 600 млн євро), для яких збудували нове депо. Залізниця забрала до 80% ринку порівняно з авіатранспортом. Хоч до цього й було навпаки. Цей досвід відкрився для всього світу. Південна Корея має французьку технологію ВШМ. І експлуатувала її до якогось часу монопольно. Але, побачивши італійський досвід, вони так само зробили реформу розділення і запустили в себе конкуренцію між поїздами двох різних компаній на лінії.
Після Другої світової війни майже всі залізниці Європи були націоналізовані. Але, як і ми в Україні, вони накопичили велику кількість боргів і не могли підняти ефективність через відсутність конкуренції. І всі пішли шляхом структурної реформи. Так. У всіх вона пройшла по-різному. Але факт у тому, що така реформа привнесла інновації в систему. І технології пішли в роботу.
Чи збережеться у нинішньому вигляді різноманітність стандартів колій чи все ж логістична необхідність сприятиме тому, що ці стандарти якось уніфікуватимуться?
У найближчому майбутньому технологія "колесо-рейка" залишатиметься актуальною. Адже є ще швидкість за 300 км на годину, яку далеко не всі реалізують. Тільки у Франції поїзди ходять зі швидкістю 310 км. Італія має такі лінії, але здебільшого вони працюють на швидкості до 250 км. Німеччина теж має гібридну систему - на певних ділянках досягають швидкості 300 км, але більшість йде на нижчій швидкості.
На етапі, коли відбувалося підвищення швидкості, всі побачили, що питання стандартизації є дуже важливим. ВШМ стала механізмом зшивання європейської колії різних країн. Зараз уже можна казати про міжнародну транс’європейську транспортну мережу швидкісного руху. Як ми вже зазначали, в цій сфері добре розвинулися італійці та французи. Але в них ширина колії 1435 мм. А от в Іспанії - 1668 мм. Коли вони намагалися інтегруватися в пасажирські перевезення, вони вирішили будувати колію ВШМ на 1435. І до речі, перша японська ВШМ також мала 1435мм, хоч уся Японія була на вужчій колії - 1067 мм. Вони тоді показали, що якщо вже щось робити, то треба на стандартній колії. І це був доволі перспективний погляд. Тому що потім їхні технології та рухомий склад розійшлися по всіх країнах. Вони його успішно продавали. Якщо нині йде мова про створення пасажирської системи, то стандарт 1435 мм є найбільш прийнятним хоча б з огляду на те, що цю колію найбільше експлуатують. А отже - знайдеться дешевший рухомий склад, навіть і вживаний. На нашу колію 1520 мм було складніше знайти поїзди. Той самий Hyundai був проблематичним і дорожчим через те, що він нестандартної колії.
Але й гібридні технології ніхто не відміняв. У пасажирських перевезеннях дуже популярна технологія розсувних візків. Багато поїздів у Іспанії експлуатується на стандартних коліях 1435 мм, які потім з’їжджають на свої звичайні колії. Саме завдяки таким можливостям "колесо-рейка" залишається більш дешевою технологією у порівнянні з тією ж технологію маглев, яка вимагає окремої інфраструктури і не може бути інтегрованою до звичайних залізниць. Вона потребує або т-подібної монорейки, або у-подібного коритця. Такі поїзди не можуть використовувати звичайну колію. Натомість поїзди, які рухають ВШМ, використовують змішану модель, яка дозволяє з’їжджати з швидкісної траси на звичайну і довозити пасажирів до міст, в яких немає ВШМ.
Водночас, у Італії набула розвитку цікава технологія - нахилу кузова. Там важко було будувати пряму лінію. А на швидкості 200 км на годину - це особливо важливо. Беручи до уваги гірську місцевість і відсутність великих коштів на будівництво ліній, італійці вирішили компенсувати поворот нахилом кузова. Нині це використовують у поїздах Pendolino. І таку технологію використовують тепер Польща та Фінляндія.
Читайте також Історія монорейки: поїзд, який не в усіх поїхав
Як співіснуватимуть пасажирські та вантажні перевезення?
Пасажирка завжди була протиставленням вантажним перевезенням. Свого часу Німеччина, спираючись на досвід Японії, Італії та Франції, поставила перед собою завдання - підвищити швидкість на залізниці. Виникла навіть суперечка. У міністерстві транспорту хотіли концептуально побачити пасажирську високошвидкісну лінію. На той час Німеччина була поділена, і в західній її частині була дуже впливовою залізнична монополія. А залізничники були проти вкладання великих грошей у лінію, якою не можна було би проїхати з вантажем. Це протистояння призвело до того, що першу лінію було побудовано зі змішаною експлуатацією. Удень це були пасажирські перевезення, а вночі - вантажні поїзди. Але це спричинило великі проблеми, які побачив світ. Пізніше навіть Німеччина відмовилася від побудови інфраструктури зі змішаною системою. Усе ж таки велика швидкість має базуватися на високій технічній надійності. А вантажний рух - це завжди проблема з надійністю. Це більш дешевші перевезення, вони можуть мати збої в графіку, вони мають велику масу і більше впливають на колію. Уся ця боротьба - це одвічна боротьба. Але, як бачимо, в Америці з часом залізниця стала переважно вантажною. У Японії ж, при переході на пост-індустріальну економіку, вантажний транспорт вмер, а залізниця стала пасажирською.
Україна нині більше схожа на Північну Америку, де переважають вантажні перевезення. Для нас пасажирський рух є збитковим і доволі проблематичним. Якби його виділили в окремий ВШМ-напрямок, це могло би стати певним трендом. Адже потреба масового переміщення і вантажів, і пасажирів буде завжди. Питання тільки - чим і як?
Які ваші прогнози чи думки з приводу технічного розвитку залізниць? Які можливі нові види рухомого складу? Зміни в залізничній інфраструктурі?
Зараз кожен шукає своє місце. Наприклад, Японці в 1964 році, коли думали про ВШМ, започаткували всі концепції. Такі, як виділена двоколійна лінія, без перетину з іншими лініями тощо. Тепер вони будують маглев. Це вже зовсім інший вид рухомого складу і інфраструктура. Як і тоді, їм кажуть усі експерти, що це дуже дорого. Цю лінію планували запустити до 2027 року, але й досі відкладають. Самі поїзди мають багато нюансів, пов’язаних із охолодженням і надпровідниками. У порівнянні зі звичайними залізницями усі ці технології дуже дорого коштують, якщо перераховувати у вартість за кілометр. Але очікується, що такий поїзд дозволить проїжджати 400 км за 60-50 хвилин. Це відкриє новий вид мобільності, яка дозволить з’єднати як агломерацію три міста - Токіо (13 млн населення), Наґою і Осаку (майже по 2,5 млн). Адже, фактично, можна буде, як трамваєм проїхати - з одного міста в інше. І це може стати справжнім проривом. Але ніхто ще цього не знає.
Ми поки що так і не побачили вакуумних технологій. Хоч якісь розмови про Нyperloop були, але далі балачок поки справа не пішла. Мабуть, технічно це все ж таки проблематично реалізувати. А от магнітну левітацію потрібно тільки здешевити.
Що стосується вантажного руху, то вже зовсім незабаром можемо очікувати на відмову від машиністів. Австралія вже це робить. Автономність рухомого складу вже є сьогоднішнім днем. І буде в майбутньому. Автоматизація, споріднена з цифровізацією і технологією штучного інтелекту, відкриває нам нові можливості. Відмова від машиністів - це передусім здешевлення.
Можливо, в майбутньому самостійно зможе рухатися і сам вагон. Поїзд зможе складатися із вагонів, які самотужки будуть з’єднуватися і роз’єднуватися і діятиме розподілена тяга. До речі, ще донедавна використовувалася тільки локомотивна тяга. Але той же Hyundai має вже іншу концепцію - у них двигуни є в кожному вагоні. І це дозволяє поїзду легше розганятися та сповільнюватися.
Зрослась із залізницею вже повністю система глобального позиціювання GPS. Але поряд є багато технологій, які нам ще належить інтегрувати. Ті ж планувальники. Цифрове планування дуже змінило залізниці Південної Америки. Це дозволило зменшити кількість необхідних станцій і локомотивів. Звісно, довелося скоротити і людей. Але! Коли почалася пандемія, пов’язана із COVID-19, залізниця в прямому сенсі "вивезла" всю економіку Америки, переміщаючи всі товари від наповнення супермаркетів до вугілля, металу та інших товарів. Коли ці зміни закладалися, ніхто такого не прораховував, але зменшення витрат через два-три роки дало їм такий ефект. Такі речі ніколи не очевидні.
Чи може статися, що залізниця втратить свої позиції, порівняно з іншими транспортними модальностями? Або збільшить свою вагу?
Якщо ми подивимося на трендовий розвиток всього світу, то найбільші виклики, які нас очікують - це війни і глобальне потепління. За викидами СО2 залізниця реально конкурентоспроможна. Але багато залежить від того, на що спрямують модальність уряди різних країн. У Європі зрозуміли, що залізниця є більш екологічно спрямованою системою колективного пресування. Відповідно, там дають більше преференцій залізничному транспорту і він починає оживати і розвиватися. Натомість уряд США вирішив субсидіювати аеропорти і магістралі. Саме тому індивідуальні види транспорту та авіація змістили в цій країні пасажирську модальність. Японія не змогла реалізувати розвиток автотранспорту і пішла шляхом розвитку залізниці.
Війна в Україні показала, що закрити пасажирські залізничні перевезення, незважаючи на збитковість, неможливо. Ми реально ахнули. Я із Харкова і на свої очі бачив, що єдиним видом транспорту, який зміг перемістити величезні обсяги пасажирів, виявилася залізниця. Те ж саме, до речі, стосується і техногенних катастроф. Ми часто бачимо, що тільки-но в Європі прокидаються якісь вулкани, то авіація призупиняє перевезення. А залізничники відмінно справляються зі своїми завданнями.
Але сюди варто додати ще фактор вартості енергії. На якому виді транспорту вона буде дешевшою, той і змінить модальність. Якщо вже зовсім фантазувати і припустити винахід абсолютно нового виду палива, то і автомашини можуть стати супер швидкими і екологічними.
Зрозуміло, що відповіді на всі ці питання залежать від певних поворотних моментів, коли вектор розвитку може змінювати напрямок. Які це точки, які фактори матимуть визначальний вплив?
До уваги треба брати різні фактори - не тільки технологічні, а й політичні та економічні. Наприклад Іспанія для того, щоб підняти ВВП свого часу вирішила вкладатися в будівництво залізниці. І нині це країна з однією із найбільших ВШМ-ліній із системою руху поїздів ERTMS/ETCS.
Також війна показала, що в нас пасажирка має бути завжди. Бо колись подібне може повторитися і залізниця знову може стати нашим порятунком. Живучість залізниці дуже велика. Це показала і Друга світова війна, і зараз ми це спостерігаємо. Європа вже зрозуміла свою проблему в вантажному перевезенні - вони не здатні будуть переміщати навіть свої війська, не те, що вантажі. А ми якраз дуже добре дешево і швидко пересуваємо це все. Що би ми не казали про свою залізницю, вона в нас - одна із кращих.
Цифровізація розвивається і використання інтелектуальних технологій приводить до того, що залізниця вже не є одним видом транспорту. Це такий собі каркас для масового переміщення людей. У центрі всіх поглядів на інтелектуальну транспортну систему завжди - залізниця. Ми можемо інтегруватися навіть із самокатом у місті. І така система якоюсь мірою вже працює. Наприклад, MaaS є інтегрованою мобільною концепцією, яка дозволяє пасажирам планувати, бронювати та оплачувати подорожі за допомогою одного цифрового інтерфейсу. Трамвай, міська електричка і поїзд дальнього сполучення у тій же Німеччині вже інтегровані. Усе це вже поруч. Ці концепції явно введуть у єдину систему, яка буде використовувати перевагу кожного виду транспорту на певній відстані і на певному рівні. Усе це буде в мобільних додатках. Послуги стануть більш доступними.
Далі буде тільки краще. От хто би подумав, що на залізницю, як і на авіаперевезення, прийдуть лоукости? А зараз ВШМ у Франції ведуть боротьбу за дешеві квитки на прості вагони, без додаткових зручностей, зі щільною посадкою і додатковою платою за багаж. Ціна на такий квиток може сягати 10-20 євро, тоді як стандартна вартість може складати 70 євро. Залізниця дуже інтегрована і всі нововведення на ній легко впроваджувати.
Але пам’ятаємо - технічний прорив може статися будь-коли. Як із телеграфом. Жоден залізничник, коли встановлювалися ті стовпи, не міг припустити, яку вони можуть зіграти роль.
Читайте також Мультимодальне майбутнє європейських залізниць. Пасажирський сегмент
