Синопсис
Может ли трамвай полноценно заменить метро в городе-миллионнике? Так, чтобы обеспечить те же объёмы перевозок и скорости перемещения? Нереально, скажете вы? Скорость метро - 35-42 км в час, классический трамвай - 15 км в среднем. Поезд метро из пяти вагонов вмещает 850-900 человек, трамвай из 2 вагонов - 240-250, из трёх - 360-380, соответственно.
Казалось бы, о чём тут говорить. Ответ очевиден. Или всё-таки нет? Давайте применим нехитрую арифметику и смоделируем пассажиропотоки и скорости на примере какого-то конкретного города.
Для нашего мысленного эксперимента идеально подходит украинский Харьков. Во-первых,население даже не миллион, а полтора! Во-вторых, город обладает развитой сетью метрополитена, а также развитой трамвайной системой, которая до ввода метрополитена была главным видом городского транспорта. Представим, что метрополитена в Харькове нет. Не построили, не смогли. И метротрам (он же LRT, он же Stadtbahn), как описано в другой моей статье, также не был построен. Ни одного метра тоннеля, ни одной подземной станции. Вместо этого была глубоко модернизирована трамвайная система и дополнительно были пущены автобусы-экспрессы, соединяющие окраины города между собой. В основном на выделенных полосах, там где условия это позволяют. С частыми интервалами и редкими остановками.
Могла ли такая связка - модернизированный трамвай и автобусы-экспрессы - полноценно заменить и непостроенный метрополитен,
и реально существующий трамвай?
Будем разбираться.
Определимся, что, собственно, мы понимаем под производительностью транспортной системы как целого
Производительность городской транспортной системы в целом может быть измерена как пассажиропоток, или количество пассажиров, перевезённое на некоторое расстояние, за определённое время. Например, за час.
Посчитать производительность можно по формулам (ЕПС - единица подвижного состава, вагон метро или вагон трамвая):
Производительность ЕПС = вместимость ЕПС * средняя скорость
Производительность системы = количество ЕПС * Производительность ЕПС
Тогда, в применении к Харькову, результат получается следующий:
Производительность вагона метро: 180 * 36 = 6480 пасс-км/час
Производительность вагона трамвая: 120 * 15 = 1800 пасс-км/час
Один вагон метро эквивалентен 3.6 вагонов трамвая
По состоянию на 2020 год парк вагонов метро в Харькове - 325, трамвая - 273. Это - ВСЕ наличные вагоны. Понятно, что не все 100% их выходят на линию - что-то в ремонте, что-то в резерве. Но для упрощения примем, что весь подвижной состав, все 100%, находится на маршрутах.
Тогда производительность всей систеы рельсового транспорта Харькова:
325 * 6480 + 272 * 1800 = 2595600, или почти 2.6 млн. пассажиро-километров в час.
Отмечу, что пик перевозок электротранспортом в Харькове, равно как и парк подвижного состава, пришёлся на середину 90-х. Та же картина, к слову, характерна для практически всех городов-миллионников в пост- СССР. Поэтому для пущей объективности возьмём данные в районе 1995 года, когда парк метро достиг примерно нынешней величины, уже действовали все 3 линии метрополитена (одна, правда, недостроенная), и парк трамваев был в 2 раза больше (согласно сайту "Городской транспорт Харькова"). Точная цифра мне неизвестна. Так что примем парк трамваев в 1995 году в 550 вагонов.
Тогда производительность системы получается:
325 * 6480 + 550 * 1800 = 3096000, или примерно 3.1 млн. пасс-км в час.
О какой модернизации трамвая мы говорим?
В контексте данного упражнения речь идёт о глубокой модернизации подобной той, что была сделана на системе Чижик в Санкт-Петербурге.
В результате этой модернизации средняя скорость обычного, по сути, трамвайного маршрута выросла в 2 раза - с 13 до 25 км в час. Представим, что подобные работы (в разумно необходимом объёме) были сделаны на всех трамвайных путях Харькова. В результате, скорость на обособленных участках выросла до 25 км, на совмещённых осталась 15 км. Примем, что средняя скорость по системе стала 22 км в час (на 70% маршрута - скорость 25 км в час, на 30% в центре города - 15). Это ещё не совсем скоростной трамвай, а так, ускоренный. Также, представим, что весь трамвай ездит в сцепках по три вагона. На всех маршрутах.
Производительность 1 вагона ускоренного трамвая : 120 x 22 = 2640
Что имеется в виду под автобусами-экспрессами?
Речь идёт о системе маршрутов, соединяющих окраины города с центром и между собой, диаметрально и по хордам. Режим работы - гибридный. На окраинах (участки длиной 2-3 км) автобус делает все остановки, собирает или развозит пассажиров. Затем - длинный экспрессный участок, с остановками через минимум 1.5 км, типично - 2-3 км. Скорость - сравнима с личным авто. Ближе к концу маршрута автобус снова переходит на обычный режим - чаще остановки, меньше скорость.
Примем, что средняя скорость на маршруте - 28 км в час (20 км на окраинах - 20% длины маршрута и 30 км - на экспресс-участках, 80% длины).
Также отмечу, что маршруты автобусов не дублируют линии трамвая, а дополняют их, охватывая районы без трамвая.
Предварительные итоги
Но оставим пока автобусы за кадром. Ответим на вопрос - сколько надо вагонов ускоренного трамвая, чтобы полностью заменить метро и обычный трамвай?
Для 2020 года: 2595600/2640 = 983 вагона, или 327 трёхвагонных сцепок.
Для 1995 года: 3096000/2640 = 1172 вагона, или 391 сцепка
Как эти 390 трамвайных поездов впишутся на реальную систему?
По условиям нашего эксперимента существуют только трамвайные пути, линий метро нет. Длина трамвайных путей: 217 км (в 2020 году), в 1995 - примерно 240. Это в двухпутном исчислении. Или 480 в пересчёте на один путь. Или один состав на 1230 метров в 1995 году, или один - на 1330 метров в 2020 году. При средней скорости 22 км в час такая дистанция соответствует интервалу 200-215 секунд, или 3:20-3:35 минут. Более чем разумный и вполне достижимый интервал. На каких-то маршрутах может быть и меньше (до практического минимума в 2:30 или 150 секунд), где-то - больше.
Или, другими словами, если выпустить на (модернизированные) трамвайные пути города Харькова 390 трёхвагонных сцепок, то они,
не мешая друг другу, не создавая толкучки, не ухудшая скоростные показатели, могли бы перевезти за 1 час такое же
количество пассажиров и на то же расстояние, что и реальный метрополитен и реальный трамвай вместе взятые! То есть ответ на вопрос в начале статьи - может ли трамвай в принципе заменить собой метро - утвердительный. Да, может.
И это мы ещё не учли автобусы-экспрессы, и другие альтернативы (например, городскую электричку).
Что насчёт скорости?
"Но это же будет намного медленнее, чем метро!" - воскликнет пытливый читатель, дошедший до этого места. Давайте проверим и это.
Средняя скорость известна:
- Обычный трамвай - 15 км в час
- Ускоренный трамвай - 22 км в час (25 вне центра, 15 в центре)
- Метро - 36 км в час, по факту
- Автобус-экспресс - 28 км в час
Сравним затраты времени все виды транспорта из списка.
Представим условного Мистера Икс гражданина Иксюка, жителя славного города Харькова. Для упрощения предположим, что пан Иксюк живет точно по линии между двумя станциями метро (остановками трамвая или автобуса).
Примем среднее расстояние между станциями метро - 1400 метров, между остановками трамвая (и автобуса) - 600 метров. Тогда, до ближайшей станции, по ходу движения или против, будет не более 700 и 300 метров, соответственно. И в среднем расстояние до ближайшей станции (или остановки), составит - 350 м для метро (4 минуты ходьбы) и 150 м для трамвая и автобуса - около 2 минут.
Примем следующие расходы времени на подход к станции метро 4 минуты, 2 минуты - на спуск, проход к платформе и по самой платформе (в среднем - 50 м или не менее полминуты), 1 минута - ожидание. Всего - 7 минут. До трамвая - идти около 2 минут, ждать около 1.5 минуты. Всего - 3-3.5 минуты. Примем 3.
Со станции до конечного пункта: метро - 2 минуты попасть на поверхность, 4 минуты пешком. Всего 6 минут.
Трамвай - 2 минуты пешком.
Получаем следующий расклад:
5 км: ускоренный трамвай - 19 мин
5 км: метро - 21 мин
5 км: экспресс - 16 мин
5 км: обычный трамвай - 25 мин
10 км: ускоренный трамвай - 32 мин
10 км: метро - 30 мин
10 км: экспресс - 26 мин
10 км: обычный трамвай - 45 мин
15 км: ускоренный трамвай - 46 мин
15 км: метро - 38 мин
15 км: экспресс - 37 мин
15 км: обычный трамвай - 1:05
20 км: ускоренный трамвай - 60 мин
20 км: метро - 46 мин
20 км: экспресс - 48 мин
20 км: обычный трамвай - 1:25
Или в графическом виде:
Получается, что до 4 км обычный трамвай будет быстрее метро, а до 7.5 км пассажир ускоренного трамвая опередит пассажира метрополитена.
Итоговая схема показана ниже. Там вы можете увидеть, какие районы города попадают в круг радиусом 4 км (обычный трамвай = метро по общему времени поездки) и 8 км (ускоренный трамвай = метро) вокруг городского центра.
Выводы: Для поездки до 10 км ускоренный трамвай и автобус-экспресс НЕ УСТУПАЮТ метрополитену по общей средней скорости. 70-80% территории Харькова попадают в круг радиусом примерно 10 км, то есть могут попасть в центр города за сопоставимое время независимо от вида транспорта. Для поездки более 10 км метро опережает трамвай, но находится на одном уровне с автобусом. Для жителей окраин, где до ближайшей станции метро надо подъезжать наземным транспортом, автобус-экспресс, идущий прямиком в центр или противоположный конец города, будет, во-первых, не медленнее, чем метро, а во-вторых, скорее всего удобнее.
Повторюсь - автобусы идут в основном по выделенным полосам, остановки на экспресс-отрезке редкие. Автобусные маршруты не КОНКУРИРУЮТ с трамваем, а ДОПОЛНЯЮТ его на а) длинных маршрутах; б) в районах, где нет трамвая; и в) на направлениях, где провозной способности трамвая недостаточно.
Заключение
Как видим, модернизированный трамвай (вместе с автобусами-экспрессами и, например, городской электричкой) вполне может заменить метрополитен в городе с населением до полутора миллионов человек, сохранив тот же уровень провозной способности и скорости. При этом густота сети и степень обеспеченности транспортом будет намного выше, а расходы на строительство и модернизацию в несколько раз меньше.