Овладяване на железопътния шум в Европа

Утвърждаването на влака като безвреден за околната среда вид транспорт, изисква от него, освен всичко друго, да стане и по-малко шумен. Бяха проведени много национални инициативи и задълбочени европейски изследвания с цел да бъдат определени по-строги граници на емисиите за новия подвижен състав, както и план за действие, включващ жп линиите и машинния парк.

Европейската комисия (ЕК) е особено чувствителна към вредните влияния на транспорта върху околната среда. Според нея, железниците са транспорт, който най-малко застрашава екологията. Затова в своята Бяла книга тя предлага да се увеличи пазарният дял на железопътните превози. Обявената цел е към 2010 да бъде възстановено нивото на трафика от 1998. В Зелената книга на Европейския съюз пък се отбелязва, че шумът е сред най-вредните локални фактори за околната среда, поради което е необходимо да се отдаде приоритетно значение на ограничаването му. Вследствие на това, започна прилагането на ново, по-стриктно законодателство срещу шума, което държи сметка както за генерирането на шум от транспортните средства, така и за възприемането на околните шумове.

Различни работни групи консултират ЕК по въпросите на шума. Сред тях беше и Групата “Железопътен шум”, която приключи работата си през 2004. В нея участваха всички големи играчи в бранша, бяха анализирани многобройни сценарии за овладяване на шума и в крайна сметка групата излезе с позиция, според която приоритет следва да се даде на оборудването на наличния подвижен състав с нови, безшумни спирачни системи, а за новите локомотиви и вагони да се въведат пределни стойности на звуковите емисии. Множеството национални и европейски проучвания, потвърждаващи икономическата ефективност на варианта “ново оборудване на подвижния състав” (вж. по-долу), допринесоха в голяма степен за заключенията на работната група.

Европейският съюз включи предложените от работната група пределни стойности на звуковите емисии в Техническите спецификации за интероперативност (STI). Бяха определени специфични лимити за новия и обновения машинен парк, за различните типове подвижен състав (товарни вагони, локомотиви и т.н.) и за различните експлоатационни ситуации (при преминаване на влак, при престой, при потегляне, както и във вътрешността на превозните средства). За класическите жп линии пределните стойности за шума при преминаване влязоха в сила от 23. 06. 2006. В STI се напомня, че преоборудването на подвижния състав е желателно с оглед по-бързото ограничаване на шума, произвеждан при товарните жп превози.

От друга страна, всички европейски държави, както и Норвегия и Швейцария, са определили и пределни стойности на шума при новите си жп линии. Много страни установяват лимити и за модернизираните линии, а някои, като Швейцария и Италия, са въвели пределни прагове за съществуващите линии (LR 130).

Директива 2002/49/СЕ за измерването и овладяването на шума в околната среда (наречена END) изисква съставянето на стратегически карти на шумовете и планове за действие, свързани с големите железопътни оси (над 60 000 влака годишно) и големите агломерации (над 250 000 жители), до 2007 (срок за картите) и до 2008 – за плановете за действие. Пет години след това ще трябва да са готови картите и плановете за жп линиите, поемащи по над 30 000 влака годишно, и за агломерации с население над 100 000 души.

 Железопътният контекст

Товарният трафик е основният източник на шум при съществуващите жп мрежи. И ако компаниите действително искат този вид транспорт да оцелее, трябва да се справят с най-вредното му влияние върху околната среда, като овладеят шумовите емисии. Свързаните с шума проблеми могат да препятстват увеличаването на трафика и така да попречат за успешната реализация на европейската транспортна политика, предвиждаща преди всичко ръст на пазарния дял на железопътните превози.

Когато се обсъждат средствата за влияние върху железопътния шум, следва да се имат предвид специфичните условия, в които работят железниците:

–   Железопътните фирми се сблъскват с изключителна икономическа конкуренция. Всяка инвестиция се отразява на конкурентоспособността им и трябва да бъде много внимателно преценена;

–   Обикновено товарните вагони имат достатъчно голям жизнен цикъл, преди да се наложи обновяването им. Следователно, шумът не може да бъде намален в задоволителна степен, ако фирмите се ограничат с нормалната подмяна на вагоните;

–   Проблемът засяга участници в различни дейности: превозвачи, управители на инфраструктурата, правителства, регионални и местни власти.

 Програмата за действие на UIC

Железопътните компании си дават сметка за необходимостта от намаляване на шума. Затова Международният съюз на железниците (UIC), Общността на европейските железници (CER) и Международният съюз на частните притежатели на вагони (UIP) още през 1998 представиха “Програма за действие с цел намаляване на шума при товарния трафик”. Проектът предвижда оборудването на новите вагони със спирачни блокове от композитни материали и обновяването на вече съществуващия машинен парк.

 Наличните техники

Шумът, свързан с движението (в това число железопътния трафик), може да бъде ограничен чрез следните средства:

–   при източника – за целта най-често трябва да се обнови или подвижният състав, или пътят;

–   между източника и обитателите – акустичните екрани са най-разпространеното средство за ограничаване разпространението на шума;

–   при обитателите – прозорците, които не пропускат шум, могат да осигурят защита, когато другите методи са се провалили.

Нека припомним, че шумът при железопътните превози идва от малките неравности по колелата и релсите. Той може, до голяма степен, да бъде избегнат чрез поддържане на гладката повърхност и на колелата, и на релсите. Затова изборът на спирачни калодки е много важен: стоманените създават неравности по колелата, докато тези от композитен материал запазват гладката повърхност.

Понастоящем се обсъждат два типа спирачни калодки от композитни материали: калодките К и калодките LL.

Изработената от UIC стратегия предвижда новите вагони да бъдат оборудвани с калодки К, а вече съществуващите – с LL.

 Икономическите дадености

През 90-те години Швейцария предприе много задълбочени проучвания за съотношението разходи/ползи при различните възможности за намаляване на силните шумове. Така се роди политиката за управление на шума, която предпазва 70% от живущите покрай железопътни линии, при това на цена едва 30% от първоначално предвидената. Постигнатите резултати подтикнаха UIC да извърши проучвания на шума по два товарни жп коридора. Те също доказаха икономическата ефективност на преоборудването на подвижния състав. Подобно проучване във Франция стигна до същото заключение.

Всички тези резултати подтикнаха Европейския съюз и UIC да предприемат изчерпателно проучване за цяла Европа. Проектът е наречен STAIRRS (Strategies and Tools to Assess and Implement noise Reducing measures for Railway Systems) и е съфинансиран от Петата рамкова програма на ЕС и UIC. За целите на проекта са събрани достоверни данни за географските дадености, трафика и инфраструктурата по 11 000 км жп линии, разпределени в седем европейски държави. Класическата методология разходи/ползи беше адаптирана за целите на проекта. Механизмът за екстраполиране даде възможност да бъде изучена не само Европа, като цяло, но и всяка по-интересна страна или регион.

Бяха направени четири основни заключения:

–   при комбиниране на средствата се получава висока икономическа ефективност;

–   по-ефикасно е преоборудването на товарния подвижен състав, независимо дали само по себе си, или в съчетание с други мерки;

–   акустичните екрани, особено ако са високи, са с недобро съотношение разходи/ползи;

–   изводите, валидни за цяла Европа, важат и за всяка отделна държава.

Накратко, STAIRRS показва, че с въвеждането на спирачни калодки от композитни материали се икономисват доста по-значителни средства (в много европейски страни те се изчисляват в милиарди евро), отколкото само с изграждането на акустични екрани.

Покупката на нови вагони, оборудвани с калодки K или LL (вместо с чугунени), не повишава цената им. Затова пък, преоборудването на вече съществуващия машинен парк с калодки К струва между 4000 и 10 000 евро на вагон, в зависимост от броя на осите и типа вагон. Преоборудването с калодки LL е малко по-скъпо. Тук трябва да споменем и значителните разходи за унифицирането на всички типове вагони. Т.е. преоборудването е най-ефикасно, когато се прилага не при малки серии вагони, а при задължителния общ преглед на вагонния парк, който трябва да се извършва на всеки шест месеца. Като цяло, в Европа трябва да се обработят около 600 000 вагона. Според първите проучвания, разходите по поддръжката не би трябвало да се променят при замяната на чугунените калодки с такива от композитни материали. Според някои, се наблюдава слабо увеличение, според други – слабо понижение. Разходите се определят до голяма степен от износването на колелата и спирачните калодки. Всички тези параметри ще се изчисляват тепърва, така че има място за оптимизиране на циклите на поддръжка с цел общо намаляване на разходите.

Междувременно, UIC въведе програмата FreightSimSilent, чрез която могат точно да се изчислят разходите по жизнения цикъл. Тя симулира развитието на разходите във времето и изчислява икономиите или преразходите при приложението на калодки К или LL при новите или модернизираните вагони, в сравнение с чугунените калодки.

Поради неравностойната конкуренция в транспортния сектор, днес товарните жп превозвачи нямат възможност да инвестират в калодки от композитни материали. Следователно, за преоборудването на съществуващия подвижен състав ще бъде необходима външна финансова помощ, както и облекчения за железопътните компании и собствениците на вагони.

Днес Европейският съюз разглежда евентуалното финансиране на пилотни или демонстрационни проекти. На национално ниво, ЕС е в процес на дефиниране на правилата за публичните субсидии. И накрая, намаляването на пътните такси (вече приложено в Швейцария) може да се превърне в още едно средство за подпомагане на преоборудването на вагоните.

 Изводи

Преоборудването на машинния парк е средство за реализиране на икономии и се определя като приоритет, особено за товарните вагони. Благодарение на използването на калодки от композитни материали, може да се постигне желаното ограничаване на шума на приемлива цена (за разлика от акустичните екрани, почти без визуални дефекти и с икономия на средства, която се изчислява в милиарди евро). Но калодките К продължават да са в процес на проучване и развой, а LL би трябвало да получат окончателно одобрение през 2007.

Външната финансова помощ изглежда неизбежна. Предвид голямата конкуренция, днес превозвачите не са в състояние сами да финансират модернизацията на подвижния състав. Следователно, трябва да се мисли за включване на преоборудването на машинния парк с калодки от композитни материали в плана за действие, произтичащ от Директивата за шума в околната среда (2002/49/СЕ), като се предвидят и съответните начини за финансиране.

Изследвания без много шум

Различни европейски проекти за изследвания предоставят начини и средства за прилагане на директивата END (2002/49/СЕ). Трябва да споменем например “Harmonoise”, в чиито рамки бяха създадени модели за предвиждане на шума при шосейния и железопътния трафик, както и “Imagine”, който задълбочи изчислителните методи. Проектът “Silence” пък се занимава с разработване на интегрални методи за намаляване на шума в градските зони. Всички тези европейски изследвания върху овладяването на шума се координират от CALM.

Методи за намаляване на шума от жп превозите

Днес европейските железници използват следните технически средства за овладяване на шума:

Акустични екрани: Това е най-разпространената техника. В много европейски страни се поставят такива стени при изграждането на нови линии. В държави като Италия, Германия и Швейцария така се изолират и вече съществуващите пътища. Според едно проучване на UIC, към края на 2005 в Европа са били изградени над 1000 км акустични екрани.

Звукоизолиращи прозорци: В страни като Германия, Дания, Швеция и Норвегия съществува практиката да се поставят звукоизолиращи прозорци. Те като че ли са по-разпространени в Северна Европа, отколкото на юг, където предпочитат акустичните екрани. Според UIC, към края на 2005 със звукоизолиращи прозорци са снабдени над 60 000 сгради.

Спирачни калодки от композитни материали: В изпълнение на Техническите спецификации за интероперативност (STI), новите товарни вагони се оборудват със спирачни калодки от композитни материали. Railion и CFF Cargo са превозвачите, които днес притежават най-много такива вагони. Понастоящем Швейцария е единствената държава с изработена програма за цялостно преоборудване (LR 130). Подобни инициативи се обсъждат в Германия, а други страни (Франция, Холандия) провеждат интензивни изследователски кампании.

Други методи: В процес на проучване или приложение са други методи – акустично шлифоване на релсите (Германия), абсорбатори за шум по дължината на пътя (Холандия) или на самите колела (Франция, Италия).

Благодарим ви за прочитането на статията! Ако намерихте информацията за полезна, можете да дарите посредством бутоните по-долу:

Donate ☕️ Дарете с PayPalDonate 💳 Дарете с Revolut