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HISTOIRE DE LA TECHNOLOGIE, TECHNOLOGIE, OBJETS AUTOUR DE NOUS
Métropolitain. Histoire de l'invention et de la production
Annuaire / L'histoire de la technologie, de la technologie, des objets qui nous entourent Métro (du métropolitain français, abrégé du chemin de fer métropolitain - "chemin de fer métropolitain"), métro (métro français, métro anglais, métro américain américain) - au sens traditionnel, un chemin de fer urbain avec des itinéraires le long de trains pour le transport de passagers, séparé par l'ingénierie de tout autre transport et trafic piétonnier (hors rue). Dans le cas général, le métro est tout système de transport urbain de passagers hors rue avec des trains-blocs qui le parcourent (par exemple, un monorail urbain). Le mouvement des trains dans le métro est régulier, selon les horaires. Le métro se caractérise par une vitesse de parcours élevée (jusqu'à 80 km/h) et une capacité de transport (jusqu'à 60 XNUMX passagers par heure dans une direction). Les lignes de métro peuvent être posées sous terre dans des tunnels, en surface et sur des viaducs (ceci est particulièrement vrai pour les monorails urbains). La première route souterraine est apparue à Londres. Son ouverture eut lieu le 10 janvier 1863. La longueur de la ligne n'atteignait que 6 kilomètres et le volume de trafic par jour n'était que de 26000 1906 personnes. Le train de voyageurs était conduit par une locomotive à vapeur. La combustion du charbon produisait beaucoup de fumée et de suie. Lors du passage dans le tunnel, les portes de la voiture devaient être fermées, ce qui était rappelé par l'annonce : "Tunneling in open car is deadly". Il en fut ainsi jusqu'en XNUMX, date à laquelle la section du métro fut électrifiée.
Après l'expérience londonienne, la construction du métro s'est développée dans d'autres villes américaines et européennes. En 1868, la première ligne est construite à New York, puis à Chicago, Boston, en 1896 le métro fait son apparition à Budapest et Glasgow. A Paris, la première ligne de métro a été mise en service en 1900. Les tentatives de création d'un métro à Moscou remontent au début du XXe siècle. En 1902, la Douma de la ville de Moscou, en présence de journalistes, entendit un rapport de l'ingénieur Balinsky sur la "Construction d'un chemin de fer hors rue à Moscou", dans lequel l'auteur du projet décrivait les avantages d'un nouveau type de transport - le métro et la rentabilité de l'événement pour les investisseurs dans la création d'un "off street railway". La décision de la pensée fut brève : « Monsieur Balinsky de refuser son harcèlement ». Ainsi, l'idée d'ingénierie a été enterrée, qui n'était destinée à être réalisée que sous le régime soviétique.
Le développement de la construction de métros nationaux a été initié par le métro de Moscou, dont les premières lignes ont été mises en service en 1935. Les premières lignes Kirovsko-Frunzenskaya de la station "Sokolniki" à la station "TsPKiO du nom de Gorki" et "Arbatskaya" de "Okhotny Ryad" à "Smolenskaya" avaient une longueur totale de seulement 11,4 kilomètres et 13 stations. Trois types de lignes souterraines sont en cours de construction: profondes, peu profondes et souterraines, ce qui correspond aux méthodes de leur pose - fermée (tunnel) et ouverte. Chaque méthode de pose de ligne a sa propre technologie. La construction du métro de manière fermée est réalisée dans des zones à situation d'urbanisme difficile, lorsqu'il y a des bâtiments de valeur denses et de grandes structures d'ingénierie sur le tracé de la future ligne. Dans les territoires libres des zones développées périphériques de la ville, les lignes de métro sont construites le plus souvent en voie peu profonde ou à ciel ouvert. Un exemple de ce dernier est la ligne Filevskaya à Moscou et la ligne Darnitskaya à Kyiv. Le coût de construction d'un métro à ciel ouvert est bien inférieur à celui d'un métro fermé, ce qui est en grande partie dû à la différence de technologie de travail. Avec la méthode ouverte, les fosses pour les tunnels sont creusées directement à partir de la surface de la terre. Lorsqu'il est fermé, il est d'abord nécessaire de passer par une excavation verticale jusqu'à la profondeur du futur tunnel, c'est-à-dire de construire un puits de mine.
Pour creuser des puits, des appareils de forage spéciaux sont utilisés. Les premiers appareils de forage minier entièrement automatisés ont commencé à être produits par la société japonaise "Toe Koge" dans les années 1970. Le système de contrôle automatique de telles installations permet de réaliser tout le cycle de forage frontal sans intervention humaine selon un programme préparé à l'avance et entré dans son ordinateur sous forme de bande perforée. Ceci est similaire à l'opération sur les machines-outils à commande numérique. La mémoire de l'ordinateur est suffisamment grande pour vous permettre d'entrer des programmes contenant beaucoup de données. Le passage d'un mode de fonctionnement à un autre s'effectue en appuyant sur un bouton du panneau de commande de l'appareil. La méthode du bouclier est le plus souvent utilisée pour creuser des tunnels de métro. L'utilisation d'un bouclier de tunnel, qui est un cylindre horizontal en acier, le long du contour duquel les vérins sont renforcés, permet d'éviter le tassement des bâtiments situés en surface lors de l'excavation du sol du tunnel. À l'intérieur d'un tel bouclier, un revêtement de tunnel est construit, c'est-à-dire son revêtement, un support permanent. Il est réalisé soit à partir d'éléments préfabriqués en fonte (tubings) utilisés dans les aquifères, soit en béton armé - pour les sols secs. Les éléments de revêtement ont la forme d'anneaux de différents diamètres: pour les stations de métro - 8,5 mètres, pour les tunnels de distillation entre les stations - 5,5 mètres. Parfois, le revêtement des tunnels est en béton monolithique, en utilisant pour cela des pompes à béton spéciales. La construction d'un tel revêtement, rare en pratique, s'explique par la nécessité d'un séchage prolongé jusqu'au durcissement complet du béton. Les méthodes de bouclier sont un moyen écologique de construire un métro. Par conséquent, l'amélioration de l'équipement utilisé pour le fonçage se poursuit - en augmentant la fiabilité des boucliers de pelle, l'utilisation d'unités de type rotatif et d'équipements avec coffrage glissant, d'équipements de panneaux modulaires et de commandes automatiques. Les structures des tunnels destinées à une exploitation à long terme sont exposées aux eaux souterraines, ce qui peut provoquer la corrosion des structures métalliques. La corrosion est également dangereuse car elle provoque des courants vagabonds dans les tunnels lors de la circulation des trains électriques, ce qui intensifie le processus de destruction amorcé. Par conséquent, les constructeurs de métro accordent une attention particulière à l'amélioration de la technologie de construction des tunnels et à l'amélioration des qualités d'étanchéité des matériaux de revêtement - béton, etc. La ventilation artificielle renforcée sert également à éliminer l'humidité excessive de l'air dans les tunnels et dans les gares. Lors de la construction des stations, les structures les plus complexes du métro, la plus grande quantité de travaux est effectuée, nécessitant la participation de nombreux spécialistes - des installateurs, électriciens aux architectes, concepteurs. Travaux de finition particulièrement laborieux, nécessitant non seulement la compétence des constructeurs, mais également l'utilisation d'une variété de matériaux naturels et artificiels, en particulier, améliorant la qualité de l'étanchéité, en particulier sur les lignes à ciel ouvert. Pour la première fois, les constructeurs du métro de Moscou ont réussi à utiliser des matériaux polymères - le plafond de la station Chekhovskaya. Dans les métros nationaux, des machines et des mécanismes modernes ont été développés et sont introduits pour effectuer des travaux de réparation et d'entretien sur l'entretien des installations de voie, des dispositifs électromécaniques, des lignes de production, des complexes de diagnostic pour la réparation du matériel roulant, etc. alimentation électrique, électromécanique installations et escaliers mécaniques. Le métro moderne est un ensemble complexe de systèmes techniques qui fonctionnent de manière fluide, claire et rapide. Pendant la journée, les trains circulent toutes les 3 à 5 minutes. Aux heures de pointe, l'intervalle de mouvement peut être réduit à une minute. Le conducteur de chaque train dispose d'un horaire dans lequel, à la seconde près, l'heure d'arrivée en gare et l'heure de départ sont indiquées. L'horaire est vérifié par rapport à l'intervalle et aux heures calendaires. L'horloge d'intervalle indique si le train précédent est en retard et l'horloge calendrier indique si le train donné est à l'heure. La vitesse des trains est régulée par un système automatique qui contrôle également les actions du conducteur. Ainsi, à l'entrée de la station, le freinage s'active automatiquement. Le conducteur est obligé de l'éteindre en appuyant sur un bouton et de conduire le train manuellement : il y a du monde le long du quai, et si nécessaire, l'automatisme ne réagira pas. Si vous n'appuyez pas sur le bouton, la composition s'arrêtera. Le métro est ventilé par des puits d'évacuation. Le train dans le tunnel agit comme un piston, poussant l'air à travers le puits devant et l'aspirant de celui qu'il a déjà traversé. Cependant, dans certaines zones à fort trafic, en raison du fonctionnement des moteurs et des freins, la température de l'air augmente parfois tellement qu'il est nécessaire de pomper ou de pomper de l'air en plus. Un système spécial surveille le microclimat dans différentes sections de la ligne. Les données sont envoyées à la salle de contrôle centrale, qui donne des commandes pour allumer de puissantes pompes à air. Cette régie est le « think tank » du métro. Elle communique avec les services de l'économie souterraine : par radio - avec les machinistes et les équipages de locomotives, par interphone - avec les agents de service dans les gares. Les ordinateurs s'assurent que l'ensemble du système fonctionne correctement, que les intervalles de circulation des trains sont respectés et qu'il n'y a pas d'urgence.
Si la salle de contrôle centrale est le "cerveau" du métro, alors son "système circulatoire" est l'alimentation électrique. Pour plus de fiabilité, le courant électrique est fourni à partir de deux sous-stations indépendantes : si l'une tombe en panne, l'autre se connectera automatiquement. De plus, des batteries sont fournies pour l'éclairage de secours. Au fil des années qui se sont écoulées depuis le lancement du métro de Moscou, quatre types principaux et plusieurs modifications de voitures ont changé. Maintenant, un nouveau modèle est apparu - un "Yauza" à grande vitesse, confortable et ultra-moderne. Ce modèle de classe mondiale avec un magnifique design moderne est en cours de préparation pour la sortie par l'usine de construction de machines de Mytishchi. "Yauza" est le premier wagon composé de structures modulaires de l'histoire de la construction du métro russe. Son développement a commencé à la fin des années 1980. Les principaux concepteurs du projet - Yu.G. Busygin, N.I. Kouznetsov, V.M. Obukhov et N.V. Ousoltsev. Sergey Viktorovich Bezrukavny, technologue en chef de Metrovagonmash CJSC, parle du nouveau train : "La conception prend en compte toutes les exigences du matériel roulant moderne, en particulier les exigences de sécurité. Premièrement, la carrosserie du Yauza est en acier - et ne nous laissons pas tenter par les alliages d'aluminium, c'est dangereux ! Bien sûr, ils permettent de gagner du poids, mais en cas d'incendie, surtout lorsqu'il ne peut pas être éteint rapidement, il ne reste plus rien de l'aluminium. Bien sûr, vous connaissez l'urgence de l'année dernière dans le tunnel sous la Manche : un train à grande vitesse a pris feu... Les voitures en aluminium non seulement « ont fui " - ils ont brûlé ! Depuis que nous avons abandonné l'aluminium, nous avons dû réduire le poids du conteneur - la caisse plus les bogies - par d'autres moyens. Nous avons fabriqué le corps du Yauza en acier inoxydable à haute résistance par soudage de précision, ce qui a permis d'économiser environ 1,2 tonne. L'aluminium donnerait 3, mais... Parlons maintenant d'autres aspects de la sécurité. Le système de contrôle est entièrement automatisé. Un ordinateur de bord est installé dans la cabine du conducteur, dans lequel deux programmes sont intégrés: l'un définit l'horaire de circulation, l'autre surveille l'exactitude de son respect. Si à un moment donné le conducteur a dépassé la vitesse, le deuxième programme donne une commande de freinage automatique... ... Dans chaque voiture, il y a des capteurs de température et de fumée - l'ordinateur réagit à leurs signaux et active le système d'extinction automatique d'incendie. Cette dernière s'effectue de deux manières: dans le compartiment technique et partout où il n'y a personne, avec un gaz d'une composition spéciale, et dans la cabine, des flacons spéciaux pulvérisent un nuage d'eau dans l'air. Et pas d'extincteurs ! ...Une autre innovation est le système d'alarme embarqué. Dans les voitures anciennes, il y a un groupe de voyants de diagnostic technique sur le tableau de bord: quelque chose n'a pas fonctionné - le voyant correspondant s'allume et le conducteur sait ce qui s'est passé. À Yauza, c'est différent: il n'y a qu'une seule ampoule qui, en cas de dysfonctionnement, clignote vivement avec une lumière rouge - pour le conducteur, ce signal signifie que vous devez regarder l'écran de l'ordinateur, et là tout est affiché en clair texte - où, quoi et pourquoi. Les avantages d'un tel système sont évidents." Le corps Yauza a une section non conventionnelle. Ce n'est pas rectangulaire - il y a une partie de rayon, ce qui a permis d'intégrer plus rationnellement la voiture dans un tunnel circulaire et d'augmenter la capacité de 30 personnes. Les tests aérodynamiques ont montré une réduction de la traînée de 20 %. La vitesse pratique du train est de 48 kilomètres par heure. Maintenant, par exemple, il atteint à peine 41. Le train de roulement de la voiture est à suspension pneumatique, s'adaptant aux valeurs de charge instantanées. Un facteur important est l'économie d'énergie. À Yauza, un système de freinage régénératif a été utilisé - avec la libération d'énergie "supplémentaire" dans le mode générateur des moteurs de traction. La cabine est spacieuse, le tableau de bord est conçu de manière ergonomique, la climatisation est installée. L'éclairage de la cabine Yauza est plus généreux et en même temps plus doux que dans les anciennes voitures. Un système de ventilation forcée a été utilisé. Les halls souterrains et hors-sol du métro ont enrichi l'architecture de nombreuses villes du monde. Mais le métro de Moscou possède des stations uniques par leur aspect architectural et artistique. Ce n'est pas un hasard si les trois meilleures stations des premières lignes ont été placées sous la protection de l'État en tant que monuments architecturaux : Krasnye Vorota, Mayakovskaya, Kropotkinskaya. Chaque station du métro de Moscou a sa propre image individuelle, et la totalité des stations a formé un ensemble architectural unique. Le marbre, le granit, les métaux, la céramique, le verre sont largement utilisés dans la décoration des colonnes, pylônes, escaliers.
A Paris, une attention particulière est portée à l'expressivité architecturale des stations de métro, métros express, synthèse dans la conception des infrastructures au sol et souterraines. Les entrées des installations terrestres et souterraines sont clairement indiquées avec le sens de déplacement des passagers. Afin d'attirer les voyageurs dans le métro parisien, des œuvres d'art sont utilisées. Ainsi, à la gare du Louvre, une sculpture d'un pharaon égyptien provenant des réserves du musée de renommée mondiale a été exposée. Les architectes japonais, lors de la conception de la station d'échange d'Umeda à Osaka, ont introduit une petite rivière à l'intérieur du bâtiment à l'aide de structures hydrauliques spéciales, ce qui crée des surfaces d'eau originales et des cascades à chaque étage, tandis que des effets d'éclairage et des espaces verts rendent les intérieurs du bâtiment plus attirant. Auteur : Musskiy S.A.
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