XVIII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Подземный поезд

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Сафиуллин Я.Р. 1

---

1МАОУ СОШ № 13, 3

Пестова Т.Ф. 1

---

1МАОУ СОШ № 13

Работа в формате PDF

1.6 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Однажды побывав с родителями в Екатеринбурге мне удалось прокатиться в метро. Мы долго спускались куда-то вниз по движущейся лестнице – эскалатору, и оказались в огромном зале с колоннами, где было много людей. Это была станция метро. Все люди здесь как будто чего-то ждали. Вдруг с одной стороны зала откуда-то подул ветер и через некоторое время приехал поезд. Я был очень удивлен тому, что мы оказались где-то глубоко под землей и тут повстречали поезд. В этом поезде мы проехали несколько станций и потом снова прокатились на эскалаторе, но уже вверх. Когда мы вышли на улицу, я был очень впечатлен небольшой поездкой на поезде под землей. После этого события мне многое захотелось узнать о метро. И возможно ли построить метро в нашем городе?

Когда же мы перемещались в Екатеринбурге на своем автомобиле, я заметил, что люди очень много времени проводят в пути передвигаясь очень медленно или совсем не двигаясь – это были автомобильные пробки. Очевидно, что для таких больших городов метро имеет очень важное значение – можно быстро добраться в нужное место большому количеству людей.

Цель проекта – узнать историю развития метро, как оно строится и устроено. А также поделиться этим с одноклассниками.

Основные задачи проекта:

изучить различные ресурсы для сбора информации

провести анкетирование среди учеников 3-х классов

изготовить брошюру со схемами и логотипами российских метрополитенов и правилами безопасности в метро

изготовить с родителями макет для демонстрации устройства станции метро

Что такое метро?

Из определения в Большой Российской Энциклопедии мы можем узнать, что метро или метрополитен – это внеуличная электрифицированная железная дорога, предназначенная для массовой перевозки людей в крупных городах.

Путь данного транспорта проходит чаще всего под землей, а если и на земле, то, не пересекаясь с другими видами транспорта.

Название происходит от английского слова metropolitan – столичный. Изначально в Лондоне (Великобриания) метро имело название Metropolitan Railway – столичная железная дорога. Позже в Великобритании прижилось название Underground– подземный, а также Tube– труба; в США его называют Subway – под доро́гой; в остальном же мире распространилось название метро, которое пошло из Франции.

История появления метро

В конце 19 и начале 20 века с интенсивным развитием промышленности очень сильно начинает расти население в городах. Местами существующий общественный транспорт из-за сравнительно небольшой скорости движения и недостаточной провозной способности перестает удовлетворять нужды населения,назревает транспортный кризис. Возникает необходимость быстрого перемещения большого количества людей в пределах города, а с этим мог справиться только железнодорожный транспорт.

История метро начинается в Лондоне с открытия 1843 году пешеходного тоннеля под рекой Темзой (Рисунок 1).

Идею же создания первой в мире подземной железной дороги представил в 1845 году британский общественный деятель Чарлз Пирсон. А 1854 году было утверждено строительство Столичной Железной Дороги (Metropolitan Railway). И 10 января 1863 года в Лондоне была запущена первая в мире линия метрополитена длиной 6 км (Рисунок 2). Изначально первая линия в Лондоне эксплуатировалась на паровой тяге. Составы тянул паровоз, поэтому в тоннелях и на станциях было предостаточно дыма. Но, несмотря на отсутствие свежего воздуха, жители Лондона оценили новшество: хоть и не комфортное, зато быстрое. В 1890 году поезда начали переводить на электрическую тягу. Полностью лондонский метрополитен был электрифицирован только в 1905 году.

Рисунок 1 – Тоннель под Темзой

Рисунок 2 – Пробная поездка на метро. Лондон. Снимок 1863 г.

Второй в мире метрополитен был открыт в Нью-Йорке (США) в 1868, но он был надземный , а первая подземная линия открыта в 1904.

В Европе старейшими после Лондонского метрополитена являются метрополитены Будапешта (1896), Глазго (1896), Парижа (1900), Берлина (1902), Гамбурга (1912).

С 10 декабря 1931 года началась история российского (в то время советского) метрополитена. Именно тогда было запущено строительство первого российского метро в Москве. На рисунке 3 изображен процесс строительства.

15 мая 1935 г. в 5:48 был включен электрический ток, а в 5:52 на линию вышел поезд. Первым пассажиром стал Юда Забровский, хотя во многих источниках указывается Петр Латышев (Рисунок 4). Всего было открыто 13 станций.

Теперь именно 15 мая в России ежегодно отмечается День метрополитена (день работников метро).

Рисунок 3 – 1933 год. Открытая проходка шахты № 26 Московского метрополитена

Рисунок 4 – Первый пассажир московского метро

В нашем регионе тоже имеется метрополитен, который находится в Екатеринбурге. История метро Екатеринбурга начинается с 1967 года. Ведь именно в 1967 году в Свердловске (как ранее назывался Екатеринбург) родился миллионный житель. В те давние времена город с населением от одного миллиона жителей получал право на строительство ряда важных социальных объектов и, в том числе, метрополитена. Начальной точкой отсчёта строительства метрополитена в Екатеринбурге является, первый ковш земли, который был вынут на площадке строительства станции «Уральская». Это произошло 28 августа 1980 года на территории, где сейчас находится автовокзал «Северный».

И вот, 26 апреля 1991 года на станции «Машиностроителей» состоялся торжественный митинг, на котором присутствовали строители, эксплуатационники и гости, а уже на следующий день — началась перевозка пассажиров. На тот момент было открыто лишь три станции. Сейчас же действует 9 станций на одной линии метро. В планах строительство еще двух линий.

Метро сегодня

На данный момент в России есть семь действующих метрополитенов: в Москве, Санкт-Петербурге, Нижнем Новгороде, Новосибирске, Самаре, Екатеринбурге, Казани. Кроме того, в Волгограде действует метротрам (система подземного скоростного трамвая), построенного по стандартам метрополитена. Основные сведения о российских метрополитенах указаны в Таблице 1.

В настоящее время метрополитен имеют всего 55 государств. По сведениям на 2018 год российский метрополитен занимает 6 место по протяженности линий и 8 по количеству станций в мире. На первом месте по этим показателям Китай, как и по количеству перевезенных за год пассажиров. Однако, один только московский метрополитен занимает первое место по количеству перевезенных пассажиров в мире без учета Азии.

Строительство

Строительство метрополитена очень сложное и длительное мероприятие. От того, какие объекты расположены на поверхности, главным образом зависит, как глубоко уйдет новая станция. Под уличными магистралями метро может «спрятаться» совсем на небольшой глубине - менее 20 метров. Это самый экономичный вариант, который выбран для большинства новых станций. Если сверху - жилые дома, то «спускаться» придется глубже.

Существует два метода строительства станций метрополитена: открытый и закрытый.

Открытым способом строят станции мелкого заложения (глубиной до 20м). При данном способе вырывают котлован (яму), укрепляют его бетоном со всех сторон, делают сверху крышу и засыпают все обратно грунтом. В получившемся бетонном коридоре укладывают пути (Рисунок 5).

Станции глубокого заложения строятся с помощью закрытых способов. В зависимости условий используют буровзрывной метод или механизированный метод.

Рисунок 5 – строительство станции и тоннеля открытым способом

Рисунок 6 – Тоннелепроходческий щит

Буровзрывной метод основан на разрушении массива грунта зарядами взрывчатого вещества заложенного в пробуренные отверстия, а затем грунт вывозится оттуда. Сборная чугунная или железобетонная обделка тоннеля монтируется специальными укладчиками.

Механизированная проходка предполагает использование тоннелепроходческих щитов (тоннелепроходческих механизированных комплексов) – Рисунок 6. В передней части комплекса находятся резцы для разработки породы. Машина начинает разрабатывать грунт и принимает нагрузку на себя, защищая тоннель от обрушения. По мере прохождения тоннель укрепляется кольцами из бетонных или чугунных тюбингов. При помощи гидравлических домкратов комплекс продвигается вглубь тоннеля, отталкиваясь от уже уложенных колец. Специальный конвейер либо трубопровод удаляет отработанный грунт за пределы комплекса. Часто тоннели для эскалаторов прокладываются таким же способом.

Устройство метрополитена

Для пассажира метрополитен начинается с вестибюля – помещения для пропуска пассажиров на станцию метрополитена. Как правило, в вестибюлях размещают кассы и турникеты.

Далее по пути может быть расположен эскалатор - подъёмно-транспортная машина в виде наклонённой лестницы с движущимися ступенями для перемещения людей. Впервые эскалатор был установлен в лондонском метро. Гладкие дорожки не имели ступеней, но при этом двигались. Поручни и ступени эскалаторы получили немного позже.

Спустившись на эскалаторе, пассажир оказывается на станции метрополитена, где люди ожидают поезд. Самая глубокая станция в мире «Арсенальная» расположена в Киеве на Украине и залегает на глубине 105,5 метров, далее идет станция «Адмиралтейская» метрополитена Санкт-Петербурга – 86 метров. Кроме того, все станции метрополитенов в России имеют второе назначение – укрытия для защиты населения от поражающих факторов оружия массового поражения и стихийных бедствий. С целью укрытия людей в метро предполагается использовать как платформы и поезда, стоящие у них, так и перегонные тоннели, тупики, соединительные ветки между линиями и ветки электродепо. При получении сигнала об переводе метро в режим укрытия все эскалаторы включаются на спуск. После схода всех граждан на платформы станций все эскалаторы останавливаются. После этого закрываются гермозатворы.

Здесь под землей от станции к станции мчатся поезда. Но где же разворачивается поезд по прибытии на конечную станцию, чтобы оказаться на противоположном пути для движения в обратном направлении? Для этого построены оборотные тупики(тоннели), где состав маневрирует(переезжает) с одного пути на другой. На конечной станции состав принимает маневровый машинист. Машинисты, управлявшие поездом, переходят на другой конец платформы и садятся в тот же поезд, который вернулся из тупика. Также в тупиках могут ожидать своей очереди резервные составы, которые выходят на линию в час-пик или на замену другому составу. Тут же могут отстаиваться вышедшие из строя составы и ожидающие транспортировки.

Где же ремонтируются и «ночуют» поезда? Для этого были построены электродепо – предприятие метрополитена, где происходит обслуживание и ремонт составов, а также их отстой.

Сколько же пассажиров может перевезти один поезд метро? Учитывая, что один вагон вмещает чуть больше 300 пассажиров и длина состава от 3 до 8 вагонов, то количество пассажиров, которое может в себя вместить один состав достигает почти 2,5 тысяч. Сам же поезд из себя представляет электровоз, то есть работает от электричества. Для этого имеется специальный третий контактный рельс, находящийся под высоким напряжением, а на вагонах расположены токосъемные башмаки, передающие питание на электродвигатели вагонов.

Заключение

Во время работы над проектом я узнал историю создания и развития метрополитенов разных стран, об устройстве и строительстве метро. Я поделился своими новыми знаниями с одноклассниками и продемонстрировал им макет, который мы изготовили вместе с родителями (Рисунок 7). Макет мы изготовили из товаров, которые продаются в магазине стройматериалов. В ходе работы над проектом мной был проведен опрос. В опросе приняли участие ученики третьих классов и одного четвертого. Всего было опрошено 68 учеников. В опросе были следующие вопросы:

Ты знаешь, что такое метро?

Бывал ли ты в метро?

Результаты опроса представлены на диаграмме – рисунок 8.

Рисунок 7 – Макет метро в масштабе 1:87

Благодаря новым знаниям я также получил ответ на свой вопрос: «возможно ли построить метро в нашем городе?».

В начале своей истории метрополитен был нужен в больших городах, чтобы перевозить большие массы людей с места расположения крупнейших промышленных предприятий в жилые районы. Промышленных предприятий сегодня в нашей стране стало значительно меньше, равно и как количество людей, на них работающих. Кроме того, доля перевозок пассажиров в метро также уменьшается из-за широкого распространения личного автотранспорта. И вообще, строительство и содержание метро - это очень дорогие мероприятия, которые не под силу даже городам-милионникам. А также, по сложившейся мировой практике строительство метро целесообразно только в городах с населением более 3 миллионов человек.

Поэтому, к сожалению, в нашем городе вряд ли в ближайшем будущем можно будет увидеть метрополитен.

Тем не менее, метро во всем мире продолжит развиваться на путях мощных пассажиропотоков городов, где стоимость земли высока, а обилие инженерных коммуникаций не позволяет строить дополнительные наземные объекты транспортной инфраструктуры.

Рисунок 8 – результаты опроса

Список использованных источников

Метрополитен. Большая российская энциклопедия - электронная версия. URL: https://old.bigenc.ru/technology_and_technique/text/2209562

Метрополитен — Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Метрополитен

Мир метро / Metroworld. URL: http://metroworld.ruz.net/

Лондонский метрополитен — Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Лондонский_метрополитен#:~:text=London%20Underground)%20—%20система%20линий,сеульского%2C%20пекинского%2C%20Шанхайского%20и%20московского

Как создавали метро: взгляд инженера • Arzamas. URL: https://arzamas.academy/materials/1941

Кто придумал метро: когда появилось первое в мире, история создания. URL: https://history-doc.ru/transport/kto-pridumal-metro/

Метрополитены России — Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Метрополитены_России

Московский метрополитен — Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Московский_метрополитен

История Московского метрополитена — Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/История_Московского_метрополитена

История - Екатеринбургский Метрополитен. URL: https://metro-ektb.ru/istoriya/

Список метрополитенов — Википедия. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Список_метрополитенов

Как строится метро — Комплекс градостроительной политики и строительства города Москвы. URL: https://stroi.mos.ru/metro/kak-stroyat-metro?from=cl

Строительство линий метро глубокого заложения - новости строительства и развития подземных сооружений. URL: https://undergroundexpert.info/issledovaniya-i-tehnologii/tehnologii/metro-glubokogo-zalozhenija/

Выживание в метро (метро как убежище):ликбез от дилетанта estimate. URL: https://lik-o-dil-es.blogspot.com/2019/07/vyzhivanie-v-metro.html#:~:text=С%20целью%20укрытия%20людей%20в,расположения%20крупных%20предприятий%20и%20учреждений

Из серии «Как это делается» | Московский метрополитен. URL: https://drugoi.livejournal.com/3172987.html

Новости: В городах-миллионниках достроят метро или построят метротрам - Эксперт - Новости экономики и политики. Новости сегодня. (13 июля 2021) | Expert.ru. URL: https://expert.ru/2021/07/13/v-gorodakh-millionnikakh-dostroyat-metro-ili-postroyat-metrotram_1/

Основные правила безопасности в метро. URL: https://mosmetro.ru/news/detail/?news=517

Павел Котляр. Электрическое подземелье // Вокруг света. - 2013. - № 1. - С. 30-36