Введение
Кабельная тележка (обычно известная как кабельный трамвай за пределами Северной Америки) — это вид канатной дороги, используемый для массовых перевозок, в котором вагоны движутся за счет непрерывно движущегося кабеля, работающего с постоянной скоростью. Отдельные вагоны останавливаются и трогаются с места, отсоединяясь и подключаясь к этому кабелю по мере необходимости. Кабельные тележки отличаются от фуникулёров, где вагоны постоянно прикреплены к канату.
A cable car (usually known as a cable tram outside North America) is a type of cable railway used for mass transit in which rail cars are hauled by a continuously moving cable running at a constant speed. Individual cars stop and start by releasing and gripping this cable as required. Cable cars are distinct from funiculars, where the cars are permanently attached to the cable.
История
Первой канатной железной дорогой, использующей движущийся трос, который можно было захватывать или отпускать с помощью захвата на вагонах, была Fawdon Wagonway в 1826 году – железнодорожная линия угольной шахты. В 1840 году в восточном Лондоне (Англия) открылась железная дорога London and Blackwall Railway, которая использовала подобную систему. Трос, доступный в то время, оказался слишком подвержен износу, и через восемь лет от системы отказались в пользу паровозов. В Америке первой канатной дорогой, вероятно, была West Side and Yonkers Patent Railway в Нью-Йорке, как первая в истории эстакадная железная дорога, работавшая с 1 июля 1868 года по 1870 год. Кабельная технология, использованная на этой эстакадной железной дороге, включала тросы с воротниками и вагоны с когтями, что оказалось громоздким. Линия была закрыта и перестроена, вновь открывшись с использованием паровозов. В 1869 году П. Г. Т. Борегар продемонстрировал канатную дорогу в Новом Орлеане и получил патент. Другими канатными дорогами с использованием захватов были дороги Clay Street Hill Railroad, которая позже стала частью системы канатных дорог Сан-Франциско. Строительство этой линии продвигал Эндрю Смит Халлиди, а проектированием занимался Уильям Эппельсхаймер, и она была впервые испытана в 1873 году. Успех этих захватов обеспечил, что эта линия стала образцом для других канатных дорог, и эта модель часто известна как канатная дорога Hallidie. В 1881 году в Данидине (Новая Зеландия) открылась кабельная трамвайная система, став первой подобной системой за пределами Сан-Франциско. Для Данидина Джордж Смит Дункан усовершенствовал модель Hallidie, внедрив кривую тяги и тормоз с клином; первый позволял тянуть вагоны по кривой, поскольку кривые в Данидине были слишком крутыми для свободного спуска, а второй опускал клин в кабельный желоб для остановки вагона. Оба этих нововведения были широко приняты другими городами, включая Сан-Франциско. В Австралии кабельная трамвайная система Мельбурна работала с 1885 по 1940 год. Это была одна из самых обширных в мире, с 1200 трамваями и прицепами, работающими по 15 маршрутам общей протяженностью 103 км (64 мили). В Сиднее также было несколько кабельных трамвайных маршрутов. Канатные дороги быстро распространились в другие города, хотя для большинства основным преимуществом была возможность заменить конные (или муловые) системы, а не способность подниматься на холмы. Многие люди в то время считали конный транспорт неоправданно жестоким, а тот факт, что типичная лошадь могла работать всего четыре-пять часов в день, требовал содержания больших конюшен тягловых животных, которых нужно было кормить, размещать, ухаживать за ними, лечить и давать им отдых. Таким образом, на определенный период экономика благоприятствовала канатным дорогам даже в относительно равнинных городах. Например, Чикагская городская железная дорога, также спроектированная Эппельсхаймером, открылась в Чикаго в 1882 году и стала самой большой и прибыльной системой канатных дорог. Как и во многих городах, проблема в равнинном Чикаго заключалась не в уклоне, а в транспортной пропускной способности. Это привело к иному подходу к сочетанию вагона с захватом и прицепа. Вместо использования вагона с захватом и одного прицепа, как это делали многие города, или объединения захвата и прицепа в один вагон, как в калифорнийских вагонах Сан-Франциско, в Чикаго использовали вагоны с захватом для тяги поездов до трех прицепов. В 1883 году была открыта железная дорога Нью-Йорк и Бруклинский мост, которая имела одну из самых интересных особенностей: хотя это была канатная дорога, она использовала паровые локомотивы для доставки вагонов в терминалы и из них. После 1896 года система была изменена таким образом, что к каждому поезду добавлялся моторный вагон для маневрирования на терминалах, а на маршруте поезда по-прежнему приводились в движение тросом. 25 сентября 1883 года компания Liverpool Tramways Company провела испытание системы канатных дорог в Киркдейле, Ливерпуль. Это была бы первая канатная дорога в Европе, но компания решила не внедрять ее. Вместо этого это звание досталось кабельному трамваю Highgate Hill 1884 года, маршруту от Арчвей до Хайгейт, северный Лондон, который использовал непрерывный трос и систему захватов на подъеме 1:11 (9%) на Хайгейт-Хилл. Установка была ненадежной и была заменена электрической тягой в 1909 году. В Европе были реализованы и другие системы канатных дорог, в том числе Гласгоуский подземный трамвай, первая подземная канатная дорога, в 1896 году. (Первая глубоководная труба лондонской железной дороги City & South London Railway, Англия, также была построена для канатной тяги, но была переведена на электрическую тягу до открытия в 1890 году.) Было построено еще несколько канатных дорог в Великобритании, Португалии и Франции. Европейские города, имеющие гораздо больше кривых на своих улицах, в конечном итоге оказались менее подходящими для канатных дорог, чем американские города. Хотя некоторые новые системы канатных дорог все еще строились, к 1890 году более дешевые в строительстве и простые в эксплуатации электрические троллейбусы или трамваи стали нормой и начали заменять существующие системы канатных дорог. В течение некоторого времени работали гибридные кабельные/электрические системы, например, в Чикаго, где электрические вагоны должны были тянуться вагонами с захватом через петлевую зону из-за отсутствия там контактной сети. В конечном итоге Сан-Франциско стала единственной системой уличного движения с ручным управлением, сохранившейся – Данидин, второй город с такими вагонами, также был предпоследним городом, эксплуатировавшим их, прекратив работу в 1957 году.
Other cable cars to use grips were those of the Clay Street Hill Railroad, which later became part of the San Francisco cable car system. The building of this line was promoted by Andrew Smith Hallidie with design work by William Eppelsheimer, and it was first tested in 1873. The success of these grips ensured that this line became the model for other cable car transit systems, and this model is often known as the Hallidie Cable Car. In 1881 the Dunedin cable tramway system opened in Dunedin, New Zealand and became the first such system outside San Francisco. For Dunedin, George Smith Duncan further developed the Hallidie model, introducing the pull curve and the slot brake; the former was a way to pull cars through a curve, since Dunedin's curves were too sharp to allow coasting, while the latter forced a wedge down into the cable slot to stop the car. Both of these innovations were generally adopted by other cities, including San Francisco. In Australia, the Melbourne cable tramway system operated from 1885 to 1940. It was one of the most extensive in the world with 1200 trams and trailers operating over 15 routes with 103 km (64 miles) of track. Sydney also had a couple of cable tram routes. Cable cars rapidly spread to other cities, although the major attraction for most was the ability to displace horsecar (or mule drawn) systems rather than the ability to climb hills. Many people at the time viewed horse drawn transit as unnecessarily cruel, and the fact that a typical horse could work only four or five hours per day necessitated the maintenance of large stables of draft animals that had to be fed, housed, groomed, medicated and rested. Thus, for a period, economics worked in favour of cable cars even in relatively flat cities. For example, the Chicago City Railway, also designed by Eppelsheimer, opened in Chicago in 1882 and went on to become the largest and most profitable cable car system. As with many cities, the problem in flat Chicago was not one of incline, but of transportation capacity. This caused a different approach to the combination of grip car and trailer. Rather than using a grip car and single trailer, as many cities did, or combining the grip and trailer into a single car, like San Francisco's California Cars, Chicago used grip cars to pull trains of up to three trailers. In 1883 the New York and Brooklyn Bridge Railway was opened, which had a most curious feature: though it was a cable car system, it used steam locomotives to get the cars into and out of the terminals. After 1896 the system was changed to one on which a motor car was added to each train to maneuver at the terminals, while en route, the trains were still propelled by the cable. On 25 September 1883, a test of a cable car system was held by Liverpool Tramways Company in Kirkdale, Liverpool. This would have been the first cable car system in Europe, but the company decided against implementing it. Instead, the distinction went to the 1884 Highgate Hill Cable Tramway, a route from Archway to Highgate, north London, which used a continuous cable and grip system on the 1 in 11 (9%) climb of Highgate Hill. The installation was not reliable and was replaced by electric traction in 1909. Other cable car systems were implemented in Europe, though, among which was the Glasgow District Subway, the first underground cable car system, in 1896. (London, England's first deep level tube railway, the City & South London Railway, had earlier also been built for cable haulage but had been converted to electric traction before opening in 1890.) A few more cable car systems were built in the United Kingdom, Portugal, and France. European cities, having many more curves in their streets, were ultimately less suitable for cable cars than American cities. Though some new cable car systems were still being built, by 1890 the cheaper to construct and simpler to operate electrically powered trolley or tram started to become the norm, and eventually started to replace existing cable car systems. For a while hybrid cable/electric systems operated, for example in Chicago where electric cars had to be pulled by grip cars through the loop area, due to the lack of trolley wires there. Eventually, San Francisco became the only street running manually operated system to survive—Dunedin, the second city with such cars, was also the second last city to operate them, closing down in 1957.
Недавнее возрождение
В последние десятилетия XX века кабельная тяга в целом пережила ограниченное возрождение в виде автоматических транспортных систем для перевозки людей, используемых в курортных зонах, аэропортах (например, в аэропорту Торонто), крупных больничных комплексах и в некоторых городских условиях. Хотя во многих из этих систем вагоны постоянно присоединены к канату, системы Minimetro от Poma/Leitner Group и Cable Liner от DCC Doppelmayr Cable Car имеют варианты, позволяющие автоматически отсоединять вагоны от каната под управлением компьютера, и, следовательно, могут рассматриваться как современная интерпретация канатной дороги.
Операция
Кабель сам питается от стационарного двигателя или мотора, расположенного в кабельном доме или электростанции. Скорость его движения относительно постоянна и зависит от количества захватов, удерживающих кабель в данный момент времени. Канатная дорога начинает движение, когда захват, прикрепленный к вагону, оказывает давление на движущийся кабель ("захватывает" его). И наоборот, вагон останавливается, ослабляя давление на кабель (с полным или частичным отсоединением) и применяя тормоза. Этот процесс захвата и отпуска может быть ручным, как во всех ранних системах канатных дорог, или автоматическим, как в некоторых современных системах с кабельным приводом. Захват необходимо применять равномерно и постепенно, чтобы избежать резкого ускорения вагона до скорости кабеля и не доставлять пассажирам дискомфорт. В ручных системах захват напоминает большие клещи, и для управления вагоном требуется значительная сила и умение. Многие ранние операторы канатных дорог убедились на собственном опыте, что неправильное применение захвата может повредить кабель или, что еще хуже, привести к его зацеплению. В этом случае вагон может не остановиться и нанести серьезный ущерб на своем пути, пока диспетчер кабельного дома не обнаружит проблему и не остановит кабель. Очевидным преимуществом канатной дороги является ее относительная энергоэффективность, обусловленная экономией от централизованных электростанций и возможностью передачи энергии от спускающихся вагонов восходящим. Однако это преимущество нивелируется значительным расходом энергии, необходимым для перемещения кабеля над и под многочисленными направляющими роликами и вокруг шкивов. Примерно 95% тягового усилия в системе Сан-Франциско тратится исключительно на перемещение четырех кабелей. Электромобили с регенеративным торможением предлагают преимущества без необходимости перемещения кабеля. Однако на крутых участках кабельная тяга имеет важное преимущество – она не зависит от сцепления колес с рельсами. Кроме того, удержание вагона за кабель ограничивает его скорость движения вниз скоростью кабеля. Из-за постоянной и относительно низкой скорости потенциальная опасность канатной дороги в случае аварии может быть недооценена. Даже при скорости всего лишь 0,8 км/ч масса вагона и сила и скорость кабеля могут привести к серьезным повреждениям при столкновении.
Отношение к фуникулерам
Канатная дорога поверхностно похожа на фуникулер, но отличается от него тем, что вагоны канатной дороги не жестко закреплены на тросе и могут останавливаться независимо, в то время как вагоны фуникулера постоянно прикреплены к тяговому тросу, который, в свою очередь, запускается и останавливается. Канатная дорога не способна преодолевать такие крутые уклоны, как фуникулер, но позволяет использовать большее количество вагонов с одним тросом, что делает её более гибкой и обеспечивает более высокую пропускную способность. Во время часа пик на железной дороге Маркет-стрит в Сан-Франциско в 1883 году вагон отправлялся с терминала каждые 15 секунд. Некоторые фуникулеры работают в условиях городского движения, и из-за этого их часто ошибочно называют канатными дорогами. Примеры такой эксплуатации и возникающей из-за этого путаницы:
Трамвайная линия Great Orme в Лландудно, Уэльс. Несколько уличных фуникулеров в Лиссабоне, Португалия. Еще более запутанным примером является гибридная канатная дорога/фуникулер, существовавшая в виде оригинальной канатной дороги Веллингтона в новозеландском городе Веллингтон. Эта линия имела как замкнутый тяговый трос, за который вагоны цеплялись с помощью захвата канатного типа, так и балансировочный трос, постоянно прикрепленный к обоим вагонам через неподвижный шкив в верхней точке линии. Спускающийся вагон захватывал тяговый трос и двигался вниз по склону, одновременно поднимая поднимающийся вагон (который оставался свободным) вверх по склону с помощью балансировочного троса. Эта линия была перестроена в 1979 году и теперь является стандартным фуникулером, хотя и сохраняет свое прежнее название – канатная дорога.
The Great Orme Tramway in Llandudno, Wales. Several street funiculars in Lisbon, Portugal. Even more confusingly, a hybrid cable car/funicular line once existed in the form of the original Wellington Cable Car, in the New Zealand city of Wellington. This line had both a continuous loop haulage cable that the cars gripped using a cable car gripper, and a balance cable permanently attached to both cars over an undriven pulley at the top of the line. The descending car gripped the haulage cable and was pulled downhill, in turn pulling the ascending car (which remained ungripped) uphill by the balance cable. This line was rebuilt in 1979 and is now a standard funicular, although it retains its old cable car name.
Традиционные канатные дороги
Наиболее известной существующей системой канатных дорог является система канатных дорог Сан-Франциско в городе Сан-Франциско, штат Калифорния. Канатные дороги Сан-Франциско представляют собой старейшую и крупнейшую систему, находящуюся в постоянной эксплуатации, и это одна из немногих, которые до сих пор функционируют в традиционном режиме, с вагонами, управляемыми вручную и движущимися по улицам вместе с другим транспортом. Другие примеры систем, работающих на тросах, можно найти на Большом Орме в Северном Уэльсе и в Лиссабоне, Португалия. Однако все они немного отличаются от системы в Сан-Франциско тем, что вагоны постоянно прикреплены к тросу.
Филиппины
Манила (начало 1900-х – 1930-е годы, Манилская Малабонская железная дорога).