Pociąg TGV Duplex na Gare de Lyon

TGV (fr. Train à Grande Vitesse; pol. Szybkobieżny Pociąg, Pociąg o Wielkiej Prędkości, Pociąg o Bardzo Dużej Prędkości) – rodzaj francuskich EZT (elektrycznych zespołów trakcyjnych), osiągających w regularnej eksploatacji prędkości do 320 km/h. TGV został opracowany i wdrożony przez firmę Alstom przy współpracy z francuskimi kolejami państwowymi SNCF.

TGV jest zastrzeżonym znakiem towarowym firmy SNCF.

Chociaż skrót TGV określa głównie typ pociągu, to funkcjonuje on również w szerszym sensie, jako określenie całego francuskiego systemu szybkiej kolei, odnoszące się zarówno do samych pociągów jak również do linii, po których pociągi te kursują, dworców z których korzystają i kategorii pociągów.

Rekord prędkości maksymalnej, wynoszący 574,8 km/h, został ustanowiony przez pociąg TGV V150 3 kwietnia 2007 we Francji. Jest to obecnie obowiązujący rekord prędkości pojazdu szynowego.

Historia

 Osobny artykuł: Historia TGV.

Geneza

Pierwsza koncepcja szybkiej kolei we Francji pojawiła się ok. 20 lat przed wejściem do eksploatacji pierwszego pociągu TGV (1981). W latach 60. XX wieku sformułowano nową, radykalną koncepcję kolei, zakładającą połączenie dużej prędkości maksymalnej pociągów i pochyleń poziomych trasy dochodzących nawet do 4% (w tradycyjnej kolei nachylenie poziome toru rzadko przekracza 1%). Takie podejście zapewniałoby krótki czas przejazdu i łatwiejsze wytyczanie nowych linii.

W ciągu następnych lat idea ta dała początek wielu pomysłom na szybki transport, niekiedy odległym od klasycznej kolei (np. pociąg na poduszce powietrznej lub kolej magnetyczna). Rząd Francji preferował tego typu nowoczesne technologie, przychylając się do ogólnej opinii o tradycyjnej kolei jako "ślepym zaułku" w dziedzinie transportu pasażerskiego, który nie rokuje szans na dalszy rozwój.

Jednocześnie jednak koleje francuskie SNCF prowadziły liczne próby podniesienia prędkości swojego taboru do zakresu 180-200 km/h przy użyciu pociągów napędzanych turbiną gazową. Maszyny te, o zwartej budowie i wysokiej sprawności oraz dużej mocy, wykorzystujące tanie w tamtych czasach paliwo, wydawały się najlepszym rozwiązaniem dla szybkich pociągów. Pierwsze składy napędzane turbiną gazową, zwane ETG (fr. Elément à Turbine à Gaz – pl. Jednostka z turbiną Gazową) weszły do użytku w marcu 1970 na linii Paryż – Cherbourg.

Testy

Pociągi turbinowe okazały się udanymi konstrukcjami, a inżynierowie zainspirowani japońskimi jednostkami Shinkansen próbowali dalej zwiększać prędkość "turbopociągów". Wkrótce firma Alstom zbudowała pociąg TGV 001, przeznaczony do testów w zakresie prędkości 250-300 km/h. Jest on bezpośrednim przodkiem dzisiejszych pociągów TGV. TGV 001 odbył ponad 5000 jazd testowych, przejeżdżając ponad 1 mln kilometrów i ustanawiając światowy rekord prędkości dla pociągu nienapędzanego energią elektryczną (do dziś nie pobity) wynoszący 318 km/h. Testy umożliwiły zdobycie doświadczenia na temat jazdy z dużymi prędkościami i udowodniły, że "tradycyjna" technika kolejowa może posłużyć do zbudowania szybkiej sieci transportowej.

Wraz z kryzysem naftowym w roku 1973 porzucono ideę zasilania szybkich pociągów za pomocą paliw ropopochodnych na rzecz trakcji elektrycznej. Rok później eksperymentalny elektryczny zespół trakcyjny, Zébulon rozpoczął testy. W ciągu 20 miesięcy przejechał blisko milion kilometrów, z czego 25.000 z prędkościami powyżej 300 km/h. Zadowolenie rządu francuskiego z postępów nad pracami nad pociągiem dużych prędkości przejawiło się w pełnym sfinansowaniu badań w roku 1976. Krótko potem rozpoczęto budowę pierwszej linii przeznaczonej dla szybkich pociągów, łączącej Paryż z Lyonem.

Pociąg TGV Sud-Est w oryginalnym malowaniu

28 lipca 1978 dwa pierwsze składy TGV opuściły fabrykę Alstomu w Belfort. W następnych miesiącach przeprowadzono w nich ponad 15 000 modyfikacji. Po wielu problemach, 25 kwietnia 1980 fabrykę opuścił pierwszy z seryjnych składów TGV.

Rozwój TGV

Linię Paryż-Lyon oddano do użytku 27 września 1981. Początkowo klientami byli ludzie podróżujący w interesach, jako że czas przejazdu oferowany przez TGV był najkrótszy ze wszystkich dostępnych środków transportu. Jednak okazało się, że grono chętnych do skorzystania z tego praktycznego i szybkiego sposobu podróżowania jest większe.

Z biegiem czasu połączenie z Paryżem pociągami TGV uzyskiwały kolejne miasta we Francji – Tours, Le Mans i Bordeaux, Lille i Calais, Valence, Nîmes i Marsylia. Pociągi TGV zaczęły też obsługiwać relacje zagraniczne, docierając do Londynu, Brukseli, Genewy.

Przewozy i udział w rynku

Pociągi TGV odniosły znaczący sukces mierzony udziałem w rynku przewozów pasażerskich. Dzięki TGV we Francji została odwrócona tendencja spadku udziału kolei w transporcie osobowym. W miarę rozwoju sieci dużych prędkości TGV przejmowały część lub większość pasażerów korzystających dotąd z połączeń lotniczych. Niemal zupełnej likwidacji uległa sieć połączeń lotniczych na trasie Paryż – Lyon. TGV zdobyły też większościowy udział w przewozach na trasie Paryż – Marsylia (68% w 2004). W przewozach osobowych na trasie Paryż – Londyn – Bruksela większościowy udział ma spółka Eurostar, (66% na trasie Paryż – Londyn i 63% na trasie Bruksela – Londyn).

28 listopada 2003 pociąg TGV przewiózł miliardowego pasażera od rozpoczęcia kursowania w 1981. Liczba przewożonych pasażerów corocznie wzrasta i przewiezienie dwumiliardowego pasażera spodziewane jest w 2010 roku:

Od 1974 r. podane w tabeli wielkości przewozów obejmują również przewozy międzynarodowymi pociągami Eurostar, a od 1997 r. – przewozy międzynarodowymi pociągami Thalys.

Pod względem liczby przewiezionych przez pociągi dużych prędkości pasażerów TGV ustępują jedynie japońskim pociągom Shinkansen.

Efekty ekonomiczne

Udział firmy Eurostar w rynku przewozów pasażerskich na trasie Paryż – Londyn (oraz punktualność pociągów)

TGV ma duży wpływ na rozwój ekonomiczny miast, przez które przebiega. Najbardziej spektakularnym przykładem jest ożywienie gospodarcze jakie nastąpiło w aglomeracji Lille gdy uzyskała ona połączenie pociągami TGV z Paryżem, Londynem oraz Brukselą. Budowa nowych linii przeznaczonych dla tych pociągów jest we Francji przedmiotem zainteresowania polityków oraz obietnic wyborczych.

Od strony czysto ekonomicznej dane na temat dochodowości przedsięwzięć związanych z TGV są trudne do oszacowania. Dokładne dane na temat rzeczywistej rentowności całej sieci TGV nie są znane, gdyż SNCF jest dotowana zarówno bezpośrednio jak i poprzez udział państwa, a także instytucji europejskich i samorządowych w budowie jego infrastruktury oraz w zakupach taboru. SNCF twierdzi, że notuje znaczące zyski na trasie Paryż – Lyon, a cała inwestycja w budowę nowej linii zwróciła się w ciągu dekady. Z drugiej strony, uruchomienie połączenia TGV Brive-la-Gaillarde – Limoges – Orlean – Lille wymagało subwencji władz samorządowych w wysokości 5,6 mln EUR. W latach 2008-2010 subwencja została zmniejszona do 2,2 mln EUR.

W roku 2004 pociągi TGV przewiozły 85 milionów pasażerów w ruchu krajowym, co oznacza wzrost o 4%, czyli 3 miliony pasażerów w stosunku do roku 2003. Odpowiadające tej liczbie pasażerów obroty wyniosły 3 miliardy EUR, czyli 7,3% więcej niż w roku poprzednim. Według raportu rocznego firmy, zysk brutto SNCF z pasażerskich przewozów dalekobieżnych, w tym pociągami TGV, wyniósł 523 mln EUR. Nie wiadomo jednak jaki udział miały w tym pociągi TGV i czy był to udział dodatni.

Więcej danych można uzyskać na temat działania firmy Eurostar – operatora pociągów TGV na trasie Londyn – Paryż/Bruksela. W okresie od 1994 do 2009 r. działała ona jako wspólne przedsięwzięcie (joint-venture) kolei brytyjskich, francuskich i belgijskich, a od 1 stycznia 2010 r. została ona przekształcona w spółkę akcyjną, która jest zobowiązana do podawania do publicznej wiadomości swoich wyników finansowych. Od 2004 r. liczba pasażerów przewożonych pociągami Eurostar systematycznie wzrasta, także w roku 2009, a więc w okresie kryzysu gospodarczego:

Dane w milionach pasażerów, za rok 1995 – szacunkowe

Przewozy osobowe prowadzone pod marką Eurostar są od początku dochodowe, natomiast duże kłopoty finansowe przeżywała spółka Eurotunnel, która wybudowała tunel w zamian za prawo do jego eksploatacji przez 40 lat. Wpływy uzyskiwane od użytkowników tunelu nie wystarczały na pokrycie kosztów jego utrzymania oraz na spłaty pożyczek zaciągniętych na jego budowę, a więc spółka przynosiła ciągłe straty. W 2003 zawisła nad nią groźba utraty płynności w wyniku konieczności rozpoczęcia spłat kredytów zaciągniętych na budowę tunelu. Pokrycie 1,3 mld funtów strat wymagało interwencji rządów Wielkiej Brytanii i Francji. W 2004 r. straty zredukowano do 570 mln funtów. 2 sierpnia 2006 roku sąd w Paryżu zaakceptował wniosek spółki o ochronę przed wierzycielami. W maju 2007 r. wierzyciele i akcjonariusze zaakceptowali plan zamiany długu na akcje, a konsorcjum Deutsche Bank, Goldman Sachs i Citigroup zgodziło się udostępnić 2,8 mld funtów długoterminowej pożyczki. Od tego czasu Eurotunnel przynosi corocznie zyski.

Nazwa

Pociągi TGV są znane od początku swego istnienia pod tym samym skrótem, jednak na przestrzeni lat jego znaczenie zmieniło się. Początkowo oznaczał Turbine à Grande Vitesse (Turbina o Wysokiej Prędkości) i odnosił się do rodzaju napędu pociągu. Skrót TGV bywa niekiedy mylnie rozwijany jako Très Grande Vitesse (Bardzo Wysoka Prędkość).

Ze względu na szerokie znaczenie francuskiego przymiotnika grand, nazwę Train à Grande Vitesse można tłumaczyć jako Pociąg o dużej prędkości, Pociąg o wielkiej prędkości, Pociąg o wysokiej prędkości. Jednocześnie wszystkie trzy podane tłumaczenia funkcjonują jako ogólne określenie innych niż TGV pociągów, osiągających prędkości przekraczające 200 - 250 km/h, na przykład japoński Shinkansen, niemieckie pociągi ICE czy włoskie Pendolino.

Prędkość

Podstawową cechą odróżniającą TGV od "klasycznych" pociągów jest duża prędkość tak maksymalna, jak i handlowa. W chwili obecnej prędkości eksploatacyjne pociągów TGV wynoszą 270 km/h (niewielka liczba starszych i niezmodernizowanych jednostek), oraz 300 km/h i 320 km/h. Tak duże prędkości maksymalne pozwalają na uzyskiwanie bardzo dużych prędkości handlowych, przekraczających 200 km/h i dochodzących do 260 km/h.

Rekordy prędkości

Pociągi TGV wielokrotnie w swojej historii ustanawiały rekordy prędkości. Obecnie do pociągu V150, specjalnej jednostki TGV należy światowy rekord prędkości pojazdu szynowego, wynoszący 574,8 km/h. Wcześniej rekord prędkości należał również do TGV (do TGV Atlantique), który obowiązywał przez 16 lat i wynosił 515,3 km/h.

TGV jest rekordzistą jeśli chodzi o najwyższą prędkość handlową. W obecnym rozkładzie (obowiązującym od 10 czerwca 2007 r.) na nowo otwartej linii dużej prędkości LGV Est européenne, TGV numer 5422 relacji Strasburg – Lille Europe między stacjami Champagne-Ardenne TGV a Lorraine TGV 167,7 km odcinek pokonuje w czasie 36 min, tym samym osiągając prędkość średnią wynoszącą 279,5 km/h. Poprzedni rekord prędkości handlowej również należał do TGV. W roku 2005 średnia prędkość pociągu numer 6171 (relacji Paris-Lyon – Nice-Ville) między stacjami Lyon-Saint-Exupéry TGV i Aix-en-Provence TGV wynosiła 263,3 km/h.

Pociąg TGV Eurostar pobił również rekord najdłuższej na świecie podróży bez postoju. 17 maja 2006, przewożąc obsadę i producentów filmu Kod da Vinci z Londynu do Cannes na Festiwal Filmowy w Cannes, przebył dystans 1421 km w ciągu 7 godzin 35 minut. Pociąg TGV Réseau nr 531 jest ponadto posiadaczem rekordu prędkości średniej na trasie powyżej 1000 km. 26 maja 2001, z okazji inauguracji LGV Méditerranée, skład tego typu przebył trasę z Calais do Marsylii (1067,2 km) w 3 godziny 29 minut (średnia prędkość 306,4 km/h). W chwili obecnej, głowice napędowe tej jednostki tworzą skład TGV Réseau-Duplex.

Chronologia rekordów prędkości ustanawianych przez TGV:

(Jednostka V150 składała się z głowic napędowych typu TGV POS oraz trzech wagonów TGV Duplex z wózkami napędnymi.

Konstrukcja pociągów TGV

Wszystkie obecnie eksploatowane pociągi TGV są zespołami trakcyjnymi napędzanymi energią elektryczną pobieraną z napowietrznej sieci trakcyjnej. Pojedynczy pociąg TGV składa się z dwóch lokomotyw, zwanych głowicami napędowymi oraz włączonych między nie 8, 10, 16 lub 18 wagonów, zależnie od typu pociągu.

Założenia konstrukcyjne

Przed konstruktorami TGV stanęło wiele wyzwań technicznych. Najważniejsze z nich obejmowały:

Konstrukcja pociągów TGV zawiera wiele usprawnień i innowacji, w stosunku do tradycyjnych pociągów, które pozwoliły spełnić wymienione założenia.

Zestawienie składów

Połączenie międzywagonowe – widok od wewnątrz

Połączenie wagonów w TGV Duplex

Budowa pociągów TGV różni się znacząco od typowej dla innych zespołów trakcyjnych. Wózki są umieszczone między wagonami w taki sposób, że każdy z nich przenosi ciężar dwóch sąsiednich wagonów. Głowice napędowe spoczywają na własnych wózkach. Wagony TGV nie są więc wagonami w standardowym rozumieniu tego słowa, a raczej naczepami (fr. remorque, ang. trailer).

Zaletą takiej konstrukcji jest zwiększone bezpieczeństwo w trakcie wykolejenia. Wykolejony skład pozostaje sztywny, a połączenia międzywagonowe nie zrywają się, przez co pociąg nie zbacza gwałtownie z toru jazdy. Dodatkową zaletą, w porównaniu z tradycyjnymi konstrukcjami, jest spokojniejszy bieg pociągu, zmniejszony hałas i zużycie szyn. Ponadto wysunięcie wózków spod przestrzeni pasażerskiej zwiększa komfort jazdy dla podróżnych. Wadą takiego rozwiązania jest utrudnienie operacji łączenia i rozłączania składów. O ile głowice napędowe można odłączyć od reszty składu w standardowy sposób, o tyle rozłączanie wagonów jest możliwe jedynie przy użyciu specjalistycznego sprzętu, umożliwiającego podparcie wagonu pozbawionego wózka.

Głowice napędowe są połączone z wagonami za pomocą tradycyjnych sprzęgów śrubowych. Ponadto większość składów TGV posiada sprzęgi samoczynne systemu Scharfenberga na obydwu końcach składu, wykorzystywane do łączenia składów w podwójne zespoły w trakcji ukrotnionej oraz do holowania składów przez specjalnie przystosowane lokomotywy. Gdy nie są używane, sprzęgi są ukryte pod osłonami na czołach głowic.

Typowe wymiary elementów pociągu TGV:

Napęd

Pociągi TGV są zasilane energią elektryczną pobieraną przez pantograf z górnej sieci trakcyjnej. Dodatkowo pociągi TGV Eurostar są wyposażone w urządzenia pozwalające na pobieranie prądu elektrycznego z trzeciej szyny, ponieważ w taki system zasilania wyposażone są linie kolejowe w południowej Anglii. Wszystkie pociągi TGV są co najmniej dwusystemowe, co oznacza, że mogą być zasilane dwoma różnymi napięciami, w przypadku Francji są to napięcie przemienne 25 kV, 50 Hz  (na liniach na północy kraju i na liniach LGV) oraz napięcie stałe 1.5 kV  (głównie na południu kraju i w okolicach Paryża). Ponadto pociągi operujące na liniach zagranicznych w Niemczech, Szwajcarii, Belgii, Holandii, Włoszech oraz Wielkiej Brytanii muszą być przystosowane do napięcia używanego w tych krajach, tak więc pewna ilość pociągów TGV jest trzysystemowa lub nawet czterosystemowa. Wszystkie pociągi są wyposażone w dwie pary pantografów, jedną dla współpracy z siecią prądu stałego i jedną dla sieci prądu przemiennego.

Elementem napędowym pociągów są silniki elektryczne umieszczone na wszystkich osiach w głowicach napędowych, w TGV Sud-Est oraz TGV Eurostar w silniki wyposażone są również obydwie osie w najbliższych głowicom wózkach skrajnych wagonów składu. Używane są trzy rodzaje silników:

Elektroniczne układy sterowania

Pociągi TGV wkroczyły w erę komputerów wraz ze zbudowaniem pierwszych jednostek TGV Atlantique. System zarządzający pociągiem składa się z 18 komputerów połączonych specjalną siecią zwaną TORNAD – Token Ring Network Alstom Device (ang. Urządzenie sieciowe Token Ring Alstom). Zarządza ona pracą całości systemów pociągu, dostarczając obsłudze informacji o ewentualnych usterkach. Oprogramowanie komputerów w TGV jest napisane przy użyciu języka Ada, używanego w aplikacjach wymagających wysokiej niezawodności działania. Komputery te to stosunkowo proste jednostki, oparte na mikroprocesorach MC68020 firmy Motorola.

Serwis

Serwisowanie pociągów TGV wymagało zorganizowania specjalnie wyposażonych warsztatów w lokomotywowniach położonych przy dworcach końcowych LGV. We Francji pociągi TGV są przypisane do jednej z czterech lokomotywowni zlokalizowanych na przedmieściach Paryża:

Poza Francją pociągi TGV są przypisane do:

Poza lokomotywniami istnieją również warsztaty wyspecjalizowane w serwisie i naprawach pociągów TGV zlokalizowane w Hellemmes-Lille i Bischheim, które zajmują się poważniejszymi naprawami i okresowymi przeglądami taboru.

Generacje TGV

Generacje TGV

SNCF eksploatuje obecnie około 400 składów pociągów typu TGV. Pewna ilość tych pociągów jest również w posiadaniu kolei belgijskich SNCB/NMBS, niemieckich DB, szwajcarskich CFF/SBB, holenderskich NS oraz brytyjskich Eurostar UK. W tabeli poniżej zestawiono podstawowe parametry eksploatowanych obecnie pociągów TGV.