Wagony piętrowe w przewozach regionalnych – przegląd konstrukcji (Europa)

Niedawne ekscesy z tunelem średnicowym i jego pomniejszoną skrajnią skłaniają do poszukiwania rozwiązania tej sytuacji. Oczywistym jest, że w świeżo wyprodukowanych wagonach nie da się wprowadzić zmian, jednak ta nauczka może dać wyjście z sytuacji w przyszłości. Jak się bowiem okazuje wagony piętrowe są eksploatowane na wielu liniach kolejowych o znacznie mniejszej skrajni.

 

Dla celów porównawczych zostały zestawione parametry poszczególnych spotykanych produktów z europy, natomiast drugi artykuł uzupełnia je o przykłady ze Świata. W zestawieniu umieszczono wyłącznie składy służące do przewozów regionalnych i aglomeracyjnych, ponieważ segment przewozów dalekobieżnych będzie prezentowany w kolejnym artykule. Jedynymi wyjątkami są tutaj składy VIRM kolei holenderskich NS, które pomimo przynależności do pociągów Intercity obsługują w zasadzie krótkie połączenia międzyregionalne, ponieważ odległości między miastami w tym kraju są stosunkowo małe. Drugim wyjątkiem jest tutaj szwedzki skład X40, który również obsługuje pociągi Intercity, jednak z racji jego konstrukcyjnej tożsamości ze składami TER2N NG został on umieszczony w zestawieniu dla celów porównawczych.

 

 

Bazowe dla nas są wagony piętrowe produkcji Bombardiera, które swoimi rozmiarami rozpoczęły cały skandal związany z tunelem średnicowym. Nowe wagony Kolei Mazowieckich wywodzą się z wagonów Bdhpumn, których PKP zamówiło 160 i stanowią po dziś dzień najnowszy tabor PKP PR. Do chwili obecnej dotrwały jeszcze w eksploatacji starsze wagony piętrowe serii Bhp, które przez pewien czas były nawet eksploatowane przez Koleje Mazowieckie w tym i w wyremontowanym tunelu. Wagony Bhp jako jedyne w zestawieniu stanowią konstrukcję opartą na wspólnych wózkach systemu Jacobsa, co wraz z umieszczeniem wejść w strefie wysokiej podłogi nad wózkiem znacznie poprawia pojemność składu. Ponieważ obecnie w jednopokładowych EZT bardzo popularne stały się wózki Jacobsa, więc może być zastanawiającym dlaczego w pociągach piętrowych się ich obecnie nie stosuje. Powodów można doszukiwać się w różnych miejscach. Po pierwsze posadowienie dwóch wagonów na jednym wspólnym wózku generuje duże naciski na oś, które w przypadku pociągów w trakcji elektrycznej nie mogą przekroczyć 20 t na oś, a w przypadku spalinowych 18 z zaleceniem 16 t na oś. Z tej przyczyny składy piętrowe Bhp miały w wózkach wspólnych trzy zamiast dwóch osi. Jednak przy zastosowaniu współczesnych lekkich materiałów jak tworzywa sztuczne i aluminiowe pudła te założenia da się spełnić. Jednak to z kolei kosztuje więcej w stosunku do tańszych wagonów stalowych. Drugą kwestią jest sprawa uniwersalności składu, gdzie zmiana ilości wagonów jest bardzo skomplikowana i wymaga długiej wizyty w warsztacie. W przeciwieństwie do tego pojedyncze wagony są znacznie bardziej praktyczne. Bardzo ważnym czynnikiem jest tutaj także sprawa wejść w strefie niskiej podłogi. W przypadku wejść nad wózkiem nie da się obniżyć podłogi, natomiast stopnie są bardziej strome. Ostatecznym „gwoździem do trumny”wagonów piętrowych na wspólnych wózkach jest fakt, że zbudowanie EZT na takiej bazie jest bardzo trudne właśnie z racji nacisku na oś. Dlatego też za standardowe rozwiązanie dla konstrukcji wagonów piętrowych przyjęło się tradycyjne wagony posadowione na dwóch dwuosiowych wózkach. Wagony te mogą być wykonywane jako przechodnie lub sterownicze, z wejściem w strefie wysokiej oraz niskiej podłogi. Tak w skrócie można by opisać wagony piętrowe Bombardiera spotykane w Polsce, Niemczech, Danii, Belgii, Luksemburgu jak również w wersji pierwotnej w Czechach. Jednak w przeciwieństwie do tego pozostali producenci poszli znacznie dalej i wdrożyli do produkcji serię elektrycznych zespołów trakcyjnych o znacznie odmiennej aranżacji wnętrza.

Na rynku czeskim ČD już od 10 lat odbiera seryjne składy serii 471 markowane jako CityElefant. Skład ten był również testowany w Warszawie oraz prezentowany w GOP, jednak bez efektu w formie zakupów. Zespoły te są tworzone przez wagon silnikowy 471, wagon środkowy 071 oraz wagon sterowniczy 971. Wagon środkowy jest konstrukcyjnie bardzo zbliżony do serii Bdhpumn. Jednak zarówno wagon sterowniczy jak i silnikowy nie sposób pomylić z innymi, dzięki oryginalnemu (nie o końca praktycznemu) rozplanowaniu. Zwłaszcza wagon silnikowy oferujący tyle samo miejsca co jendopokładowy podważa sensowność jego konstrukcji w tej formie. Powodem jest tutaj zbyt dużo miejsca zajętego przez aparaturę trakcyjną. Generalnie wagony mają parametry zbliżone do serii Bdhpumn, choć ich odmienność potwierdza, że nie mamy do czynienia z kopią. Z racji wysokości i niskich wejść składy raczej nie nadają się dla WWK (Warszawskiego Węzła Kolejowego).

Również składy zastosowane w Holandii nie nadają się dla tego celu. Także koleje holenderskie HS zdecydowały się na zakup piętrowych elektrycznych zespołów trakcyjnych tym razem typu VIRM, które są dalszą rozwojową wersją piętrowych składów spotykanych w Holandii. Zespoły VIRM cechują się szerokim pudłem oraz dużą wysokością, co już na wstępie eliminuje je z zastosowania w Polsce. Choć akurat w ich przypadku zastosowano wejście w strefie wysokiej podłogi, co jest adekwatne dla potrzeb w Warszawie. VIRM są budowane teoretycznie jako InterCity i eksploatowane pod tą nazwą stąd posiadają małą ilość miejsc urządzonych w komfortowym wariancie.

Gdy zwrócimy naszą uwagę na Szwajcarię możemy odnieść wrażenie, że znaleźliśmy zwycięzcę konkursu, a przynajmniej silnego pretendenta. SBB w połączeniach S-Bahn Zürich eksploatują piętrowe EZT serii REBe 514, które swoimi parametrami powinny sprostać wymaganiom tunelu średnicowego. Przy wysokości 4,6 metra spełniają one ograniczenia jakie występują w wyremontowanym tunelu. Składy mają co prawda niską pojemność ale jest to typowy efekt dla EZT w przypadku wagonów silnikowych oraz sprawą wysokiego komfortu jaki mają zapewnić szeroko rozstawione siedzenia. Składy takie oferuje Siemens oraz Stadler.

Jeszcze większe ograniczenia dla taboru stawia skrajnia stosowana we Francji, gdzie maksymalny dopuszczalny profil to UIC 505-1, niższy od stosowanego w Polsce o 30 cm. Teoretycznie więc stosowanie wagonów piętrowych w tym kraju byłoby niemożliwe. Jednak nic bardziej mylnego, zwłaszcza wobec zasady „chcieć to móc”. Koleje francuskie SNCF od lat stosują wagony piętrowe w połączeniach podmiejskich a dalszym krokiem rozwojowym było wprowadzenie piętrowych elektrycznych zespołów trakcyjnych. Z szerokiej gamy pojazdów wybraliśmy zespoły MI2N oraz najnowsze TER 2N NG jako najbardziej reprezentatywne. W obu przypadkach maksymalna wysokość składu wynosi 4,32 metra, co stawia bardzo duże wymagania odnośnie konstrukcji. Aby poszczególne poziomy były jak najwyższe konieczne stało się maksymalne zredukowanie wysokości podłogi oraz ścianek działowych. Konieczne było również przeniesienie oświetlenia na boczne części sufitu. Mimo tych ograniczeń producentowi którym jest Alstom udało się stworzyć bardzo przestronne wnętrza. Obie z wymienionych konstrukcji tworzą bardzo oryginalne rozwiązania. Pierwszy z wymienionych składów MI2N został skonstruowany dla potrzeb szybkiej wymiany pasażerów, dlatego na jedną stronę posiada aż trzy pary szerokich dwuskrzydłowych drzwi z wyjściem w strefie wysokiej podłogi dla obsługi wysokich peronów w węźle paryskim. Pomiędzy drzwiami zastosowano dwa poziomy z układem siedzeń 2+3. Dzięki temu skład cechuje się dużą pojemnością oraz szybką wymianą pasażerów. Drugim z prezentowanych typów jest najnowszy skład TER 2N NG przeznaczony dla pociągów regionalnych przyspieszonych. Składy te cechują się rozłożeniem napędu, oraz zastosowaniem wejść w strefie niskiej podłogi wraz z bezpośrednim wejściem na górny pokład. Dzięki temu rozwiązaniu udało się uzyskać dużą ilość miejsc siedzących w połączeniu z odpowiednią ilością miejsca dla aparatury trakcyjnej. Podobne składy eksploatuje również CFL. Nie trzeba chyba nadmieniać, że zastosowanie tych zespołów w tunelu średnicowym obyłoby się bez większych komplikacji.

Składy TER 2N NG są znane pod nazwą Coradia Duplex i występują także w wersji powiększonej dla szwedzkich kolei SJ. Składy te odróżniają się szerszym pudłem 2,96 metra i wysokością 4,6 metra. Zespoły te zostały wykonane w wariancie dalekobieżnym stąd mała ilość miejsc siedzących porównywalna ze składami jednopokładowymi. Zmieniając nieco te parametry można by osiągnąć bardzo udany pojazd dla Polski. Przy podniesieniu podłogi w wejściach do 800 mm nad główką szyny uzyskałoby się możliwość wygodnej obsługi tak niskich jak i wysokich peronów. Szerokość pudła należałoby przyjąć z Francji (2,8 m), natomiast wysokość ze Szwecji (4,6 m). Do tego wnętrze jak we francuskich składach i posiadamy idealne EZT dla Polski.

Jeszcze zanim TER 2N NG weszły do produkcji podobne rozwiązanie zastosował AnsaldoBreda we Włoszech. Kraj ten, podobnie do Francji posiada małą skrajnię, stąd włoskie pociągi TAF mają bardzo podobne rozwiązania do francuskich. Jednak Włochom udało się wprowadzić jeszcze więcej miejsc siedzących, pomimo faktu, iż wagony skrajne mają znaczną część zajętą przez aparaturę elektryczną. Pomijając nieciekawą sławę jaką otoczony jest AnsaldoBreda zespoły te są nadal dostarczane dla kolei włoskich, oraz trafiły także do Maroka. Maroko podobnie do Włoch ma niską skrajnię i napięcie zasilania 3kV prądu stałego.

Paradoksalnie wbrew szerokiemu rozstawowi torów w Hiszpanii kraj cierpi podobnie jak Włochy i Francja na bardzo niską skrajnię. Znalazło to odzwierciedlenie w postaci wysokości zespołu serii 450 wynoszącej zaledwie 4,3 metra. Jednak w przeciwieństwie do tego zastosowano układ siedzeń 2+3, który skutecznie podniósł pojemność wagonu.

 

Jeszcze bardziej ekstremalnym przykładem wagonów piętrowych może być Wielka Brytania. Jak bardzo dobrze wiadomo kraj ten na chwilę obecną nie posiada wagonów piętrowych i w zasadzie większość twierdzi, że w brytyjskiej skrajni nie da się zbudować wagonów piętrowych. Jednak również tutaj potwierdza iż potrzeba matką wynalazku. W 1949 roku powstały elektryczne zespoły trakcyjne określane mianem 4DD i mieszczące się w skrajni W6. Zespoły te były czterowagonowe i wykorzystywały bardzo ciekawe rozwiązanie, gdzie wykorzystywana była przestrzeń nad głowami pasażerów siedzących z dołu aby utworzyć nad tą przestrzenią siedzenia na górnym pokładzie. Nie był to więc typowy wagon piętrowy, ponieważ dolny poziom znajdował się na typowej wysokości i wchodziło się do niego poprzez drzwi boczne, natomiast górny poziom był dostępny poprzez schody zlokalizowane z jednej strony przedziału środkowego. Teoretycznie pojazd oferował większą pojemność, a dwa składy były eksploatowane do 1971 roku, jednak z racji wielu niedogodności nigdy nie zdecydowano się na seryjną produkcję. Zasadnicze wady to brak przejść między przedziałami, co praktycznie uniemożliwia kontrolę biletów oraz równomierne rozłożenie pasażerów w składzie. Następną wadą była duża ciasnota we wnętrzu oraz niekorzystne rozplanowanie wnętrza, co wydłużało postoje na stacjach. Ostatnią z wymienianych wad była duchota panująca we wnętrzu. W efekcie tych doświadczeń koleje brytyjskie nigdy więcej nie zdecydowały się na eksperymenty z wagonami piętrowymi.

Jednak firma DCA Design postanowiła przerwać ten trend i zaprezentować możliwe rozłożenie pokładów w wagonie piętrowym zbudowanym według skrajni W6. Jak widać pomimo mocnych ograniczeń jakie stawia ta skrajnia udało się wprowadzić dwa pełnowymiarowe pokłady, gdzie na górnym poziomie znajdują się nawet siedzenia w układzie 2+3, których już dolny pokład nie pomieści. Z punktu widzenia kontynentalnej Europy jest to rozwiązanie skrajne lecz pokazujące, że „chcieć to móc”Projektanci sugerują konieczność zastosowania nowoczesnych materiałów kompozytowych dla redukcji grubości ścianek działowych.

Na zakończenie europejskiej części przeglądu konstrukcji wagonów piętrowych dla przewozów regionalnych warto także wspomnieć o projekcie Talgo 22, który został zaproponowany do realizacji w Finlandii. Projekt zakłada stworzenie pierwszego na świecie w pełni dwupoziomowego pociągu, który miałby przejścia między wagonami zarówno na górnym jak i na dolnym poziomie. Umożliwić na to zastosowanie opatentowanego przez Talgo systemu pojedynczych osi, który pozwala na zastosowanie podłogi w przejściu na wysokości 760 mm nad główką szyny. Jednak aby było to możliwe wagon musiałby mieć wysokość około 5 metrów, stąd skonstruowanie takiego wagonu jest możliwe jedynie na torach szerokich lub w USA, gdzie skrajnia jest znacznie wyższa.

 

Na tym zakończymy przegląd konstrukcji wagonów piętrowych w Europie, który jest uzupełniany podobnym przeglądem dotyczącym wagonów piętrowych na świecie.