Jak prędkość maksymalna przekłada się na prędkość średnią

Większa prędkość maksymalna oczywiście przekłada się na większą prędkość średnią, jednak dużym wzrostom prędkości maksymalnej towarzyszą małe różnice prędkości średniej. W niniejszym artykule przedstawiamy jak kształtuje się to zagadnienie, co można osiągnąć i jakie wartości przyjąć dla szacowania czasów jazdy po budowie / modernizacji.

Aby skrócić czas jazdy pociąg musi jechać szybciej, jednak poleganie wyłącznie na tym parametrze może prowadzić do rozczarowujących rezultatów takich jak w przypadku trasy Warszawa – Gdańsk. Bowiem klucz do sukcesu tkwi nie tyle w prędkości maksymalnej co właśnie w prędkości średniej. Prędkość średnia powinna być określana jako handlowa, niestety w Polsce duża część osób miano handlowej przypisuje prędkości maksymalnej, dlatego w niniejszym artykule pominiemy tą nazwę. Dobrą prędkość średnią uzyskuje się na dwa sposoby – albo 'jazdą szarpaną’ z odcinkami bardzo szybkimi i odcinkami wolnymi albo mniej więcej stałą jazda z nieco niższą prędkością. Widać to bardzo wyraźnie na przykładzie E-65 i E-20, podczas gdy przy prędkości maksymalnej 160 km/h pociąg na odcinku CMK osiąga prędkość średnią prawie 130 km/h, to z racji wolnego wjazdu do Katowic czy Krakowa prędkość między Stolicą a tymi miastami spada do około 115 km/h. Jednocześnie na E-20 czy to z Warszawy do Poznania czy z Poznania do Rzepina, pociągi z dodatkowymi postojami osiągają prędkość średnią około 122 km/h. Wszystko to dzięki temu, że pociąg na przeważającej długości linii osiąga prędkość maksymalną 160 km/h. Jednak o ile w przypadku linii do 160 km/h możemy bazować na krajowych danych o tyle w przypadku większych prędkości musimy sięgnąć do danych międzynarodowych. Szczęśliwie we wrześniowym numerze Railway Gazette International z 2011 roku opublikowano najnowszy i chyba ostatni raport najszybszych prędkości na świecie. Ostatni, ponieważ ich autor dr Colin Taylor prowadzący je od 1987 roku zdecydował się zakończyć ich prowadzenia. Nie wnikając w fakt co spowodowało koniec, zaprzestanie tych publikacji będzie niepowetowaną stratą dla ludzkiej wiedzy. Jednak dla nas ostatnie dane umożliwiają wyciągnięcie innych wniosków. W poniższej tabeli zostały zestawione prędkości maksymalne z najszybszymi prędkościami średnimi oraz prędkościami średnimi jakie można założyć dla typowych połączeń. Tą ostatnią wartość można stosować podczas obliczania przybliżonego czasu jazdy po modernizacji / budowie linii.

Prędkość maksymalna kontra prędkość średnia (w km/h)

 Źródło: Opracowanie własne

Wyniki dla prędkości 120 i 160 km/h zostały opracowane na podstawie polskich osiągnięć w tym zakresie i ogólnie zgadzają się one z międzynarodowymi. Dla wyższych prędkości dane dotyczące wartości maksymalnych pochodzą ze wzmiankowanego wcześniej źródła, choć zostały nieco zaokrąglone. Najszybsze pociągi o prędkości maksymalnej 200 km/h jeżdżą w Szwecji, dla 250 km/h jest to Turcja, 300 km/h to domena Japonii, 320 Francji a 350 Chin, choć należy pamiętać, że raport powstał przed ’spowolnieniem’ z przyczyn kosztów i problemów technicznych. Jednak najbardziej wymowną i pomocną dla ewentualnych analiz jest ostatnia kolumna, w której podano bardziej typowe prędkości średnie na liniach o danej prędkości maksymalnej. Właściwe stworzenie tej rubryki było dosyć kłopotliwe, ponieważ po porównaniu różnych efektów z różnych krajów można odnieść mieszane wnioski. Przykładowo najszybsze Acela Express w USA przy prędkości maksymalnej 240 km/h osiągają wartości z linii na 200 km/h, najszybszy rosyjski Sapsan przy 250 km/h osiąga niemal taką sapą prędkość średnią jak Szwedzkie X2000 z prędkością 200 km/h. Co jeszcze ciekawsze pociągi z prędkością maksymalną 300 km/h w Wielkiej Brytanii również osiągają średnie porównywalne z zaledwie 200 km/h w Szwecji. Ogólnie można stwierdzić, że im większa prędkość tym większe dysproporcje między prędkościami średnimi, co jedynie podkreśla jak ważne jest osiąganie jej na jak najdłuższym odcinku. Kiepskie wyniki z Wielkiej Brytanii a zarazem bardzo dobre z Szwecji wynikają właśnie z tego zagadnienia, bowiem w UK pociągi pokonują relatywnie krótkie odległości przez co efekt z dużej prędkości jest mały, z kolei w Szwecji są długie trasy, które pokonywane ze stosunkowo małą prędkością acz na całej długości z maksymalnymi możliwościami dają tak dobre rezultaty. W związku z tym w ostatniej kolumnie zostały zestawione przybliżone prędkości średnie możliwe do osiągnięcia przy czym należy pamiętać, że w wielu przypadkach, zwłaszcza dla prędkości 300 km/h i więcej często są one poniżej wyznaczonego zakresu. Ogólnie chcąc oszacować efekty modernizacji musimy uwzględnić na jakiej długości owa prędkość maksymalna zostanie osiągnięta i gdy są to krótkie odcinki raczej należy przyjąć niższą wartość, natomiast przy dłuższych wyższą. Przykładowo dla samej CMK przy 200 km/h prędkość średnia będzie w granicach 170 km/h, z powodu wyjazdu z Warszawy wartość spadnie do 150 km/h, natomiast uwzględniając odcinek Zawiercie – Katowice będzie to 130 km/h. Z tego samego powodu na północnym odcinku E-65 z Warszawy do Gdańska uda się osiągnąć prędkość średnią 'zaledwie’ 130 km/h. Aby jeszcze bardziej obrazowo przedstawić różnice między prędkością maksymalną a średnią dane zostały przedstawione na wykresie.

Jak więc widać uwzględniając stosunkowo małe odległości między miastami w Polsce kolej o prędkościach w zakresie 200-250 km/h jest w pełni wystarczalna i jest w stanie dać efekty zbliżone do wyższych prędkości. W tekście kilkakrotnie przewijał się przykład CMK, dla której podniesienie prędkości o kolejne 50 km/h daje podobne efekty do niższej prędkości acz osiągalnej również na dojazdach do centrów aglomeracji. Natomiast odnośnie Y-greka w aktualnie proponowanej formie, to wprowadzając go do Łodzi traci się jakąkolwiek zasadność jego budowy pod 350 km/h, natomiast mamienie, że przy prędkości maksymalnej 250 km/h osiągnie się zakładane efekty czasowe jest raczej pobożnym życzeniem. Niestety prawa fizyki pozostają niezmienione niezależnie jak bardzo ktoś chciałby je obejść a dobrą prędkość średnią osiąga się równą jazdą a nie ganianiem w jednym miejscu aby cały zysk czasowy stracić w innym.