Оценка эффективности вариантов использования тоннелей Челябинского метрополитена

Строительство метрополитена в Челябинске начато в 1992 году. Согласно отчету Контрольносчетной палаты Челябинской области в 2020 году Челябинский метрополитен является самым крупным объектом незавершенного строительства в Челябинской области. Сумма вложений в него по состоянию на 2020 год составила 9,46 млрд рублей [1].

Согласно перспективной схеме МУП «Челяб-метротранстрой» [2, 3] в Челябинске было запланировано строительство трех линий метрополитена (рис. 1).

По состоянию на 2020 год в Челябинске построены два изолированных и не связанных между собой подземных участка метрополитена. Первый участок: левый и правый перегонные тоннели от ствола № 251 до ствола № 253 и станция «Торговый центр», пройденные буровзрывным способом. Второй участок: объекты метродепо, правый перегонный тоннель от депо до ствола № 250, пройденный тоннелепроходческим комплексом Lovat RME 222 SE (приобретен в 2004 году) и станция «Комсомольская площадь», построенная открытым способом. В общей сложности построено 4000 м перегонных тоннелей (рис. 2).

Теория

За последние 29 лет проект метрополитена, основа которого разработана в 1980-х годах, утратил свою актуальность и целесообразность по следующим причинам: наблюдается тенденция роста территории города, произошло смещение направлений пассажиропотоков в результате активной застройки окраин города (микрорайоны Чурилово, Академ-Риверсайд, Парковый, Парковый-2, Ньютон, Тополиная Аллея), а также строительства загородных микрорайонов в Сосновском районе (Белый Хутор, Вишневая Горка, Привилегия и др. в Кременкульском направлении); значительного сокращения рабочих мест на предприятиях Тракторозаводского района, таких как ООО «ЧТЗ-Уралтрак»; увеличение количества жителей Копейска, работающих и обучающихся в Челябинске и т. д. В результате строящийся метрополитен (особенно в виде только пускового участка) не представляет собой вид общественного транспорта, способного существенно разгрузить улично -дорожную сеть, увеличить скорость сообщения за счет внеуличного расположения, принять на себя основной пассажиропоток на самых загруженных направлениях движения общественного транспорта, и тем самым не удовлетворяет потребность в перевозке пассажиров [4-6].

Рис. 1. Перспективная схема линий Челябинского метрополитена

Сложность по увязке существующих станций с действующей трамвайной сетью состоит в большой глубине заложения станций. В Волгограде портал для спуска трамвайных путей под землю перед станцией «Площадь Ленина» имеет протяженность 150 метров, при глубине заложения станции 7 метров. Глубина заложения станций челябинского метрополитена: «Проспект Победы» – 46 м, «Торговый центр» – 42 м, «Площадь Революции» – 42 м, «Комсомольская площадь» – 16 м.

Методология

На основе анализа ситуации были предложены следующие варианты использования существующих тоннелей Челябинского метрополитена:

• 1.    Консервация всех объектов строительства

• 2.    Строительство первой линии метрополитена полностью, отказ от строительства второй и третьей линий, восточная конечная станция переносится от проходной ЧТЗ к КБС.

• 3.    Строительство пускового участка из 4 станций.

• 4.    Строительство изолированной системы из трех станций – как минимально работоспособный вариант.

• 5.    Соединение с трамвайной линией на Северо-Запад – скоростной трамвай Чичерина-КБС.

• 6.    Соединение с трамвайной линией в Металлургический район – создание трамвайного маршрута ЧМЗ-КБС, проходящего центр города в тоннелях.

• 7.    Соединение с трамвайной линией в Металлургический район с добавлением связи с трамвайной линией на Северо-Запад.

метрополитена для возможного использования в отдаленном будущем.

Логистика и управление транспортными системами

Рис. 2. Актуальное состояние объектов строительства

Сравнение вариантов проводилось с использованием мультимодальной транспортной макромодели Челябинской агломерации, разработанной с использованием программного обеспечения PTV Visum [7]. Модель агломерации включала 525 транспортных районов и более двухсот тысяч отрезков и узлов сети.

Исследование

Для каждого рассматриваемого варианта разрабатывалась версия модели с включением в неё трасс линий и остановочных пунктов. По результатам моделирования определялся пассажиропоток и его распределение (эпюры).

Пример эпюры пассажиропотока в утренний час пик по результатам моделирования с использованием PTV VISUM для первой линии метрополитена представлен на рис. 3.

Сравнение вариантов использования инфраструктуры строящегося метрополитена представлено на рис. 4.

Обсуждение

Письмом № М-517 от 22.10.2020 г. МУП Управление строительства метрополитена и транспортных сооружений «ЧелябМетроТрансСтрой» Администрации города Челябинска сообщило, что выполненные оценки затрат на возможные варианты использования инфраструктуры на основании объектов-аналогов взяты по самой минимальной стоимости и, в соответствии с утвержденными проектами и сметами строительства метрополитена в городе Челябинска, затраты будут выше. Соединение объектов строящегося метрополитена с линиями трамвая по любому из вариантов оценивается МУП «ЧелябМетроТрансСт-рой» негативно.

В то же время варианты с использованием трамвая позволяют с минимальными затратами получить рабочий вариант системы скоростного пассажирского транспорта в г. Челябинске.

Выводы

При отсутствии федерального финансирования завершения строительства объектов метрополитена и переход к эксплуатации в варианте подземного метрополитена или скоростного трамвая с подземными участками не представляется возможным. Эффективность текущей эксплуатации любого из рассмотренных вариантов (метро по проекту первого пускового этапа первой очереди; продление линии метро к объектам формирования более крупных пассажиропотоков; достройка первой линии метро полностью; соединение с линиями трамвая для перевода части пассажиропотоков в тоннельный участок) ввиду недостаточных пассажиропотоков, будет отрицательная.

Рис. 3. Эпюра пассажиропотока линии метрополитена

	Консервация	Метрополитен одна линия	Метрополитен пусковой		Трамвай Северо-Запад	Трамвай ЧМЗ	Трамвай ЧМЗ + Северо-Запад
Стоимость реализации, млрд. руб.	5,000	89,640	55,094	34,078	51,529	34,307	34,556
Затраты времени на строительство, лет	2	5	4	3	4	4	4
Год начала эксплуатации	2023	2026	2025	2024	2025	2025	2025
Количество подземных станций	0	8	4	3	4	3	3
Тип применяемых вагонов		метропоезд	метропоезд	метро/трамвай	трамвайные	трамвайные	трамвайные
Пассажиропоток, млн. пасс, в год	0	13	2,5	1	3,2	1,3	4,1
Выручка, млн. руб. в год	0	325	63	25	80	33	103
Затраты, млн. руб. в год	50	834	458	375	549	378	451
Субсидии бюджета, млн. руб. в год	50	509	396	350	469	346	349
‘Субсидия в руб,/1 поездку		39	158	350	147	266	85

При включении объектов инфраструктуры строящегося метрополитена элементом концессии на электротранспорт на 25 лет (2021-2046). без учета инфляции

Затраты концессионера на этапе строительства, млн. руб. в год	2 500	17 928	13 774	11 359	12 882	8 577	8 639
Затраты концессионера на этапе эксплуатации, млн. руб. в год	50	834	458	375	549	378	451
* Средние затраты концессионера в пересчете на один год, млн. руб. в год	246	4 253	2 588	1 693	2 522	1 690	1 761
‘Плановая убыточность линии (выручка - затраты). млн руб. в год	246	3 928	2 526	1 668	2 442	1657	1 659

Рис. 4. Сравнительный обзор вариантов использования инфраструктуры строящегося метрополитена в г. Челябинске