Персональний автоматичний транспорт

Wikitext-ru.svg
Цю статтю слід вікіфіціровать.
Будь ласка, оформіть її згідно правил оформлення статей.
Nuvola apps important recycle.svg
Ця стаття або розділ потребує переробки.
Будь ласка, поліпшите статтю відповідно до правилами написання статей.
Персональний автоматичний транспорт (PRT) ULTra англійської компанії Advanced Transport Systems Ltd.

Персональний автоматичний транспорт - це вид міського та приміського транспорту, який автоматично (без водія) перевозить пасажирів у режимі таксі, використовуючи мережу виділених шляхів.

На даний момент у світі діє одна транспортна система PRT. Це мережа ULTra в Лондонському аеропорту Хітроу. Система була відкрита для пасажирів в 2010-ому році [1]. Існує також система Morgantown Personal Rapid Transit, що відрізняється від класичної концепції PRT збільшеним розміром вагона.


1. Історія

Історія PRT почалася приблизно в 1953-му році, коли Дон Фічтер, планувальник міського транспорту, почав розробляти альтернативні засоби перевезення вантажів і пасажирів, що згодом отримали назву PRT. У 1964-му році Фічтер опублікував книгу [2], в якій запропонував концепцію автоматичного транспорту для районів з низькою і середньою щільністю населення. У 1966-му році, Міністерство благоустрою та міського розвитку США отримало фінансування на "дослідження нових систем міського транспорту, який був би здатний перевозити як пасажирів, так і вантажі; швидко, безпечно, не забруднюючи повітря, і не погіршуючи планування міста." Оглядові результати досліджень [3] були опубліковані в 1968-му році і рекомендували розвиток концепції PRT, поряд з іншими транспортними системами - такими, як "автобус за викликом" і високошвидкісні міжміські магістралі.

В кінці 60-х років, корпорація Аероспейс, організована Конгресом США, витратила велику кількість коштів на розвиток технології PRT, і справила значну частину досліджень того часу. У 1969-му році наукова група опублікувала перше багатотиражних опис PRT в журналі Scientific American. [4]. У 1978-му році команда опублікувала огляд своїх результатів у вигляді книги [5].

У 1967-му році, аерокосмічне відділення корпорації Matra початок роботи за проектом Aramis в Парижі. Витративши приблизно 500 мільйонів франків, проект був закритий після того, так система не змогла пройти кваліфікаційні випробування в листопаді 1987-го року. Транспортні засоби системи Aramis повинні були рухатися на малій відстані один від одного, формуючи "віртуальний потяг", але недоліки програмного забезпечення приводили до зіткнень транспортних засобів [6].

З 1970-го по 1978-ий рік в Японії діяв проект "Контрольована комп'ютером система транспортних засобів" (Computer-controlled Vehicle System, або CVS). В рамках повномасштабної тестової інсталяції 84 транспортних засоби рухалися на швидкостях до 60 км / год на шляхах довжиною 4.8 км. У 76-78-му роках CVS була встановлена ​​і застосовувалася протягом шести місяців. 12 пасажирських і 4 вантажопасажирських транспортних засоби перевезли в загальній складності 800 000 пасажирів між п'ятьма станціями коліями довжиною 1.6 км. Проект CVS був закритий після того, як Міністерство території, інфраструктури і транспорту Японії заявило, що система небезпечна і не відповідає існуючим правилам про мінімальну дистанції.


2. Транспортні системи з рухом тільки на спеціальних шляхах (PRT)

Personal Rapid Transit (PRT) (в перекладі з американського діалекту англійської - персональний швидкий міський громадський транспорт) - це транспортна система, що задовольняє наступним семи критеріям, встановленим The Advanced Transit Association (ATRA):

  1. Повністю автоматичні транспортні засоби (без водіїв).
  2. Транспортні засоби перебувають тільки на спеціальних шляхах (guideway), які призначені для виключного використання такими транспортними засобами.
  3. Невеликі транспортні засоби доступні для виняткового використання одним пасажиром або маленькою групою, яка їде разом за своїм вибором - без випадкових попутників. Транспортні послуги доступні 24 години на добу.
  4. Невеликі спеціальні шляхи можуть бути надземними, на рівні землі або підземними.
  5. Транспортні засоби можуть використовувати всі спеціальні колії і станції в єдиній мережі PRT.
  6. Пряме повідомлення з пункту відправлення до пункту призначення, без необхідності в пересадці або зупинці на проміжних станціях.
  7. Транспортні послуги доступні за вимогою, а не по твердому графіком.

3. Загальні риси різних систем PRT

Крім того, майже всі концепції PRT має наступні загальні риси :

  • Повністю автоматична система, включаючи керування транспортним засобом, маршрутизацію і справляння плати за проїзд.
  • Транспортні засоби оснащені незалежною чи напівнезалежною автоматичної бортовою системою управління.
  • Спеціальні шляхи не перетинаються в одному рівні один з одним, з потоками наземного транспорту і пішоходів, так як в основному розташовані над землею. У одному рівні можуть бути тільки розвилки і злиття спеціальних шляхів.
  • Спеціальні шляху використовують вже існуючий землевідведення, так як в основному розташовані над вже наявними дорогами.
  • Розвилки і злиття спеціальних шляхів не містять рухомих частин завдяки використанню так званої пасивної стрілки (англ. passive switch або vehicle-mounted switch) або керованих коліс транспортного засобу.
  • Станції розташовані на бічних шляхах (англ. off-line station), тому що зупинилися транспортні засоби не блокують рух по головній колії.
  • Бічний шлях утворює смугу гальмування перед станцією і смугу розгону після неї, тому під'їжджають і від'їжджають від станції транспортні засоби не гальмують рух по головній колії.
  • Станції розташовані в радіусі пішохідної доступності (до 300-400 метрів) і по можливості впритул або всередині обслуговуваних об'єктів, територій, будівель і приміщень.
  • Вільні транспортні засоби очікують пасажирів на станціях.
  • У транспортних засобах немає стоячих місць.
  • Транспортні засоби приводяться в рух електродвигунами, причому в більшості концепцій - обертальними електродвигунами; у більшості концепцій передбачена рекуперація електроенергії (повернення в електромережу або акумулятор) при гальмуванні.

4. Транспортні системи з рухом як на спеціальних шляхах, так і по звичайних дорогах (Dual Mode)

Dual Mode Transit (в перекладі з американського діалекту англійської - дворежимний міський громадський транспорт) або зазвичай Dual Mode (рідше DM) - це транспортна система, в якій електромобілі можуть їздити як по звичайних дорогах під керуванням водія, так і на спеціальних шляхах в автоматичному режимі на великі відстані.

Новим і менш вживаним синонімом PRT є Personal Automated Transport (PAT) (в перекладі з англійської - персональний автоматичний транспорт). Однак частина винахідників і прихильників включають в поняття Personal Automated Transport як власне PRT, так і Dual Mode.

Концепції Dual Mode Transit зазвичай поділяються на дві підкатегорії - Palleted Dual Mode (піддонний Dual Mode) і True Dual Mode (істинний Dual Mode). У Palleted Dual Mode електромобілі перевозяться на автоматичних носіях (pallet). У деяких концепціях Palleted Dual Mode на автоматичних носіях перевозяться звичайні автомобілі. У True Dual Mode електромобілі їдуть на спеціальних шляхах своїм ходом, але в автоматичному режимі. У деяких концепціях змішані Palleted Dual Mode і True Dual Mode.

До поняття True Dual Mode примикають Automated Highway Systems (в перекладі з англійської - системи автоматичних шосе), де модифіковані автомобілі можуть їздити, групуватися (platooning) і здійснювати маневри в автоматичному режимі не на спеціальних коліях, а на виділених смугах руху існуючих шосе, на які може бути нанесена спеціальна автоматично прочитується (магнітна) розмітка.

У True Dual Mode основна відповідальність за безпечні маневри транспортних засобів покладається на інфраструктуру, тобто на повністю ізольовані спеціальні шляхи і в більшості концепцій на стаціонарну систему управління (поряд з бортовою). Але в Automated Highway Systems вона покладається на спеціально обладнані транспортні засоби з машинним зором, радарами, лазерними датчиками, системами GPS і розпізнавання образів (транспортних засобів, пішоходів, дорожніх знаків та розмітки) і складними бортовими системами управління і взаємодії транспортних засобів.

Automated Highway Systems не відносяться до категорії персонального автоматичного транспорту. У той же час, в деяких концепціях персонального автоматичного транспорту, як і в Automated Highway System, передбачається рух в автоматичному режимі за звичайними під'їзних дорогах, зонам станцій персонального автоматичного транспорту, промисловим і парковим зонам. При цьому безпека руху забезпечується за рахунок малої швидкості, огорож, попереджувальної розмітки і сигналізації і за рахунок підтримки дистанцій, що дозволяють загальмувати перед будь-яким раптово виникли попереду транспортним засобом, людиною, твариною і іншою перешкодою.

У ряді концепцій автоматичні носії (з електромобілями, з вантажем або порожні) або електромобілі можуть їздити на тих же спеціальних шляхах, що і виключно автоматичні транспортні засоби Personal Rapid Transit. Для цих змішаних концепцій використовують ще не усталений термін Multimodal Personal [Automated] Transport (MPT) (в перекладі з англійської - багаторежимний або Мультимодальний персональний [автоматичний] транспорт).


5. Порівняння різних концепцій персонального автоматичного транспорту один з одним

Нейтральність
Нейтральність цього розділу статті поставлена ​​під сумнів.
На сторінці обговорення повинні бути подробиці.
Проблеми зі змістом статті
Можливо, цей розділ містить оригінальне дослідження.
Додайте, в іншому випадку він може бути видалений.
Додаткові відомості можуть бути на сторінці обговорення. (25 травня 2011)

У таблиці, наведеній нижче, чорними кружками позначена наявність тих чи інших конструктивних особливостей у різних концепцій персонального автоматичного транспорту.

Конструктивні особливості концепцій персонального автоматичного транспорту (Personal Rapid Transit - PRT та Dual Mode)


Пояснення до таблиці:

Відсутність труби для руху в ній транспортних засобів. У деяких проектах транспортні засоби повинні рухатися всередині труби, що захищає транспортні засоби та спеціальні шляху від опадів і сторонніх предметів. Кілька проектів передбачають створення вакууму всередині труби для зменшення опору повітря.

Власні магістральні спеціальні шляху з високою пропускною здатністю, а не обслуговування метро.

Транспортні засоби не групуються, хоча дистанція між ними може бути менше метра. Деякі проекти передбачають фізичне зчеплення транспортних засобів або їх угруповання засобами системи управління.

І низькошвидкісні під'їзні спеціальні шляху, і високошвидкісні (понад 100 км / год) всередині міста.

Відсутність рухомих частин на розвилках. Звичайна залізнична стрілка має рухомі елементи (дотепники). Коли таку стрілку проходять один за іншим два вагони, одному з яких треба вліво, а іншому - вправо, між ними доводиться залишати достатню дистанцію, щоб стрілка встигла спрацювати. У системах, де кермом забезпечені самі вагони, дистанція може бути мінімальною, однак при цьому відстані між розвилками або злиттями повинні бути досить великі - для своєчасного спрацьовування рульових пристроїв.

Безпечний інтервал між бамперами дорівнює часу реакції, а не гальмування перед миттєво зупиненим транспортним засобом. Різні проекти грунтуються на різних принципах розрахунку мінімального безпечного інтервалу або дистанції.

  • Використання інформації про наміри переднього транспортного засобу на більш-менш тривалий період часу в майбутньому, а також витончене математичне моделювання дозволять зменшити дистанцію між транспортними засобами до помилки позиціонування транспортного засобу (15 см) [Джерело не вказано 1076 днів] . Помилка позиціонування не перевищує половини відстані, яку проїде транспортний засіб при повороті ротора тягового електродвигуна на кут між сусідніми полюсами [Джерело не вказано 1076 днів] .
  • Характерний для автомобільного транспорту принцип вимагає, щоб інтервал між бамперами дорівнював часу реакції на раптове гальмування транспортного засобу попереду. Для водія це 1,5 секунди при найкращих умовах, тобто при швидкості 60 км / ч, а для персонального автоматичного транспорту - від 2 секунд (у "консервативних" розробників) до 0,5 секунди (у більшості розробників) і 0,1 секунди (у "найсміливіших" [ невідомий термін ] розробників). При швидкості 230 км / год і проміжку між транспортними засобами 15 см час реакції має бути не більше 2,3 мілісекунди, що цілком прийнятно для систем керування реального часу.
  • Найбільш консервативний, характерний для залізничного транспорту з його поїздами великої місткості, принцип "цегляної стіни" ("калька" з англійської) вимагає, щоб транспортний засіб загальмувало без зіткнення з раптово зупинився (через падіння дерева, краху і т. п.) транспортним засобом попереду, неначе перед раптово виросла цегляною стіною. Застосування принципу "цегляної стіни" до персонального автоматичному транспорту (в Японії) усуває безпечного [Джерело не вказано 1076 днів] конкурента у вкрай небезпечного автомобільного транспорту, так як змушує радикально обмежувати швидкість [Джерело не вказано 1076 днів] і збільшувати дистанцію між транспортними засобами. Низька швидкість і великі дистанції роблять пропускну спроможність спеціальних шляхів нікчемною [Джерело не вказано 1076 днів] , А персональний автоматичний транспорт - вкрай збитковим і тому нездійсненним [Джерело не вказано 1076 днів] .

Відсутність руління за рахунок сили зчеплення коліс. Автомобіль утримується в повороті за рахунок зчеплення шин, а поїзд - за рахунок конусовидна колеса ( реборда є тільки страхує елементом). Також можливо утримання на рейках за допомогою спеціальних роликів з вертикальною віссю (у більшості проектів персонального автоматичного транспорту).

Прямокутна або радіально-кільцева мережа спеціальних шляхів, а не петлі. Прямокутна або радіально-кільцева мережа повторює розташування вулиць, наприклад, в центрі Москви або на Манхеттені, але замість світлофорів на перехрестях використовуються багаторівневі розв'язки, які можуть бути набагато компактніше автомобільних і мають іншу [Джерело не вказано 1076 днів] конструкцію. При петлеобразное розташуванні шляхів з одностороннім рухом перетин перехресть здійснюється зигзагом під кутом 45 градусів [Джерело не вказано 1076 днів] в одному рівні шляхом злиття з перпендикулярним потоком, або (рідше) організується круговий рух [Джерело не вказано 1076 днів] .

Поверхні (рейок) спеціальних шляхів захищені від опадів. Проблему представляють сніг, налипання, листопад, що впали гілки дерев, викинутий із вікон будинків сміття [Джерело не вказано 1076 днів] , Пил, бруд і мокра поверхня рейок. Захист від опадів здійснюється шляхом приміщення спеціальних шляхів разом з транспортними засобами в трубу [Джерело не вказано 1076 днів] , Споруди навісів або розташування рейок всередині кожухів. Одновременно с защитой от осадков осуществляется частичная шумоизоляция.

Выбор неперегруженного маршрута перед отправлением. Выбор неперегруженного маршрута до отправления позволяет предотвратить перегрузку специальных путей, перегрузку станции назначения и образование "пробок". При этом вместо "пробок" из транспортных средств на специальных путях могут образовываться очереди из пассажиров на станциях отправления, что предпочтительнее [ источник не указан 1076 дней ] . Получив отказ, пассажир может выбрать другую станцию назначения недалеко от перегруженной, выбрать другой вид транспорта, отложить или отменить поездку [ источник не указан 1076 дней ] . При синхронном движении с постоянной скоростью и вакансиями эти вакансии обеспечивают неперегруженность [ источник не указан 1076 дней ] . Но выбор неперегруженного маршрута до отправления возможен и при асинхронном движении с переменной скоростью без вакансий [ источник не указан 1076 дней ] .

Полуавтономная бортовая система управления движением. В зависимости от местонахождения и роли компьютеров различают автономную или полуавтономную бортовую систему управления движением и систему управления движением без бортовых компьютеров.

  • Система управления движением без бортовых компьютеров опасна [ источник не указан 1076 дней ] , поскольку не функционирует при пропадании связи транспортного средства со стационарной системой управления движением. Очевидно, что в такой системе столкновения транспортных средств неизбежны (стр. 29, а в первоисточнике стр. 110) [ нет в источнике ].
  • Если функции системы управления движением распределены между бортовыми и стационарными (центральным, зональными или функционально специализированными) компьютерами, то бортовая система управления движением является полуавтономной. Некоторые функции могут выполняться как бортовыми, так и стационарными компьютерами - штатно или только при пропадании связи (например, функция поддержания безопасной дистанции) или при иных чрезвычайных ситуациях.
  • Если стационарной системы управления движением нет, то говорят об автономной системе управления движением. Проекты с автономной бортовой системой управления предполагают выбор менее загруженного остатка маршрута перед каждой развилкой вместо выбора неперегруженного маршрута перед отправлением [ источник не указан 1076 дней ] , что будет приводить к перегрузкам специальных путей и "пробкам" [ источник не указан 1076 дней ] .

Носители для перевозки по специальным путям транспортных средств для обычных дорог. Транспортные средства для обычных дорог могут перевозиться по специальных путям или своим ходом (английский термин - True Dual Mode), или же на специальных носителях.

Замедление транспортных средств на отдельной полосе торможения перед поворотом. Повороты могут осуществляться как на полной скорости - с большим радиусом, так и с замедлением - с малым радиусом. Большие радиусы поворотов, особенно на высокоскоростных участках специальных путей, плохо вписываются в городскую застройку. Замедление может осуществляться как на главной полосе движения, так и на отдельной полосе торможения.


6. Стандарты

К персональному автоматическому транспорту могут быть применены с оговорками стандарты такой организации, как the Automated People Mover (APM) Standards Committee (Англ.) . APM (Англ.) - это автоматический транспорт, движущийся по эстакаде, перевозящий большие группы пассажиров по фиксированным маршрутам, обычно в аэропортах, в деловых районах городов и в парках отдыха.

В частности, представляют интерес следующие стандарты:

  • APM standard part 1 ASCE 21-05 - Operating environment, safety requirements, system dependability, automatic train control, audio and visual communications. (Условия эксплуатации, требования безопасности, надёжность системы, автоматическая система управления поездом, звуковые и визуальные средства связи)
  • APM standard part 2 ASCE 21-98 - Vehicles, propulsion and braking. (Транспортные средства, тяга и торможение)
  • APM standard part 3 ASCE 21-00 - Electrical equipment, stations, guideways. (Электрооборудование, станции, направляющие пути)

В APM standard part 2 ASCE 21-98 (см. Urban Maglev Technology Development Program (Англ.) , стр. 84) установлены следующие предельные комфортные значения для сидящих пассажиров APM:

Параметр Пределы комфорта (единицы гравитации) Пределы комфорта (единицы СИ)
Максимальное вертикальное ускорение 0,1 g (вверх); 0,4 g (вниз) 1 м/с (вверх); 4 м/с (вниз)
Максимальное боковое ускорение 0,25 g 2,5 м/с
Максимальное продольное ускорение 0,25 g 2,5 м/с
Максимальное ускорение при торможении −0,25 g −2,5 м/с
Ускорение при экстренном торможении −0,36 g −3,5 м/с
Максимальный вертикальный рывок 0,3 g 3 м/с
Максимальный боковой рывок 0,25 g 2,5 м/с
Максимальный продольный рывок 0,25 g 2,5 м/с

До персонального автоматичному транспорту рухомому по рейках слід застосовувати "Залізничні правила про безпечне інтервалі / дистанції", які потребують оновлення з урахуванням специфічних особливостей персонального автоматичного транспорту. Регулювання питань безпеки для цього виду транспорту можна запропонувати вести з урахуванням вимог до статистичної частоті інцидентів на мільйон кілометрів на один транспортний засіб.

Вид інциденту Статистична величина пригод на 1 млн км / транспортний засіб
Cо смертельними випадками 0,006
C важкими травмами 0,106
C легкими травмами 0,732
C пошкодженням тільки майна 14,939

(Див. Daventry PRT Scoping Study (Англ.) , Стр. 108-109).


Примітки

  1. The Search Engine that Does at InfoWeb.net - www.ultraprt.com/cms/index.php?page=latest-schedule
  2. Donn Fichter Individualized Automatic Transit and the City. - Providence, RI, 1964.
  3. Leone M.Cole, Harold W. Merritt Tomorrow's Transportation: New Systems for the Urban Future. - US Department of Housing and Urban Development, Office of Metropolitan Development, 1968.
  4. Systems Analysis of Urban Transportation Systems, Scientific American, 1969 221:19-27
  5. Jack Irving, Harry Bernstein, CL Olson and Jon Buyan Fundamentals of Personal Rapid Transit = http://www.advancedtransit.net/content/fundamentals-personal-rapid-transit-book. - - www.advancedtransit.net / content / fundamentals-personal-rapid-transit-book. - DC Heath and Company, 1978.
  6. Bruno Latour Aramis, or the Love of Technology. - Harvard University Press, 1996.