Персональный быстрый транзит ( PRT ), также называемый подкарами или управляемыми/рельсовыми такси , представляет собой вид общественного транспорта , в котором используются небольшие автоматизированные транспортные средства малой вместимости, работающие по сети специально построенных направляющих. PRT — это тип автоматизированного проезда по направляющим (AGT), класс систем, который также включает в себя более крупные транспортные средства и вплоть до небольших систем метро. С точки зрения маршрутизации он тяготеет к личным системам общественного транспорта .
Транспортные средства PRT рассчитаны на индивидуальные или небольшие групповые поездки и обычно перевозят не более трех-шести пассажиров на транспортное средство . [1] Путеводные пути организованы в топологию сети, при этом все станции расположены на запасных путях и имеют частые точки слияния/расхождения. Это позволяет совершать безостановочные поездки из пункта в пункт, минуя все промежуточные станции. Услугу «точка-точка» сравнивают с такси или горизонтальным подъемником (лифтом).
Было предложено множество систем PRT, но большинство из них не были реализованы. По состоянию на ноябрь 2016 года [обновлять]в эксплуатации находится лишь несколько систем PRT: Morgantown Personal Rapid Transit (самая старая и самая обширная) в Моргантауне, Западная Вирджиния , работает непрерывно с 1975 года. С 2010 года работает система 2getthere на 10 автомобилей. в Масдар-Сити , ОАЭ, а с 2011 года система Ultra PRT из 21 автомобиля работает в лондонском аэропорту Хитроу . Система Vectus на 40 автомобилей с линейными станциями официально открылась в Сунчхоне , [2] Южная Корея, в апреле 2014 года. [3] [4] Система PRT, соединяющая терминалы и парковку, была построена в новом международном аэропорту Чэнду Тяньфу. , открывшийся в 2021 году. [5] [6]
Большинство систем общественного транспорта перевозят людей группами по запланированным маршрутам. Это имеет внутреннюю неэффективность. [7] Пассажиры тратят время на ожидание прибытия следующего транспортного средства, непрямые маршруты к пункту назначения, остановки для пассажиров с другими пунктами назначения и часто запутанные или непоследовательные расписания. Замедление и ускорение движения больших грузов может подорвать пользу общественного транспорта для окружающей среды, одновременно замедляя движение других видов транспорта. [7]
Системы индивидуального скоростного транспорта пытаются устранить эти отходы, перемещая небольшие группы без остановок в автоматизированных транспортных средствах по фиксированным путям. В идеале пассажиры могут сесть в капсулу сразу по прибытии на станцию и могут – при достаточно разветвленной сети путей – следовать относительно прямым маршрутом к месту назначения без остановок. [7]
Малый вес небольших транспортных средств PRT позволяет использовать направляющие и опорные конструкции меньшего размера, чем системы общественного транспорта, такие как легкорельсовый транспорт. [7] Меньшие структуры приводят к более низким затратам на строительство, меньшим сервитутам и менее визуально навязчивой инфраструктуре. [7]
В нынешнем виде городская сеть с множеством линий и близко расположенных станций, как предполагали сторонники, еще не построена. Предыдущие проекты потерпели неудачу из-за финансирования, перерасхода средств, нормативных конфликтов, политических проблем, неправильного применения технологий и ошибок в проектировании, проектировании или проверке. [7]
Однако теория остается активной. Например, с 2002 по 2005 год проект EDICT, спонсируемый Европейским Союзом , провел исследование целесообразности PRT в четырех европейских городах. В исследовании приняли участие 12 исследовательских организаций, и были сделаны выводы, что PRT: [8]
В отчете также сделан вывод, что, несмотря на эти преимущества, органы государственной власти не будут брать на себя обязательства по созданию PRT из-за рисков, связанных с первой публичной реализацией. [8] [9]
Аббревиатура PRT была официально введена в 1978 году Дж. Эдвардом Андерсоном . [10] Ассоциация передового транзита (ATRA), группа, выступающая за использование технологических решений проблем транзита, в 1988 году составила определение, которое можно увидеть здесь. [11]
В настоящее время действуют пять систем современных транзитных сетей (ATN), а еще несколько находятся на стадии планирования. [12]
В следующем списке представлены несколько известных поставщиков автоматизированных транзитных сетей (ATN) по состоянию на 2014 год с последующими поправками. [32]
Современные концепции PRT зародились примерно в 1953 году, когда Донн Фихтер, планировщик городского транспорта, начал исследования PRT и альтернативных методов транспортировки. В 1964 году Фихтер опубликовал книгу [36] , в которой предложил автоматизированную систему общественного транспорта для районов со средней и низкой плотностью населения. Одним из ключевых моментов, изложенных в книге, была вера Фихтера в то, что люди не оставят свои машины в пользу общественного транспорта, если система не обеспечит гибкость и непрерывное время в пути, которое будет намного лучше, чем существующие системы - гибкость и производительность, которые он чувствовал. только система PRT может обеспечить это. Несколько других специалистов по городскому и транспортному планированию также писали на эту тему, после чего последовали некоторые ранние эксперименты, но PRT оставалась относительно неизвестной.
Примерно в то же время Эдвард Халтом изучал монорельсовые системы. Халтом заметил, что время для запуска и остановки обычного большого монорельсового поезда, такого как поезда Wuppertal Schwebebahn , означало, что одна линия могла обслуживать только от 20 до 40 транспортных средств в час. Чтобы обеспечить разумное пассажиропоток в такой системе, поезда должны были быть достаточно большими, чтобы перевозить сотни пассажиров ( общее обсуждение см. В начале статьи ). Это, в свою очередь, потребовало больших направляющих, которые могли бы выдержать вес этих больших транспортных средств, что привело к увеличению капитальных затрат до такой степени, что он посчитал их непривлекательными. [37]
Халтом сосредоточил свое внимание на разработке системы, которая могла бы работать с более короткими таймингами, тем самым позволяя уменьшить размеры отдельных автомобилей при сохранении той же общей пропускной способности маршрута. Меньшие автомобили означали бы меньший вес в любой данной точке, а это означало бы меньшие и менее дорогие направляющие. Для устранения дублирования на станциях в системе использовались «автономные» станции, позволяющие магистральному трафику обходить остановившиеся транспортные средства. Он разработал систему Monocab , в которой использовались шестиместные автомобили, подвешенные на колесах к подвесной направляющей. Как и большинство подвесных систем, она страдала от проблем со сложными механизмами переключения. Поскольку вагон ехал по рельсам, переключение с одного пути на другой требовало перемещения рельса, а это медленный процесс, который ограничивал возможные перемещения. [37]
К концу 1950-х годов в Соединенных Штатах стали очевидны проблемы разрастания городов . Когда в городах улучшились дороги и сократилось время в пути, пригороды стали развиваться на все большем расстоянии от центра города, и люди покидали центральные районы. Отсутствие систем контроля загрязнения , быстрый рост числа владельцев автомобилей и более длительные поездки на работу и с работы стали причиной серьезных проблем с качеством воздуха. Кроме того, переезд в пригороды привел к бегству капитала из центра города, что стало одной из причин быстрого упадка городов, наблюдаемого в США.
Системы общественного транспорта были одним из способов борьбы с этими проблемами. Тем не менее, в этот период федеральное правительство усугубляло проблемы, финансируя развитие системы автомагистралей между штатами , в то время как в то же время финансирование общественного транспорта быстро сокращалось. Пассажиропоток общественного транспорта в большинстве городов резко упал. [38]
В 1962 году президент Джон Ф. Кеннеди поручил Конгрессу решить эти проблемы. Эти планы были реализованы в 1964 году, когда президент Линдон Б. Джонсон подписал Закон о городском массовом транспорте 1964 года , образовав тем самым Управление городского массового транспорта . [39] UMTA была создана для финансирования развития общественного транспорта таким же образом, как более ранний Закон о федеральных дорогах помощи 1956 года помог создать межгосударственные автомагистрали. То есть UMTA поможет покрыть капитальные затраты на строительство новой инфраструктуры.
Однако проектировщики, знакомые с концепцией PRT, были обеспокоены тем, что создание большего количества систем на основе существующих технологий не решит проблему, как ранее отмечал Fitcher. Сторонники предположили, что системы должны обеспечивать гибкость автомобиля:
Причина печального состояния общественного транспорта очень проста: транспортные системы просто не предлагают услуги, которые отвлекали бы людей от своих автомобилей . Следовательно, их покровительство исходит в основном от тех, кто не умеет водить машину либо потому, что они слишком молоды, либо слишком стары, либо потому, что они слишком бедны, чтобы владеть и управлять автомобилем. Посмотрите на это с точки зрения пассажира, который живет в пригороде и пытается добраться на работу в центральном деловом районе (CBD). Если он собирается ехать транзитом, типичный сценарий может быть следующим: сначала он должен дойти до ближайшей автобусной остановки, скажем, пять или десять минут ходьбы, а затем ему, возможно, придется подождать еще до десяти минут, возможно, в ненастную погоду, чтобы подъехал автобус. Когда он прибудет, ему, возможно, придется встать, если только ему не посчастливится найти место. Автобус застрянет в уличных пробках и будет двигаться медленно, а также сделает множество остановок, совершенно не связанных с целью поездки. Затем автобус может высадить его на конечной станции пригородного поезда. Ему снова придется ждать, а после посадки в поезд снова пережить ряд остановок по пути в центральный деловой район, и, возможно, ему снова придется стоять в проходе. Он выйдет на станции, наиболее удобной для его назначения, и, возможно, ему придется снова пересесть на распределительную систему. Неудивительно, что в тех городах, где имеется достаточное количество недорогих парковок, большинство тех, кто умеет водить машину, действительно водят машину. [40]
В 1966 году Министерству жилищного строительства и городского развития США было предложено «предпринять проект по изучению… новых систем городского транспорта, которые будут перевозить людей и товары… быстро, безопасно, не загрязняя воздух и в таким образом, который будет способствовать здоровому городскому планированию». Итоговый отчет был опубликован в 1968 году [41] и предлагал развитие PRT, а также других систем, таких как коммутируемая шина и высокоскоростная междугородная связь.
В конце 1960-х годов Аэрокосмическая корпорация , независимая некоммерческая корпорация, созданная Конгрессом США, потратила значительное время и деньги на PRT и выполнила большую часть раннего теоретического и системного анализа. Однако этой корпорации не разрешено продавать продукцию клиентам, не относящимся к федеральному правительству. В 1969 году члены исследовательской группы опубликовали первое широко разрекламированное описание PRT в журнале Scientific American . [42] В 1978 году команда также опубликовала книгу. [43] Эти публикации спровоцировали своего рода «транзитную гонку», похожую на космическую гонку , когда страны всего мира спешили присоединиться к тому, что казалось будущим рынком огромных размеров.
Нефтяной кризис 1973 года сделал автомобильное топливо более дорогим, что, естественно, заинтересовало людей альтернативными видами транспорта.
В 1967 году аэрокосмический гигант Matra запустил проект Aramis в Париже . Потратив около 500 миллионов франков , проект был отменен, поскольку в ноябре 1987 года он не прошел квалификационные испытания. Конструкторы пытались заставить Арамис работать как «виртуальный поезд», но проблемы с программным обеспечением управления приводили к недопустимым толчкам вагонов. Проект в конечном итоге провалился. [44]
Между 1970 и 1978 годами в Японии реализовывался проект под названием «Система транспортных средств, управляемая компьютером» (CVS). На полномасштабном испытательном стенде 84 транспортных средства работали со скоростью до 60 километров в час (37,3 миль в час) на направляющей длиной 4,8 км (3,0 мили); Во время испытаний было достигнуто преимущество в одну секунду . Другая версия CVS находилась в общественной эксплуатации в течение шести месяцев с 1975 по 1976 год. В этой системе было 12 однорежимных транспортных средств и четыре двухрежимных транспортных средства на пути длиной 1,6 км (1,0 мили) с пятью станциями. Эта версия перевезла более 800 000 пассажиров. Система CVS была отменена, когда Министерство земли, инфраструктуры и транспорта Японии объявило ее небезопасной в соответствии с существующими правилами безопасности на железнодорожном транспорте, особенно в отношении тормозного пути и промежуточного расстояния.
23 марта 1973 года администратор Управления городского массового транспорта США (UMTA) Фрэнк Херрингер свидетельствовал перед Конгрессом: «Программа DOT, ведущая к разработке короткой, с полусекундным интервалом, высокопроизводительной системы PRT (HCPRT) будет начато в 1974 финансовом году». [45] Однако эта программа HCPRT была преобразована в скромную технологическую программу. [ нужна цитата ] По словам сторонника PRT Дж. Эдварда Андерсона , это произошло «из-за активного лоббирования со стороны интересов, опасающихся стать неактуальными, если подлинная программа PRT станет заметной». С этого времени люди, интересующиеся HCPRT, не могли получить финансирование исследований UMTA. [46]
В 1975 году проект персонального скоростного транспорта в Моргантауне был завершен. Он имеет пять автономных станций, которые позволяют осуществлять безостановочные индивидуально запрограммированные поездки по трассе длиной 8,7 миль (14,0 км), обслуживаемой парком из 71 автомобиля. Это важнейшая характеристика PRT. Однако она не считается системой PRT, поскольку ее транспортные средства слишком тяжелые и перевозят слишком много людей. Когда он перевозит много людей, он работает по принципу «точка-точка», а не работает как автоматизированный транспортировщик людей от одного конца очереди к другому. В периоды низкой загрузки все автомобили совершают полный круг, останавливаясь на каждой станции в обоих направлениях. Morgantown PRT до сих пор постоянно работает в Университете Западной Вирджинии в Моргантауне, Западная Вирджиния , и принимает около 15 000 пассажиров в день (по состоянию на 2003 год [обновлять]). Путь с паровым подогревом оказался дорогостоящим, и для эксплуатации и обслуживания системы требуется бюджет в размере 5 миллионов долларов в год. [47] Хотя он успешно продемонстрировал автоматизированное управление и все еще работает, он не был продан другим объектам. В отчете за 2010 год сделан вывод, что замена системы автобусами на дорогах обеспечит неудовлетворительное обслуживание и создаст заторы. [48] [49] Впоследствии, сорокалетние компьютеры и системы управления транспортными средствами были заменены в 2010-х годах, и есть планы по замене транспортных средств.
С 1969 по 1980 год компании Mannesmann Demag и MBB сотрудничали в создании системы городского транспорта Cabinentaxi в Германии . Вместе фирмы образовали совместное предприятие Cabintaxi. Они создали обширную технологию PRT, включая испытательный полигон, которую правительство Германии и его органы безопасности считали полностью разработанными. Систему должны были установить в Гамбурге , но сокращение бюджета остановило реализацию предложенного проекта до начала строительства. Поскольку других потенциальных проектов на горизонте не было, совместное предприятие было распущено, а полностью разработанная технология PRT так и не была внедрена. Cabintaxi Corporation, американская компания, приобрела эту технологию в 1985 году и продолжает активно работать на рынке частного сектора, пытаясь продать систему, но до сих пор никаких установок не было.
В 1979 году была введена в эксплуатацию трехстанционная система скоростной перевозки пациентов Медицинского центра Университета Дьюка . Уникально то, что автомобили могли двигаться вбок, а также назад и вперед, и это было описано как «горизонтальный лифт». Система была закрыта в 2009 году, чтобы обеспечить расширение больницы.
В 1990-х годах компания Raytheon вложила значительные средства в систему под названием PRT 2000, основанную на технологии, разработанной Дж. Эдвардом Андерсоном в Университете Миннесоты . Raytheon не удалось установить систему по контракту в Роузмонте, штат Иллинойс , недалеко от Чикаго , когда сметная стоимость выросла до 50 миллионов долларов США за милю, предположительно из-за изменений в конструкции, которые увеличили вес и стоимость системы по сравнению с первоначальной конструкцией Андерсона. В 2000 году права на технологию вернулись к Университету Миннесоты и впоследствии были куплены Taxi2000. [50] [51]
В 1999 году в районе Кралинген на востоке Роттердама была открыта система ParkShuttle , разработанная 2getthere, с использованием 12-местных беспилотных автобусов. В 2005 году система была расширена, и были введены новые автомобили второго поколения для обслуживания пяти станций на расстоянии более 1,8 км (1,1 мили) с пятиуровневым переездом через обычные дороги. Работа запланирована в периоды пиковой нагрузки, а в остальное время — по требованию. [52] В 2002 году компания 2getthere управляла двадцатью пятью четырехместными «киберкабами» на садоводческой выставке Флориада в Голландии в 2002 году . Они перевозили пассажиров по тропе, ведущей к вершине холма Биг-Споттерс. Путь имел длину около 600 метров (1969 футов) (в одну сторону) и включал всего две станции. Шестимесячная операция была направлена на изучение общественного признания систем, подобных PRT.
В 2010 году была открыта система 2getthere на 10 автомобилей (по четыре места в каждой) с двумя станциями, чтобы соединить парковку с основной зоной в Масдар-Сити , ОАЭ. Системы работают в подвале под городом и должны были стать пилотным проектом для гораздо более крупной сети, которая также включала бы транспортировку грузов. Расширение системы было отменено сразу после открытия пилотной схемы из-за стоимости строительства подвала, и с тех пор были предложены другие электромобили. [20]
В январе 2003 года прототип системы ULTra («Городской легкий транспорт») в Кардиффе , Уэльс, был сертифицирован Железнодорожной инспекцией Великобритании для перевозки пассажиров на испытательном треке длиной 1 км (0,6 мили). ULTra была выбрана в октябре 2005 года компанией BAA plc для лондонского аэропорта Хитроу . [53] С мая 2011 года для публики была открыта система с тремя станциями, которая доставляет пассажиров с удаленной парковки к терминалу 5. [24] В ходе развертывания системы владельцы аэропорта Хитроу стали владельцами конструкции UltrPRT. В мае 2013 года Heathrow Airport Limited включила в свой проект пятилетнего (2014–2019) генерального плана схему использования системы PRT для подключения терминала 2 и терминала 3 к соответствующим автостоянкам бизнес-класса. Это предложение не было включено в окончательный план из-за того, что приоритет в расходах был отдан другим капитальным проектам, и его рассмотрение было отложено. [54] Если третья взлетно-посадочная полоса будет построена в Хитроу, это разрушит существующую систему, которая будет надстроена и заменена другой PRT.
В июне 2006 года корейско-шведский консорциум Vectus Ltd начал строительство испытательной трассы длиной 400 м (1312 футов) в Уппсале , Швеция. [55] Эта тестовая система была представлена на конференции PodCar City 2007 года в Уппсале. [56] Система из 40 автомобилей, 2 станций и протяженностью 4,46 км (2,8 мили) под названием «SkyCube» была открыта в Сунчхоне , Южная Корея, в апреле 2014 года. [57]
В 2010-х годах Мексиканский западный институт технологий и высшего образования начал исследование проекта LINT («Бережливый интеллектуальный сетевой транспорт») и построил модель оперативного масштаба 1/12. [58] Это получило дальнейшее развитие и стало системой Modutram [59] , а в Гвадалахаре был построен полномасштабный испытательный полигон , который был введен в эксплуатацию к 2014 году. [60]
В 2018 году было объявлено, что система PRT будет установлена в новом международном аэропорту Чэнду Тяньфу . [5] Система будет включать в себя 6 миль путей, 4 станции, 22 капсулы и соединит парковку аэропорта с двумя зданиями терминалов. Его поставляет Ультра МТС. Аэропорт должен открыться в 2021 году. [61]
Среди небольшого числа прототипов систем (и большего числа существующих на бумаге) существует значительное разнообразие подходов к проектированию, некоторые из которых являются спорными.
Вес транспортного средства влияет на размер и стоимость направляющих системы, которые, в свою очередь, составляют основную часть капитальных затрат системы. Более крупные транспортные средства дороже производить, требуют более крупных и дорогих направляющих и потребляют больше энергии для запуска и остановки. Если транспортные средства слишком велики, маршрутизация «точка-точка» также становится более дорогостоящей. Напротив, транспортные средства меньшего размера имеют большую площадь поверхности на одного пассажира (следовательно, имеют более высокое общее сопротивление воздуха, которое доминирует в затратах энергии на поддержание скорости движения транспортных средств), а двигатели большего размера, как правило, более эффективны, чем двигатели меньшего размера.
Число гонщиков, которые будут делить транспортное средство, неизвестно. В США средний автомобиль перевозит 1,16 человека [62] , а в большинстве промышленно развитых стран средний показатель обычно составляет менее двух человек; Отсутствие необходимости делить транспортное средство с незнакомцами является ключевым преимуществом частного транспорта . Основываясь на этих цифрах, некоторые полагают, что оптимальным является два пассажира на транспортное средство (например, SkyTran , EcoPRT и Glydways) или даже один пассажир на транспортное средство. В других конструкциях в качестве модели используется автомобиль и выбираются транспортные средства большего размера, позволяющие разместить семьи с маленькими детьми, велосипедистов, пассажиров с ограниченными возможностями в инвалидных колясках или один или два поддона с грузом.
Все текущие конструкции (за исключением Shweeb с приводом от человека ) питаются от электричества . Чтобы уменьшить вес транспортного средства, мощность обычно передается через линейные проводники, хотя в двух операционных системах используются встроенные батареи. По словам дизайнера Skyweb/Taxi2000 Дж. Эдварда Андерсона , самая легкая система использует линейный асинхронный двигатель (LIM) на транспортном средстве как для движения, так и для торможения, что также обеспечивает постоянство маневров независимо от погоды, особенно дождя или снега. LIM используются в небольшом количестве систем скоростного транспорта, но в большинстве конструкций используются роторные двигатели . В большинстве таких систем имеется небольшая встроенная батарея, позволяющая добраться до следующей остановки после сбоя питания. CabinTaxi использует LIM и смогла продемонстрировать преимущество в 0,5 секунды на своем тестовом треке. В прототипе системы Vectus использовались LIM, установленные на непрерывной гусенице, с реактивной пластиной на транспортном средстве, что исключает активную двигательную установку (и необходимую мощность) на транспортном средстве.
ULTra и 2getthere используют бортовые аккумуляторы, подзаряжаемые на станциях. Это повышает безопасность и снижает сложность, стоимость и техническое обслуживание направляющих. В результате направляющая ULTRa напоминает тротуар с бордюрами и ее строительство обходится недорого. Транспортные средства ULTRa и 2getthere напоминают небольшие автоматизированные электромобили и используют схожие компоненты. (Шасси и кабина ULTRa POD были использованы в качестве основы совместно используемого автономного транспортного средства для движения в смешанном движении. [63] ).
Почти все конструкции избегают переключения путей , вместо этого используются переключатели, установленные на транспортном средстве (которые взаимодействуют со специальными направляющими на перекрестках) или традиционное рулевое управление. Сторонники говорят, что переключение транспортных средств позволяет ускорить маршрут, поэтому транспортные средства могут двигаться ближе друг к другу, что увеличивает пропускную способность. Это также упрощает направляющие, делает перекрестки менее заметными визуально и снижает влияние неисправностей, поскольку неисправный переключатель на одном транспортном средстве с меньшей вероятностью повлияет на другие транспортные средства.
Переключение маршрутов значительно увеличивает дистанцию движения. Транспортное средство должно дождаться, пока предыдущее транспортное средство покинет перекресток, переключится на путь и будет проверено переключение. Связь между транспортным средством и придорожными диспетчерами приводит к задержкам и увеличению числа сбоев. Если переключение путей неисправно, транспортные средства должны иметь возможность остановиться до того, как доберутся до переключателя, и это повлияет на все транспортные средства, приближающиеся к неисправному перекрестку.
Механическое переключение транспортных средств сводит к минимуму расстояние между транспортными средствами или расстояние между транспортными средствами, но также увеличивает минимальные расстояния между последовательными перекрестками. Транспортное средство с механическим переключением, маневрирующее между двумя соседними перекрестками с разными положениями переключателей, не может проехать с одного перекрестка на другой. Транспортное средство должно принять новое положение переключателя, а затем дождаться проверки механизма блокировки автомобильного переключателя. Если переключение транспортного средства неисправно, это транспортное средство должно иметь возможность остановиться до того, как достигнет следующего переключателя, и это повлияет на все транспортные средства, приближающиеся к неисправному транспортному средству.
Традиционное рулевое управление позволяет использовать более простую «траекторию», состоящую только из дорожного покрытия с некоторой опорной формой для датчиков рулевого управления автомобиля. Переключение будет осуществляться транспортным средством, следующим по соответствующей контрольной линии – поддержание заданного расстояния от левого края проезжей части приведет, например, к тому, что транспортное средство отклонится влево на перекрестке.
Было предложено или реализовано несколько типов направляющих, в том числе балки, похожие на монорельсовые дороги, мостообразные фермы , поддерживающие внутренние пути, и тросы, встроенные в проезжую часть. В большинстве конструкций транспортное средство размещается на вершине гусеницы, что снижает визуальные помехи и затраты, а также упрощает установку на уровне земли. Воздушный путь обязательно выше, но может быть и уже. В большинстве конструкций направляющие используются для распределения электроэнергии и передачи данных, в том числе на транспортные средства. PRT в Моргантауне не достиг целевых показателей затрат из-за того, что путь с паровым обогревом требовался для того, чтобы на большом пути канала не было частого снега и льда. На обогрев уходит в четыре раза больше энергии, чем на приведение в движение транспортных средств. [64] Большинство предложений планируют противостоять снегу и льду способами, которые должны быть менее затратными. В системе Хитроу имеется специальный противообледенительный автомобиль. Система Масдара была ограничена, поскольку исключительное право проезда для PRT было получено за счет эксплуатации транспортных средств в подземном помещении на уровне земли при строительстве надземного «уровня улицы» между всеми зданиями. Это привело к нереально дорогим зданиям и дорогам. [20]
В предложениях станции обычно располагаются близко друг к другу и на боковых путях, чтобы сквозное движение могло обходить транспортные средства, подбирающие или высаживающие пассажиров. На каждой станции может быть несколько причалов, причем примерно треть транспортных средств в системе хранится на станциях в ожидании пассажиров. Станции предполагается сделать минималистичными, без таких удобств, как туалеты. Для надземных станций для обеспечения доступности может потребоваться лифт.
По крайней мере, одна система, Metrino, обеспечивает доступ для инвалидных колясок и грузов, используя зубчатую дорожку на пути, так что само транспортное средство может перейти с остановки на уровне улицы на подвесной путь.
Некоторые проекты включали значительные дополнительные расходы на путь, необходимый для замедления до станций и ускорения от них. По крайней мере, в одной системе, Aramis, это почти удвоило ширину и стоимость необходимой полосы отвода и привело к отказу от концепции безостановочной доставки пассажиров. В других проектах предусмотрены схемы снижения этих затрат, например, вертикальное слияние для уменьшения занимаемой площади.
Расстояние между транспортными средствами на пути влияет на максимальную пассажировместимость пути, поэтому проектировщики предпочитают меньшие интервалы движения . Компьютеризированное управление и активное электронное торможение (двигателей) теоретически допускают гораздо меньшее расстояние, чем двухсекундное расстояние, рекомендуемое для автомобилей, движущихся на скорости. В этих схемах несколько транспортных средств работают «взводами» и могут тормозиться одновременно. Существуют прототипы автоматического управления частными автомобилями, основанные на аналогичных принципах.
Очень короткие интервалы вызывают споры. Железнодорожная инспекция Великобритании оценила конструкцию ULTra и готова принять интервал в одну секунду при условии успешного завершения первоначальных эксплуатационных испытаний с интервалом более 2 секунд. [65] В других юрисдикциях к системам PRT применяются ранее существовавшие железнодорожные правила (см. CVS выше); они обычно рассчитывают интервал движения для абсолютного тормозного пути со стоящими пассажирами. Это серьезно ограничивает возможности и делает системы PRT невозможными. Другой стандарт гласит, что прицепные транспортные средства должны остановиться, если транспортное средство впереди остановилось мгновенно (или как «кирпичная стена»). В 2018 году комитет Американского общества инженеров-механиков рассмотрел возможность замены стандарта «кирпичной стены» требованием к транспортным средствам поддерживать безопасную «зону разделения» на основе минимального тормозного пути ведущего транспортного средства и максимальной остановки идущего за ним транспортного средства. . [66] Эти изменения были внесены в стандарт в 2021 году.
PRT обычно предлагается в качестве альтернативы железнодорожным системам, поэтому сравнения обычно проводятся с железнодорожными системами. Транспортные средства PRT вмещают меньше пассажиров, чем поезда и автобусы, и должны компенсировать это за счет сочетания более высоких средних скоростей, разнообразия маршрутов и более коротких интервалов движения. Сторонники утверждают, что с помощью этих средств можно достичь эквивалентной или более высокой общей мощности.
С двухсекундным интервалом и четырьмя транспортными средствами одна линия PRT может достичь теоретической максимальной пропускной способности 7200 пассажиров в час. Однако в большинстве оценок предполагается, что транспортные средства, как правило, не будут заполнены до отказа из-за двухточечного характера PRT. При более типичной средней загрузке транспортного средства 1,5 человека на транспортное средство максимальная пропускная способность составляет 2700 пассажиров в час. Некоторые исследователи предполагают, что пропускная способность в часы пик может быть улучшена, если операционная политика будет поддерживать совместное использование поездок. [67]
Производительность обратно пропорциональна ходу. Таким образом, переход от двухсекундных интервалов к односекундным интервалам удвоит пропускную способность PRT. Интервал в полсекунды увеличил бы пропускную способность в четыре раза. Теоретический минимальный интервал PRT будет основан на механическом времени включения тормозов, и оно составляет гораздо меньше половины секунды. Исследователи предполагают, что конструкции PRT (HCPRT) высокой производительности могут безопасно работать с интервалом в полсекунды, что уже было достигнуто на практике на испытательном полигоне Кабинтакси в конце 1970-х годов. [68] Судя по приведенным выше цифрам, пропускная способность более 10 000 пассажиров в час кажется вполне достижимой.
При моделировании часа пик или событий с интенсивным движением около трети транспортных средств на направляющих приходится добираться до станций пополнения запасов порожними, чтобы минимизировать время реагирования. Это аналогично тому, как поезда и автобусы едут обратно почти пустыми, чтобы забрать больше пассажиров в час пик.
Системы легкорельсового транспорта с разделением по уровням могут перевозить 15 000 пассажиров в час по фиксированному маршруту, но обычно это системы с разделением по уровням. Уличные системы обычно перевозят до 7500 пассажиров в час. Тяжелое железнодорожное метро может перевозить 50 000 пассажиров в час в каждом направлении. Как и в случае с PRT, эти оценки зависят от наличия достаточного количества поездов.
Ни легковые, ни тяжелые железнодорожные весы не работали эффективно в непиковое время, когда загрузка мощностей низкая, но график необходимо соблюдать. В системе PRT, когда спрос низкий, излишки транспортных средств будут настроены на остановку на пустых станциях в стратегически расположенных точках сети. Это позволяет быстро отправить порожнее транспортное средство туда, куда оно необходимо, с минимальным временем ожидания для пассажира. Системам PRT придется рециркулировать порожние транспортные средства, если на маршруте наблюдается дисбаланс спроса, как это часто бывает в периоды пиковой нагрузки.
Приведенное выше обсуждение сравнивает пропускную способность линии или коридора и, следовательно, может не иметь отношения к сетевой системе PRT, где несколько параллельных линий (или параллельных компонентов сети) передают трафик. Кроме того, по оценкам Мюллера [69] , хотя PRT может потребоваться более одной направляющей, чтобы соответствовать пропускной способности традиционной системы, капитальные затраты на несколько направляющих все равно могут быть меньше, чем у традиционной системы с одной направляющей. Таким образом, при сравнении пропускной способности линий следует также учитывать стоимость линии.
Системы PRT должны требовать гораздо меньше горизонтального пространства, чем существующие системы метрополитена: отдельные вагоны обычно имеют ширину примерно на 50% для конфигураций с сиденьями рядом и менее 33% для конфигураций с одиночными рядами. Это важный фактор в густонаселенных районах с интенсивным движением транспорта.
При заданной максимальной скорости поездки без остановок примерно в три раза быстрее, чем поездки с промежуточными остановками. И дело не только в времени начала и остановки. Регулярные транспортные средства также замедляются из-за посадки и выезда в нескольких пунктах назначения.
Таким образом, одно место PRT перевозит примерно в три раза больше пассажиро-миль в день, чем место, выполняющее запланированные остановки. Таким образом, PRT также должна сократить количество необходимых мест в три раза на заданное количество пассажиро-миль.
Хотя некоторые конструкции PRT имеют рабочую скорость 100 км/ч (62 мили в час), а одна достигает 241 км/ч (150 миль в час), [70] большинство из них находятся в районе 40–70 км/ч (25–70 миль в час). 43 миль в час). Железнодорожные системы обычно имеют более высокие максимальные скорости, обычно 90–130 км/ч (56–81 миль в час), а иногда и значительно превышают 160 км/ч (99 миль в час), но средняя скорость движения снижается примерно в три раза из-за запланированных остановок и пассажирских пересадок. .
Если конструкции PRT обеспечивают заявленное преимущество, заключающееся в том, что они значительно быстрее автомобилей в районах с интенсивным движением транспорта, моделирование показывает, что PRT может привлечь гораздо больше водителей автомобилей, чем другие системы общественного транспорта. Стандартное моделирование общественного транспорта точно предсказывает, что 2% поездок (включая автомобили) будут переключены на поезда. Подобные методы прогнозируют, что от 11% до 57% поездок перейдут на PRT, в зависимости от его стоимости и задержек. [8] [71] [72]
Типичный алгоритм управления помещает транспортные средства в воображаемые движущиеся «щели», которые проходят по петлям пути. Реальным транспортным средствам слоты выделяются путевыми контроллерами. Пробки предотвращаются за счет размещения транспортных средств, движущихся с севера на юг, на четные места, а транспортных средств с востока на запад - на нечетные. На перекрестках движение транспорта в этих системах может пересекаться, не замедляясь.
Бортовые компьютеры сохраняют свое положение, используя петлю отрицательной обратной связи , чтобы оставаться ближе к центру заданного слота. Ранние автомобили PRT измеряли свое положение путем сложения расстояния с помощью одометров с периодическими контрольными точками для компенсации совокупных ошибок. [43] GPS и радиолокация нового поколения также смогут измерять координаты.
Другая система, «управление по указателю», назначает транспортному средству путь и скорость после проверки того, что этот путь не нарушает пределы безопасности других транспортных средств. Это позволяет регулировать скорость системы и запасы безопасности в соответствии с проектными или эксплуатационными условиями и может потреблять немного меньше энергии. [73] Производитель системы ULTra PRT сообщает, что испытания ее системы управления показывают поперечную точность (поперек) 1 см, а точность стыковки лучше 2 см.
Компьютерное управление исключает ошибки водителей-людей, поэтому конструкции PRT в контролируемой среде должны быть намного безопаснее, чем частное передвижение по дорогам. В большинстве конструкций ходовая часть помещается в направляющую, чтобы предотвратить сход с рельсов. Направляющие с разделением по уровням предотвратят конфликты с пешеходами или транспортными средствами с ручным управлением. В проекты также включены другие подходы к обеспечению безопасности общественного транспорта , такие как резервирование и самодиагностика критически важных систем.
Система Morgantown, более правильно описываемая как автоматизированная транзитная система (AGT) типа Group Rapid Transit (GRT), преодолела 110 миллионов пассажиро-миль без серьезных травм. По данным Министерства транспорта США, системы AGT как группа имеют более высокий уровень травматизма, чем любой другой вид железнодорожного транспорта (метро, метро, легкорельсовый или пригородный транспорт), хотя все же намного выше, чем обычные автобусы или автомобили . Более недавнее исследование британской компании ULTra PRT показало, что системы AGT более безопасны, чем более традиционные неавтоматические режимы. [ нужна цитата ]
Как и во многих современных транзитных системах, проблемы личной безопасности пассажиров, вероятно, будут решаться посредством видеонаблюдения, [ нужна ссылка ] и связи с центральным командным центром, из которого может быть отправлена инженерная или другая помощь.
Преимущества энергоэффективности , заявляемые сторонниками PRT, включают две основные эксплуатационные характеристики PRT: увеличенный средний коэффициент нагрузки; и устранение промежуточного запуска и остановки. [74]
Средний коэффициент загрузки в транзитных системах представляет собой отношение общего количества пассажиров к общей теоретической вместимости. Транзитное транспортное средство, работающее на полную мощность, имеет коэффициент загрузки 100%, а пустое транспортное средство имеет коэффициент загрузки 0%. Если транзитное транспортное средство половину времени работает на 100 %, а половину времени — на 0 %, средний коэффициент загрузки составит 50 %. Более высокий средний коэффициент загрузки соответствует более низкому энергопотреблению на одного пассажира, поэтому проектировщики пытаются максимизировать этот показатель.
Регулярный общественный транспорт (например, автобусы или поезда) учитывает частоту движения и коэффициент загрузки. Автобусы и поезда должны ходить по заранее определенному расписанию, даже в непиковое время, когда спрос низкий, а транспортные средства почти пусты. Таким образом, чтобы увеличить коэффициент загрузки, планировщики транспорта пытаются предсказать периоды низкого спроса и в это время используют сокращенные графики или транспортные средства меньшего размера. Это увеличивает время ожидания пассажиров. Во многих городах поезда и автобусы вообще не ходят ночью и в выходные дни.
Транспортные средства PRT, напротив, будут двигаться только в ответ на спрос, что устанавливает теоретическую нижнюю границу их среднего коэффициента загрузки. Это обеспечивает круглосуточное обслуживание без особых затрат на регулярный общественный транспорт. [75]
По оценкам ULTra PRT, ее система будет потреблять 839 БТЕ на пассажиро-милю (0,55 МДж на пассажиро-километр). [76] [77] Для сравнения, легковые автомобили потребляют 3496 БТЕ, а личные грузовики потребляют 4329 БТЕ на пассажиро-милю. [78]
Некоторые сторонники говорят, что благодаря эффективности PRT солнечная энергия становится жизнеспособным источником энергии. [79] Надземные конструкции PRT представляют собой готовую платформу для солнечных коллекторов, поэтому некоторые предлагаемые проекты включают солнечную энергию в качестве характеристики своих сетей.
Для автобусного и железнодорожного транспорта энергия на пассажиро-милю зависит от пассажиропотока и частоты движения. Таким образом, энергия на пассажиро-милю может значительно варьироваться в часы пик и в часы непиковой нагрузки. В США автобусы потребляют в среднем 4318 БТЕ/пассажир-миля, транзитные железнодорожные перевозки – 2750 БТЕ/пассажир-миля и пригородные поезда – 2569 БТЕ/пассажир-миля. [78]
Противники схем PRT выразили ряд опасений:
Вукан Р. Вучич , профессор транспортной инженерии Пенсильванского университета и сторонник традиционных форм общественного транспорта, заявил, что, по его убеждению, сочетание небольших транспортных средств и дорогих направляющих делает его крайне непрактичным как в городах (недостаточная пропускная способность), так и в пригородах. (путеводитель слишком дорогой). По словам Вучича: «...концепция PRT сочетает в себе два взаимонесовместимых элемента этих двух систем: очень маленькие транспортные средства со сложными направляющими и станциями. Таким образом, в центральных городах, где большой объем поездок мог бы оправдать инвестиции в направляющие, транспортные средства были бы далеко слишком мал, чтобы удовлетворить спрос. В пригородах, где небольшие транспортные средства были бы идеальными, обширная инфраструктура была бы экономически нецелесообразной и экологически неприемлемой». [80]
Сторонники PRT утверждают, что выводы Вучича основаны на ошибочных предположениях. Сторонник PRT Дж. Э. Андерсон написал в опровержение Вучичу: «Я изучал и обсуждал с коллегами и противниками все возражения против PRT, включая те, которые представлены в статьях профессора Вучича, и не нашел ни одного существенного. Среди тех, кто желает получить подробную информацию и чтобы получить ответы на все их вопросы и опасения, я с большим энтузиазмом наблюдаю за созданием системы». [80]
Производители ULTra признают, что текущие формы их системы не будут обеспечивать достаточную пропускную способность в районах с высокой плотностью населения, таких как центральный Лондон , и что инвестиционные затраты на пути и станции сопоставимы со строительством новых дорог, что делает текущую версию ULTra более подходящей. для пригородов и других приложений средней мощности или в качестве дополнительной системы в крупных городах. [ нужна цитата ]
Возможные нормативные проблемы включают безопасность в чрезвычайных ситуациях, движение вперед и доступность для инвалидов. Многие юрисдикции регулируют системы PRT, как если бы они были поездами. По крайней мере, один успешный прототип, CVS, не удалось развернуть, поскольку он не смог получить разрешения от регулирующих органов. [81]
Несколько систем PRT были предложены для Калифорнии , [82] [83] , но Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии (CPUC) заявляет, что ее железнодорожные правила применяются к PRT, и для них требуются интервалы размером с железную дорогу. [84] Степень, в которой CPUC будет обеспечивать соблюдение PRT стандартов безопасности для «легкорельсового транспорта» и «железнодорожных фиксированных направляющих», неясно, поскольку он может предоставлять конкретные исключения и пересматривать правила. [85]
Другие формы автоматизированного транзита были одобрены для использования в Калифорнии, в частности, система Airtrain в SFO . CPUC решила не требовать соблюдения Общего приказа 143-B (для легкорельсового транспорта), поскольку у Airtrain нет бортовых операторов. Они действительно требовали соблюдения Общего приказа 164-D, который требует наличия плана охраны и безопасности, а также периодических посещений объекта комитетом по надзору. [86]
Если соображения безопасности или доступа требуют добавления дорожек, лестниц, платформ или другого аварийного доступа/инвалида для доступа или выхода из направляющих PRT, размер направляющих может быть увеличен. Это может повлиять на осуществимость системы ГВП, хотя степень воздействия будет зависеть как от конструкции ГВП, так и от муниципалитета.
Уэйн Д. Коттрелл из Университета Юты провел критический обзор академической литературы PRT с 1960-х годов. Он пришел к выводу, что есть несколько вопросов, которые выиграют от дополнительных исследований, включая городскую интеграцию, риски инвестиций PRT, плохую рекламу, технические проблемы и конкурирующие интересы со стороны других видов транспорта. Он предполагает, что эти проблемы, «хотя и не являются неразрешимыми, но огромны», и что литература может быть улучшена за счет лучшего самоанализа и критики PRT. Он также предполагает, что для продолжения таких исследований необходимо больше государственного финансирования, особенно в Соединенных Штатах. [87]
Несколько сторонников нового урбанизма , движения городского дизайна, выступающего за пешеходные города , выразили свое мнение о PRT.
Питер Калторп и сэр Питер Холл поддержали [88] [89] эту концепцию, но Джеймс Ховард Канстлер с этим не согласен. [90]
По мере развития технологии автоматического управления для автономных автомобилей и шаттлов [91] технология направляющих PRT на первый взгляд кажется устаревшей. Автоматизированное управление может стать возможным и на существующих дорогах. С другой стороны, системы PRT также могут использовать технологию автоматического управления, и от работы в отдельной сети маршрутов остаются значительные преимущества.
Heathrow Pod начал общественную работу в 2011 году и будет перевозить около 500 000 пассажиров в год от автостоянки бизнес-класса Терминала 5 до главного терминала.
{{cite book}}: |journal=игнорируется ( помощь )