Это уже существует

Как специалист по городскому транспорту (примечание, следите за стеком городского планирования! ) это большое дело, и за ним будущее общественного транспорта. Дело в том, что автоматизированные поезда уже существуют и уже работают.

Vancouver SkyTrain имеет 79,5 км путей и 53 станции. Он находится в эксплуатации с 1985 года и является полностью автоматическим. Для сравнения, чикагская система «L» имеет 165 км пути и 145 станций; так что система Ванкувера не крошечная по шкале вещей.

Автоматизированные поезда возможны, хорошо работают и являются будущим общественного транспорта. Скажите сегодня своему члену местного совета, депутату или сенатору.

Помимо Ванкуверской существует много других систем; через Википедию . В этой статье говорится об уровнях работы: некоторые метро более автоматизированы, чем другие.

Если точнее ответить на вопрос, то различий в эксплуатационных характеристиках между поездами, управляемыми человеком, и автоматизированными поездами нет. Например, красная линия в Вашингтоне, округ Колумбия, в прошлом году перешла от управления человеком к автоматизации типа II: управление компьютером с оператором-человеком на борту. Не было никаких изменений в расписании, длине поезда или частоте поездов.

Нет причин сокращать поезда. Поезда не имеют относительного преимущества перед автомобилями до тех пор, пока население и плотность рабочих мест не станут очень высокими. Есть только несколько городов в США, для которых городская железнодорожная сеть имеет смысл: Нью-Йорк, Чикаго, Бостон, Сан-Франциско, Нью-Йорк, Филадельфия и Лос-Анджелес. В других городах транспортная система имела бы смысл только в том случае, если бы были предприняты усилия по увеличению либо плотности населения в центральных районах (Хьюстон, Атланта), либо плотности рабочих мест (Даллас, Майами). В некоторых городах хорошая плотность центра, но они слишком малы (Миннеаполис, Сиэтл, Денвер).

Поскольку городская железная дорога является преимуществом только для перемещения большого количества людей в места, где недостаточно места для автомобилей, железная дорога должна быть сосредоточена на строительстве по крайней мере наполовину. Метро с самой высокой частотой в мире может проходить почти до поезда в минуту через самые загруженные станции на той же линии. 4/5/6 Нью-Йорка на Ист-Сайде курсирует около 49 поездов, 8 вагонов в час, по Манхэттену в часы пик. Интервалы (время между поездами на станции) являются здесь ограничивающим фактором.

Если железнодорожная система не может заполнить пути, то она не сможет заработать деньги, чтобы заплатить за эти пути. Железная дорога имеет высокие первоначальные капитальные затраты и относительно высокие капитальные затраты на техническое обслуживание. Если вы сбрасываете вагоны со своих поездов, вы по-прежнему ограничены в интервалах движения, даже в автоматизированных системах. Это означает, что вы просто снижаете мощность и доход.

Преимущество автоматизированных поездов заключается в стоимости рабочей силы. Как я указал в комментариях, для MBTA в Бостоне бюджет на 2015 финансовый год (слайд 3) составил 1,9 миллиарда долларов, из которых 740 миллионов долларов, или около 39%, составляли расходы на оплату труда. Согласно разбивке сотрудников MBTA , проведенной Boston Globe , около 40% всех сотрудников (автобусы и поезда) были водителями. Можно было бы разумно ожидать, что устранение водителей сократит эксплуатационные расходы на поезда на 20-30%. Это позволило бы направить больше денег на техническое обслуживание и расширение и уменьшило бы потребность правительства в инвестициях в систему, что, конечно же, повысило бы ее политическую привлекательность.

Автоматизированная тяжелая железная дорога — будущее плотного городского транспорта по экономическим соображениям. Эта задача состоит в том, чтобы убедить общество, особенно американское, жить во все более плотных условиях, чтобы воспользоваться преимуществами будущего тяжелого железнодорожного транспорта. Если мы сможем, мы получим значительные экономические преимущества, равноправие и экологические преимущества.

Как и везде, есть плюсы и минусы.

Существенной разницы в трении между вагонами и рельсами нет - каждый вагон весит одинаково независимо от того, примыкают ли к нему вагоны и каждый вагон опирается на свои колеса. Более короткие поезда будут испытывать большее сопротивление воздуха, потому что вагоны в начале и в конце поезда (где они либо проталкивают воздух, либо засасывают его за собой) больше всего способствуют сопротивлению воздуха.

Однако реальная проблема — трафик . Железнодорожные вагоны определенно не застрахованы от движения. В моем городе (Денвере) довольно типично, особенно в часы пик, что легкорельсовые поезда либо имеют заторы между собой на развязках, либо взаимодействуют с автомобильным движением. Из соображений безопасности на какой-либо конкретной станции или участке пути одновременно может находиться не более одного поезда, поэтому замена четырех одновагонных «поездов» одним четырехвагонным поездом эффективно увеличит пропускную способность железной дороги в четыре раза. Точно так же поезду с четырьмя вагонами требуется не намного больше времени, чтобы пройти через перекресток, разделенный с автомобилями, чем поезду с одним вагоном, поскольку большая часть времени тратится на ожидание сигналов светофора, а не на фактическое движение через перекресток.

В целом, объединение вагонов вместе делает взаимодействие с автомобильным движением или другими вагонами гораздо более эффективным. Хотя будущие технологии могут несколько сократить запас прочности, одним ограничивающим фактором всегда будет место на платформе. Поскольку системы легкорельсового транспорта строятся в густонаселенных городских условиях, часто нецелесообразно строить параллельные погрузочные платформы, и только один поезд за раз сможет использовать платформу. Более длинные поезда всегда будут иметь это преимущество перед более короткими.

В конечном итоге вы можете увидеть более длинные поезда в часы пик и более короткие в непиковые часы. Это уже происходит, конечно, но это может произойти в большей степени, что позволит увеличить частоту обслуживания в непиковое время (по сравнению с тем, как это происходит сейчас).

Совет по исследованиям в области транспорта — хорошее место, чтобы начать искать точные цифры.

Беспилотные автомобили действительно могут ходить чаще. Эта частота регулируется пределами самого загруженного сегмента линии. Не имеет значения, может ли инфраструктура на удаленной станции А пропускать поезд каждые 90 секунд. Что имеет значение, так это центральная пересадочная станция B, обслуживающая поезда всех трех веток, где время ожидания может составлять 60 секунд, а большинство вагонов заполнено на 80%. Это расположение определяет пропускную способность всей линии.

Затраты на рабочую силу важны, но примерно сопоставимы с затратами на энергию. Другие расходы включают техническое обслуживание, капитальные затраты на замену транспортного средства, страхование/ответственность/соблюдение правил техники безопасности, безопасность, оплату проезда и администрирование.

Есть компромиссы по затратам: более частые автоматизированные транспортные средства будут проезжать больше миль каждый год, требуя большего обслуживания и более частой замены. Направляющие изнашиваются быстрее, что требует более частых остановок для ремонта и замены. Могут потребоваться дополнительные затраты на инфраструктуру, такие как более частые проверки, датчики и небольшой штат программистов, что снижает (возможно, устраняет!) экономию затрат на рабочую силу. Вполне вероятно, что более частые транспортные средства привлекут больше пассажиров, что увеличит доход... но большее количество пассажиров также означает большую безопасность, больше станций и уборщиков автомобилей, а также связанные с этим дополнительные расходы.

Увеличение количества пассажиров также усложняет критически важное техническое обслуживание, сокращая рабочие окна до середины ночи и повышая их стоимость. Вы можете закрыть всю линию на день или на неделю... но за это придется заплатить другую цену.

В этом вопросе много говорилось об энергетике, поэтому вот несколько энергетических ответов:

В общем, большинство транспортных средств (например, трамваи) имеют незначительное сопротивление воздуха ниже примерно 30 миль в час ... но сопротивление воздуха - это кривая мощности, и оно быстро поднимается выше этого значения. Городские трамваи могут быть квадратными, потому что они медленные. Медленные автомобили теряют гораздо больше энергии из-за потери КПД двигателя и потерь в трансмиссии, чем из-за сопротивления воздуха.

Метро и пригородные поезда со скоростью выше 30 миль в час длиннее и выигрывают от некоторой экономии энергии, хотя обычно это случайно. Эти системы с крупной инфраструктурой часто имеют дорогостоящие устаревшие ограничения, такие как длина платформы, расположение/длина разветвлений, сетевые ответвления, общий трафик и системы сигнализации, что делает многие изменения неосуществимыми без многолетнего планирования и инвестиций.

Как затраты на техническое обслуживание, так и затраты на электроэнергию также зависят от веса транспортных средств. Более легкие автомобили меньше бьют по направляющей и требуют меньше энергии для движения... но более легкие материалы часто менее долговечны (стекловолокно) или слишком дороги (углеродное волокно). Материалы должны быть устойчивы к неизбежному случайному вандализму со стороны водителей... вот почему нержавеющая сталь и оргстекло, хотя и тяжелые, остаются обычным явлением.

Я представляю себе автоматизированный автомобиль, который будет подъезжать к вам или останавливаться по вашему требованию; также доступны более крупные грузовые отсеки. Вы входите и говорите ему, куда вы хотите пойти.

Они начинаются и заканчиваются как одиночные, но соединяются в поезда для агрегирования трафика, разделяющего маршрут. Они также будут автоматически загружаться в инкапсуляторы, чтобы использовать различные способы передвижения; например, капсулы обычно являются эффективными местными электромобилями, но соединяются с поездом, запряженным мощным двигателем, когда они едут по автостраде на более длинное расстояние, или загружаются на то, что по сути представляет собой рельсовые платформы, чтобы воспользоваться системой легкорельсового транспорта; аналогично для лодок или авиаперелетов.

В железнодорожной системе, как вы спрашиваете, будет ли это фиксированная петля маршрута или можно будет выбрать пункт назначения? Позвольте мне провести аналогию с лифтами: новые системы увеличивают пропускную способность более чем в два раза и сокращают ожидание каждого пассажира за счет того, что вы заранее указываете пункт назначения, а затем садитесь в указанное такси. Рельс с фиксированной петлей, в идеале с отводами для станций, может иметь такое же преимущество.

Вы садитесь в машину, которая идет туда, куда вы планируете выйти. Группы, идущие одним и тем же путем на любое расстояние, будут соединяться на лету и разъединяться, когда кто-то хочет пойти другим путем на перекрестке.

Если пути являются общими для разных возможных маршрутов, вам необходимо минимальное расстояние между поездами для безопасного переключения. Но, как правило, группа, путешествующая по одному и тому же сегменту и находящаяся близко друг к другу, соединяется на лету.

Частота и скорость вагонов метро, ​​для которых, похоже, вы пытаетесь оптимизировать, совершенно определенно не ограничиваются стоимостью труда «водителей». Это ограничено в основном тем, что вы хотите работать по расписанию, и вам нужно иметь некоторое пространство для маневра, когда кто-то блокирует дверь или что-то в этом роде, потому что вы не хотите, чтобы следующий вагон метро ломался как сумасшедший каждый раз, когда это происходит. . Результатом этого является то, что практически самая высокая частота составляет около одного вагона метро каждые две минуты (смотрите ли вы на беспилотные железнодорожные системы, такие как SkyTrain, или на бесчисленное количество обычных метро во всем мире), и укорачивать их не получится. сделать это лучше (во всяком случае, добавленная сложность только ухудшит).

Бонус: персональная система скоростного транспорта Morgantown.

Если вам просто нужна креативная альтернативная система без водителя (с определенными преимуществами и недостатками), то стоит обратить внимание на это многополосное решение. У каждой станции есть свой «съезд», и каждый «автомобиль» едет прямо от начала до места назначения, не останавливаясь на промежуточных станциях. Оказывается, в реальной жизни это того не стоит, но это довольно легко продать при построении мира.

Система Моргантауна использует автоматизированное управление и работает в трех режимах: «спрос», «расписание» и «обращение».[15]

Режим спроса работает в непиковые часы и динамически реагирует на запросы водителей. После нажатия кнопки вызова автомобиля запускается таймер. Если таймер достигает заданного предела, обычно 5 минут, транспортное средство активируется для обслуживания запроса, даже если другие пассажиры не запрашивали тот же пункт назначения. Кроме того, если количество пассажиров, ожидающих поездки в один и тот же пункт назначения, превышает заранее установленный предел, обычно 15, транспортное средство немедленно приводится в действие.[15] В этом режиме система работает как настоящий PRT.

В часы пик система переключается в режим расписания, в котором автомобили эксплуатируются по фиксированным маршрутам с известным спросом. Это сокращает время ожидания автомобиля, направляющегося в заданный пункт назначения, и является более эффективным, чем режим по требованию. В периоды низкого спроса система переключается в режим циркуляции, управляя небольшим количеством транспортных средств, которые останавливаются на каждой станции, как автобусы. Это уменьшает количество транспортных средств, путешествующих по сети.[15]

Источник: https://en.wikipedia.org/wiki/Morgantown_Personal_Rapid_Transit .

А вот хорошее видео, показывающее это https://www.youtube.com/watch?v=iaSaWfw07Sw