Принципово новий вид міського транспорту, який поєднує одночасно високу пропускну здатність і зручності особистих транспортних засобів, має високу економічність і незначне енергоспоживання, розробили вчені Брестського державного технічного університету. Йдеться про повністю автоматичну систему на базі безпілотних електрокарів.
20 секунд на очікування
- Серед найбільш перспективних напрямків в проекті стратегії «Наука і технології: 2018-2040» згадується розвиток робототехнічних комплексів з інтелектуальними системами управління. Це саме те, чим ми з колегами займаємося в нашій лабораторії, - розповів журналісту «Звязда» Василь Шуть, кандидат технічних наук, доцент, керівник лабораторії «Інтелектуальні транспортні системи» Брестського державного технічного університету, володар 25 авторських свідоцтв на винаходи СРСР. - Вперше про створення безпілотного транспорту задумалися ще в 80-ті роки ХХ століття, коли сформувалася нова галузь промисловості - виробництво інтелектуальних систем. Минуло вже 40 років, комп'ютери виграють у гросмейстерів, а ось керування автомобілем виявилася для штучного інтелекту більш складним завданням, ніж гра в шахи. Цього ніхто не очікував. А причина криється в надзвичайно насиченою вулично-дорожньої середовищі, де виникає нескінченну кількість непередбачуваних ситуацій, на які людина може відреагувати, а ось зі створенням надійного автомобіля без водія виникають проблеми.
Але ми в нашій лабораторії розробили два принципово нових види інтелектуального міського транспорту, який функціонує при повній відсутності управління з боку людини. Перший являє собою роботизовану міську транспортну систему масової конвеєрної перевезення пасажирів: вона складається з виділеного вузького колії (рейок або монорейки), що примикає до тротуару, з зупиночних пунктів посадки і висадки пасажирів, забезпечених турнікетами, і з безпілотних автономних електрокарів шириною в один метр, в яких можуть розміститися 50 пасажирів. Кожен електрокар оснащений комп'ютером, пов'язаним з сервером системи, команди з якого він обробляє повністю автономно. Такий транспорт називається касетним, оскільки електрокари збираються в віртуальні касети (від однієї до шести) для організації автопоїзда.
Василь Шуть запевняє: автоматизована система громадського міського транспорту здатна без перешкод з боку інших транспортних засобів функціонувати і перевозити кількість пасажирів не менше, ніж метро. Її техніко-економічні характеристики недоступні відомим на сьогоднішній день транспортним засобам, таким як автобус, тролейбус, трамвай і метро. Електрокари розташовуються в накопичувачах (депо), в кінцевих точках маршруту, там же відбувається їх підзарядка. Система масової конвеєрної перевезення пасажирів знаходиться в «сплячому» режимі і активізується в момент їх появи на станції (зупинки). Все безпілотні електрокари вплутався в один контур управління. Причому система адаптується до пасажиропотоку, це означає, що працює по сигналу на перевезення з мінімальним часом відповіді на запит. Інтервал між електрокарами може становити від 20 секунд до хвилини: 20 секунд - мінімально достатній час для вивантаження і завантаження пасажирів (для цього у електрокарів передбачено багато дверей).
Пасажир, проходячи через турнікет, оплачує проїзд і одночасно вказує свою станцію призначення. Відомості надходять на сервер системи, де спеціальна програма обробляє матрицю кореспонденцій і висилає на лінію необхідну кількість електрокарів, щоб покрити пасажиропотік на поточний момент. Особливо слід відзначити, що це єдиний вид міського громадського транспорту, який готовий обслуговувати пасажирів 24 години на добу. До його плюсів слід віднести також зменшення впливу на навколишнє середовище, зменшення забруднення повітря і рівня шуму.
- Можна було б, наприклад, замість автобусного маршруту №100, який обслуговує центральний проспект столиці, запустити від аеропорту «Мінськ-1» до Національної бібліотеки електрокари на монорейці. Це посприяло б і «оздоровлення» екології в центрі міста, і поліпшило б транспортне забезпечення, - міркує Василь Шуть.
«Кротові нори»
Другий вид альтернативного транспорту з використанням електрокарів - метрополітен щілинного типу «кротові нори». На відміну від традиційного метрополітену, вагони якого мають велику ємність (розрахований на 250-300 чоловік), цей вид транспорту має невеликий об'єм (до 50 пасажирів) безпілотного вагона-робота і ширину вагона всього один метр, що дозволяє вирішити ряд завдань: забезпечити мінімальну ширину ствола тунелю для руху безпілотних вагонів-ботів (а це веде до зниження вартості будівництва), створити транспорт, який самостійно адаптується до пасажиропотоку, плюс пасажири отримують транспортну послугу без проміжних зупинок від пункту відправлення до пункту призначення або з мінімальною кількістю таких зупинок.
- Найбільш ефективним видом транспорту для великих міст є метрополітен. Від інших видів міського пасажирського транспорту він відрізняється високою швидкістю і регулярністю руху маршрутних поїздів, а також здатністю провозити велику кількість пасажирів. Але через високу вартість будівництва не кожне місто може дозволити собі метрополітен, - підкреслює вчений. - Так, за радянських часів необхідною умовою початку будівництва метро була наявність в місті понад один мільйон населення. До недоліків традиційного метро слід віднести також низьку швидкість прокладки тунелю (300-350 метрів на місяць) і тривалі (до 10 років) терміни будівництва, потреба в ескалаторах, високі енерговитрати на перевезення, недостатню адаптивність до пасажиропотоку (у вечірні години вагони йдуть напівпорожні або з великим інтервалом руху) і великі відстані між зупинками метро (півтора-два кілометри). Всі згадані недоліки сучасного метрополітену ліквідовані в метро щілинного типу «кротові нори». Тому мрії збуваються: таке метро може з'явитися навіть в обласних центрах. Його будівництво незначно дорожче будівництва трамвайних або тролейбусних шляхів, але швидко окупається за рахунок відсутності оплати праці водіїв.
«Комфортне» будівництво
Як же може виглядати таке метро? Для метрополітену щілинного типу не потрібні глибокі котловани з величезним обсягом залізобетонних робіт або трудомісткі тунелі. У місті вибирається магістраль з великим пасажиропотоком. Зазвичай така транспортна артерія має від трьох до п'яти смуг шириною по 3-4 метри за кожним напрямом руху. Від розділової лінії магістралі відділяється по смузі зліва і справа, це означає, що від кожного напрямку руху відбирається по смузі, - таким чином, формується зона будівництва шириною до шести метрів. За розділової лінії уздовж всієї магістралі риється траншея шириною 1,5 метра (0,75 метра зліва і 0,75 метра праворуч від лінії) і глибиною три метри, в яку вставляються готові залізобетонні конструкції (виготовлені в заводських умовах) і збірні рейкові конструкції з Міжрейкові шириною в один метр (по ширині ІНФОБУС).
Магістраль при проведенні робіт не закривається, смуги дорожнього руху поза зоною будівництва функціонують в звичайному режимі. Або можливий варіант прокладки в нічний час. Тоді магістраль на нічний час закривається, а вранці відкривається по всіх смугах руху. Таким чином, будівництво метро щілинного типу не позначається на функціонуванні міста.
Неглибока прокладка стовбура тунелю під розділової лінією магістралі гарантує відсутність підземних інженерних комунікацій, що значно знижує вартість будівництва в порівнянні з традиційним метро, де роботи по перенесенню комунікацій можуть досягати 20 відсотків від загальної вартості будівництва. Проведення складних геологічних досліджень також не потрібно.
Відстані між станціями в метро «Кротовий нори» - не більше 500 метрів. Якщо середня швидкість традиційного метро становить 35-40 кілометрів на годину, то щілинне метро буде мати середню швидкість 100 кілометрів на годину. Пасажирський потік відразу при проході через турнікети диференціюється по станції призначення, і ІНФОБУС заповнюються пасажирами, які їдуть на одну станцію.
- Чому ми назвали цей транспортний засіб ІНФОБУС? Справа в тому, що на відміну від автобуса, тролейбуса, трамвая, що працюють автономно, ІНФОБУС може функціонувати тільки в складі інтелектуальної інформаційної транспортної системи зі своїми розгалуженими алгоритмами і програмами управління. Він є одним з її елементів, - пояснив Василь Шуть. - Я вже презентував новий вид транспорту в НДІ «Транстехніка», Об'єднаному інституті проблем інформації Національної академії наук, на підприємстві «Белкоммунмаш», а також в Дослідницькому центрі безпілотних транспортних засобів у м Мілтон (Англія), в Україні, в Росії, Греції і Італії. Чесно кажучи, «Стратегія розвитку науки» і ту увагу, яка приділяється в ній створення роботизованих інтелектуальних систем, вселяє оптимізм: можливо, вже в недалекому майбутньому ми зможемо побачити на вулицях столиці безпілотні ІНФОБУС.
Надія МИКОЛАЄВА
Чому ми назвали цей транспортний засіб ІНФОБУС?