Проект перспективного транспортного средства «Транскар»

 

Разработчик – Научно-техническая компания «Инновационные транспортные технологии».

 

Попытки создать автоматический пассажирский транспорт начались в США более полувека назад. Выступая на конгрессе учёных в Хьюстоне в 1972 г . по поводу завершения программы «Аполлон», президент Никсон предложил учёным заняться решением проблемы создания автоматического персонального транспорта ( PRT), который он назвал не менее приоритетной задачей для Америки, чем была высадка американских астронавтов на Луну. С тех пор, несмотря на достаточно большие финансовые затраты, и большой интерес в мире, эту проблему ни американцы, ни кто-либо другой так и не решили. Правда, для этого транспорта американские университеты разработали теорию.

Решить проблему удалось В. Карфидову (Россия) в проекте «Транскар» и даже в большей мере, чем это предусматривала разработанная американцами теория.

«Транскар» – это универсальный подвесной, всепогодный, автоматический транспорт с адресной, высокоскоростной и безостановочной доставкой пассажиров и грузов.

«Транскар» способен решать любые транспортные задачи в пределах грузоподъёмности 200  кг. (оптимальный вариант с точки зрения автора; возможны и более грузоподъемные версии).

Подвижной состав – автоматические транспортные средства (АТС), которые могут быть нескольких видов - пассажирские двухместные (или более – задается при проектировании), грузовые, а также специального назначения. Маршрут АТС, его скорость, безопасный интервал движения выбираются компьютером исходя из кратчайшего расстояния до станции назначения, и загруженности участков пути. Технически скорость движения АТС возможна до 450 - 500 км/ч, но для оптимизации энергозатрат скорость движения ограничивается до 250 км/ч.

Революционность «Транскара» составляют два изобретения:

1. Путь-балка и транспортная тележка . Путь «Транскара» - при любом уровне сложности топологии – это бесстрелочная конструкция, выполненная без движущихся частей, а, значит, долговечная и надежная. Выбор направления движения на развилках осуществляется за счет оригинальной, простой и надежной транспортной тележки (Патент РФ 2220063).

2. Способ синхронизации движения транспортных средств , делающий «Транскар» при любом уровне загрузки безопасней всех известных видов транспорта. При самой низкой стоимости, исключительном комфорте, высокой скорости доставки и гибкости при масштабировании. (Патент РФ 2258621).

 

Одно из мнений:

 

С моей точки зрения, вы неправильно позиционируете эту транспортную систему. Я сам много думал на эту тему. Всем понятно, что общественный транспорт должен быть полностью автоматическим (как сейчас лифты), использовать для движения электрическую энергию (при нынешнем положении дел с аккумуляторами движущаяся 'кабина' должна получать энергию извне), быстрым (иначе в нём не будет смысла - в идеале должен на дальние расстояния двигатся с авиационными скоростями), с большой пропускной способностью, рассчитанной на час пик большого города (опять же, в противном случае в нём не будет смысла), надёжным и всепогодным (сравнимым по надёжности хотя бы с железнодорожным транспортом).

При существующих технологиях всего вышеперечисленного можно добится только если этот транспорт будет двигатся по выделенному пути. Понятно также, что на поверхности земли (как железную дорогу) такой путь в городах уже не сделать, а поднимать путь на эстакадах в большинстве случаев дешевле, чем зарывать в землю - хотя метростроевцы почему - то так не считают.

Основная проблема в том, что в развитых странах (а также развитых городах неразвитых стран) народ привык к комфортабельной (как минимум сидя) и приватной (без посторонних) транспортировке на личном автомобиле вместе со своим зачастую неподъёмным грузом (покупками, например) буквально от двери до двери - а выделенный путь к каждой двери подвести просто не возможно. Из - за этой особенности личного автомобильного транспорта люди не хотят переходить на общественный транспорт ни за какие коврижки и везде общественный транспорт убыточен.

В идеале общественный транспорт должен перевозить не самих людей, а автомобили (хотя бы пассажирские) с сидящими в них людьми и багажём. Тогда на ближние расстояния люди будут ездить на автомобилях своим ходом, а на дальние (начиная от десятков километров) - при помощи общественного транспорта, с авиационными скоростями, недостижимыми автомобилями самими по себе. Со всем комфортом и от двери до двери.

Ну или, в крайнем случае, 'кабина' общественного транспорта должна иметь возможность автоматически покидать выделенный путь и автоматически находить путь 'до двери' по дорогам общего назначения, соблюдая все ПДД и избегая столкновении с неподвижными предметами (мусорными баками, стоящими на дороге, например), пешеходами, животными, велосипедистами, другими автомобилями и так далее. Что на нынешнем техническом уровне надёжно реализовать невозможно.

Если к вашей тележке внутри рельса цеплять имеющиеся автомобили, хотя бы пассажирские, с сидящими в них пассажирами и багажём, и перемещать их на дальние расстояния по сложному рельефу (например, через горный хребет) с авиационными скоростями - ценность вашей системы в глазах потенциальных инвесторов сильно вырастет. А с вашей технологией это вполне реализуемо.
Написал Алексей Жариков
Дата 15-12-2007 00:00:00 Время 12:11

 

 

 Инновационные аспекты проекта "Транскар"

«Транскар» - внеуличный транспорт. Путевая структура располагается над уже действующими элементами городской инфраструктуры (дорогами, пешеходными и лесопарковыми зонами). Таким образом, система не конфликтует с существующей транспортной инфраструктурой как, например, варианты с выделением отдельных полос под общественный транспорт или строительство трассы скоростного трамвая.

Малый отвод земли под строительство. Земля необходима только под опоры, что позволяет не менять целевое использование земель.

Низкая стоимость капитальных вложений в путевую структуру (около 300 000 Евро/км) по сравнению с традиционными видами транспорта (автомобильной и железной дорогой, метрополитеном).

Высокая пропускная способность. До 21500 ТС в час или до 43 000 пассажиров в час, трамвайная линия – около 5000 пассажиров в час, метрополитен – до 60 000 пассажиров в час.

Низкое удельное энергопотребление. Благодаря безостановочному движению, почти идеальной аэродинамике и низкому сопротивлению качения стальной пары рельс-колесо, на перевозку одного пассажира расходуется – 1,7-2 кВт/ч на 100 км. Для сравнения, на метрополитене - 10-15 кВт/ч.

Экологичность. «Транскар» - электрический транспорт, не только не выбрасывающий выхлопные газы в атмосферу, но и не производящий пыли. Особенно актуально для мегаполисов, а также для туристических и рекреационных зон.

Всепогодность. Форма несущей балки исключает попадание осадков на рельсы и токопровод, а малая парусность пути и ИТС позволяет эксплуатировать систему при сильных ветрах. Это позволяет обеспечить круглогодичное бесперебойное функционирование системы независимо от погодных условий и обойтись без затрат на расчистку от осадков

Автоматическая работа. Транспортные средства управляются автоматически как бортовыми компьютерами (соблюдения заданных параметров движения), так и центральным вычислительным центром (прокладка маршрутов, координация движения ТС между собой).

Пассивные стрелки. Развилки путевых балок не содержат движущихся элементов, поэтому не требуют управления. Это обеспечивает высокую надежность системы, отсутствие затрат на управление и обслуживание.

Возможность быстрого и гибкого изменения топологии путевой структуры. Достаточно заменить линейный фрагмент пути на фрагмент с пассивной стрелкой и внести изменения в электронное описание путевой структуры.
Масштабируемость. При необходимости можно повышать пропускную способность отдельных участков сети «Транскара» введением дополнительных участков пути, куда будут автоматически направляться транспортные средства при превышении пропускной способности дублируемых участков.

Для любого ландшафта. Возможно использование «Транскара» без каких-либо изменений над водными преградами, а также в горной и холмистой местности.

Пригодность для инвалидов. Решена проблема последней мили – подъезды жилых домов могут быть оборудованы остановками, а кабины для инвалидов-калясочников вызываться отдельно. При этом посадка в ТС происходит на уровне земли, поэтому не требуется никаких подъемных устройств.

Долговечность. Срок службы основных элементов путевой структуры – не менее 50 лет.

 

Путь выполнен из двух балок крюкообразного сечения.

Каждая из балок содержит верхний и нижний опорно-фиксирующие рельсы. По этим рельсам движутся колеса тележки ТС.

Токонесущий рельс расположен в верхней части пути на диэлектрических креплениях.

Путь крепится на нужной высоте на столбах или подвешивается на тросах подобно подвесным мостам.

Небольшие эксплуатационные нагрузки позволяют сделать рельс нематериалоемким и легким.

Конструкция пути позволяет эксплуатировать «Транскар» в любых погодных условиях. Ни снег, ни дождь, ни гололед никак не могут повлиять на работоспособность системы, так как и двигатели, и энергосистема, и движитель защищены корпусом балки пути. Это означает низкие эксплуатационные издержки - нет необходимости содержать парк чистящей техники и соответствующий штат сотрудников.
Особенно востребовано это свойствов условиях Севера и горной местности. В отличие от автомобильных и железнодорожных путей,  «Транскар» не требует особых мероприятий по прокладыванию трассы в условиях вечной мерзлоты - там где можно бить сваи, там можно и эксплуатировать «Транскар».
Малые рабочие нагрузки в паре рельс-колесо означают, что путь сможет служить десятки лет (на самых нагруженных железнодорожных перегонах, где условия эксплуатации гораздо более жесткие, рельсы служат около 10 лет).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отзыв:

 

> Пропускная способность одной полосы автотрассы находится в районе 900-1000 автомобилей в час на скорости 80-90 км в час и при увеличении скорости ПАДАЕТ (водители инстинктивно увеличивают дистанцию)

Это дело привычки. Те, кто ездит так, как в Маями, каждый день, может и не увеличивать инстинктивно временнУю дистанцию (не в метрах а в секундах - именно она определяет пропускную способность) от предыдущего автомобиля при увеличении скорости потока. Посмотрите, например, как таксисты в Нью Йорке ездят.

> А стоит такая магистраль безумных денег

С этим утверждением тоже надо разбираться подробно. Строительство и обслуживание протяженной инфраструктуры, особенно скоростных автомобильных дорог, дело политическое. Под это дело списывается огромное количество налогов, если дорогу строят власти, или денег инвесторов, если дорога частная. В цену строительства дороги включается даже рыночная стоимость отчуждаемой территории, причём непонятно, как оцениваемая. Если сотка земли на Рублёвке стоит миллион у.е., значит ли это, что строительство скоростного шоссе шириной 100 метров вместе с обочинами и защитными лесополосами стоит там больше миллиарда у.е. за километр? А ведь именно столько налогов будет списано на такое строительство! Хорошо известно, что получение подряда на дорожное строительство - это огромные сверхприбыли и строительные компании в любой стране не останавливаются ни перед чем ради такого подряда.

А на самом деле себестоимость строительства и обслуживания улицы или автомобильной дороги (как, впрочем, и любой протяжённой инфраструктуры) при современных хорошо отработанных строительных технологиях не так уж и велика. По некоторым оценкам в десятки раз меньше декларируемых цен. И прежде чем сравнивать себестоимость трассы Транскара с 'безумными деньгами' автомобильных дорог, надо сначала разобраться, какова же реальная себестоимость и того и другого. Но от вас же конкретных цифр не добьёшься - у вас на всё один ответ - 'НИОКР решит'. У Юницкого, между прочим, весь этот НИОКР уже выполнен и на все подобные вопросы он даёт конкретные ответы. Ему это, правда, пока не очень помогает.
Написал Алексей Жариков
Дата 11-01-2008 00:00:00 Время 6:25

Дарю идею. Поменяйте профиль рельса так, чтобы он работал на сжатие. Например, обжимайте один и тот же рельс колёсами с двух сторон - сверху и снизу. Сразу же получите огромную экономию материала, поскольку подавляющее большинство материалов работает на сжатие гораздо лучше, чем на растяжение. А хотите закрытую конструкцию - закройте этот рельс вместе с колёсами вокруг него не несущим нагрузки тонким стеклопластиковым кожухом. Такие изменения ничить не препятствуют другим вашим идеям вроде стрелок без движущихся частей.
Написал Алексей Жариков
Дата 28-12-2007 00:00:00 Время 2:34

===============================================================================
ВОПРОС
> Скорости более 220-250 км/ч использовать в плотных слоях атмосферы бессмысленно с энергетической точки зрения

А как же все уже действующие скоростные поезда в Европе и Азии? 220 - 250 километров в час - это всего лишь чуть более скорости поезда Р-200 на железной дороге Ленинград - Москва. Такую скорость по хорошему шоссе можно и на автомобиле развить - в том же Маями по I-95 все гоняют 120 миль в час (около 200 километров в час). Какой смысл в транспорте будущего, ограниченном скоростями всего 220 - 250 километров в час, запросто достижимыми уже вчерашними технологиями (Р-200 ходит с 1979 года!)?

Очевидно, для того, чтобы уменьшить затраты энергии на преодоление сопротивления воздуха (и тем самым получить возможность увеличить скорость), надо обьединять модули, едущие в одном направлении, в аэродинамически обтекаемые поезда, а не гонять их на большом расстоянии друг от друга.
-------------------------------------------------------------------------------
ОТВЕТ
Смысл - в БЕЗОСТАНОВОЧНОМ движении с такой скоростью к любой точке сети в ЛЮБОЕ время.

В Маями пусть гоняют на здоровье. Одно большое НО. Пропускная способность одной полосы автотрассы находится в районе 900-1000 автомобилей в час на скорости 80-90 км в час и при увеличении скорости ПАДАЕТ (водители инстинктивно увеличивают дистанцию). А стоит такая магистраль безумных денег по сравнению с Транскаром, который пропускает 21000 модулей в час.

Идея путешествия с большой скоростью заманчива, но все-таки немного другая. Можно предположить, что в дальнейшем технология Транскара будет использована и для создания скоростных трасс. И конечно, способ, который Вы предлагаете будет использован. Кстати, в своей концепции шведы демонстрируют именно его. Смотрите ролик Bubbles&Beams II концепции транспорта будущего http://ru.youtube.com/watch?v=rtrB82YObXw&feature=related .

Трудности, связанные со скоростной магистралью, это, кроме энергопитания, также повышенная прочность пути и модуля (а значит, и стоимость). На скоростях за 400 км в час воздух становится "как вода". Так как силы сопротивления пропорциональны квадрату скорости, банальный порыв ветра будет создавать весьма ощутимые нагрузки.
-------------------------------------------------------------------------------
Написал Алексей Жариков
Дата 24-12-2007 00:00:00 Время 12:50

=============================================================================
ВОПРОС
Балка, конечно, состоит из двух частей. Но вы же сами прекрасно понимаете, что в первую очередь разрушение произойдёт там, где нагрузка больше - а больше она, естественно, на развилках, где движение происходит по одной стороне балки и вся нагрузка приходится на одну сторону. Модуль в таком месте просто упадёт.

Железнодорожный мост для детской коляски строить не имеет смысла. Рельс неминуемо, из экономических соображений, будет рассчитан на реальную нагрузку, причём с не очень большим запасом прочности. Что означает, что материал рельса будет работать практически на пределе. К тому же, если даже детскую коляску на железнодорожном мосту разгонять до авиационных скоростей, ваше утверждение будет уже совершенно не очевидно - поскольку основная нагрузка будет уже от сопротивления воздуха, а не просто от веса коляски.
--------------------------------------------------------------------------
ОТВЕТ
Раз мы с Вами это понимаем, значит и конструкторы пониимают. И сделают конструкцию стрелки с учетом дополнительных нагрузок.

Запас прочности, в первую очередь, диктуется требованиями безопасности. Во-вторую - планами развития системы - возможно сразу будут строить путь под грузы. Или для спецтранспорта (пожарные).

Пример железнодорожного моста и коляски приведен как иллюстрация принципа: чем дальше деформирующие усилия от предела упругости, тем дольше будет служить конструкция.

О скоростях. Скорости более 220-250 км/ч использовать в плотных слоях атмосферы бессмысленно с энергетической точки зрения. Только воздух перемешивать.

ПЕРВОЕ
Так, чтобы модуль равномерно двигался со скоростью 100км в час требуется примерно 3 квт, для 150 - 8 квт, 200 - 20 квт, 250 - 38 квт, 300 - 63 квт, 350 - 100 квт, 400 - 160 квт, 450 - 215 квт, 500 - 300 квт.

Легко увидеть, что во-первых, получится дорого. При скорости 500 км в час на 100 км будет затрачень около 60 квт в час. Что по текущим ценам обойдется около 100 рублей. Для сравнения - энергия при путешествиии со скоростью 150 км в час на 100 км будет стоить около 8 рублей.

ВТОРОЕ
Подвести к модулю 300 квт мощности - огромная проблема. Ведь модулей-то много, значит токопровод должен быть большого сечения. При 600 Вольтах рабочего напряжения на один модуль придется 500 Ампер.

ТРЕТЬЕ
Для того, чтобы разогнать модуль до 500 км в час требуется еще больше энергии - до 500 квт. Это при ускорении 3 м в сек за сек. Двигательную установку такой мощности и таких габаритов, чтобы она поместилась в балку, сделать не удасться.
-------------------------------------------------------------------------------
Написал Алексей Жариков
Дата 23-12-2007 00:00:00 Время 10:19

===============================================================================
ВОПРОС
Сравнение с рельсом железной дороги некорректно. Рельс железной дороги работает в основном на сжатие. Ваша конструкция работает как на сжатие, так и на растяжение и совсем не очевидно, что она прослужит хотя бы столько же, сколько рельс - тем более на высоких скоростях. Представьте, что в боковой части вашего рельса появилась трещина. В отличии от обычного железнодорожного рельса, ваша конструкция при наличии трещины тут же развалится, при первом же проходе вагона.
---------------------------------------------------------------------------
ОТВЕТ
Ну почему же некорректно. Прежде всего, надо сказать, что железнодорожный рельс работает не только на сжатие. Во-первых – на всех кривых возникают значительные изгибающие усилия. Во-вторых – и на прямолинейных участках эти усилия также есть – из-за «виляния» колесной тележки. Разумеется, усилия там меньше, чем основное – (на сжатие), но для нашего случая это важно – вес Транскара подразумевает усилия именно такого порядка.
Теперь пару слов вообще о разрушении материалов. Чем дальше переменная деформация от предела упругости – тем дольше прослужит элемент. Так, детская коляска может миллион лет ездить по железнодорожному мосту без ущерба последнему. Таким образом, речь идет о выборе оптимального запаса прочности для конструкции балки, с учетом стоимости, расчетного срока службы и пр. Для выяснения этого будет проведен НИОКР.
Впрочем, независимо ни от чего, Транскар подразумевает автоматизированную диагностику всего и вся. Регулярное обследования путей в автоматическом режиме далеко до момента разрушения пути выявят все скрытые трещины. Есть весьма неплохие бесконтактные ультразвуковые методы, подозреваю, что дефекты можно выявить и с помощью анализа спектра шумов пары рельс-колесо.
И, наконец, возьмем случай разрушения пути. Балка состоит из двух частей и при поломке одной модуль останется висеть на другой стороне, при этом выдав аварийный сигнал следующим за ним модулям.

 

 

Стрелки на пути в привычном понимании отсутствуют. Места соединения двух участков пути в один или разделения пути на два не имеют ни одной движущейся части. "Стрелка" - это просто разведение двух балок одного пути в нужные стороны. Выбор движения ТС производится соответствующим переключением режимов работы сторон транспортной тележки.

 

После развилки обе балки достраиваются «недостающими» половинами и образуют полноценные участки двух новых путей. Выбор направления движения тележки производится соответствующим переключением режимов работы сторон.

Никакие конструкционные достоинства не имели бы значения без наличия надежной системы управления движением ТС в «Транскаре». Построенная по простым и понятным принципам, не требующая даже сверхбольших вычислительных мощностей, она делает «Транскар» одним из самых надежных и безопасных видов транспорта.

Принцип первый – синхронизация. Все элементы «Транскара» (ТС, вспомогательные системы) используют при работе единые синхроимпульсы.

Принцип второй – разметка. Путь «Транскара» содержит метки, по которым система управления ТС определяет динамику его движения.

Предположим, за время между двумя синхроимпульсами (допустим, это 1 секунда) ТС проходит расстояние между двумя метками. Очевидно, период синхроимпульсов и расстояние между метками определяют скорость движения ТС. При разметке пути метками, расстоянием между ними задается характер движения на том или ином участке. Так, при периоде синхроимпульсов 1 сек и расстоянии между метками 1 метр, скорость составит 3,6 км/час, при 10 метрах - 36 км/час, а при 100 метрах – 360 км/час.

Метки могут содержать и дополнительную информацию – например, о расстоянии до одной или нескольких ближайших меток, до развилок и слияний, до остановки и т.д.

 

Очевидно также, что внешнее управление (команда на старт) требуется модулю только в начале своего движения по пути. Как только модуль начал движение, его скорость и положение на пути в любой момент времени однозначно определяется разметкой пути и импульсами синхронизации.

Это следует подчеркнуть особо: после того, как модуль начал движение, никаких внешних управляющих сигналов, кроме единых импульсов синхронизации, для управления движением модуля не требуется.

Не требуется управлять каждым модулем отдельно, измерять его скорость, расстояние до других модулей, регулировать разгон, торможение и т.д. Модулю достаточно только двигаться с параметрами, «диктуемой» метками, и он благополучно пройдет все слияния и развилки и прибудет на место в точно определенное время.

Кроме того, если известно время старта модуля, то его положение на пути однозначно определяется в любой момент времени и наоборот, однозначно определяется момент времени, когда модуль пройдет ту или иную точку пути.

При этом сложность топологии пути не имеет значения - все развилки и слияния путей, которые лежат на маршруте движения, хранятся в памяти модуля и он сам выбирает свой путь в зависимости от заданного маршрута.

 

Отзывы и ответы:

 

Об остановках. Если система управления позволит модулю, которому требуется остановка, согласованно с другими модулями, затормозить (а после остановки разогнатся) на основной магистрали, то для остановки достаточно небольшого ответвления от основной магистрали в сторону и, возможно, вниз, всего на пару метров, чтобы остановившийся модуль на время высадки, посадки, разгрузки и загрузки багажа не мешал едущим по основной магистрали на крейсерской скорости (для безопасности остановку от основной магистрали можно отгородить). Модулям, которым остановка не требуется, тормозить не надо будет - непосредственно едущие сзади модули немного (не полностью) притормозят, чтобы дать останавливающикмуся модулю время затормозить и свернуть на остановку или разгоняющемуся с остановки влится в магистраль и разогнатся, а затем обратно ускорятся до крейсерской скорости. Никаких дополнительных стометровых участков для торможения и разгона в этом случае не понадобится. А остановок, как вы правильно заметили, нужно много и экономия на материалах и строительстве получится огромная. Всего лишь за счет некоторой гибкости программных алгоритмов системы управления, напрочь отсутствующей в вашей схеме.
Написал Алексей Жариков
Дата 11-01-2008 00:00:00 Время 5:35

Остановки от поворотов отличаются принципиально. Потому что прохождение модулем поворота заранее определено. А сколько времени понадобится пассажирам, чтобы сесть в модуль - величина неопределённая. Из - за этой неопределённости, никак в вашей модели не учитываемой и не контролируемой, у вас будут серьёзные проблемы при попытке 'обслужить' массовое мероприятие, вроде игры на стадионе. Грубо говоря, остановок для высадки и посадки не хватит и новым модулям будет просто негде останавливаться.

Вы полагаете, 80 + 13 метров в каждом направлении - это мало? Вы же сами подсчитали, что 50 метров в каждом направлении для поворота без торможений - почти в два раза меньше. Где же тут гибкость топологии, если для поворота надо за примерно 100 метров до перпендикулярной магистрали делать ответвление - и это всего лишь на 80 километров в час крейсерской скорости? А если крейсерская скорость будет 250 километров в час? Как вы себе представляете сьезды с 'улицы' к стоящим по сторонам улицы коттеджам (ну, или подьездам многоэтажных домов), если коттеджи (или подьезды) расположены через самое большее 20 метров друг от друга, причём по обеим сторонам 'улицы'?

Я понимаю ваше желание сделать систему управления как можно более простой. Но имеет ли смысл, при хотя бы сегодняшних ценах за гигафлопс вычислений и гигабит в секунду передачи данных, упрощать систему управления до уровня элементной базы двадцатых годов - реле и индукционных датчиков? Мне кажется, что экономия на материале и строительстве лишних стометровых участков разгона - торможения за счет в общем - то небольшого усложнения алгоритмов системы управления гораздо выгоднее.
Написал Алексей Жариков
Дата 28-12-2007 00:00:00 Время 2:17

==============================================================================
ВОПРОС
> На рабочей скорости происходит разделение пути на два параллельных (основной путь и участок торможения).

Такое решение мне не могло присниться даже в страшном сне - поэтому я вас и не понимал. Легко подсчитать, что для поворота на 90 градусов такое решение занимает даже больше места, чем просто дуга окружности с большим радиусом кризизны для прохождения на крейсерской скорости без торможений вообще. И задержку тоже создаёт большую, чем поворот по большой дуге без торможений. И то и другое накладывает серьёзные ограничения на топологию пути. Для гибкой топологии поворачивающие модули (и только они) должны иметь возможность притормаживать на основной магистрали, до развилки. А ваша модель системы управления этого не позволяет.
--------------------------------------------------------------------------------
ОТВЕТ
О снах не спорят ...
О каком месте Вы говорите? Легко посчитать? Давайте посчитаем. При 45 км/ч радиус при наклоне кабинке 25 градусов составит всего 13 метров. Это позволит вписаться в самую узкую улочку. Участоки торможения и разгона составят порядка 70-80 м (при магистральной скорости 80 км/ч).

При больших просторах, как, например, вход и выход на проспект Пацаева в Долгопрудном, радиус может составлять и 50 метров. А скорость при этом составит 80 км/ч, т.е. ее можно и не снижать.

Но вот крушить основной принцип (являющийся дефакто стандартом для всех PRT систем в мире) безостановочного движения всего лишь для того, чтобы не делать участки разгона-торможения, это значит вводить на каждом разветвлении дополнительный управляющий узел. Что сведет на нет простоту и надежность системы. Кроме сложности управления, это еще и энергетичеки невыгодно...

Кстати, чем Вас так напрягают участки торможения-разгона? Ведь это неотъемлемая часть ВСЕХ остановок. А их по определеню гораздо больше, чем поворотов. Чтобы затормозить или разогнаться с 0 до 80 км/ч в ускорением 3 м в сек за сек нужно по 100 метров балки.
Написал Алексей Жариков
Дата 27-12-2007 00:00:00 Время 12:09

==============================================================================
ВОПРОС
Так и я о том говорю, что метки на участке перед развилкой в примере заставят тормозить все модули без исключения - и поворачивающие и едущие прямо. Из - за развилки, которой, может быть, и пользоватся - то почти никто не будет, все едущие прямо модули вынуждены тормозить, а потом опять разгоняться. И чем круче поворот после развилки, тем сильнее надо тормозить - даже если не поворачиваешь. Представьте, что все автомобили на улице перед каждом перекрёстком или заездом вынуждены будут тормозить до 10 километров в час (безопасной для поворота на 90 градусов скорости) даже если они туда не поворачивают - просто из - за самой гипотетической возможности поворота в этом месте. Вот у вас примерно так и получается.

А двойного набора меток на одном и том же участке - один для поворачивающих, другой для едущих прямо, чтобы лишних задержек не происходило - ваша схема не предусматривает.

Разумеется, аналогичная проблема имеется и при слиянии путей - те модули, которые только выехали из - за поворота, ещё не разогнаны до скорости, с которой можно двигаться по прямой. Из - за этого снижать скорость на участке со слиянием путей должны все модули без исключения. Но при слиянии вы хотя бы допускаете определённую временную рассинхронизацию с метками и дырками, тогда как на развилке даже этого не допускается.
-------------------------------------------------------------------------------
ОТВЕТ
Еще раз о последовательности действий при повороте на малых радиусах:
1. На рабочей скорости происходит разделение пути на два параллельных (основной путь и участок торможения). Кривизна при разделении такова, что цс ускорение не превышает 0,5 м в сек за сек.
2. На том участке, с которого происходит поворот, происходит торможение до скорости, приемлемой при малом радиусе.
3. Поворот.
4. Разгон до рабочей скорости.
5 Слияние с основным путем.
Написал Алексей Жариков
Дата 24-12-2007 00:00:00 Время 12:27

=============================================================================
ВОПРОС
Представим простейший случай - развилка прямого пути, от которого отходит в сторону путь с определённым радиусом кривизны. Сделать все непрямые участки настолько большого радиуса кривизны, что по ним можно будет проходить с той же максимальной скоростью, что и по прямому участку, непрактично и нереально, особенно для больших скоростей. Поэтому поворачивающая 'кабина' должна ещё до развилки, на прямом участке, притормозить. Собственно, автоматический вагон Метромувера в Маями так и делает - перед поворотом, ещё на прямом участке, притормаживает. А 'кабина', которая едет прямо, может проскочить развилку не снижая скорости и не притормаживая. А ваша теория предполагает, что все 'кабины' будут двигатся по одному и тому же участку пути с одинаковой скоростью, согласно движению 'дырок'.
------------------------------------------------------------------------------
ОТВЕТ
Вы совершенно правы. Именно так и предполагается делать - иначе вписать систему в городские улицы и не получилось бы.

Наша теория предполагает принцип "один синхроимпульс - одна метка", но никак не одна скорость на всех участках. В частности, развилка с поворотом выглядит так - развилка, участок торможения, кривая, участрок разгона, слияние. А скорость на этих участках регулируется как раз метками.

 

 

Описывать движение одной транспортной единицы всегда легко. Но такое описание не отражает всей сложности транспортной системы. Так, описание одного автомобиля не отражает проблем пробок, аварийности и отсутствия парковок.

Чтобы снять сразу большинство вопросов, связанных с организацией движения произвольного множества модулей на пути сложной топологии, изобразим систему организации движения в виде наглядной модели.

Для начала забудем про модули, и будем отображать движение виртуальных «модулемест». Назовем их в рамках нашей модели дырками , подобно тому, как это делают при описании действия полупроводников.

Весь путь «Транскара» будет покрыт множеством дырок, расстояние между которыми будет равно расстоянию между метками пути на данном конкретном участке.

Дырки находятся в постоянном движении, перемещаясь по ходу движения на одну метку за один синхроимпульс. «Рождаются» и «исчезают» дырки на конечных станциях и на развилках и слияниях пути.

С моделью пути с одной развилкой и одним слиянием можно ознакомиться на интерактивном ролике. Дырки обозначены синими кружками, метки – черными квадратиками. Для запуска модели нажмите синюю стрелку Вправо.

В такой модели для управления модулем достаточно ввести простое правило – модуль может занимать место на пути только в дырке, передвигаясь вместе с ней, любое другое положение для него запрещено. Исключение возможно только в месте слияния потоков.

Так как движение каждой дырки по пути «Транскара» подчиняется строгим правилам и легко отслеживается компьютерной системой, то и движение модуля, который «привязан» к этой дырке, также совершенно предсказуемо.

 

При движении двух и более ТС в системе необходимо и достаточно решать при запуске каждого модуля только одну(!) задачу – чтобы ни на одном слиянии потоков ТС не попало на дырку, занятую ранее запущенными ТС.

Достаточно решить эту задачу для каждого ТС на момент его старта и можно гарантировать, что ТС, начав движение, прибудет в пункт назначения за определенное количество синхроимпульсов.

При этом предоставление дырок по запросам ТС нуждается в определенных принципах регулирования. Прежде всего, в обеспечении равномерности загрузки пути, с помощью пропорционального распределения дырок по запросам с разных участков пути.

Рассмотрим в качестве примера линию «Транскара» «пригороды– город» в утренние часы пик, когда большинство пассажиров едет в город на работу.

Если выпускать на линию ТС по мере требования, то ТС из самых дальних пригородов быстро заполнят все свободные места в потоке и ТС из более близких к городу пригородов не смогут выйти на линию, пока мимо не проедут ТС из дальних пригородов.

Так, те, кто живет в пригородах, знают, что гораздо лучше жить пусть и дальше от города, но зато на конечной остановке. Потому что на конечной остановке сесть в автобус легко, а уже ближе к городу места заканчиваются и автобусы проезжают мимо остановок, полных людей.

Поэтому система управления «Транскаром», в соответствии с загрузкой линии, выделит каждому пригороду определенное количество дырок в общем потоке. Например, длина «пакета» дырок – 50 шт. Тогда самому дальнему пригороду отводится только 2 дырки в пакете, следующему 5, самому большому пригороду – 22 и т.д.

Соответственно, модули станут поступать на линию равномерно (или пропорционально количеству запросов) из всех пригородов. Если же время ожидания модуля начнет приближаться к определенной, заданной внутренними стандартами величине, это будет сигналом о недостаточной пропускной способности линии и основанием для постройки дополнительных веток «Транскара» на перегруженных направлениях.

Подобное распределение квот на дырки гарантирует равномерность загрузки всех участков «Транскара».

 

Экономика

Рассмотрим эффективность транспортной системы, сооруженной в пределах мегаполиса, насчитывающую 2000 км путей, 200 000 АТС, 6000 станций.

Капитальные затраты на сооружение и подвижной состав составят (оценка, млн. руб):

2000*5=10000 – комплекс сооружений пути

200 000*0.15=30000 - подвижной состав

6000*4=24000 - станции,

Итого 64 000 млн. руб.

При средней длине поездки 5 км ее продолжительность с учетом времени посадки-высадки составит 6 минут. Таким образом, одно АТС может совершить до 10 оплачиваемых поездок в час. С учетом необходимости перераспределения АТС, а также необходимого «запаса прочности» на каждой станции, наличие 200 000 АТС обеспечивает пропускную способность транспортной системы на уровне не менее 1 млн. поездок в час. Пропускная способность станций и путей также обеспечивает такой результат.

Правомерно предположить, что в сутки будет совершаться 7 млн. оплачиваемых поездок. При средней стоимости поездки 30 руб. (оплата за одного или двоих пассажиров) ежегодная валовая выручка составит 7 000 000*30*365=76 650 млн. руб., т. е. превысит капитальные затраты на сооружение системы.

Исходя из предыдущих допущений, 200 000 АТС совершают не менее 7 000 000 оплачиваемых поездок в сутки, т. е. 1 АТС в среднем совершает 35 поездок.

При средней стоимости поездки 30 руб., стоимости АТС 150 000 руб. и сроке службы АТС - 5 лет затраты на амортизацию АТС в структуре цены поездки составят 150 000/30*35*365*5= 7.8%, или 2.35 руб. на 1 поездку.

Затраты на амортизацию пути и станций – 0.04 руб., итого общие затраты на амортизацию 2.39 руб. в расчете на 1 поездку.

Энергетические затраты невелики за счет низкого сопротивления качению в паре «сталь-сталь», аэродинамической формы АТС, практически равномерного безостановочного движения и ряда других факторов. Затраты электроэнергии в расчете на 1 поездку составят около 0.24 кВт/ч или 0.14 руб.

Можно также предположить, что затраты на текущее обслуживание, выплату заработной платы будут весьма низкими благодаря полной автоматизации процесса перевозки. Напротив, в составе затрат автотранспортных предприятий затраты на выплату заработной платы водителей достигают 50%.

Итого общие затраты составят около 3 руб. в расчете на одну поездку.

Уровень рентабельности  — (30-3)/3*100%=900%  — 900%.

Таким образом, Транскар  — высокодоходное предприятие.

 

В настоящее время в Москве остро стоит проблема транспортной доступности аэропортов и удаленных районов, расположенных за пределами кольцевой дороги.

Правительство Москвы видит выход в развитии сети монорельсовых дорог, линий легкого метро, расширении проезжей части улиц, строительстве новых транспортных развязок и т. д.

По нашему мнению, лучшим решением будет постройка и эксплуатация на этих направлениях участков персонально-общественной сети. Для этого можно выделить несколько причин: