SkyWay проти трамвайної технологічної битви
Ми продовжуємо цикл публікацій, в яких ми будемо порівнювати існуючі види транспорту з інноваційними транспортними комплексами SkyWay. У першому випуску ми обговорювали монорейку, а сьогодні ми поговоримо про трамвай - один із найдавніших видів громадського транспорту.
Як показує практика, знайти гідну альтернативу трамваю досить складно. Судіть самі: хороша вантажопідйомність, відносно низькі експлуатаційні витрати, повага до навколишнього середовища та спеціальна транспортна лінія. Здавалося б, це ідеальне рішення для організації міського транспорту. Але це не так просто. Окрім очевидних переваг користування трамваєм, є не менш істотні недоліки. Ходімо подивитися.
Однією з перших
Історія сучасного трамвая починається з 30-х років 19 століття. У цей час у містах почали з’являтися попередники трамваїв - кінних трамваїв. Кінний трамвай був міською залізницею, вагонами якої керували за допомогою тяглих тварин, найчастіше коней. Хоча, тут були мули і навіть зебри. Американські міста, такі як Балтімор (1828), Нью-Йорк (1832) та Новий Орлеан (1835), першими запровадили конний трамвай.
Однак підкови стали дуже популярними завдяки французькому винахіднику Альфонсу Лубату, який в 1852 р. Запропонував ідею рейки з жолобом для ободового колеса. Рейки цієї конструкції можна було загнати на проїжджу частину дороги, що усунуло основний недолік рейок - рейки, що піднімаються на 15 см, що доставляло багато незручностей іншим учасникам дорожнього руху. Дійсно, будівельні рейки Loubat використовуються донині.
На відміну від омнібуса - багатомісного візка на кінній тязі, який рухався по звичайній дорозі - менший опір коченню сталевого колеса на рейці дозволяв коню рухатись важчим візком. Однак, як і його попередник, кінний трамвай не був позбавлений ще одного недоліку - коня. Фізичні можливості тварин впливали на режим роботи пасажирської лінії (робочий день коня - 5-6 годин), крім усього цього "двигун" вимагав регулярного догляду та харчування.
Враховуючи, що в середньому на один віз припадало близько десятка коней, витрати на їх утримання були досить серйозними. Ось чому встановлення двигуна в трамваї було питанням часу.
У 1914 році в Нью-Йорку кінний трамвай закрили, і його замінив відомий електричний трамвай. Така сама тенденція спостерігається і в інших містах світу. На сьогоднішній день британський кінний трамвай Дугласа, який знаходиться на столиці острова Мен, є єдиним діючим трамваєм на конях.
У кожного по-своєму
Однією з головних переваг трамвая є лінія, присвячена руху транспорту. Це дозволяє їй рухатися в міському автомобільному русі з більшою середньою швидкістю, ніж, наприклад, автобус або тролейбус, перевозячи набагато більше пасажирів.
Однак реалізувати весь потенціал ізольованої лінії можливо лише в тому випадку, якщо вона повністю ізольована від інших учасників дорожнього руху - транспорту та пішоходів. На практиці досягти цього досить складно, особливо якщо трамвайні лінії проходять через житловий комплекс. Тому трамвай може потрапити в затор, а аварія за його участю може повністю паралізувати рух на окремій ділянці.
У мотузково-транспортних комплексах рухомий склад рухається вздовж колії споруди, яка розташована над поверхнею землі - на "другому" рівні.
Це рішення дозволяє позбутися усього спектру проблем, що виникають із сусідством з іншими учасниками дорожнього руху. Все просто: без аварій, без пробок, а швидкість рухомого складу не обмежена. Ну плюс чудовий вид за вікном за бонус.
Крім того, жителі міст дуже віддані трамваю. Чому? Питання риторичне. Швидше за все, через можливість їздити на міні-поїзді в межах міста, не спускаючись під землю. Але також у цьому чисто естетичному питанні перемогу здобув канатний транспорт, який пропонує мешканцям міст унікальну можливість спробувати електричний автомобіль, який рухається по накладних рейках.
Хто за кермом?
Трамваєм керує водій вагона. З усіма потенційними проблемами, які з цим виникають, основною з них є безпека. Через людський фактор будь-яка система залишатиметься вразливою, оскільки ніхто не захищений від помилок. Чи випадково пішохід забіг на трамвайні колії? Неуважний водій не поступився дорогою і трамвай не встиг вчасно загальмувати? В результаті ми отримуємо затримку на лінії, фінансові збитки для перевізника та постраждалих сторін. І добре, якщо жертви матимуть суто матеріальні втрати.
Намагаються автоматизувати міський трамвай: у вересні 2018 року в рамках міжнародної виставки Innotrans у Берліні компанія Siemens організувала демонстрацію трамвая Combino, який перевозив пасажирів на 6-кілометровій ділянці до Потсдама. Трамвай оснащений обладнанням, що використовується в безпілотних транспортних засобах - камерами, лідаром та радаром, які працюють разом із програмним забезпеченням. Успішне впровадження автономних трамваїв може значно покращити рівень безпеки цього транспорту. Однак поки він рухатиметься на тому самому рівні, що й інші учасники руху, загроза залишатиметься досить значною.
У транспортних та інфраструктурних комплексах SkyWay рухомий склад зараз повністю автоматизований. Через влаштування колії на «другому рівні» абсолютна більшість можливих перешкод рухомому складу зникає. Як результат, зменшується кількість змінних, якими повинна керувати система управління. Це означає, що таку систему можна зробити більш надійною та ефективною, ніж існуючі аналоги.
“Інтелектуальні” машини можуть не тільки розпізнавати перешкоди на своєму шляху, постійно контролювати зазор між окремими транспортними модулями, а й виконувати автоматичну стикування з несправним модулем та подальшу буксирування до депо.
Вже зараз система управління рухомим складом SkyWay здатна розпізнавати обличчя, що дозволяє їй відстежувати випадки проблем зі здоров'ям пасажирів, а також своєчасно виявляти та запобігати незаконним діям, таким як, наприклад, акти вандалізму. Крім того, він постійно самоучить, а це означає, що рівень безпеки в мотузкових транспортних системах буде постійно зростати.
Швидкість і транспортна потужність
Серед усіх видів міського громадського транспорту трамвай веде за своєю транспортною пропускною здатністю (швидкі версії - 22000 проїздів на годину), а пропускна здатність рухомого складу знаходиться відразу за метро. Кількість вагонів на трамвайній лінії легко збільшити завдяки зчепленню без збільшення кількості машиністів.
Швидкість руху сучасних трамваїв може досягати 120 км/год, але на практиці продуктивність варіюється від 20 до 40 км/год через розташування на "першому рівні" та постійне втручання в рух транспорту. Тобто ще раз, адже трамваї їдуть по дорогах загального користування. До речі, на території СНД трамвайні системи із середньою робочою швидкістю більше 24 км/год називають високими швидкостями.
У міських транспортних комплексах SkyWay пропускна здатність може становити 50 000 пас/год і більше, а максимальна швидкість рухомого складу може досягати 150 км/годину і більше. Зрозуміло, що це має бути на прямих ділянках колій та для важких варіантів міського комплексу, в якому рухаються поїзди місткістю 200-300 пасажирів. Очевидно також, що якщо на колії є криві, наприклад радіус 200 метрів, швидкість не може бути більше 36 км/год через поперечні відцентрові прискорення, які з фізичних причин не можуть бути більшими за 0,5 м/с 2. І це не є мінусом SkyWay, це закони фізики, яким підкоряються всі транспортні системи, включаючи мотузковий транспорт.
Оскільки не може бути розроблена швидкість 150 км/год, якщо між сусідніми станціями, наприклад, буде 500 м. Максимум - це сімдесят кілометрів на годину в середині перегону, знову ж виходячи із законів фізики, оскільки комфортне прискорення прискорення та гальмування має бути менше 1 м/с 2. В іншому випадку для такої "зручності" міського транспорту існує фіксований вираз "транспорт як дрова".
Отже, потужність 50 тис. Пасажирів на годину та швидкість 150 кілометрів на годину - це можливості міського канатного транспорту, а конкретні характеристики конкретної лінії міського транспорту визначаються техніко-економічним обґрунтуванням або планом. проекту.
Кілька цифр
Трамвай має вражаючий запас ефективності, але ціна його "в'їзду" в місто залишається досить високою. Це факт. Вартість будівництва 1 км міської трамвайної колії коштуватиме в середньому близько 10 мільйонів доларів США. Однак ці показники дуже умовні, оскільки вони не враховують витрат на рухомий склад, інфраструктуру, енергопостачання та багато іншого, тому вони можуть відрізнятися залежно від конкретного місця для будівництва. Наприклад, попередня оцінка проекту приміської московської (не московської) трамвайної лінії від Подольська до Раменського (через аеропорти Домодєдово та Жуковський) становила 92-98 мільярдів російських рублів на протязі 74 км із 16 станціями. І це вже більше 20 мільйонів доларів США за кілометр дороги, включаючи інфраструктуру. При цьому, як правило, ігнорується найдорожча частина будь-якого трамвайного проекту - вартість міської землі.
Але висока вартість будівництва трамвайних ліній виправдовується іншими перевагами цього виду транспорту - стійкістю, екологічністю та низькою вартістю поїздки.
На відміну від автомобільного транспорту, трамвай не забруднює міське середовище продуктами згоряння вуглеводнів та продуктами зносу шин та асфальту, а його колії можна поєднувати із зеленою галявиною, що також благотворно впливає на міський клімат.
Тривалість життя автобуса або тролейбуса становить 10-20 років, а для трамвая 50 років служби це не проблема. Крім того, нещодавно трамваї оснастили системами, які перетворюють постійний струм, що подається на трамвай, у змінний. Це дозволило встановити на трамваї електродвигуни змінного струму, які практично не потребують технічного обслуговування, оскільки вони не мають зношуваних деталей та деталей тертя.
Крім того, трамвай може похвалитися досить низькою вартістю проїзду - на 40% нижчою, ніж у автобусі чи тролейбусі.
Не можна не згадати очевидний недолік трамвая - шум і вібрація. Максимальна технічна маса трамвая (з пасажирами) може досягати 50 тонн, що в поєднанні з парами важких металевих коліс, нерівними рейками та стиками між ними неминуче спричинить тремтіння посуду в кабінеті міська кухня. Крім того, страждають фасади та фундаменти будівель. Звичайно, це можна частково виправити, встановивши в батог віброізоляційний лист, прогумовані колеса та зварювальні рейки з термітів, але повністю позбутися трамвайного екрану не вдасться.
Транспортні системи SkyWay мають низьку витрату матеріалів - завдяки мотузковим рейкам конструкція колії може витримувати великі навантаження, залишаючись при цьому легкою та міцною. Низька витрата матеріалів - низька вартість будівництва.
Рухомий склад SkyWay повністю електрифікований, а це означає, що його вплив на навколишнє середовище майже зведено до нуля. Резерв безпеки дорожньої конструкції розрахований на експлуатацію 100 років, рухомого складу - 25 років.
Як привід у рухомому складі SkyWay використовуються спеціально розроблені сталеві колісні приводи. Вони відрізняються низьким опором коченню через вузьку пляму контакту (у напрямку кочення). Тандемні колісні приводи з винятковими аеродинамічними характеристиками забезпечують низьке споживання енергії рухомим складом.
Безперервна зварювальна стріла, заповнення канатних рейок конкретним бетоном та використання композиційних матеріалів у конструкції колісних двигунів дозволили вирішити проблему шуму в складних транспортних канатах. У майбутньому рухомий склад SkyWay повинен стати практично безшумним, оскільки робота в цьому напрямку не припиняється.
Низьке споживання енергії + низькі капітальні витрати на будівництво комбінованих транспортних комплексів SkyWay забезпечують низьку вартість проїзду для пасажира. Згідно з розрахунками, ціна квитка на міських лініях SkyWay буде нижчою, ніж у можливих конкурентів.
Висновки
Переваги трамваю приблизно переважає один недолік, але це ключовий недолік - необхідність "ділитися" вуличним простором з іншими учасниками дорожнього руху. Звичайно, найбільш проблемні ділянки можна взяти на окремому рівні - окремий віадук або ізольована лінія метро. Але в цьому випадку неминуче вартість будівництва зросте в кілька разів, що поставить під сумнів доцільність їх будівництва.
Мотузкові транспортні комплекси позбавлені недоліків, властивих трамваям, все ще на конструктивному рівні. Висока швидкість руху, ефективність, безпрецедентний рівень безпеки та комфорту для пасажирів, низька вартість будівництва, рентабельність. Переваги SkyWay можна описати довго, але навіть переліку їх досить, щоб зробити простий висновок: вже створена гідна альтернатива існуючим видам транспорту.