Сергей (zttt) wrote,
Сергей
zttt

Category:

Взгляд на будущее транспортных технологий

Очередной раз стоя в городской пробке, можно увидеть как различные люди вокруг, попавшие в подобную ситуацию, воспринимают свое положение. Кто-то из них отстранено думает о чем-то своем, другие просто слушают музыку, а третьи негодуют, нервно стуча пальцами по рулевому колесу. Но практически все сходятся во мнении, что городские заторы превратились в настоящий бич нашего времени, мешающий людям жить и свободно перемещаться. С другой стороны, фантасты уже давно придумали множество видов транспорта будущего, управляемых автоматически и перемещающихся с большой скоростью, а разработчики, не долго думая, подхватили идею и стали ее воплощать в стекле и металле. Это произошло, но не в России.

Вглядываясь в историю транспортных сетей нашей страны, можно увидеть, что, начиная с самых незапамятных времен, она, не смотря на некоторые успехи, большую часть времени занималась тем, что догоняла другие страны в транспортных технологиях. Например, Петр Великий стал строить корабли, когда уже вся Европа имела свои собственные мощные флоты. Постройка железных дорог также началась с явным опозданием и за более сотни лет строительства до сих пор не вышла на уровень, сопоставимый с Европейским качеством.

Даже в наше время можно увидеть, что мы опять догоняем т.н. развитые страны, только начиная строить автобаны, в то время как многие лидеры технологической гонки уже давно внедряют различные новейшие разработки вроде PAT (Personal Automated Transport — персональный автоматизированный транспорт). Так в 2001 году была принята целевая программа «Модернизация транспортной системы России (2001-2010 годы)». Согласно этой программе на развитие только автомобильных дорог планируется за 2008-2010 годы потратить свыше 300 миллиардов рублей. Но насколько эффективно развивать именно такой вид транспортной сети? Россия характеризуется низкой плотностью населения — около 8 чел./км2 (по данным wikipedia.org). Для сравнения, в Германии, славящейся своими великолепными автобанами, этот показатель составляет 230 чел./км2. Понятно, что соперничество между нами в качестве дорог совершенно бесперспективно, поскольку на каждый километр дороги у них приходится значительно большее количество пользователей и плательщиков.

Огромный вклад в дорожную ситуацию дает и российский климат, который является резко-континентальным на большей части территории страны. Сезонные подвижки грунта, возникающие из-за него, делают хорошие дороги очень дорогими и при этом весьма недолговечными. Кроме того, регулярное выпадение снега в зимний период требует также огромных затрат на расчистку дорог. В сумме все эти факторы говорят о том, что, даже если завтра чудесным образом в России возникнет великолепная сеть автодорог, поддерживать ее в хорошем состоянии не будет никакой возможности и мы все равно вернемся к тому, с чего начали.

Россия — огромная страна, и проблема дорог для нас в сотни раз актуальнее, чем для наших соперников в этом соревновании технологий. Поэтому приходится только сожалеть, что традиционная привычка копировать западное, берет верх над более прогрессивным и прагматичным подходом — думать и работать на опережение. Появление новейших технологий в области материаловедения и вычислительной техники дают нам множество новых удивительных возможностей, позволяющих создавать такие транспортные магистрали, которые раньше считались фантастической выдумкой. Поэтому я предлагаю приостановить трату денег на укладку асфальта в грязь и поразмышлять над возможными альтернативами технологий транспортных магистралей, которые, уже через 15-20 лет могут взять на себя основную нагрузку перемещения пассажиров и грузов.

Изобретать велосипед в этом вопросе совершенно излишне, уже давно различными специалистами рассмотрено множество вариантов совершенствования транзита, которые на сегодня сводятся в объединяющий термин PRT (Personal Rapid Transport — персональный скоростной транспорт). Некоторые из них даже реализованы, например, персональная автоматизированная транспортная (ПАТ) система в Университете Западной Вирджинии в Моргантауне (США) начала строиться еще в 1971 году. Хоть она и не совсем скоростная (средняя эксплуатационная скорость 22 км. в час), но уже много лет функционирует для автоматической (т.е. без водителя) доставки грузов и пассажиров между кампусами заведения. Существуют и другие реализации подобных транспортных систем.

К настоящему времени определился ряд концепций магистралей будущего. Согласно одной из самых простых, например, обычные автомобили могут помещаться на специальные поддоны, движущиеся в автоматическом режиме. Однако, подобные проекты на мой взгляд не имеют перспектив по ряду причин. Существуют и более интересные разработки. Один из них, названный SkyTran, был запатентован его изобретателем Дугласом Малевски (Douglas Malewicki). Он представляет из себя двухместные персональные автоматизированные транспортные средства, подвешенные на эстакадах на магнитной подушке. Тем не менее, большинство из подобных проектов представляют для России чисто теоретический интерес, поскольку разрабатываются в странах с гораздо более мягким климатом и решают свои локальные задачи. В настоящей статье я предлагаю сформулировать те принципы, которые могли бы стать наиболее перспективными для реализации в России.

Пожалуй самые главные условия, накладываемые на новый транспорт — это дешевизна строительства и транспортировки, а также независимость от погодных условий. Одним из главных препятствий к промышленному внедрению PRT-систем является именно их высокая стоимость. Если удастся в соотношении цена/грузопоток приблизиться хотя бы к автомобилю, то коммерческий успех предприятия был бы гарантирован. Естественно, что дешевизна не должна снижать качества работ. То же самое можно сказать и про погодную независимость. Ежегодно Россия теряет колоссальные средства на расчистку дорог и их восстановление из-за разрушения, связанного с примерно 50-градусным межсезонным перепадом температуры. Кроме того, диверсификация по климатическим условиям (от крайнего Севера до зноя пустынь Казахстана) значительно расширяет возможные рынки сбыта, а значит делает проект более рентабельным. В принципе, в этом случае у России есть все шансы повторить успех российских танков, которые неприхотливо работают практически в любой точке Земли.

С учетом этих условий наиболее перспективным выглядит проектирование PRT на основе трубопроводной магистрали. Подвеска в данном случае не играет решающей роли, она может быть как рельсовая, так и магнитная, аэродинамическая, какая-то еще или даже совмещенная. Применение трубы вместо полотна является выигрышным по следующим причинам. 1. Блоки магистрали можно строить на заводе, а на месте только соединять их. Это повышает качество самих блоков и снижает их стоимость. 2. Капсулу, движущуюся внутри трубы, не нужно защищать от неблагоприятных природных условий: обледенения, дождя, сильного ветра, снегопада и т.д. 3. Использование в трубе трех и более направляющих делает капсулу гораздо более устойчивой на высокой скорости, в том числе при поворотах. 4. Труба может дополнительно выполнять функции звукового экрана, обеспечивая относительную тишину даже в условиях крупного города. 5. Все мы настолько привыкли к традиционному транспорту, что даже не задумываемся о том, что лифты домов можно подсоединить к описываемой трубомагистральной системе. Ничего фантастического нет в том, что, выйдя на лестничную площадку, можно сесть в «лифт» и через некоторое время без пересадок оказаться за тысячи километров на другой такой же лестничной площадке. В этом случае адрес «третий подъезд, четвертый этаж» будет звучать совершенно серьезно.

Еще одним принципиальным условием для PRT является высокая скорость движения транспортных средств. Это условие накладывает дополнительные требования к качеству магистрали, поскольку при быстром движении даже малейшие неровности могут привести к недопустимым нагрузкам на конструкции трубы, капсулы или даже организм пассажиров. Традиционно эта проблема решается усилением основания дороги и точной подгонкой, что значительно повышает ее стоимость и практически нереализуемо на тысячекилометровых дистанциях. В век информационных технологий гораздо проще решить эту проблему, поставив магистраль на опоры и поручив выравнивание трубы электронным устройствам, что при некоторых технических находках может оказаться значительно дешевле.

Помимо качества дороги, на высоких скоростях возникает проблема управления. Человек не способен реагировать достаточно быстро в плотном потоке городского движения на скоростях порядка 100 километров в час, поэтому функции управления на себя берет автоматика. В этом и заключается главное преимущество автоматизированных систем, поскольку пересечения магистралей могут проходиться без снижения скорости движения. Уже доказано, что персональное управление отдельного транспортного средства не позволит эффективно работать в городе и всегда будет приводить к заторам. Для обеспечения свободного движения в мегаполисе, необходима сложная система диспетчерских центров. Вообще, алгоритмическая часть этой задачи уже давно исследуется в разных научных и технических центрах мира и в ней уже накоплен значительный опыт.

Практически ни у кого не возникает сомнений, что для работы транспортные средства должны использовать электрическую энергию. Это требование связано с тем, что запасы ископаемых органических видов топлива на планете истощаются, а их влияние на экологическую ситуацию весьма отрицательно. Использование водорода в качестве источника энергии также является сомнительным, поскольку, он все равно будет производиться из электрической энергии, т.е. стоить дороже электричества. Электрическая энергия все больше вырабатывается ядерными электростанциями, что очень дешево с экономической точки зрения и наиболее безопасно с экологической. С 2015 года планируется постепенный переход на еще более дешевую термоядерную электроэнергию.

В действительности не все так радужно. Существуют проблемы, которые необходимо решить для создания подобных магистралей. Например, для людей, страдающих клаустрофобией, необходимо предусматривать какие-то имитации пространства внутри капсулы. Тем не менее, технология достигла уровня, позволяющего решить все эти проблемы. Во всем мире полным ходом идет работа над созданием систем PRT и речь идет не о контроле 20% рынка, а о контроле мировой транспортной системы. Поэтому разработка транспорта будущего является в большей мере политической задачей, чем экономической.

Однако, как в России движутся дела в области разработки PRT-систем? Никак! В разных городах тестируются линии быстрого трамвая, городских электричек, монорельсовых дорог, электробусов, но все это не имеет никакого отношения к персональному транспорту. Системами PRT в России увлекаются лишь одиночки-энтузиасты. Один из них — Сергей Прохоренко — создал интересный сайт (http://skytaxi.narod.ru), в котором рассказывает о некоторых особенностях различных видов PRT. Вот, в частности, что он пишет про общую ситуацию в разработке транспорта будущего: «Все силы сейчас уходят в патентование, уже нагорожено множество юридически-бюрократических барьеров на пути нового вида транспорта. Каждая фирмочка проталкивает свой со всех сторон защищенный убогий проект и подставляет подножку другим. Поэтому дело не движется с мертвой точки. Это как раз тот случай, когда чрезмерная и расточительная конкурентная борьба вредна, от нее выигрывают только юристы. Причем победа вполне может достаться самому технически и экономически неудачному проекту, или вообще идея может быть в очередной раз на долгие годы опорочена.»

В связи с такой ситуацией, довольно разумным кажется создание еще одной госкорпорации, наподобие Российской госкорпорации нанотехнологий, которая создаст необходимые условия для разработки и внедрения новейшего вида транспорта. Во всяком случае, федеральному правительству стоит обратить пристальное внимание на эту проблему.

Tags: Технологии, Транспорт
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 10 comments