Автомобильная система с компьютерным управлением

Система транспортных средств с компьютерным управлением , почти повсеместно называемая CVS , представляла собой персональную систему скоростного транспорта (PRT), разработанную японским промышленным консорциумом в 1970-х годах. Как и большинство систем PRT, разрабатывавшихся в то же время, CVS была основана на небольшом электромобиле для четырех человек, похожем на небольшой минивэн , который можно было заказать по запросу и доставить прямо к месту назначения пользователя. Однако, в отличие от других систем PRT, CVS также предлагала грузовые транспортные средства, включая конструкции «двойного назначения», которые можно было вручную выводить из сети PRT, а также возможность останавливаться на перекрестках в обычной дорожной сети.

Работа над CVS началась в конце 1960-х годов как демонстрационная система для «дорожной игры» на выставке Expo '70 . Эта демонстрация оказалась успешной и привела к дальнейшему проекту разработки в 1970 году, который несколько раз расширялся и в конечном итоге создал большую испытательную трассу за пределами Токио . Однако в 1978 году Министерство земли, инфраструктуры и транспорта отказалось предоставить CVS лицензию в соответствии с существующими правилами безопасности, сославшись на проблемы, связанные с коротким расстоянием пути . Поскольку другие предложенные варианты развертывания CVS также прекратились, работа над проектом завершилась где-то в том же году.

История

Фон

Концепция индивидуального скоростного транспорта (PRT) была разработана в 1950-х годах как решение проблемы обеспечения общественного транспорта в небольших городских районах и пригородах крупных городов. Существующие системы, тяжелые железные дороги и метро , ​​требовали крупной инфраструктуры и имели высокие капитальные затраты, что ограничивало их использование только самыми густонаселенными городскими районами. Автобусы могли курсировать по существующим дорогам, но из-за этого у них возникали проблемы с движением транспорта, и они не могли предлагать высокоскоростные услуги, которые сделали метро таким привлекательным для пассажиров. Современное PRT действительно зародилось примерно в 1953 году, когда Донн Фихтер, планировщик городского транспорта, начал исследование PRT и альтернативных методов транспортировки. В 1964 году Фихтер опубликовал книгу. который предложил автоматизированную систему общественного транспорта для районов со средней и низкой плотностью населения.

Решением оказалось «мини-метро», достаточно маленькое, чтобы маршруты не требовали таких же капитальных затрат, как традиционная система. Однако использование традиционных технологий для реализации такой системы не сработало бы, поскольку требуемое расстояние между транспортными средствами в системе метрополитена, известное как интервал , часто составляло несколько минут. Это означало бы низкую плотность транспортных средств, а в сочетании с небольшим количеством пассажиров на транспортное средство - очень низкую общую пассажировместимость. Чтобы такая система была практичной, необходимо было сократить расстояние между транспортными средствами, и развивающийся компьютерный рынок, похоже, смог решить эту проблему.

В 1950-е годы Соединенные Штаты пережили период интенсивного упадка городов . Планировщики указали на строительство системы автомагистралей между штатами как на виновника; люди могли покупать дома по низким ценам все дальше и дальше от своей работы в центре города, что привело к бегству капитала из городов. Только города с хорошо развитыми системами общественного транспорта, такие как Нью-Йорк и Бостон , похоже, избежали этих проблем. Если решением был общественный транспорт, то существовала потребность в системе, которую можно было бы построить в небольших городах по разумным ценам. Это, естественно, привело к появлению концепции PRT.

Развитие PRT получило серьезный импульс в 1967 году с началом так называемых « отчетов HUD », серии отраслевых исследований, финансируемых Министерством жилищного строительства и городского развития США (HUD), которые оказали сильную поддержку PRT. концепция. Публикация отчетов в 1968 году в журнале Tomorrow's Transportation вызвала волну событий по всему миру, поскольку казалось, что PRT станет «следующим большим событием». К началу 1960-х годов проводились десятки проектов PRT с широким спектром решений, от небольших систем метро до более сложных систем, которые в отчетах HUD назывались «вызов такси».

Трафик игра

В рамках программы Expo '70 в Осаке , начиная с 1968 года, команда университета и промышленности построила «дорожную игру» в павильоне автомобильной промышленности. Сеть представляла собой сеть направляющих на 5-метровой сетке, по которой проходило десять двухместных автомобилей с электроприводом. Автомобили связывались с центральным компьютером с помощью проводов под «проезжей частью», что позволяло компьютеру запускать и останавливать транспортные средства на перекрестках, если было перекрестное движение. Если бы этого не было, транспортные средства могли бы проезжать через перекресток без остановок. Это значительно увеличивает пропускную способность пассажиров за счет устранения ненужных остановок, которые происходят в системе с фиксированным расписанием (например, на светофорах), что увеличивает среднюю скорость транспортного средства.

Несмотря на то, что это была демонстрационная система, она была довольно продвинутой по сравнению с большинством систем PRT, которые тогда изучались. Большинство систем были разработаны в эпоху компьютеров второго поколения ( распространенной была PDP-8 ), которые были большими и относительно медленными. Эти системы обычно ограничивались планированием маршрута в фиксированной сети без остановок, что значительно упрощало задачу маршрутизации. Предполагалось, что транспортные средства в сети двигаются с фиксированной скоростью или полностью останавливаются в чрезвычайных ситуациях; остановок на маршруте, которые могли бы усложнить расчет времени, не было. Это означало, что сеть путепроводов не могла быть встроена в существующую инфраструктуру, например, дороги, на которых есть остановки в точках пересечения вдоль маршрута; станции приходилось строить «автономно», чтобы другие транспортные средства могли проезжать мимо на полной скорости.

Демонстрационная система «дорожной игры» была гораздо более гибкой. Компьютерная система всегда знала местоположение всех транспортных средств и могла ускорять и замедлять транспортные средства по мере необходимости в фиксированных точках сети. Это означало, что система направляющих могла быть построена по принципу, более похожему на обычные дороги, без необходимости разделять пути в точках пересечения или строить автономные станции. Хотя эти типы инфраструктуры улучшат производительность системы, в районах с меньшим спросом или трафиком от них можно отказаться, чтобы сэкономить на капитальных затратах.

Когда «игра с дорожным движением» оказалась успешной, дизайнеры предложили представить аналогичную, но более сложную систему на 18-м Токийском автосалоне в конце 1971 года. Официальная презентация была представлена ​​Министерству международной торговли и промышленности (MITI) в июле 1970 года. и принял это осенью. Построенная в период с апреля по октябрь 1971 года, новая система использовала автомобили масштаба 1:20 в сети, представляющей территорию шириной 300 м в районе Гиндза в Токио , с централизованной компьютерной системой, способной контролировать до 1000 транспортных средств.

CVS

После успешной демонстрации на Токийском автосалоне MITI предоставила финансирование для разработки полноразмерной версии той же системы в Хигасимураяме , построенной на базе существующего испытательного полигона для автомобилей и бывшего гоночного трека. Несколько других японских компаний уже занимались разработкой систем PRT, либо самостоятельно разработанных, либо с использованием лицензированных американских разработок, но конструкция «дорожной игры» с сетью пересекающихся направляющих и способностью справляться с движением транспорта сделала ее уникально продвинутой.

Базовая планировка пути была завершена к середине 1972 года, а осенью того же года было завершено строительство короткого пути для ремонтной площадки. Вскоре начались испытания безрамного шасси. Строительство остальной части пути было завершено к осени 1973 года. Испытательная трасса имела длину 2 км и ширину около 200 м и имела форму большой овальной петли. В центре кольца находилась сеть пересечений линий и несколько пассажирских станций на расстоянии 100 м, а также средства обслуживания и контроля. Верхняя часть петли использовалась для высокоскоростных испытаний, а нижняя включала две параллельные дорожки для экспериментов по перестроению полосы движения. Всего на пути было 4,8 км пути.

Первоначально система предусматривала смешанный парк из 100 автомобилей, но безудержная инфляция в 1970-х годах привела к сокращению бюджета, которое было компенсировано сокращением парка до 60. Базовый пассажирский автомобиль представлял собой четырехместную конструкцию, похожую на минивэн без «капота» для двигателя. Поскольку экстренное торможение было чрезвычайно мощным, пассажиры сидели лицом назад, а японское законодательство уже запрещало стоять в автоматизированных транспортных средствах. В некоторых версиях два из четырех сидений можно было сложить, чтобы разместить более крупный груз, например коляски или велосипеды . Компания CVS также провела испытания легких грузовых автомобилей массой от 300 до 400 кг. Были опробованы три типа грузовых кузовов; бортовая версия для грузов на поддонах, которые загружались с помощью двух ленточных конвейеров на путевой «станции», другая была похожа на пикап с кузовом, а последняя представляла собой закрытый почтовый фургон.

Компания CVS также разработала двухрежимную версию автомобиля, которую они продемонстрировали на выставке Expo '75 на Окинаве в июле 1975 года. Эта версия позволяла потенциальным клиентам приобрести автомобиль и ездить на нем, как на обычном автомобиле, на короткие расстояния на низких скоростях, используя энергию аккумулятора. . На больших расстояниях и более высоких скоростях автомобиль будет выезжать на направляющую, что обеспечит более высокую мощность и автоматическое управление, необходимые для более высоких скоростей. На выставке Expo также была организована более крупная групповая система скоростного транспорта от Kobe Steel , которая представляла собой лицензионную версию Alden staRRcar, строящегося Boeing Vertol .

Отмена

Была проведена двухэтапная программа испытаний. Фаза I заключалась в базовой конструкции и эксплуатации на различных скоростях с большим шагом для работы над механической конструкцией. Этот этап завершился в 1976 году, за ним последовал этап II - «демонстрация системы» с отрывом в одну секунду (значительно меньше, чем у автомобиля). Фаза II испытаний завершилась в 1978 году, и консорциум начал искать возможности развертывания, разрабатывая серьезное предложение по установке в Балтиморе .

Однако CVS столкнулась с теми же трудностями, что и многие другие системы PRT того времени. Сочетание снижения цен на бензин, изменения отношения к крупным общественным проектам такого масштаба и перерасхода средств в демонстрационной системе в Моргантауне, а также отсутствие прогресса в Управлении городского общественного транспорта в США — все это привело к ухудшению мнения о Системы ПРТ. Например, Комиссия по коммунальным предприятиям Калифорнии заявляет, что ее железнодорожные правила распространяются на PRT, и они требуют промежутков размером с железную дорогу. Степень, в которой CPUC будет требовать от PRT соблюдения стандартов безопасности «легкорельсового транспорта» и «железнодорожных фиксированных направляющих», неясна, поскольку он может предоставлять конкретные исключения и пересматривать правила. Хотя к этому моменту существовало множество полностью разработанных систем, готовых к установке, отсутствие интереса и финансирования означало, что новые системы PRT не были установлены, и только гораздо более крупные канадские системы Bombardier ART и французские системы VAL видели какие-либо проекты развертывания в 1980-х годах. .

Дж. Эдвард Андерсон, давний сторонник и критик PRT, отметил, что направляющая была очень большой и имела большое визуальное воздействие. Однако во многих других системах использовались аналогичные или более крупные направляющие, включая Morgantown PRT , и направляющая была меньше, чем обычная дорога. Он также отметил, что на станциях было только одно спальное место, что ограничивало вместимость, и что транспортным средствам приходилось тяжело ездить (они были неподрессоренными).

Описание

Автомобили CVS были построены как современные фургоны: шасси, на котором закреплены механические системы, с металлическим монококовым кузовом, расположенным сверху. Они были 3 м в длину, 1,6 в ширину и 1,85 в высоту и весили около 1 тонны. Движущая сила обеспечивалась обычным электродвигателем переменного тока напряжением 200 В, приводящим в движение задние колеса, который также обеспечивал рекуперативное торможение с силой до 0,2 G. Обычные тормоза могли увеличить эту силу до 0,4 G. Аварийную остановку с силой до 2 G можно было обеспечить с помощью взрывного механизма. устройство. Стандартный четырехместный пассажирский автомобиль весил 2000 фунтов.

Направляющая состояла из параллельных стальных двутавровых балок, образующих рабочую поверхность, с третьим стальным швеллером, проходящим посередине из двух, обеспечивающим направляющую, поверхность аварийной остановки, питание транспортного средства и связь. Из-за беговых поверхностей из резины по стали максимальный уклон подъема составлял около 10 градусов и уменьшался во влажную или снежную погоду. В хорошую погоду машины обычно двигались со скоростью 40 км/ч на низкоскоростных участках, но могли развивать скорость до 80 км/ч на высокоскоростных участках.

Для управления транспортным средством использовалась система управления подвижными блоками , аналогичная тем, которые используются на автоматизированных железных дорогах. На борту каждого транспортного средства был небольшой компьютер, который обменивался данными с внешними системами планирования каждые полсекунды или меньше, передавая информацию о его текущем положении с разрешением менее 2 метров. Положение измерялось с помощью небольших спиральных антенн, установленных на направляющих, которые также отправляли информацию о местоположении на компьютеры планирования со скоростью 1200 бит/с по индуктивной петле на пути.

Помимо «квантовых» компьютеров на машинах были протестированы три отдельные системы управления; Hitachi построила систему управления на высокой скорости по внешнему контуру на базе компьютера HIDIC-350 , позволяющую развивать скорость до 60 км/ч, Toshiba предоставила систему на базе TOSBAC-40 , которая запускала низкоскоростную зону сети на скоростях ниже 40 км/ч, а Fujitsu добавила третью систему на базе FACOM 230-35 , которая контролировала две другие и переключала трафик между ними.

в одну секунду Транспортные средства обычно двигались с интервалом , а это означает, что по одной полосе движения может проезжать до 3600 автомобилей в час, что соответствует 14 400 местам в час. Ожидалось, что в процессе эксплуатации он будет работать примерно на 1/3 этой мощности. Это поместило CVS прямо в середину спектра PRT/GRT, между автобусами, которые обычно доставляют около 3000 пассажиров в час в каждом направлении (миллионов в час), и обычным метрополитеном, скорость которого составляет около 50 000 пассажиров в час.

Библиография

Ссылки

• AGT, Управление по оценке технологий Конгресса США (май 1975 г.). Автоматизированный проезд по направляющим: оценка PRT и других новых систем (изд. 1975 г.). Управление по оценке технологий Конгресса США. ISBN  1-4289-2517-1 .
• Бойл, Дэниел К. (2006). Методы прогнозирования и планирования обслуживания транзитных пассажиров на фиксированных маршрутах (изд. 2006 г.). Национальное исследование Совета транспортных исследований. ISBN  0-309-09772-Х . - Всего страниц: 50
• Брэдбери, Кэтрин Л.; Даунс, Энтони; Смолл, Кеннет А. (январь 1982 г.). Упадок городов и будущее американских городов (изд. 1982 г.). Издательство Брукингского института. ISBN  0-8157-1053-4 . {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - Всего страниц: 309
• Фихтер, Донн (1964). Индивидуализированный автоматический транспорт и город (изд. 1964 г.). Провиденс, Род-Айленд. - Всего страниц: 162
• Хаар, Чарльз; Коул, Леон; Мерритт, Гарольд. Транспорт завтрашнего дня: новые системы для городского будущего (PDF) (изд. мая 1968 г.). Министерство жилищного строительства и городского развития США. {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
• Исии, Такемоти; Игути, Масакадзу ; Коси, Масаки и перевод Ямаситы, Акита. CVS: Автомобильная система с компьютерным управлением (PDF) (изд. 1975 г.). Доклады Третьей Международной конференции PRT. Архивировано из оригинала (PDF) 3 августа 2012 г. Проверено 20 декабря 2009 г. {{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) — с. 77-83