Решение
транспортной проблемы лежит в преодолении противоречия, возникающего между
транспортом общественного и индивидуального пользования, а также грузового и
пассажирского назначения. Для этого необходимо создание магистральных путей
сообщения, обладающих необходимой пропускной способностью. Пропускная
способность это максимальный векторный
пассажиропоток.
Запишем
выражение для транспортной работы, выполняемой транспортной системой
A=Q∙l, пасс∙км,
где Q – количество перевезённых пассажиров, пасс;
l – среднее расстояние одной поездки, км.
Производительность
транспортной системы
W=A/T=Q∙l/T, пасс∙км/час,
где T - длительность интервала времени, за который выполнена транспортная
работа (длительность рабочего периода в сутки), час.
Векторный
пассажиропоток линии транспортной системы
P=W/L=Q∙l/T∙L,
пасс/час,
где L – суммарная длина линий транспортной
системы, км.
Рассчитаем
реальный среднесуточный векторный пассажиропоток линий Московского метрополитена в двух
направлениях по данным http:// mosmetro.ru/about/general/numeral на 03.01.2013 г.
P=9∙106∙14,43/19,5∙312,5=21285 пасс/час.
Рассмотрим
пропускную способность линии метрополитена (максимальный векторный
пассажиропоток) при использовании составов из 8 вагонов типов
81-717 (головные) и 81-714 (промежуточные). Максимальная вместимость вагонов из
расчёта 10 чел/м2 для вагонов 81-717
составляет 308 чел., а для 81-714 – 330 чел. Реальная
максимальная вместимость вагонов с учётом возможности пассажирообмена на станциях составляет 64% от максимальной, т.е. для вагонов 81-717 – 197 чел.,
а для 81-714 – 211 чел. Исходя из этого такой состав теоретически способен вместить n=2∙308+6∙330=2596 человек, а
на практике — n=2∙197+6∙211=1660 чел.
Теоретическая максимальная пропускная
способность линии в одном направлении при частоте движения поездов N=45 пар/час составляет
P=n∙N=2596∙45=116820 пасс/час.
Реальная максимальная пропускная способность
линии в одном направлении при нормативной частоте движения поездов N=40 пар/час составляет
P=n∙N=1660∙40=66400 пасс/час.
Норматив
максимальной пропускной способности линий Московского метрополитена в одном
направлении составляет P=60000 пасс/час.
В общем случае векторный пассажиропоток может
быть рассчитан по формуле
P=n∙Vc /Λ пасс/час,
где n - пассажировместимость транспортного средства, пасс ;
Vc - скорость сообщения, реализуемая в
транспортном потоке – это скорость транспортного средства с учётом
времени промежуточных остановок, но без учета времени простоя на конечной
остановке, км/ч;
Λ - интервал движения
транспортных средств, км.
Основной
критической величиной определяющей векторный пассажиропоток в приведённой
формуле является скорость сообщения. Дело в том, что при хаотическом движении и
движении с остановками производительность потока является неустойчивой
величиной. При производительности потока близкой к предельным величинам стоит
уменьшиться скорости или увеличиться времени остановки, как тут же возникает
лавинообразное снижение производительности. То есть такая транспортная система
является в принципе неустойчивой. Поэтому единственным путём
исправления ситуации является стабилизация скорости движения транспортных средств. Это возможно только путём
создания безостановочных магистральных путей сообщения с полной автоматизацией
движения.
Рассчитаем
предельную пропускную способность однополосной автоматической безостановочной
линии при использовании
малых транспортных средств (пассажировместимость n≤16 чел,
полная масса m≤3,2
т) и скорости безостановочного движения, соответствующей максимальной
скорости движения поездов метрополитена (V=80 км/ч) и интервале движения Λ=10 м=0,01 км
P=n∙Vc /Λ=16∙80/0,01=128000, пасс/час.
Пропускная способность такой линии в двух направления,
соответственно будет составлять 2∙P=256000 пасс/час.
Это означает, что организация безостановочного
движения по однополосной линии лёгких (вместимостью до 16 пасс с полной массой
до 3,2 т) транспортных средств превышает как реальную так и теоретически возможную пропускную способность линии метрополитена!
Средний
интервал реального движения поездов метрополитена при N=40 пар поездов в час и скорости
сообщения V = 41,62 км/час составляет
Λ=V/N=41,62/40=1,0405 км.
Это
соответствует линейной плотности пассажиропотока
q=n/Λ=1660/968=1,595 пасс/м.
При
использовании малых транспортных средств с непрерывным потоком (n=16 пасс, V=80 км/час) это соответствует интервалу
движения
Λ=n∙V/P=16∙80/66400=0,0193 км=19,3 м .
Среднесуточное
значение интервала движения при использовании малых транспортных средств с
непрерывным потоком вместо метрополитена будет составлять
Λ=n∙V/P=16∙80/21285=0,060 км=60 м.
Автоматическая
система управления транспортным потоком с непрерывным движением может
обеспечить безопасное движение при дистанциях между транспортными средствами δ≥1 м, что при длине малого транспортного
средства l =4,8 м соответствует
интервалу движения
Λ=l +δ=5,8 м.
Значит
на автоматические магистральные пути малых транспортных средств с непрерывным
движением с пассажирским транспортным потоком равным потоку линий метрополитена
можно вынести ещё и транспортные потоки автоматических
индивидуальных и даже малотоннажных грузовых транспортных средств (грузоподъёмностью
до 2,5 т)!!!
Лёгкие
транспортные средства означают лёгкий путь, малые габариты, лёгкие
искусственные сооружения и т.д., а значит и малые капитальные затраты. Более
того, такой путь может быть легко поднят над поверхностью Земли, обеспечивая
свободную развязку с существующими транспортными коммуникациями и естественными
преградами. При таком устройстве пути нет проблем и с пешеходами. Более того,
он может легко встраиваться в сложившуюся застройку городских территорий.
Наиболее
рациональным для метеоусловий России и других стран со снежным покровом в
зимнее время является верхнее по отношению к транспортным средствам
расположение эстакадного пути. Это означает, что транспортные средства
подвешиваются снизу к ходовой части, движущейся по эстакадному пути. Опережая
события, можно сказать, что такое исполнение пути имеет ещё множество
преимуществ. В частности, легко выполнимую полную защиту от атмосферных осадков, хорошую звукоизоляцию ходовой части,
интегрирование в конструкцию пути контактной сети и всех коммуникаций электроснабжения,
связи, сигнализации и централизованного управления, более рациональное
поведение кузова транспортного средства при прохождении кривых, более высокую
безопасность движения и т.д. Но самое главное возможна новая концепция
транспортного средства, которую можно назвать концепцией элтровэна.
Элтровэн – модульное транспортное средство,
предназначенное для перевозки пассажиров или грузов, состоящее из мовера (электрического транспортёра) и быстро стыкующегося с ним
кузова (вэна) , выполненный либо в виде пассажирского салона, либо в виде грузового
контейнера.
Реализация
такой концепции открывает множество перспектив. Разделяя ходовую часть от
кузова, решается проблема хранения транспортных средств. Кузова можно хранить в
кассетных шахтах домов, наподобие лифтовых шахт. Более подробно мы рассмотрим
эту технологию в дальнейшем. Ходовая часть (мовер) получает автоматическое
профессиональное обслуживание у операторов транспортных систем, а заодно
и более интенсивную и эффективную эксплуатацию, за счёт чего может быть
значительно уменьшено потребное количество моверов по отношению к
кузовам.
Упрощается
механическая конструкция транспортных средств, их надёжность и безопасность,
уменьшается трудоёмкость ремонта и обслуживания.
Реальной
становится полная автоматизация процесса эксплуатации транспортных средств и
обслуживания пассажиров.
В
более дальней перспективе становится возможным
создание по указанным принципам безопасных, надёжных и всепогодных
высокоскоростных междугородных и международных автоматических магистралей с
использованием магнитного подвеса и линейных электрических двигателей с
достижением скорости порядка 500 км/час. А выход на эти магистрали может
осуществляться всего лишь перестыковкой имеющегося
кузова.
Транспортные системы, реализуемые по указанным принципам с
единой логикой своего воплощения и развития, а также единой системой
рациональной унификации и стандартизации будем называть инновационными
транспортными ЭЛТРО-системами. Создание, разработка и экспериментальное
тестирование объектов таких систем может вестись в виде общедоступной
библиотеки проектов таких объектов, содержащих всю накапливаемую информацию
всех жизненных циклов объектов, начиная от научных экспериментов, и, кончая
технологией производства и эксплуатации.
Неоспоримым
преимуществом ЭЛТРО-систем является энергоэффективность.
Использование электрической энергии вместо энергии углеводородов, в
совокупности с использованием безостановочного движения, рекуперации энергии и
электромагнитного пути позволяет достичь в несколько раз более низких удельных
расходов энергии на выполнение того же объёма транспортной работы по сравнению
с традиционными транспортными средствами. Моделирование процесса движения
транспортных средств в ЭЛТРО-системе показывает, что удельный расход энергии может
составлять 15-20 Вт∙ч/т∙км. Это позволяет использовать на движение
энергию альтернативных источников, например, ветроэлектрогенераторов и солнечных батарей на пригородных и междугородных магистралях.
Аналогично система может действовать и по автоматической адресной доставке
грузов до 2,5 т, как физическим лицам так и любым
предприятиям, в том числе предприятиям торговли, общественного питания,
медицинским учреждениям, гостиницам и т.п.
Таким образом теоретические предпосылки по решению
транспортной проблемы вполне оптимистичны. Дело за конкретными техническими
решениями (а они уже имеются), менеджментом по продвижению и наличием воли для
воплощения.
|