Беспилотный метрополитен: 40 лет поиска оптимальности. Искусственный интеллект берёт управление городским транспортом в свои руки

Опубликовано 25 октября 2021

Поезда с высоким уровнем автоматики уже эксплуатируются в Москве, а в Казани при наличии соответствующей нормативной базы к 2025 году планируется запуск работы метро на высшем уровне GoA4 — без машиниста, когда искусственный интеллект берёт на себя абсолютно все функции управления. В эксклюзивной статье для «Техники железных дорог» Александр Прасол рассказал о том, как сорок лет назад путь к таким чудесам техники начался в Японии и Франции.

Японский вариант: езда по направляющим

В феврале 1981 года в Стране восходящего солнца начал работать участок Порт-Айленд, широко известный как линия PortLiner. Это был не совсем метрополитен, а городская система автоматизированного проезда по направляющим (automated guideway transit, AGT) в городе Кобе, управляемая компанией Kobe New Transit. Роль рулевого устройства осуществляли углубления, по которым двигались колёса вагонов. Движение подвижного состава было организовано в одном направлении.

Для новой линии компания Kawasaki Heavy Industries построила 72 вагона для 12 поездов в шестивагонном исполнении. Для облегчения вагоны были изготовлены из алюминия. Система питала поезд энергией постоянного тока напряжением 600 вольт. Для этих целей существовал третий (контактный) рельс. Специальные катки двигались по направляющим подобно монорельсу. Городской автоматический поезд мог развивать скорость в 60 км/ч.


Поезд 8000-й серии на линии PortLiner, Кобе, Япония. Источник: Funini.com


Поезд 2000-й серии на линии PortLiner, Кобе, Япония.

Первая линия протяжённостью в 6,4 километра связала центральный транзитный узел Кобе станцию Санномия с искусственным островом порта и имела девять станций. Через четверть века, 2 февраля 2006 года, линия была продлена на 4,3 км до нового аэропорта Кобе, построенного на искусственном острове недалеко от Порт-Айленда.

Первоначально, до расширения аэропорта в 2006 году, кольцевой участок был однопутным и использовался только для движения поездов против часовой стрелки. В настоящее время основной участок между Санномия и аэропортом полностью двухпутный, но оставшаяся часть кольца не была перестроена, так что три станции с префиксом PL по-прежнему обслуживают только один путь.

Претерпел изменения и подвижной состав. На смену первым вагонам 8000-й серии были построены новые, серии 2000-й, которые работают на линии до сих пор.

Лилль: город первого в мире метро-беспилотника

В 1983 году во французском городе Лилль, в котором на тот момент жили 170 тысяч человек, торжественно открыли метрополитен. Но не простой, а беспилотный! И это стала первая в мире подземка, в которой поезда водили автоматические системы управления VAL, вскоре получившие широкое распространение. Автоматический лёгкий состав (фр. Véhicule Automatique Léger) или VAL — французская система автоматизированного (без участия машиниста) лёгкого метро (или аналогичных отдельных линий в сети традиционного метрополитена) с подвижным составом на шинном ходу, использующаяся в качестве городского транспорта, для обслуживания аэропортов и т.д.


Первые испытания системы VAL в 1970-е годы. Источник: goodmorninglille.org

Система VAL была разработана в 70-е годы учёными и студентами Первого университета Лилля и знаменитого предприятия Matra, которое строило, в том числе, болиды для автогонок. Такое содружество позволило сделать городскую подземку малошумящей, что для города-музея под открытым небом, который посещает несколько миллионов туристов в год, является немаловажным достоинством.

Французская система шинного хода, разработанная признанными специалистами двух гигантов Мichelin и Renault, имеет и специальные направляющие, которые помогают проходить стрелочные переводы и в некоторых случаях предотвращают поезд от схода. Метровагоны на шинах питаются электричеством, которое подаётся через третий рельс, а заземлителем служат либо рельсы (или направляющий рельс), либо заземляющие планки. Поезда имеют колёса с резиновыми шинами, что значительно уменьшает шум движущегося поезда, добавляя комфорта пассажирам, и обеспечивает более-менее сносную обстановку для многочисленных туристов.


Тележка метрополитена на шинном ходу. Резиновые катки со стальной ребордой позволяют не только поддерживать вагон, но и обеспечивают переход по стрелкам

Система управления движением, предложенная университетом Лилля, предусматривала управление подвижным составом микропроцессорной техникой по специально выбранным меткам. На всём протяжении маршрутов двух веток метро они считываются микропроцессорной аппаратурой и позволяют контролировать движение поездов, прицельно останавливаться на станциях и управлять переводом стрелок.

Также автоматически открываются двери для высадки-посадки пассажиров.

В память компьютера заносятся значения, которые позволяют ориентироваться в границах пассажирской платформы и двигаться по перегону с предварительно рассчитанным энергоэффективным режимом. Для обеспечения дополнительной безопасности пассажиров автоматического метрополитена предусмотрена установка на платформах раздвижных дверей.


Платформенные двери на одной из станций метрополитена Лилля, Франция. Источник: metroautomation.org

В метрополитене Лилля действуют две линии. Линия 1 — длиной в 13,5 км, из которых 8,5 км приходятся на подземный участок. На ней расположены 18 станций. Линия 2 — длиной 32 км, на ней 44 станции. Между линиями предусмотрены две пересадки, одна из них кроссплатформенная. Часть станций лилльской подземки имеет выходы и пересечения с трамвайными и автобусными маршрутами, на которых действует единый билет.

Каждый поезд в метро Лилля состоит из двух изолированных вагонов вместимостью 156 пассажиров.

Интервал движения составляет одну-две минуты в час пик, и до шести-восьми минут ранним утром или поздно вечером. Линии лилльского метрополитена охватывают центр города и соединяют его с пригородами Ломме, Васкеаль и Круа, а также соседними городами Рубе и Туркуэн на границе с Бельгией. На метро можно добраться до главных железнодорожных вокзалов Лилль-Фландрия и Лилль-Европа, а также основных достопримечательностей города: Дворца изящных искусств, собора Нотр-Дам-де-ла-Трей, Парижских ворот, Лилльской фондовой биржи.


Разъезд поездов в Лилле, Франция. Обратите внимание на своеобразие стрелочного перевода

Большинство станций подземки расположены на поверхности, и лишь некоторые с незначительным заглублением. Интерьер станций выдержан в минималистском стиле, что, очевидно, должно подчеркивать, что всё главное — наверху.

После Лилля система VAL и её аналоги получили распространение во Франции, Италии, Швейцарии, США, Южной Корее и на Тайване.

Накануне Чемпионата мира по футболу-2022: метрополитен в Дохе

От минимализма лилльского метрополитена есть смысл переместиться к самой современной автоматической подземке — метро столицы Катара Дохи. Построенный специально к предстоящему футбольному мундиалю метрополитен воплотил в себя все самые передовые технологии и градостроительные принципы, сохранившие, впрочем, приверженность к традиционной арабской архитектуре. Сеть метрополитена столицы Катара примет на себя основной объём перевозок более миллиона болельщиков.

Планируется, что столичное метро обеспечит рост доли общественного транспорта в общем числе поездок с 0,5 до 21%.


Метрополитен Дохи поражает красотой и размерами станций и техническим совершенством подвижного состава. В разработке внешнего облика станций приняла участие голландская архитектурная студия UNStudio, которая завершила первый этап и сформировала 37 станций метрополитена в столице Катара.


Поезд метро постройки Mitsubishi и KinkiSharyo в Дохе, Катар. Источник: expatica.com


На платформе в метрополитене Дохи, Катар. Источник: railway-technology.com

В 2014 году консорциум в составе японских Mitsubishi, Hitachi, Kinki Sharyo и французской Thales получил заказ на строительство под ключ полностью автоматизированного метрополитена, включая поставку 75 трёхвагонных поездов, укладку путей, установку платформенных дверей, устройство технической станции, монтаж систем сигнализации, связи, энергоснабжения и вентиляции тоннелей.

Подвижной состав строила корпорация Mitsubishi в сотрудничестве с Kinki Sharyo. Поезда спроектированы для следования со скоростью в 100 км/ч. Систему управления движением поездов по радиоканалу CBTC, диспетчерский центр управления движением, системы информирования пассажиров, видеонаблюдения и сбора платы поставит компания Thales.

Проект строительства метрополитена Дохи стоимостью 36 млрд долл. реализуется в два этапа.

Три линии первой очереди: Red, Green и Gold с 37 станциями — введены в эксплуатацию. На втором этапе предусматривается строительство четвёртой линии Blue и удлинение трёх действующих. После ввода в эксплуатацию метро в полном объёме в 2026 году добавится ещё более 60 станций и общая протяжённость сети составит 300 км.

Первые четыре поезда поступили в Доху в 2017 году. В октябре 2018 года с Kinki Sharyo был заключён контракт на поставку дополнительно 35 трёхвагонных поездов. В результате пассажиров на трёх действующих линиях общей протяжённостью более 85 км будут обслуживать до 110 полностью автоматизированных поездов.

Больше лёгкого чтива для тяжёлых будней ищите в нашем разделе LIGHT и в Telegram-канале @Vgudok

ИСТОЧНИК

Александр Прасол, писатель, журналист