Введение
Нереализованный немецкий проект транспортной системы для перевозки людей 1970-х годов. Cabinentaxi, иногда Cabintaxi в английском языке, был немецким проектом по разработке транспортной системы для перевозки людей, осуществляемым компаниями Demag и Messerschmitt Bölkow Blohm при финансировании и поддержке Федерального министерства по исследованиям и технологиям (BMFT, Федеральное министерство исследований и развития Германии). Cabinentaxi был разработан для обеспечения недорогого массового транспорта там, где традиционные системы, такие как метро, были бы слишком дорогими из-за низкой пассажиропотока или высоких капитальных затрат. Системы Cabinentaxi могли функционировать в различных режимах в зависимости от потребностей. Наиболее известен как первая полноценная система персонального скоростного транспорта (PRT), где клиенты вызывали небольшой "автомобиль" по требованию, который затем доставлял их непосредственно к месту назначения без остановок по пути. Система также могла использоваться в режиме группового скоростного транспорта (GRT), с использованием более крупных транспортных средств вместимостью до 18 пассажиров. В этом случае транспортные средства следовали бы по фиксированному маршруту, останавливаясь на любой станции по запросу пассажира. Cabinentaxi также мог комбинировать оба режима на одной линии, что позволяло осуществлять прямую маршрутизацию в районы с высокой плотностью населения при низкой загруженности, сохраняя большие фургоны для периодов пикового спроса. В конце 1970-х годов Cabinentaxi рассматривался для реализации в двух проектах: BMFT финансировало развертывание в Гамбурге, а его американский аналог, Управление городского массового транспорта (UMTA), выбрало его в качестве основного претендента для реализации в Детройте. Корпоративные партнеры Cabinentaxi решили выйти из конкурса в Детройте, чтобы сосредоточиться на разработке в Гамбурге. Когда не связанные с проектом сокращения бюджета истощили финансовые ресурсы BMFT, проект в Гамбурге также был отменен, и совместное предприятие Cabintaxi отказалось от сферы общественного транспорта, сняв технологию Cabintaxi с рынка. В 1985 году права были приобретены небольшим американским консорциумом Cabintaxi Corporation, но дальнейшего развития не последовало. Единственным коммерческим применением стала модифицированная система Cabinlift, которая до 2002 года функционировала как горизонтальный лифт между зданиями в больнице Schwalmstadt Ziegenhain в Германии.
Cabinentaxi, sometimes Cabintaxi in English, was a German people mover development project undertaken by Demag and Messerschmitt Bölkow Blohm with funding and support from the Bundesministerium für Forschung und Technologie (BMFT, the German Ministry of Research and Development). Cabinentaxi was designed to offer low cost mass transit services where conventional systems, like a metro, would be too expensive to deploy due to low ridership or high capital costs. Cabinentaxi systems could be operated in a variety of fashions depending on the need. It is most widely known as the first true personal rapid transit (PRT) system, where customers call up a small "car" on demand which then takes them directly to their destination without any stops along the way. The system could also be used in a group rapid transit (GRT) fashion, using larger cars with up to 18 passengers. In this case the vehicles would travel along a fixed route, stopping at any station that a passenger requested. Cabinentaxi could also mix the two modes on a single line, which allowed direct routing to high density areas when traffic loads were low, saving the larger van like vehicles for the high demand periods. Cabinentaxi was in serious consideration for two deployments in the late 1970s; BMFT was in the process of funding a deployment in Hamburg while their U. S. counterpart, the Urban Mass Transit Authority (UMTA), selected it as a front runner for a deployment in Detroit. Cabinentaxi's corporate partners decided to pull out of the Detroit competition to focus on the Hamburg development. When unrelated budget cuts drained the BMFT's coffers, the Hamburg project was also canceled, and the Cabintaxi Joint Venture gave up on the public transit field and withdrew the Cabintaxi technology from the market. The rights were purchased in 1985 by a small U. S. consortium, Cabintaxi Corporation, but no developments have followed. The only commercial use was a modified system, the Cabinlift, which operated as a horizontal elevator between buildings at the Schwalmstadt Ziegenhain hospital in Germany until 2002.
Предыстория
В начале 1950-х годов градостроитель Донн Фихтер приступил к работе над книгой, которая в 1964 году была опубликована под названием «Индивидуализированный автоматический транспорт и город». Фихтер утверждал, что единственный способ решить проблему транспортных заторов в городах, вызванную ростом числа автомобилей, – использовать системы общественного транспорта. Фихтер полагал, что люди не будут пересаживаться из своих автомобилей, если системы не будут работать как такси, прибывая по вызову и доставляя пассажира непосредственно к месту назначения. Автобусы и метро не являются персонализированными, они следуют заранее определенным маршрутам и расписаниям, делая остановки, которые не обслуживают каждого отдельного пассажира, а только группу в целом. Фихтер и другие градостроители уловили дух времени, подогреваемый быстрым упадком городов в США. В 1962 году президент Кеннеди обратился к Конгрессу и заявил: «Сохранение и улучшение ценностей в существующих городских районах имеет важное значение. Но не менее важны меры по повышению экономической эффективности и комфорта в районах будущего развития. Поэтому национальное благосостояние требует обеспечения хорошего городского транспорта, с разумным сочетанием личных транспортных средств и современного общественного транспорта, чтобы формировать и обслуживать рост городов». Финансирование, предоставленное через Министерство жилищного строительства и городского развития США (HUD), привело к серии отчетов различных аэрокосмических компаний (в частности, Aerospace Corporation), известных сегодня как «отчеты HUD», в которых рассматривались различные концепции и оказывалась существенная поддержка основным идеям. Последующий законопроект, принятый в конце десятилетия, предоставил дополнительное финансирование для разработки нескольких экспериментальных систем и создал Управление городского общественного транспорта (UMTA). В то же время, Федеральное министерство исследований и технологий Германии (BMFT) занималось широким спектром транспортных исследований, включая различные поезда на магнитной подушке для высокоскоростного сообщения, несколько автоматизированных железнодорожных систем, а также более обычные исследования в области безопасности и сигнализации на железных дорогах. В рамках транспортных программ BMFT непосредственное участие принимали VOV (Немецкая ассоциация операторов общественного транспорта), Deutsche Bundesbahn (Немецкая федеральная железная дорога) и их эксперты по безопасности. Это гарантировало, что после завершения разработки системы будут соответствовать немецким (и, следовательно, международным) стандартам общественного транспорта. Когда BMFT узнал об отдельных усилиях компаний Demag и MBB, он призвал обе компании объединить свои усилия в рамках новой совместной операционной компании, которая стала Cabinentaxi. BMFT предоставило 80% от общего финансирования, что значительно меньше, чем их коллеги в США, которые полностью финансировались UMTA. К этому времени система была четко определена и ориентирована на предоставление полноценного PRT-сервиса от точки до точки. Чтобы избежать остановок по пути, станции располагались «вне линии», на отдельных путях, расположенных рядом с основными маршрутами, что позволяло поездам проезжать мимо них. Сами поезда могли переключаться по заранее определенному маршруту, что позволяло направлять их по оптимальному пути в сети любой сложности. Исследования показали, что для базовой системы подойдет трехместный вагон, однако для увеличения вместимости также были разработаны вагоны на 6, 12 и 18 пассажиров. Эти более крупные вагоны обычно планировалось использовать в режиме GRT для увеличения общей пропускной способности сети на ранних этапах развития, когда небольшие сети в густонаселенных районах не имели бы смысла в режиме PRT для небольших транспортных средств. Более крупные вагоны также могли соединяться друг с другом, образуя двухвагонные поезда, что еще больше увеличивало вместимость для некоторых простых задач. Одна из проблем всех эстакадных транспортных систем в целом заключается в том, что эстакады (автодороги или транзит) часто считаются неэстетичными. Чтобы уменьшить размер эстакад, Cabinentaxi пошла на необычный шаг, разрешив своим поездам двигаться по верхней или нижней части одного пути. Однако переключение с верхней на нижнюю часть пути было невозможно. Если эта опция использовалась, эстакады поддерживались столбами, прикрепленными к пути сбоку, а не непосредственно снизу. Эстакада Cabinentaxi заметно меньше и тоньше, чем традиционные эстакадные системы, такие как SkyTrain в Ванкувере. Ширина пути составляет примерно шесть футов, что немного меньше ширины парковочного места на улице.
Прототипы и испытания
Испытания двигателя и систем управления начались в 1972 году на 13-метровом замкнутом контуре и продолжались 18 месяцев. В августе 1973 года к ним добавилась 150-метровая испытательная трасса и три 3-местных вагона, установленные недалеко от Хагена, Германия. Испытательная трасса неоднократно расширялась. К октябрю 1974 года её длина составила 1136 метров, она включала две пассажирские станции с замкнутым контуром и два дополнительных вагона, в общей сложности пять. К 1975 году на трассе было три станции и девять вагонов. В октябре того же года был представлен первый 12-местный вагон. Окончательное расширение было завершено в 1976 году, в результате чего общая длина трассы составила 1,9 км, с шестью станциями и двадцатью четырьмя транспортными средствами.
Проекты по развертыванию
После завершения исследований безопасности различные уровни власти одобрили систему и разрешили ее коммерческую разработку. К тому моменту уже изучалось несколько проектов. Один из них – расширение оригинальной системы Хагена, которое рассматривалось скорее как пример процесса планирования, чем как серьезное предложение. Предполагалось поэтапное развертывание, начинающееся с 12 пассажирских вагонов в сети примерно из 40 станций, охватывающих центральную часть города. Затем планировалось добавление новых линий, пока система полностью не будет расширена до 138 км пути и 182 станций, охватывающих большую часть города, а также несколько пригородных районов и городов. На периферийных участках пути планировалось использовать преимущественно небольшие вагоны. Однако финансирование для этого развертывания так и не было получено. Был предложен проект системы для Гамбурга, изначально состоящий примерно из 7,5 миль эстакадной и подземной трассы с 11 станциями и 50 транспортными средствами. В 1977 году Hamburger Hochbahn оценила общую стоимость этой первоначальной установки в 56 568 000 долларов США, или 7,5 миллиона долларов США за милю двухполосного пути (для сравнения, канадская оценка 1980 года составляла от 75 до 80 миллионов долларов США за милю для подземных линий метро). Это не были окончательные затраты на систему, которые могли быть определены только после строительства, и рост стоимости уже наблюдался по мере приближения проекта к началу строительства. Компании-разработчики не нашли рыночных возможностей в Европе или Соединенных Штатах и покинули сферу общественного транспорта. Интерес к системе в США сохранился, и в 1985 году был создан консорциум для приобретения прав на проектирование под эгидой Cabintaxi Corporation. Однако ни одной установки реализовано не было.
Транспортные средства
Окончательными основными конструкциями транспортных средств для системы Cabinentaxi были "KK 3" (Klein Kabine 3) – трехместное транспортное средство, и "KK 12" (Klein Kabine 12) – двенадцатиместное транспортное средство, оба оснащенные полуавтоматическими дверями. Они были спроектированы с достаточным пространством между сиденьями для инвалидных колясок, детских колясок или велосипедов. Двери были полуавтоматическими: они блокировались и разблокировались под управлением транспортного средства, но открывались самими пассажирами. Кузова транспортных средств изготавливались из алюминия на стальном шасси и оснащались цельнорезиновыми колесами, которые взаимодействовали с направляющими рельсами на трассе. Cabinentaxi обеспечивала очень высокую степень использования пропускной способности линий – до 80% заполненности до возникновения заторов. Также Cabinentaxi предлагала транспортные средства различных размеров, вмещающие 6, 12 и 18 пассажиров. Более крупные транспортные средства могли формироваться в двухвагонные составы, что увеличивало пропускную способность системы при работе на небольших кольцевых или челночных маршрутах. Однако двухвагонные составы имели ограниченное преимущество в крупных сетевых приложениях, где короткие интервалы движения эффективно выполняют функцию электронной сцепки. Серия транспортных средств "KK" – "KK 3, 6, 12, 18" (все были спроектированы, но разработаны только KK 3 и KK 12) – имели одинаковую площадь поперечного сечения, различаясь только длиной. Благодаря единому стилю конструкции кузова и шасси эти транспортные средства могли использовать одну и ту же узкую трассу. Поскольку в них отсутствуют движущиеся части, транспортное средство с линейным двигателем (LIM) более надежно, чем транспортное средство с обычным двигателем. Еще одним преимуществом является отсутствие контакта между двигателем и трассой, поэтому снег или дождь не влияют на его работу, а это означает, что транспортному средству с LIM не требуется дополнительный зазор в плохую погоду. Кроме того, поскольку тяга не зависит от трения, LIM способны преодолевать более крутые уклоны. С другой стороны, LIM требуют наличия "реакционной рельсы", к которой двигатель прижимается, что незначительно увеличивает капитальные затраты.
Путеводитель
Cabinentaxi был разработан для обеспечения возможности движения транспортных средств как по верхнему, так и по нижнему пути, или по обоим на одном треке.
Направление и управление
Система управления Cabinentaxi была децентрализованной, состоящей из трех различных подсистем управления, каждая из которых отвечала за определенную часть общей работы системы. Сам транспортный модуль обеспечивал поддержание безопасного расстояния до впереди идущего транспортного средства и автоматическое переключение между путями. Поскольку измерение и контроль этого расстояния не требовали связи с внешними системами, время реакции значительно сокращалось, а интервалы между транспортными средствами были меньше, чем в системах, использующих центральный компьютер для управления интервалами. В Cabinentaxi также использовалась централизованная система управления, однако она не осуществляла непосредственного управления транспортными средствами. Эта система предназначалась для планирования наиболее эффективного маршрута при выборе клиентом пункта назначения и оплате проезда. Вычисленный маршрут затем загружался на магнитную полосу клиентской карты оплаты. После вставки карты в считывающее устройство вызывался транспортный модуль из зоны хранения или проезжающий мимо, после чего считывающее устройство передавало маршрут во встроенный компьютер транспортного модуля. После вычисления маршрут оставался неизменным, хотя клиент имел возможность остановиться на ближайшей станции, нажав кнопку в салоне. Третья подсистема управляла операциями внутри станций, которые были "отсоединены" от основных путей. Станции имели несколько посадочных мест для погрузки и высадки пассажиров, а также удлиненные зоны для разгона и торможения при включении или выключении транспортных средств с основных путей. При въезде на съезд со станции транспортный модуль автоматически замедлялся до полной остановки для высадки пассажиров. Компьютер станции затем направлял его на место в кольце ожидания до следующего клиента. По вызову транспортный модуль возвращался на основную платформу, где пассажиры использовали свою карту оплаты для посадки. После загрузки компьютер станции контролировал движение на соседнем основном пути, выявляя промежутки между проходящими транспортными средствами. Обнаружив подходящий промежуток, станция рассчитывала время, необходимое для разгона транспортного модуля до скорости основного пути, и давала команду на отправление в нужный момент, чтобы он достиг переключателя на основной путь одновременно с приближением промежутка.
Нагрузка и мощность системы
Ключ к эффективной работе любой системы PRT – это организация очередей свободных транспортных средств на всех станциях сети. Увеличение числа свободных транспортных средств сокращает время ожидания пассажиров и уменьшает необходимость перемещения пустых транспортных средств по сети для посадки пассажиров. Однако это требует большего парка транспортных средств, что увеличивает капитальные затраты. Связь между центральным компьютером и компьютерами станций позволяла перераспределять транспортные средства между станциями для поддержания необходимого количества свободных транспортных средств на каждой из них.