Беспилотный метрополитен: 40 лет поиска оптимальности

Автор: Александр Прасол, писатель, журналист

Беспилотные системы метро разной степени автоматизации сегодня работают в десятках стран. Поезда с высоким уровнем автоматики 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 берет на себя абсолютно все функции управления (о градации уровней автоматизации работы подвижного состава - по ссылке). Путь к таким чудесам техники на транспорте человечество начало ровно сорок лет назад в Японии.

Японский вариант: езда по направляющим

В феврале 1981 года в Стране восходящего солнца начал работать участок Порт-Айленд, широко известный как линия Port Liner. 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 колеса 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. Тиристорная тяговая 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/час.

Первая линия протяженностью в 6,4 километра связала центральный транзитный узел Кобе - станцию Санномия с искусственным островом порта и имела 9 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 легкий состав (фр. Véhicule automatique léger) или VAL — французская система автоматизированного (без участия машиниста) легкого 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.

Система VAL была разработана в 70-е годы учеными 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 подается через третий рельс, а заземлителем служат либо рельсы (или направляющий рельс), либо заземляющие планки. Поезда имеют колеса с резиновыми шинами, что значительно уменьшает шум движущегося поезда, добавляя комфорта пассажирам, и обеспечивает более-менее сносную обстановку для многочисленных туристов.

Система управления движением, предложенная университетом Лилля, предусматривала управление подвижным составом микропроцессорной техникой по специально выбранным меткам. На всем 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.

В метрополитене Лилля действуют 2 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.

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

После Лилля система VAL и ее 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 объем перевозок более миллиона болельщиков. Планируется также, 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. завершила первый этап и сформировала 37 станций метрополитена в столице Катара.

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 трехвагонных 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/час. 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 четвертой линии Blue и удлинение трех действующих. После ввода в эксплуатацию метро в полном объеме в 2026 году добавится еще более 60 станций и общая протяженность сети составит 300 км. 

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

***

Об авторе: Александр Прасол, писатель, журналист. Трудовую деятельность начал помощником машиниста тепловоза на Полтавском тепловозоремонтном заводе. После срочной службы в армии окончил факультет журналистики Львовского высшего военно-политического училища. Был военным корреспондентом на Тихоокеанском флоте, затем служил в газете «Красная звезда» в военно-историческом отделе. После увольнения в запас в звании капитана 1 ранга работал в газете «Гудок» и в НИИАС. Автор свыше 10 научно-популярных книг, часть из которых посвящена железной дороге. Для писем автору: alex_prasol@mail.ru

Другие статьи от автора:

Танк-паровоз Роберта Ферли: история необычного локомотива, 29 ноября 2020

Грузовой трамвай в России: забытая городская легенда, 26 марта 2021

Восьмиосные исполины: гигантомания на закате, 7 мая 2021

По теме беспилотного транспорта на железных дорогах:

Ольга Ускова, Cognitive Pilot: «РЖД может стать законодателем мод в сфере беспилотных систем на мировом уровне», 26 февраля 2021

Уровень автоматизации GoA4: перспективы на железных дорогах России и мира, 26 февраля 2021

***

Больше о железнодорожном машиностроении России и мира на нашем Telegram-канале. Подписывайтесь по ссылке: https://t.me/tzdjournal