Недавно была затронута тема проектирования дорожной инфраструктуры. Я бы хотел мельком заглянуть в будущее и осветить эту проблему немного иначе.Несколько лет назад по основной работе была задача автоматизировать поведение трёх кранов, которые двигались по одним рельсам и выполняли ряд операций. Разумеется, автомат должен был осуществлять планирование и оптимизацию движений самих кранов и их рабочих устройств, чтобы они не сталкивались, а заодно и повысить эффективность работы.
Когда всё заработало, выяснилась интересная вещь. В режиме автоматического управления, краны стали вести себя так, что даже я сам, разработчик алгоритма, не всегда мог сказать, почему в тот или иной момент было принято определённое решение. Но, при этом, общая производительность работы выросла, причём выросла заметно.
Задача одновременного перемещения масс людей — есть задача вычислительная, задача оптимизации, которой должен заниматься не человек, а компьютер.
Это как управление лифтами: есть ряд нажатых кнопок (запросов), текущее положение кабин и необходимость обслужить всех наиболее оптимальным образом. Пока отвлечёмся от дорог и посмотрим на задачу с точки зрения лифта.Ведь как бы было здорово: подошёл, нажал кнопку вызова, вошёл в кабину — и доехал до точки назначения.
Чуть изменим схему: пульт выбора точки назначения сделаем не в кабине, а в точке ожидания. Это позволит заранее рассчитывать очень много вещей. Например. Движение кабины можно рассчитывать с учётом возможности забрать максимальное число попутчиков, незначительно отклоняясь от маршрута. Если участок сети слишком занят, движение кабины можно автоматически перенаправлять на параллельные маршруты. Участки дороги можно помечать ремонтируемыми, в реальном режиме времени производя ремонт и возвращая их в строй.
В общем, мысль довольно очевидная: автоматическое управление потоками транспорта гораздо эффективнее.
Второе. Сейчас проводятся широкомасштабные исследования на тему создания автопилотов в авто. Всё это конечно хорошо, но автомобиль приходится оснащать огромным числом датчиков, применять серьёзнейшие алгоритмы распознавания — в общем, решение задачи не только сложное, но и дорогое. В результате, и так доступный 10% населения нашей Родины, автомобиль становится ещё дороже.
«Дешёвое» решение задачи с автопилотом — поместить транспорт в максимально контролируемые условия.
Например, монорельсовым транспортом управлять неизмеримо проще и дешевле. Не требуются огромные количества датчиков на каждой «кабине», нет опасности переехать пешехода, нет «красного света». Стабильная среда, минимум датчиков, минимум расходов, и всё это при очень серьёзных потенциалах в скорости перемещения.Дорогой асфальт, требующий постоянного сезонного обновления, можно заменить сравнительно дешёвым пластиковым коробом и, например, монорельсом (здесь есть варианты, есть что исследовать — пример лишь для простоты и наглядности). Ветки можно объединить в единую транспортную систему, имеющую централизованное управление. Получая запрос от пассажира в точке ожидания, транспортная система выделяет кабину оптимального размера (с учётом попутчиков) и направляет её к пассажиру.
Пассажир имеет возможность «заказать» транспорт заранее, находясь дома или на рабочем месте, при этом транспортная система заранее сообщает примерное время прибытия транспортного средства в точку отправления. Переправка из точки А в точку Б перестаёт быть опасным, перестаёт зависеть от пьяного водителя на встречке.
Дополнительной оптимизацией можно выделить участки с остановками из общего потока. При этом скорость основного потока будет максимальной, и остановка кабины не будет мешать другим.
Конечно, требуется ряд оптимизаций. Конечно, требуется внимательный подбор материалов. Конечно, требуется всесторонняя отладка и решение миллиона проблем — в жизни иначе не бывает. Всё это достижимо, если у нас есть мечта, есть конкретная цель — сделать передвижение скоростным, безопасным, достойным XXI века, в котором мы все живём.
Кстати, за рубежом это также понимают. И в это самое время отрабатывается целый ряд проектов автоматического транспорта, в том числе и монорельсового. Руководства западных стран отлично понимают: издержки на разработку транспорта сейчас, окупятся в будущем здоровьем, безопасностью и чистой природой.
P.S. Две трети нашей территории — вечная мерзлота. Автомобильный транспорт в этих случаях — довольно дорогое и небезопасное удовольствие. Создание подобной контролируемой системы скоростных перемещений, не зависящей от погодный условий — на самом деле, вопрос жизненно важный, особенно для нас.
P.P.S. В комментариях просили пример транспорта без монорельса. В числе прочих, есть вот такой японский прототип транспорта с довольно дешёвой инфраструктурой и скоростью в несколько сотен км/ч:
