Ultra Lekki Szynowy Pojazd Autonomiczny

Wstęp

Pomysł na autonomiczny pojazd pojawił się u nas wiele lat temu. Ale wraz ze wzrostem popularności osobistych środków transportu sama idea zaczęła na nabierać większego sensu. W momencie kiedy hulajnogi elektryczne stały się pełnoprawnym używanym na codzień środkiem transportu, idea wykorzastani nieużywanych linii kolejowych do uzupełnienia potrzeb komunikacyjnych społeczności jest jak najbardziej na miejscu.

Założenia

Szynowy – Omawiając autonomiczne pojazdy szynowe musimy założyć, że będą się one poruszały na odcinkach odciętych od sieci kolejowej i nie używanych nawet okazjonalnie przez żadne inne pojazdy szynowe. Maksymalna prędkość pojazdu nie powinna przekraczać 25 km/h

Ultra Lekki – aby taki pojazd szynowy mógł być ekwiwalentem osobistego środka transportu, musi być ultra lekki. Ciężka hulajnoga elektryczna waży 30kg i jest w stanie przenosić dwie osoby, riksza rowerowa dla czterech osób (kierowca + 3 pasażerów) waży 10 kg. Można więc założyć że nasz pojazd nie powinien ważyć więcej niż 15-20kg na osobę , czyli makszymalnie ok. 100kg

Dla społeczności – pojazd ma zapewniać możliwość darmowego albo taniego przejazdu dla wszystkich, ale z położeniem nacisku na grupy wyłączone komunikacyjnie jak osoby starsze mniej sprawne ruchowo bądź młodzież.

Autonomiczny – jest to najtrudniejsze założenie zakładamy że nasz pojazd będzie się poruszał autonomicznie zarówno z pasażerami, jak i bez pasażerów dojeżdżając na żądanie. Oprogramowanie sterujące do wolnobieżnego autonomicznego pojazdu szynowego jest mniej o rząd wielkości mniej wymagające niż dla pojazdu drogowego, ale dalej jest rzeczą nie trywialną.

Konstrukcja:

Punktem wyjścia do konstrukcji pojazdu są projekty poziomych rowerów szynowych używanych przez stowarzyszenie RailBike.gr

Główne cechy pojazdów:

Kółka kolejowe z tworzywa o umiarkowanej średnicy (20-30cm)
Kółka napędowe gumowe, pompowane – zapewniają lepszą przyczepność i możliwości hamowania
Podwozie spawane z aluminium, amortyzacja opcjonalna.
Napęd elektryczny poprzez niezależne silniki dla każdego z kół napendowych (2-4 koła)
Zadaszenie opcjonalne w bardzo lekkiej konstrukcji (drewno, pleksi)

Uzyskiwane rezultaty:

Ze względu na nisko położony środek ciężkości pojazd jest bardzo stabilny
Gumowe koła zapewniają dobre przyspieszenie i hamowanie
Ze względu na nisko opory toczenia pojazd jest energooszczędny

Case study:

Rozpatrzmy kilka potencjalnych tras

Krzewie-Krośniewice – Długość trasy 5km, czas przejazdu pojazdem szynowym 15min, początek trasy jest stacją kolejową leżącą na trasie Warszawa – Berlin, koniec to centrum miasta z 4 tys. mieszkańców. Pojazd dostępny w momencie przyjazdu pociągu umożliwiał by szybki i łatwy przejazd do centrum miasta.
Inne metody transportu: pieszo (40 min.), taksówka

Kętrzyn-Węgorzowo – dystans 35km, czas podróży 1:30h.

Transport bezpośredni niedostępny. Po drodze istnieją dodatkowe miejsca potencjalnej obsługi podróżnych – Radzieje, Sztynort. Na trasie istnieją też atrakcje turystyczne jak Bunkry w Gierłoży, w Mamerkach oraz kanał mazurski.

Bezpieczeństwo:

Założenia:

Naszym założeniem jest budowa pojazdu który zapewni poziom bezpieczeństwa nie niższy niż miejsca hulajnoga elektryczna i rower

Kolizja z pojazdem drogowym:

Poziom bezpieczeństwa pojazdu szynowego od samego początku jest wyższy niż hulajnogi elektrycznej.

Kolizja z pojazdem szynowym:

Omawiany przez nas pojazd, w żadnym wypadku nie jest chroniony przed kolizją z innym pojazdem szynowym. Z tego powodu organizacja ruchu powinna wykluczyć możliwość spotkania na szlaku. Z tego powodu używany szlak powien być 1) wyłączony z jakikolwieg ruchu 2)powinien istnieć podział na dni prowadzenia ruchu ciężkiego i lekkiego (np. w przypadku weekendowych kolejek turystycznych)

Bezpieczeństwo w ruchu:

Należy tutaj rozpatrzyć dwa warianty.

Nie autonomiczny:

W przypadku sterowania pojazdem przez osobę poziom trudności i ryzyko nie jest większe niż w przypadku hulajnogi elektrycznej. W przypadku hulajnogi prowadzący musi zachować szczegółną ostrożność w trakcie przejeżdżania przez pasy, w przypadku omawianego pojazdu szynowego podczas przejazdu przez przejazd kolejowy. W obu przypadkach samochody mają obowiązek przepuścić pojazd, ale nie można tego zakładać jako pewnik.

Autonomiczny:

W przypadku autonomicznego systemu sterowania, oprogramowanie ma na celu rozpoznać dwie sytuacje.

1) Utrudnienie ruchu szynowego nie na przejeździe – leżący przedmiot (gałąź), osoba (pieszy), zwierze. Jest to sytuacja łatwiejsza

2) Utrudnienie ruchu szynowego na przejeździe. Jak już wspomnieliśmy wcześniej, w teorii pojazd szynowy ma pierwszeństwo przed pojazdem drogowym, ale nie może być to traktowane za pewnik. Pojazd szynowy musi się przed przejazdem zatrzymać i używając kamer sprawdzić możliwość przejazdu. Przejazd kolejowy jest wykrywany przez GPS oraz dodatkowy nadajnik (Beacon).