Nowe miasta - nowa era transportu. Piesi i latacze
Oczywiście mamy z tymi projektami wciąż spore problemy. Dubajskie prototypowe moduły zasilane są akumulatorami, które pozwalają na około trzy godziny pracy, ale ich naładowanie zajmuje aż godzin sześć. Co gorsza, te niewielkie pojazdy mogą poruszać się z prędkością nie większą niż 20 km/godz. Mimo jednak widocznych ograniczeń, do 2030 r. Dubaj zamierza zautomatyzować jedną czwartą swojego transportu pasażerskiego.
Twarz zamiast biletu
Chcąc w przyszłości kupować bilety - w autobusach, tramwajach i w metrze, możemy płacić… twarzą, co jest rozwiązaniem znanym już ze świata smartfonów i elektronicznego handlu. Na razie w miastach wprowadzane są platformy responsywne, takie jak Connecthings. Technika ta przekształca przystanki autobusowe w węzły komunikacyjne. Po zainstalowaniu sprzętu na przystanku, Connecthings może sparować się z Twoim smartfonem przez Bluetooth. Przykładowo, w Paryżu, który jest jednym z inteligentnych miast z Connecthings, gdy autobus znajduje się w odległości 8 minut od hotelu, użytkownicy otrzymują powiadomienie o lokalizacji pobliskich stacji rowerowych.
W zeszłym roku agencje McKinsey i Bloomberg New Energy Finance opublikowały raport na temat przyszłości mobilności. Nakreślono w nim cztery tendencje, które ulegają gwałtownym zmianom w transporcie pasażerskim. Są to: elektryfikacja, autonomia, niezależność, łączność i współdzielenie. Wizja miasta otwartego przede wszystkim dla samochodów wyszła już z mody. Obecnie mobilność na zatłoczonych obszarach miejskich oznacza inteligentne połączenia - nie tylko dla aut prywatnych, ale również dla rozwijającego się błyskawicznie w dobie handlu internetowego sektora transportu komercyjnego. Wykorzystanie pojazdów prywatnych zmniejsza się w wielu dużych miastach, a ludzie coraz częściej podróżują na większe odległości pieszo, rowerem i lokalnym transportem publicznym.
Miasta nie przestają rosnąć. Jak się szacuje w różnych opracowaniach, do 2050 r. będzie w nich mieszkało aż 70% ludzi na Ziemi. Obecnie gra toczy się więc o to, aby nie żyli oni w jeszcze bardziej zatłoczonych skupiskach, w bardziej zanieczyszczonym powietrzu i z jeszcze bardziej przeciążoną infrastrukturą niż obecnie. Jest wiele pomysłów na to, aby mimo wzrostu liczby ludności sytuacja się nie pogorszyła, a nawet wręcz przeciwnie. Najczęściej przyświeca im hasło zrównoważonego transportu.
Transport pełen wyzwań
Pod pojęciem zrównoważonego transportu rozumie się transport zbalansowany w kwestii wpływu na społeczeństwo, środowisko i klimat oraz zdolności do dostarczania w globalnej skali źródłowej energii na czas nieokreślony. Elementami składowymi oceny zrównoważonego rozwoju są pojazdy, źródła energii oraz infrastruktura wykorzystywana do transportu (drogowego, kolejowego, powietrznego, wodnego, kanałów i terminali). Działania krótkoterminowe często promują stopniową poprawę efektywności paliwowej i kontroli emisji zanieczyszczeń pochodzących z pojazdów, podczas gdy długoterminowe cele obejmują migrację transportu z energii pochodzącej z paliw kopalnych na wersje alternatywne, takie jak energia odnawialna i wykorzystanie innych zasobów odnawialnych.
Systemy transportowe wywierają znaczący wpływ na środowisko, odpowiadając za 20-25% światowego zużycia energii i emisji dwutlenku węgla. Większość emisji, prawie 97%, pochodziła dotąd z bezpośredniego spalania paliw kopalnych. Emisje gazów cieplarnianych z transportu rosną w szybszym tempie niż w jakimkolwiek innym sektorze wykorzystującym energię.
Społeczne koszty transportu to wypadki drogowe, zanieczyszczenie powietrza, zmniejszanie się aktywności fizycznej, poświęcanie czasu wolnego na dojazdy zamiast rodzinie oraz obciążanie domowych budżetów przez wzrost cen paliwa. Ciekawe, że wiele z negatywnych skutków dotyczy w sposób nieproporcjonalny tych grup społecznych, wśród których prawdopodobieństwo posiadania i prowadzenia samochodów jest najmniejsze. Zatory komunikacyjne to koszty, marnowanie czasu ludzi i spowalnianie dostaw towarów i usług. A ruch drogowy jest coraz większy. W Londynie podróż, która w 2012 r. trwała 20 minut, zajmuje teraz o prawie 5 minut więcej. Z kolei przeciętny mieszkaniec Los Angeles spędza rocznie w samochodzie ponad dwa pełne tygodnie robocze.
Światowa Organizacja Zdrowia przewiduje, że do 2030 r. wypadki drogowe, które obecnie pochłaniają rocznie 1,2 miliona ofiar na całym świecie, staną się piątą główną przyczyną zgonów. Szacuje się, że w dużych indyjskich miastach, takich jak Bombaj czy Kalkuta, każdego dnia wskutek takich wypadków umiera 550 osób.
Zamawianie transportu indywidualnego oparte na aplikacjach powoduje zmiany we wzorcach użytkowania dróg, choć niekoniecznie na dobre. Przyjęcie zaś do ruchu pojazdów autonomicznych oznaczać będzie jeszcze bardziej radykalne przekształcenia. Przykładowo, osoby jadące do pracy będą w stanie podczas podróży wykonywać w swoich pojazdach różnego rodzaju zadania - jeść, ćwiczyć fizycznie czy nawet zdalnie pracować. Równocześnie autonomiczne auta będą mogły samodzielnie realizować własne transakcje. Ustalenie, gdzie zaparkować niewykorzystane samochody, zdefiniowanie najwłaściwszych sposobów zagospodarowania ograniczonej przestrzeni drogowej oraz priorytetowe traktowanie pojazdów uprzywilejowanych okaże się prawdopodobnie dużym wyzwaniem dla projektantów systemów transportowych i urbanistów nadchodzącej przyszłości.
W miarę jak przechodzimy do coraz bardziej zelektryzowanego i cyfrowego świata, energia potrzebna do zarządzania naszą infrastrukturą transportową przestawi się z paliw kopalnych na bardziej zrównoważone źródła energii. Ponadto należy przeprojektować samą sieć elektryczną. Moc musi być dostępna w odpowiednim miejscu i we właściwym czasie, aby ładować i obsługiwać szeroki wachlarz pojazdów oraz wykorzystać ich zdolność do samodzielnego magazynowania i regeneracji energii elektrycznej.
Wreszcie - w świecie charakteryzującym się ogromnym wzrostem łączności i wymiany danych ryzyko ataków cybernetycznych staje się znacznie większe niż dotychczas. Systemy wymagają solidnej architektury danych, tak aby użytkownicy, przesyłki towarowe i pojazdy były odpowiednio chronione. Zabezpieczenie przed włamywaniem się do pojazdów mechanicznych lub hakowaniem na odległość, wraz z ochroną danych o pasażerach i przesyłkach towarowych, musi pozostać priorytetową kwestią zarówno dla producentów, jak operatorów, a nawet rządów.
Robot w mieście
Robot sam w mieście
Internet być może zmniejszy liczbę dojeżdżających do pracy, jednak e-handel zapełnił drogi i ulice dodatkowym ruchem pojazdów komercyjnych, dostarczających towar. Dlatego wiele miast na całym świecie eksperymentuje od niedawna z autonomicznymi robotami do małych przesyłek w handlu elektronicznym. W sierpniu 2017 r. Austin w stanie Teksas stało się jednym z pierwszych miast z pilotażowym programem regulującym pracę robotów dostawczych. Zgodnie z zarządzeniem, zautomatyzowani kurierzy muszą pracować na chodnikach i prowadnicach pieszych, ważyć do 136 kg oraz rozwijać prędkość maksymalnie do 10 km/godz.
Jeszcze w listopadzie 2014 r. Amazon rozpoczął testowanie dostawy w tym samym dniu co zamówienie przy użyciu pojazdów latających rozwijających prędkość do 80 km/godz. przez 30 minut czasu lotu, transportujących paczki ważące do 2,3 kg. Firma United Parcel Service (UPS) eksperymentowała z kolei z samochodami dostawczymi nowego typu. Opracowała prototyp umożliwiający uwalnianie z nich dronów, co miałoby pozwalać kierowcom na wykonywanie więcej niż jednej dostawy na raz.
Nowszym rozwiązaniem dla dronów z potencjałem kurierskim jest opracowany na Uniwersytecie w Zurychu system DroNet. W sposób dynamiczny korzysta on do nawigacji z danych dotyczących ruchu miejskiego.
DroNet, czyli dron plus sztuczna inteligencja
- DroNet rozpoznaje statyczne i dynamiczne przeszkody, po czym może je spowolnić, aby uniknąć z nimi kontaktu - wyjaśniał w mediach Davide Scaramuzza, profesor robotyki i percepcji na Uniwersytecie w Zurychu. - Dzięki odpowiedniemu algorytmowi zrobiliśmy krok naprzód w kierunku integracji autonomicznej nawigacji bezzałogowej z naszym codziennym życiem.
DroNet stosuje zamiast droższych czujników kamery. System korzysta z algorytmu sztucznej inteligencji, sięgając po techniki deep learning do interpretacji obrazów i kierowania dronami na bieżąco w warunkach miejskich.
Mikrosamochody elektryczne
Opisane na początku dubajskie kapsuły symbolizują wyobrażenia o przyszłości transportu miejskiego, bo chodzi o niewielkie elektryczne pojazdy. Niedawno informowaliśmy w MT o rozwijanych w wielu miejscach na świecie systemach autonomicznych, opartych najczęściej o mikrobusy i jeszcze mniejsze kapsułkowe pojazdy. Nawet jeśli w przyszłości miałyby wciąż dominować prywatnie posiadane pojazdy, widzi się je w mieście właśnie w tego rodzaju kształtach i gabarytach.
Przykładem tych tendencji jest konstrukcja Uniti - elektrycznego dwumiejscowego pojazdu o zasięgu akumulatora wynoszącym ok. 150 km. Szwedzki start-up, który samochodzik zaprojektował, chce produkować 50 tys. jego egzemplarzy rocznie, w całkowicie zautomatyzowanym zakładzie w Szwecji, przy czym pierwsze dostawy zaplanowano na 2019 r. Wcześniejszy pojazd elektryczny tej klasy, Renault Twizy, od 2012 r. sprzedany został w liczbie ok. 20 tys. sztuk.
W tym roku na rynek ma wejść Eli ZERO - dwuosobowe autko o maksymalnej prędkości 40 km/godz. Firma Eli, która je zaprojektowała, snuje wizję przyszłości z pojazdami osobowymi o niewielkiej prędkości używanymi tylko w centrach miast, podczas gdy szybsze środki transportu publicznego lub większe samochody, w modelu ride-sharing, przewożą ludność na dłuższych dystansach poza centra i obszary miejskie. To już stawianie na konkretną wersję rozwoju transportu. A tych wersji jest więcej.
Mikrosamochód elektryczny Eli Zero
Londyn dla pieszych
Koncepcja utrzymania w miastach dominacji ruchu samochodowego, nawet jeśli miałyby to być małe elektryczne kapsuły, generalnie budzi sporo wątpliwości. Również modele współdzielenia pojazdów okazują się wcale nie tak korzystne. W marcowym numerze MT pisaliśmy o tym, jak z powodu działania serwisów ride-sharingowych Ubera i Lyfta ulice miast takich jak Nowy Jork stają się bardziej a nie mniej zatłoczone. Pasażerowie, którzy wcześniej korzystali z transportu publicznego, wybierają bowiem tanie „taksówki” Ubera.
Dlatego silna jest wspominana wcześniej tendencja, aby w ogóle zabrać miasta - a przynajmniej ich centra - autom, a oddać je pieszym i ewentualnie rowerzystom. Firma zmarłej niedawno znanej architekt Zahy Hadid proponuje sieć dróg dla pieszych w centrum Londynu. Projekt zmierza do tego, aby przekształcić pod kątem ruchu pieszego całe dzielnice, a nie tylko zamienić w deptaki pojedyncze ulice.
Połączeniem idei ruchu pieszego z postulatami tych, którzy chcieliby jednak przemieszczać się trochę szybciej, nie pocąc się na rowerze, mógłby być system ruchomych chodników, który według projektów miałby na razie powstać w pobliżu centralnych stacji metra w Londynie. Na taki pomysł wpadła firma NBBJ. System składałby się z trzech linii o różnych prędkościach, które non stop znajdowałyby się w ruchu. „Pasażerowie” mogliby płynnie wchodzić na ruchome platformy poprzez najwolniejszą linię i następnie przechodzić na te szybsze, aby podróżować dalej. Najwolniejsza z nich poruszałaby się w tempie 5-14 km/godz. Linia średniej prędkości zapewniałaby ok. 20 km/godz., a najszybsza - 24 km/godz.
Londyńska Oxford Street obecnie…
…i po udostępnieniu dla pieszych
Istnieje jeszcze jedna możliwość. Można by ruch pasażerski przenieść w powietrze. Technologia aerotaksówek i dronów pasażerskich wydaje się wielu użytkownikom miast, zwłaszcza tym zamożniejszym, niezwykle kusząca. W projekty tego rodzaju mocno wierzą miliarderzy z Krzemowej Doliny, choćby kolega Elona Muska i współzałożyciel Google’a, Larry Page. W projekty latających aut zainwestować miał już z własnych funduszy 100 mln dolarów. Główną przeszkodą dla powietrznej motoryzacji są jednak względy bezpieczeństwa. W sytuacji, gdy w ruchu co do zasady dwuwymiarowym wydarzają się miliony wypadków i masowo giną ludzie, dodawanie trzeciego wymiaru wydaje się co najmniej nierozsądne.
Mimo to w przestrzeni powietrznej Dubaju od wielu miesięcy testowane są pasażerskie, autonomiczne drony Ehang 184, które pokazywano po raz pierwszy na targach CES 2016. Każdy z nich może unieść maksymalnie ponadstukilogramową osobę, na wysokość do 500 m. Bateria drona pozwala na pokonanie do 50 km podczas pojedynczego lotu. Maksymalna prędkość, jaką pojazd osiąga, wynosi 160 km/godz., ale władze Dubaju twierdzą, że zazwyczaj będzie się on poruszał z szybkością 100 km/godz.
Holenderska firma PAL-V zaprezentowała podczas niedawnego Salonu Samochodowego w Genewie swój latający samochód, PAL-V Liberty. Dwumiejscowy pojazd znajduje się nadal w fazie badań, ale spółka planuje rozpocząć loty już w 2019 r.
PAL-V Liberty
W ubiegłych latach, podczas tych samych genewskich targów, firmy Italdesign i Airbus przedstawiły koncepcję Pop.Up - pierwszego modularnego, w pełni elektrycznego, bezemisyjnego systemu transportowego, który ma ograniczyć wzmożony ruch na drogach w zatłoczonych miastach. Pop.Up to wizja transportu multimodalnego, w pełni wykorzystującego zarówno przestrzeń naziemną, jak i powietrzną. Kojarzy oba sposoby poruszania się po mieście w jednym modułowym systemie. Kluczowym elementem projektu jest kapsuła pasażerska, która zmienia się w miejski samochód - po prostu łącząc się z modułem naziemnym, wyposażonym w podwozie z włókna węglowego i zasilanym akumulatorowo. Gdy pojazd wjeżdża w miejski korek, kapsuła odłącza się od modułu naziemnego i frunie, przenoszona przez moduł powietrzny napędzany ośmioma wirnikami. Kiedy pasażerowie dotrą do celu, moduły powietrzne i naziemne wraz z kapsułą autonomicznie wracają do specjalnych stacji ładowania, gdzie czekają na następnych klientów.
Modułową wizję transportu miejskiego przedstawiła jakiś czas temu również Politechnika Federalna w Lozannie. Jej Clip-Air to zespół maszyn składający się z komponentu latającego (płatowca, kabiny i silników) oraz kapsuł, które są zdejmowane i mogą być konfigurowane odpowiednio do przewozu osób lub ładunków. Stwarza to możliwość przenoszenia jednocześnie dużej ilości towarów i wielu pasażerów (w komfortowych warunkach), co wiąże się z oszczędnością paliwa i czasu. Kapsuły mogłyby także być odpinane w jednym miejscu i przepinane np. do wagonów kolejowych.
Kolej międzyaglomeracyjna
Skoro miasta mają być jeszcze większe i tworzyć z innymi tzw. konurbacje, atrakcyjną ofertą dla takich zespołów urbanistycznych może stać się kolej Hyperloop. Zarówno Virgin Hyperloop One, jak i Hyperloop Transportation Technologies pracują nad konkurencyjnymi projektami w rejonie na południe od Wielkich Jezior - co jest pewnym zaskoczeniem, zważywszy, że wcześniej mówiono o budowie superszybkiej kolei w Kalifornii.
Trasa Hyperloop One, zaproponowana przez Komisję Planowania Regionu Mid-Ohio (MORPC) i jedno z dziesięciu zwycięskich zgłoszeń do konkursu Hypeloop Global Challenge, ma przenosić pasażerów z Pittsburgha, przez Columbus, do Chicago w zaledwie 47 minut.
Konkurencyjny projekt HTT zakłada, że pasażerowie podróżowaliby z Cleveland do Chicago w 28 minut. Nowością w tym projekcie jest dodanie do ruchu pasażerskiego również towarowego.
Wizualizacja kolei Hyperloop
Prezesem Virgin Hyperloop One jest nie kto inny, jak Richard Branson. Start-up ma już podpisanych kilka umów międzynarodowych na rozwój systemów, od Indii po Anglię. Na torze testowym DevLoop w Nevadzie inżynierowie firmy pracują nad zwiększeniem prędkości, z obecnie uzyskiwanych prawie 400 km/godz. do ponad 1 tys. km/godz. Celem jest uzyskanie do 2021 r. działającej hiperpętli.
Stany Zjednoczone nie są znane z rozwijania projektów szybkiej kolei. Jak widać, zamiast budowy następnych autostrad i otwierania połączeń lotniczych, jak to miało miejsce w XX wieku, rodzą się tam obecnie koncepcje łączenia wielkich metropolii za pomocą innowacyjnych systemów transportu. Przykładem tego zjawiska jest też projekt Texas Bullet Train, który miałby połączyć giganty miejskie Houston z Dallas-Fort Worth. Pociągi miałyby przypominać japoński Shinkansen, który na trasie Tokio-Osaka emituje jedną dwunastą ilości gazów cieplarnianych w stosunku do tego, co „produkuje” samolot (o samochodach osobowych nie ma co wspominać).
Jeśli Amerykanie przesiądą się z samochodów i samolotów do pociągów, to niezależnie od innych wydarzeń, jakie nas czekają na świecie, na pewno będzie można mówić o transportowej rewolucji.
Firm o projekcie magistrali Hyperloop w rejonie Wielkich Jezior:
Wizja transportu miejskiego przyszłości:
Autonomiczne kapsuły testowane w Dubaju:
