Lean Transit System                                        for a Sustainable City   April 2002 Hem Innehåll Kap 1 Kap 2 Kap 3 Kap 4 Kap 5 Kap 6 Kap 7

4.            Delsystem inom ett Lean Transit-koncept I detta kapitel beskrivs de viktigaste komponenterna som ingår i ett Lean Transit-system. Allmänt kan konstateras att det för flertalet komponenter finns flera alternativa lösningar, men att få bygger på etablerad, kommersiell teknik: Vidare är förslagen sällan förankrade hos någon resursstark aktör och samverkan mellan förslagsställarna oftast ringa. 4.1.        Fordon; storlek, framdrivning Av principerna med Lean Transit följer att fordonen bör vara små. De bör dessutom endast tillåta sittande resenärer, för att undvika skador vid nödbromsning och ges en aerodynamisk utforming, för att minska energiförbrukningen. Kraven på personlig säkerhet innebär vidare att en passagerare ges rätt att välja medresenärer och därmed möjlighet att åka ensam. Lättare fordon ger också möjlighet till en smäckrare bana och lägre kostnader. Snart sagt varje system som har lanserats håller sig med en egen variant på fordon. System med hängande vagnar eller på inkapslade banor ställer naturligtvis särskilda krav på vagnarnas utformning. Vagnar för stödjande banor påminner om personbilar. Följande krav tillkommer (som är mer eller mindre väl tillgodosedda i de olika förslagen): Automatisk styrning (impulser utifrån), möjlighet till växling, automatiska dörrar, plant golv (även för rullstol och ev gods). Flertalet system utgår också från att in- och urstigning endast sker från ett håll vilket innebär att delar av taket bör kunna öppnas. Några förslag bygger på eller innehåller "plattformar" som bär olika fordon, t ex vanliga bilar eller lastpallar. T ex innehåller FlyWay-konceptet denna möjlighet. Naturligtvis är det önskvärt att en viss standardisering kunde ske när det gäller fordonens utformning - så att de kunde användas i olika bansystem. Med de problem som finns inom järnvägsområdet är detta kanske en ren utopi, men visar också på behovet. Ett sätt att förenkla introduktionen av ett nytt system är att ta fram Dual-Mode-fordon som kan användas både som traditionell bil och som "PRT-fordon" Det finns några sådan förslag, bl a RUF (se ovan) men de innebär en större modifiering av dagens bilar. 4.2.        Styrning av fordonen Automatiska fordon kräver väl fungerande och säkra system för att "hålla sig på vägen" och för att välja väg vid förgreningar. För hängande och inkapslade system kombineras styrningen med bankonstruk­tionen. För mer öppna bansystem kan styrningen kan ordnas med en fast fysisk bana - t ex en räls, styrskena eller med sidobarriärer. Erfarenheter bör finnas att hämta i de halvautomatiska system för bussar som framförs i "Guided mode", som används på flera håll i Europa. En möjlighet är att montera vinklade styrhjul, likt O-bahn-systemet (se foto). I Bombardiers GLT-system används i gatan nedsänkta styrskenor och en liknande teknik finns i Translohr-systemet. En annan möjlighet - där dock drifterfarenheterna är mindre - är att använda induktions­kablar som läggs ytligt i gatan. Denna teknik används (se ovan) av Toyota och ingår i minst två projekt med Neoplan-bussar, dels i STREAM-systemet tillsammans med Ansaldo (se nedan) dels för bussar i Lausanne, samt i ett projekt i Liverpool med Cegelec/AEG. I ett annat utvecklingsarbete, CIVIS som drivs i Frankrike av Renault/Matra, prövas ett optiskt system där bussen följer en i gatan målad linje. Dessa system är såvitt bekant avsedda att används med förare och tekniken kanske inte kommer att kunna godkännas för automatisk drift av fordon i högre hastigheter. Andra tekniker har valts för flera förarlösa system som nu prövas i flera olika projekt, delvis inom EU-projektet CyberCars. Ett holländskt system, FROG, har utnyttjat erfarenheter från automatisk styrning av truckar. Detta navigationssystem används i ParkShuttle och i CyberCab (se ovan), men fordonen har inte prövats i de hastigheter som är aktuella i ett Lean Transit-system. FROG-systemet kommer också att utnyttjas av systemet ULTra, som dock till stor del avses köras på en separat bana (se foto). Det skulle också vara intressant att pröva förutsättningarna för att använda en traditionell bil som ett Lean Transit-fordon. Mindre elbilar, som bl a DaimlerChrysler (GEM) och Ford (TH!NK) marknadsför, skulle kunna utgöra bas för att ta fram dual-mode-fordon passande för ett LeanTransit-system. Detta ingår också som ett led i Hondas ICVS-koncept, men automatisk drift har såvitt bekant ännu inte introdu­cerats. Bilarna behöver kompletteras med en automatisk styrning (fart och riktning). Drive-by-wire-teknik (som bl a ingår i GMs konceptfordon AUTOnomy) kan tänkas överbrygga skillnaderna i teknik och "användarinterface". I länder med vinterklimat måste man speciellt säkerställa friktion för styrning och bromsning på snö, is eller lövansamling. Med linjärmotordrift och mekanisk styrning mot banan är man oberoende av friktion. Med hjuldrift och hjulstyrning krävs säkerhets­barriärer eller liknande. Problemen kan minskas med en övertäckt bana och/eller bra teknik för renhållning av banan. Möjligheterna att styra fordonen på ett säkert sätt är naturligtvis central för utformningen av ett system med förarlösa fordon. 4.3.        Växling av fordonen Växling av fordonen bör lämpligen inte ske genom rörliga delar i banan då det med hittills känd teknik tar för lång tid. I stället kan det lösas med rörliga styrhjul eller liknande på fordonet. Systemet bör medge växlingar utan hastighetssänkning. I hängande system och stödjande system med inkapslad bana eller liknande integreras växlingen i bankonstruktionen. De konstruktionsmässiga problem som detta innebär redovisas inte här, men det kan konstateras att drifterfarenheterna är begränsade. För mer öppna bansystem finns ett antal mer eller mindre realistiska förslag, t ex yttre styrhjul som sänks ner på utsidan av en fläns. En annan möjlighet är att styra fordonet som en bil, påverkad av yttre styrimpulser från t ex induktionsslingor - eventuellt kombi­nerat med något buffertsystem. (fysiska barriärer). För att kunna accepteras måste tekniken också fungera vid halt väglag - att hindra fordonet från att köra rakt fram. En möjlighet är att automatiskt sänka hastigheten vid nedsatt friktion. De system enligt Guided mode för bussar (se ovan) som använder fysisk styrning innefattar såvitt känt inte någon växlingsfunktion. Vid optiska eller induktiva styr­impulser skulle detta däremot vara möjligt. De fordon som styrs av navigationssystem, typ FROG, kör förutbestämda rutter och växlar inte. Genom utplacerade referenspunkter (t ex permanentmagneter) kan korrige­ringar ske. Vilken exakthet som kan uppnås vid halt väglag och högre hastigheter har såvitt bekant inte studerats. Denna fråga torde ha en avgörande betydelse för om dessa tekniker kan komma att användas i ett Lean Transit-system. 4.4.        Trafikledning För en säker och effektiv styrning av förarlösa fordon i ett system krävs teknik för detek­tering av fordonen, logisk bearbetning och överföring av styrimpulser till fordonen. Systemen måste dessutom ha betydande inbyggd redundans och säkerhetsrutiner som berörda myndigheter kan godkänna. Informationsinsamlingen kan lösas antingen med indikatorer i banan, genom radarsystem eller möjligen satellitövervakning. För ett effektivt utnyttjande av vagnarna i systemet behövs också en tomvagnshantering där systemet håller reda på var alla vagnar finns och dirigerar dom till platser där resenärer finns eller väntas. Kapaciteten i systemet ökar om fordonståg kan formeras innebärande att fordonen fysiskt eller virtuellt sammankopplas. Den enklaste principen för trafikledningen är att alla fordon håller samma hastighet - s k synkron styrning. Den tillämpas t ex av CyberCab-systemet, men kräver en centraldator och är störningskänslig. Om hastigheterna tillåts variera - asynkron stryrning - beroende på belastningen på nätet (t ex risk för köbildning framför vävningspunkter) uppnås ett mer flexibelt system. Asynkron styrning kräver mer indata som lämpligen hanteras av lokala datorer, vid varje vävningspunkt/växel, som samlar in data om inkommande fordon och styr deras ankomsttid genom att anpassa fordonens hastighet. Dataöverföringen kan göras per tråd utmed bansträckningen eller via mobil kommu­nikation. Av säkerhetsskäl kan systemen kompletteras med radarvarnare eller annan teknik som tillser att fordonet inte kommer för nära  det framförvarande. System för trafikledning av spårtaxisystem har utvecklats i Sverige och simuleringar även av mycket omfattande system har genomförts där olika principer har kunnat testas. Tekniken har dock inte prövats i verkligheten.. Erfarenheter från bl a signalsystemen i Stockholms tunnelbana indikerar att detta teknik­område inte får nedprioriteras. Det bör inte innehålla några större, enskilda svårigheter men systemets omfattning och krav på snabb och ständig tillgänglighet innebär att omfattande tester behöver genomföras. 4.5.        Energiförsörjning Ett LeanTransit system förutsätts bestå av elektriskt drivna fordon. Vid hängande system eller system med inkapslad bana kan överföringen av elströmmen göras via kontakt­ledningar i balken/banan och detta inte utgöra något större konstruktionsproblem. Man kan också tänka sig att fordonen förses med batterier eller annat lagringsmedium och att laddning sker endast på vissa sträckor och vid "parkering". Vid en jämförelse mellan spårtaxi och buss beräknades energiförbrukningen (per person­kilometer) för spårtaxi till ca 25% av bussens. För system med öppen bana blir strömmatningen svårare - i vart fall då fordonen har gummihjul så att återmatningen av elen inte kan ske direkt till marken. Arrangerandet av kontaktledningar vid stationer behöver också studeras säkerhetsmässigt. I flera PRT-koncept används batterier som laddas när fordonet inte används. Eftersom batterier även fortsättningsvis kan beräknas vara dyra och tunga bör kontaktledningar i någon form också utvärderas. Dessa kan också antas ge bättre möjligheter att ta tillvara bromsenergi och ge fordonen en snabbare acceleration. I projektet STREAM i Trieste (se foto) testas eldrivna bussar med kontaktledningar i gatan där kontakt­plattan är ledande bara när ett fordon befinner sig ovanför. Projektet innehåller också funktioner för styrning av bussen via induk­tionskablar. Induktiv laddning av batterier har prövats av flera biltillverkare och den tekniken kan vara ett alternativ för Lean Transit-fordon. Linjärmotordrift är ett alternativ för de flesta utformningarna av ett Lean Transit-system. Det är tänkbart både med motorn i fordonet och i balken/banan. 4.6.        Banans separation och placering Eftersom fordonen framförs automatiskt har flertalet spårtaxi/PRT-system föreslagits få en helt avskild bana. De senaste åren har några flera system med fordon som rör sig i gatumiljö presenterats och också tagits i drift. I dessa fall har hastigheten sänkts och skydd mot påkörning införts. Med denna teknik uppnås inte tillräcklig kapacitet och attraktiva restider för längre sträckor. Med system med öppen bana kan färd på banan kombineras med färd på öppen mark - med en lägre hastighet och de krav som vi ställer på ett Lean Transit-system kunna tillgodoses. Det system som är närmast denna lösning är ULTra, (se foto) men förebilder och erfarenheter kan också hittas i systemen med guided mode-bussar. Flertalet skisserade system placerar balken/banan på pelare uppe i luften varvid en fri höjd på 4-5 meter krävs - i vart fall när vägar korsas. Det innebär ganska stora ingrepp i stadsmiljön och en stor nivåskillnad vid stationerna, se nedan. Vid utformning och placering av balken/banan måste också hänsyn tas till behovet av skydd och underhåll av banan samt möjligheterna att ta hand om (resenärer i) fordon som har stannat utmed banan. Banor kan också tänkas dras utmed andra kommunikationsleder, t ex i mittremsan utmed infartsvägarna. Med ett dual-mode-utförande skulle detta vara speciellt lämpligt och banan kan då fortsätta fram till olika parkeringshus. Bansträckning i eller i anslutning till byggnader kräver naturligtvis ett samarbete med fastighetsägaren. Balken/banan skulle också kunna användas för annan ledningsdragning. 4.7.        Stationsutformning Stationerna förläggs på sidospår till banan, så att inte den passerande trafiken hindras. Stationsutrymmena (motsvarande järnvägstermen väntsal) kan göras små eftersom uppehållstiden är kort. En hållplats med ett fordonsläge har beräknats få en kapacitet på 150-250 resenärer per timme och med flera fordonslägen nå en kapacitet på ca 1200 resenärer per timme.[10] Stationerna integreras lämpligen med målpunktens byggnader så att stationen upplevs som ett rum med en eller flera dörrar - liknande en hall med hissdörrar (fotot från Morgantown). Lämpligtvis kan Lean Transit-entrén kombineras med entréer till caféer, kiosker eller andra affärer. Dessa näringsidkare kan också vara intressenter i driften av transport­systemet. Vid större stationer kan flera parallella spår behövas, kanske ett per våningsplan, men eftersom en station inte hindrar trafiken är det troligen lättare att anlägga ytterligare stationer. På detta sätt kan man tänka sig att det i en tät stad finns stationer i vart eller vartannat kvarter. Likt en hiss används dubbla dörrar (både i fordonet och i väggen), som öppnas genom uppvisande av "giltigt färdbevis" - ett magnetkort eller liknande. Instigningen skall ske i plan och vara anpassad till rullstol, barnvagn eller godspall. Kortet läses också av utrustning i fordonet där destinationen anges. Därmed skapas också förutsättningarna för det personliga säkerhetssystemet. Eftersom det finns mer än 100 förarlösa persontransportsystem i drift finns många exempel på utforming av stationer med liknande egenskaper. 4.8.        Anpassning till stadsmiljön I den täta staden kan banorna antingen läggas mitt i gatan eller i anslutning till husen som får arkader. Eftersom vagnarna rör sig snabbt måste man beakta hur denna ström av fordon uppfattas av de som vistas i intilliggande hus och på marknivån. Ett alternativ är att sätta ett siktskydd på den ena sidan. Gröna växter kan ge en bra visuell miljö både för resenärerna och för betraktare utifrån. I den attitydundersökning som genomfördes 1994 framhölls intrånget i stadsmiljön som den största negativa faktorn varför stor vikt bör läggas på denna aspekt. Det är naturligtvis också möjligt att dra banan under mark, men det är mycket dyrare och mindre attraktivt för resnären. I förortsområden bör banorna läggas i anslutning till annan "infrastruktur". 4.9.        Övriga tjänster En bana för Lean Transit är intressant också för godstransporter, t ex så att ett automa­tiskt godsflöde kan föras utanför den egna fabriken/lagret och nå ett lokalt "utlämnings­ställe". Den enda komplettering av persontrafiksystemet som behövs är utrustning för att "öppna dörren" och beställa resan. Förses fordonen med fällbara säten kan samma fordon användas för omväxlande gods och passagerare. Stationer för lastning och lossning utrustas med gafflar eller dylikt för hantering av EUR-pallar. Flera PRT-utvecklare (bl a Taxi2000) har förutsett denna möjlighet.