В январе 2022 г. стало известно, что американский стартап Parallel Systems получил финансирование раунда А в размере почти 50 млн долл. США от нескольких венчурных инвестиционных фондов на создание парка беспилотных рельсовых экипажей, их испытания и привлечение новых сотрудников. До этого стартап занимался разработками новых транспортных средств в закрытом режиме, используя небольшие (3,6 млн долл.) высокорисковые инвестиции, полученные на этапе посевного финансирования.

Содержание

  1. Концепция беспилотных грузовых рельсовых экипажей
  2. Новая транспортно-логистическая система
  3. Перспективы

Стартап Parallel Systems учрежден в январе 2020 г. тремя инженерами, которые ранее работали в компании SpaceX, причем двое из них возглавляли подразделения по созданию и испытаниям аппаратного и программного обеспечения средств авионики, а третий — отвечал за литий-ионные батареи для пилотируемых космических кораблей. В настоящее время в штате Parallel Systems заняты 25 инженеров, которые пришли из ведущих технологических компаний США, таких как Google, Tesla, Uber, SpaceX и др. Штаб-квартира Pa­ral­lel Systems находится в Лос-Анджелесе, второй офис — в Пало-Алто (Кремниевая долина).

Концепция беспилотных грузовых рельсовых экипажей

В настоящее время рынок автомобильных грузовых перевозок, выполняемых тягачами в США, оценивается более чем в 700 млрд долл. США. Бизнес-модель компании Pa­ral­lel Systems ориентирована на передачу части грузов с этого рынка на железнодорожный транспорт, чему должно способствовать на 75 % более низкое потребление энергии рельсовыми экипажами при перевозке контейнеров по сравнению с грузовыми автомобилями.

Концепция, предлагаемая Paral­­lel Systems, предусматривает использование для транспортировки стандартных морских контейнеров пары беспилотных моторных тележек с тяговыми аккумуляторными батареями, обеспечивающими пробег экипажа 800 км без подзарядки. Тележки оборудованы системами управления и машинного зрения для обнаружения препятствий и позиционирования, в том числе при операциях перевалки контейнеров.

Контейнеры опираются непосредственно на тележки, причем возможна перевозка контейнеров в два яруса. Грузоподъемность пары тележек составляет 58 т. Прототипы тележек (рис. 1) рассчитаны на движение со скоростью до 100 км/ч. В перспективе планируется ее повышение до 130 км/ч.

22007 1Рис. 1. Прототип беспилотной тележки

По мнению специалистов компании Parallel Systems, железные дороги идеально подходят для тестирования и быстрой коммерциализации технологий беспилотного вождения, поскольку доступ транспортных средств к железнодорожным путям регламентирован и уже существуют системы централизованного диспетчерского управления движением поездов. Беспилотные рельсовые экипажи могут взаимодействовать с диспетчерскими центрами и получать от них команды на движение так же, как и обычные поезда.

Концепция экипажа (рис. 2) запатентована, а для управления им используется инновационный программно-аппаратный комплекс. Моторные тележки оборудованы системами машинного зрения, позволяющими распознавать опасные ситуации и препятствия. Наличие индивидуального тягового привода в каждой тележке позволяет останавливать экипаж на расстоянии прямой видимости — его тормозной путь примерно в 10 раз меньше, чем у обычного грузового поезда.

22007 2Рис. 2. Концепция беспилотного рельсового экипажа

Возможно объединение от 10 до 500 беспилотных рельсовых экипажей при помощи виртуальной сцепки в одну колонну, что способствует уменьшению аэродинамического сопротивления движению и более эффективному использованию пропускной способности железнодорожной инфраструктуры.

На железных дорогах допускается более высокая осевая нагрузка по сравнению с автомобильными дорогами, что позволяет оборудовать тележки более емкими аккумуляторными батареями и соответственно увеличить дальность их пробега без подзарядки. При этом могут использоваться более дешевые батареи с меньшей удельной емкостью.

Основные технические данные беспилотных рельсовых экипажей приведены в таблице.

 22007 t1

Такие экипажи способны обеспечить существенное сокращение сроков доставки грузов по сравнению с широко применяемыми на железных дорогах Северной Америки длинносоставными контейнерными поездами. При этом экипажи могут эксплуатироваться как на коротких, так и на протяженных маршрутах. Кроме того, отпадает необходимость в переформировании поездов на сортировочных станциях. Массовое внедрение беспилотных экипажей может сделать контейнерные грузопотоки между терминалами близкими к непрерывным, что будет способствовать не только ускорению доставки грузов, но и повышению эффективности использования инфраструктуры и подвижного состава с одновременным повышением качества обслуживания клиентуры.

Новая транспортно-логистическая система

Рельсовые экипажи, разрабатываемые компанией Parallel Systems, предназначены прежде всего для повышения эффективности перевозок на небольшие расстояния по железным дорогам. В этом сегменте рынка они могут частично заменить автомобили за счет снижения расхода энергии на транспортировку контейнеров и тем самым разгрузить автомобильные дороги. Массовое внедрение таких экипажей будет способствовать также декарбонизации грузового транспорта.

Существующие контейнерные терминалы строились в расчете на длинносоставные поезда и потому занимают большие площади. Как правило, они расположены достаточно далеко от грузоотправителей и грузополучателей, что увеличивает время доставки.

При переходе к беспилотным рельсовым экипажам появляется возможность обойтись недорогими экологичными микротерминалами, максимально приближенными к отправителям и получателям контейнеров (рис. 3).

22007 3Рис. 3. Микротерминал для перевалки контейнеров между беспилотными рельсовыми экипажами и грузовыми автомобилями

В портах рельсовые экипажи могут доставлять контейнеры непосредственно к портовым кранам для погрузки на суда и точно так же забирать контейнеры на причале. Сокращается потребность в промежуточном хранении контейнеров на площадках порта и в транспортерах для перемещения контейнеров по портовой территории.

При наличии подъездного пути к промышленному или торговому предприятию контейнеры могут доставляться напрямую клиенту с более высокой эффективностью по сравнению с автомобильным транспортом, причем не только по затратам энергии, но и благодаря более высокой грузоподъемности рельсовых экипажей.

Компания Parallel Systems занята разработкой программного обеспечения для безопасной интеграции беспилотных рельсовых экипажей и сформированных из них колонн в существующий эксплуатационный процесс железных дорог. Специалисты компании намерены добиться совместимости беспилотных экипажей и традиционных грузовых поездов. Полностью автоматическая система с обменом данными между рельсовыми экипажами и центром управления в сочетании с машинным обу­чением позволит оптимизировать маршруты экипажей, график движения и потребление энергии.

Внедрение такой системы неизбежно предполагает пересмотр подходов к традиционной технологии регулирования движения поездов, основанной на их разграничении при помощи фиксированных блок-участков, длина которых в некоторых случаях может достигать 20 км.

Перспективы

Испытания первой версии прототипа беспилотного рельсового экипажа ведутся на коротком изолированном участке пути с ноября 2020 г. После получения финансирования раунда А компания Parallel Systems намерена привлечь еще 60 специалистов, чтобы продолжить разработку, производство и испытания усовершенствованных версий прототипов, а также ПО для управления их парком. В настоящее время завершаются работы по созданию второй версии прототипа беспилотного рельсового экипажа.

В феврале 2022 г. компания получила грант на проведение испытаний беспилотных экипажей на полигоне Центра транспортных технологий (TTCI) Ассоциации американских железных дорог.

А. Ефремов

Статья подготовлена на основе материалов компании Parallel Systems, порталов IEEE Spectrum (www.spectrum.ieee.org), Railway Age (www.railwayage.com) и Railway Gazette International (www.railwaygazette.com)  

Эта статья опубликована в журнале «Железные дороги мира», 2022, № 3.