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
- Концепция беспилотных грузовых рельсовых экипажей
- Новая транспортно-логистическая система
- 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.
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.
Возможно объединение от 10 до 50 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.
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).
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.