donderdag 25 oktober 2012


PRT: Personal Rapid transit (geautomatiseerd openbaar vervoer).


Openbaar vervoer: bussen, treinen. trams... De dienstregeling is nergens precies goed. Vaak zie je halflege bussen rijden en als je niet goed oplet moet je een uur wachten op de volgende. Er zijn veel initiatieven met buurtbussen die je kunt bellen, maar ideaal is dat niet. De techniek biedt de mogelijkheid om vervoer op maat te maken. Dat noemen ze PRT: Personal Rapid Transit.

PRT: Wat is dat en hoe werkt dat?
Het systeem wordt wel eens beschreven als een horizontale lift: je stapt in en drukt op de knop van het station waar je naar toe wilt. De lift brengt je daar heen.

Stel: de liftcabine hangt niet aan kabels, maar beweegt over een klein spoor. Rijdend of hangend, dat maakt niet uit. Je stapt in, drukt op de knop en je gaat  automatisch naar je bestemming.   
         
                
De horizontale lift zonder obstakels: off-line stations.
Om te voorkomen dat andere voertuigen moeten wachten moeten de passagiers op een zijspoor in- of uitstappen: ‘off-line’. Anders zou het systeem bij drukte niet meer goed functioneren. Voertuigen die hun bestemming bereiken gaan naar een zijspoor en stoppen daar zonder andere voertuigen te hinderen. Voertuigen die onderweg zijn naar een ander station passeren dit station zonder vaart te verminderen.


Het netwerk.
Om van A naar B te komen wil je niet eindeloos door de stad kronkelen. Je wilt gewoon de kortste weg. Daarvoor is een netwerk nodig met meerdere sporen. Met wissels en knooppunten. 

                       
Om de snelste route te bepalen hoef je niet de stad te kennen en er is geen chauffeur voor nodig: het voertuig heeft een routeplanner.

De wissels zitten in de voertuigen zelf, dus niet in het spoor
Omdat de wagentjes vrij dicht op elkaar rijden moet het systeem in staat zijn snel van baan te wisselen. Dat is heel makkelijk te realiseren door de wisseltechniek niet in de baan te plaatsen, maar in de wagentjes zelf. Het wagentje bepaalt welke kant die opgaat. De baan zelf heeft geen bewegende onderdelen. Als er iets stuk gaat is het dus niet in de baan, maar in het wagentje. Er zijn verschillende ontwerpen voor dergelijke wissels. Zie bijvoorbeeld het systeem van Metrino of Vectus.

In- en uitvoegen zonder botsen.
Er zijn verschillende technieken beschikbaar om voertuigjes veilig te laten in- en uitvoegen. De voertuigjes kunnen draadloos met elkaar communiceren over hun positie, richting en snelheid. Een eenvoudige radar is al voldoende om botsingen te voorkomen. 

Het is voldoende als elk voertuig zijn eigen omgeving in de gaten houdt. Daar zijn geen centrale computers voor nodig. De voertuigjes nemen elkaar waar en reageren op elkaar volgens de regels om botsingen te voorkomen. Net zoals mensen dat doen, maar dan 1000x sneller. Hoe groter de omgeving is die elk voertuig kan overzien, hoe beter hij kan anticiperen, dus hoe soepeler en sneller het systeem werkt.

De aanleg: goedkope infrastructuur
De voertuigjes zijn klein en licht. Daarom kan de infrastructuur ook klein en licht zijn. Een kilometer spoor op een verhoging is zó aangelgd. Het overbruggen van een kruising of een kanaal is een peuleschil.

                                                                                                                                          
Capaciteit.
De voertuigjes worden automatisch bestuurd. Ze bewegen allemaal met dezelfde snelheid en kunnen dus op korte afstand achter elkaar aan bewegen. Op de snelweg rijden personenauto’s vaak op een afstand van minder dan een seconde. Daar voelt iedereen zich veilig bij. Als menselijke chauffeurs met een reactietijd van 0,2 seconden zich daar veilig bij voelen, dan is dat zeker veilig bij geautomatiseerde systemen met een reactietijd van milliseconden.

Elke seconde een voertuigje. Dat betekent 60 voertuigjes per minuut, ofwel 3600 voertuigjes per uur. Met een gemiddelde bezetting van 1,2 passagier per voertuig kom je dan uit op een aantal van ruim 4000 personen per uur. Per spoor. Dat zijn al gauw een paar stevige intercity’s vol.

Logistiek: altijd genoeg voertuigjes op de juiste plek.
Stel je hebt een mooi systeem met enkele tientallen stations en enkele honderden voertuigjes. In de ochtendspits willen de meeste mensen snel van het treinstation de stad in. En aan het eind van de dag wil iedereen tegelijk overal vandaan weer naar het station. Hoe krijg je het voor elkaar dat er altijd genoeg voertuigjes zijn? Dat is niet zo moeilijk:

Bijvoorbeeld: op elk station staan telkens minimaal vier en maximaal acht voertuigjes klaar. Op populaire stations het dubbele. Of het tienvoudige. Dat is een kwestie van slim plannen. Zodra er één te weinig is gaat er een verzoek naar het dichtstbijzijnde station om een nieuw wagentje te sturen. Die als het nodig is op zijn beurt aan het station dáárvoor een nieuw wagentje vraagt. En zo verder. Dat gaat razendsnel. Als er ergens een wagentje aankomt en er staan er al teveel, dan krijgt het vóórste wagentje de opdracht te vertrekken. Mét of zonder passagiers. Naar het dichtstbijzijnde station waar er nog niet teveel staan.

Om dit snel en soepel te laten functioneren moeten er op een aantal slimme plaatsen ‘bufferstations’ worden ingebouwd. Waar bijvoorbeeld minimaal dertig en maximaal vijftig wagentjes klaar staan. Dit werkt zonder centrale computers en is dus nauwelijks storingsgevoelig.

... maar mét centrale computer gaat het wel soepeler:
Het gaat natuurlijk wel veel soepeler als je een beetje overzicht hebt en kunt anticiperen. Daarvoor is dan wél een centrale computer nodig. Om de voertuigjes slim te verdelen moet er ergens op een centrale plek bekend zijn waar zij zich bevinden. De techniek is er: een systeem als Car2go maakt er volop gebruik van. Vervolgens kan de computer het overzicht houden en ervoor zorgen dat de wagentjes netjes verdeeld blijven.

Het programma dat dit systeem bestuurt moet kennis hebben van de dagelijkse gang van zaken om te kunnen anticiperen. Hoe meer kennis en ervaring in dit programma wordt geprogrammeerd, hoe beter de voertuigjes verdeeld worden. En hoe korter de wachttijden worden. Als deze computer een keer uitvalt dan is dat geen ramp: er wordt wat minder geanticipeerd en misschien worden de wachttijden op sommige punten iets langer. Dat is jammer, maar het systeem valt niet uit. Trouwens: de computer die deze taak beheert kan een redelijk simpele computer zijn. Het is heel eenvoudig om deze dubbel uit te voeren en er kan ook makkelijk op verschillende plaatsen een back-up geplaatst worden.

Het station.
De voertuigjes zijn klein en licht en worden elektrisch voortbewogen. Geen uitlaatgassen dus. Daarom kunnen er gemakkelijk uitstapplekken gemaakt worden BINNEN in een gebouw. Dus IN het ziekenhuis, of het winkelcentrum, het gemeentehuis. Dat is erg comfortabel. 

6 voertuigen per minuut in een groot station.
In een treinstation moeten in korte tijd veel passagiers worden verwerkt. Dat kan als volgt:zie filmpje


1. Voertuigen komen snel na elkaar het station binnen

2.Zes voertuigen kunnen tegelijkertijd beginnen met in- en uitstappen

3. Voertuigen 1,2 en 5 zijn klaar. Voertuig 1 en 2 kunnen gelijk vertrekken, voertuig 5 moet wachten op 3 en 4.

4. Voertuig 1 en 2 zijn inmiddels vertrokken. Voertuig 3, 5 en 6 zijn nu ook klaar, maar 5 en 6 moeten wachten op voertuig 4.

5. Voertuig 4 is als laatste nu ook klaar. Alle voertuigen kunnen nu weg.

6. De volgende zes voertuigen schuiven door en stellen zich op.

7. enzovoort, enzovoort.


Dit zijn 6 voertuigen per minuut, 360 per uur. Als elk voertuig 6 passagiers vervoert zijn dat dus meer dan 2000 passagiers per uur.

Onmogelijk? In de jaren 70 bestond het al: kijk dit filmpje.

6 opmerkingen:

  1. Een mooi systeem. Lijkt mij het ei van Columbus.

    BeantwoordenVerwijderen
  2. De Karin hierboven heeft helemaal gelijk.
    je zusje

    BeantwoordenVerwijderen
  3. Het best bewaarde geheim in verkeer en vervoer. Kijk ook eens op:
    http://www.verkeerenleefomgeving.nl/Baantaxi

    BeantwoordenVerwijderen
  4. Helemaal waar! Ook een leuke blog overigens.

    BeantwoordenVerwijderen