Содержание
что это такое и как работает
Благодаря активному развитию автомобилестроения сегодня потребителю доступны несколько типов КПП: традиционная механическая коробка, «классический» гидромеханический автомат АКПП, бесступенчатый вариатор CVT, а также роботизированная коробка передач РКПП.
При этом коробка-робот является самым современным типом среди автоматических трансмиссий. Хотя работы по созданию подобного агрегата велись достаточно давно, успешная реализация и внедрение в массовое производство стало возможным только в последние десятилетия.
В этой статье мы рассмотрим КПП робот, что это такое и как работает, а также какие преимущества и недостатки имеют роботизированные трансмиссии по сравнению с другими видами коробок передач.
Содержание статьи
- Роботизированная коробка: устройство и принцип работы
- Коробка робот с двойным сцеплением: особенности
- Как работает роботизированная коробка передач
- Что в итоге
Роботизированная коробка: устройство и принцип работы
Итак, коробка – робот фактически является обычной механикой МКПП, где выключение сцепления и выбор/переключение передач осуществляется не самим водителем, а автоматикой.
Другими словами, процессы в коробке робот, представляющей собой механическую трансмиссию, попросту автоматизированы (роботизированы).
Главным преимуществом робота по сравнению с автоматом или вариатором является то, что данная трансмиссия достаточно проста в производстве, что позволяет снизить начальную себестоимость автомобиля. Также роботизированная коробка передач обеспечивает комфорт (по аналогии с автоматом), отличается высокой производительностью, позволяет добиться топливной экономичности.
С учетом таких особенностей автогиганты повсеместно устанавливают такие КПП на свои модели, причем как в бюджетном, так и в «топовом» сегменте.
- Устройство роботизированной коробки передач в общих чертах представляет собой механическую коробку, которая оснащена отдельными системами для управления сцеплением, а также выбором и включением передач.
Сцепление, по аналогии с МКПП, фрикционного типа, однако диск сцепления может быть одним или же представлять собой так называемый пакет сцепления коробки робот.
Еще возможен вариант, когда сцеплений сразу два.
Двойное сцепление устанавливается на преселективных коробках типа DSG или Powershift. Такие трансмиссии выгодно отличатся от обычных АМТ, так как обеспечивают высокий уровень комфорта и передачу крутящего момента без потерь во время переключений (нет разрыва потока мощности).
Часто коробка робот является агрегатом, который создан уже на базе готовых решений. За основу может быть взят гидромеханический автомат, где гидротрансформатор меняется на фрикционное многодисковое сцепление. Еще возможен вариант, где обычная «механика» получает электрический, гидравлический (электрогидравлический) привод сцепления.
Электропривод означает, что используются специальные сервомеханизмы (электродвигатели) и механическая передача. Гидравлический (электрогидравлический) привод работает благодаря наличию в конструкции гидроцилиндров. Эти цилиндры управляются электромагнитными клапанами.
Электрический привод принято считать более простым и дешевым вариантом.
При этом его скорость работы (то есть время переключения передач) достаточно низкая. Гидравлический привод заметно быстрее, однако решение требует наличия жидкости в системе под давлением, что увеличивает энергозатраты.
Как правило, робот с электрическим приводом ставится на более простые и дешевые модели, тогда как с гидравлическим приводом на машины среднего и высокого класса.
- Как и в случае с любым другим автоматом, роботизированной коробкой также управляет электронная система. Указанная система состоит из ЭБУ, входных датчиков, а также исполнительных механизмов.
Датчики следят за рабочими параметрами КПП (частота вращения на входе и выходе, в каком положении находятся вилки положение включения передач, режим селектора, температура и давление масла в версиях с гидроприводом сцепления и т.д.)
Затем данные передаются в ЭБУ коробкой робот, который на основании полученной информации формирует и отсылает сигналы на исполнительные механизмы с учетом заранее прописанных в контроллере алгоритмов.
Также коробки с гидравлическим приводом имеют гидроблок (по аналогии с АКПП) для управления гидроцилиндрами и давлением масла в системе.
Коробка робот с двойным сцеплением: особенности
Как уже было сказано выше, робот с одним сцеплением достаточно прост конструктивно, однако его минусом считается большой промежуток времени во время переключения передач. В движении это часто приводит к толчкам, провалам, рывкам и т.д.
Получается, заметно страдает комфорт. В результате была разработана коробка робот с двумя сцеплениями. Такая коробка переключает передач намного быстрее, то есть практически незаметно для водителя. При этом при переключениях передач не происходит разрыва потока мощности, что положительно сказывается на динамике, экономичности и ездовых характеристиках.
Если просто, данная КПП представляет собой сразу две МКПП в одном корпусе. Одна коробка отвечает за четные передачи, тогда как другая за нечетные. Каждая из коробок имеет свое сцепление, что и позволяет заранее выбрать следующую передачу и уже практически включить ее, пока автомобиль еще движется на предыдущей передаче.
Включение происходит почти моментально, а сам агрегат называется преселективная коробка передач (от англ. preselect, что означает предварительный выбор). Преселективный робот с двумя сцепления получился эффективным и компактным, что позволяет ставить данную КПП на разные автомобили.
Рекомендуем также прочитать статью о том, можно ли буксировать автомобиль с коробкой робот. Из этой статьи вы узнаете, как выполняется буксировка авто с роботом, что нужно учитывать при буксировке машины с роботизированной коробкой и т.д.
Двойное сцепление на таких коробках бывает «мокрым» и «сухим». В первом случае пакеты сцепления находятся в масле, тогда как во втором используется сухое сцепление. Отметим, что мокрое сцепление принято считать боле долговечным, тогда как сухой аналог отличается меньшим сроком службы.
Указанные роботизированные коробки, независимо от типа самого сцепления, обычно имеют гидравлический привод сцепления и передач. Использование электрического привода также возможно, однако встречается очень редко.
Как работает роботизированная коробка передач
Все коробки роботы имеют как автоматический, так и ручной режим работы (аналог Типтроник на АКПП). Также роботизированные коробки часто могут быть условно названы адаптивными КПП, так как система управления работает гибко, «подстраиваясь» под индивидуальный стиль вождения.
Еще отметим, что работа в ручном режиме позволяет водителю реализовать последовательное переключение передач «вверх» и «вниз» при помощи селектора, отдельной кнопки на селекторе и/или подрулевых переключателей-лепестков (в зависимости от особенностей и исполнения органов управления КПП). Некоторые РКПП имеют как возможность переключения селектором, так и подрулевыми лепестками.
С учетом особенностей такого режима работы, роботизированная трансмиссия иногда также называется секвентальной коробкой передач (когда переключения можно осуществлять только последовательно).
Что в итоге
Как видно, коробка робот представляет собой современное и достаточно эффективное решение.
Однако, как и любой другой агрегат, данная трансмиссия не лишена определенных недостатков. Как правило, ответом на вопрос, чем плоха коробка DSG или коробка робот с одним сцеплением, является низкая ремонтопригодность, дороговизна и сложность ремонта, отсутствие запчастей и т.д.
Рекомендуем также прочитать статью о том, как правильно ездить на коробке робот. Из этой статьи вы узнаете об особенностях эксплуатации КПП данного типа, а также что нужно учитывать при езде на машине с роботизированной коробкой передач.
В любом случае, данное решение все равно продолжает выглядеть достаточно привлекательно, особенно при покупке нового автомобиля, который имеет официальную гарантию производителя. Если же говорить о приобретении авто б/у с коробкой робот, в этом случае нужно отдельно принимать во внимание тип установленной коробки, ее особенности, срок службы, неисправности и т.д.
Роботизированная коробка передач: тупик или прорыв?
Из всех вариантов КПП больше всего вопросов вызывает именно роботизированный вариант.
Многие презрительно называют такую коробку «недоавтоматом». Доля истины в этом есть, ведь робот гораздо ближе к механике, чем к привычной АКПП. И, кстати, о проблемах с европейскими РКПП, которые массово устанавливал на свои автомобили концерн VAG, не наслышан только ленивый.
Аналогично ли обстоят дела у представителей японского автопрома и стоит ли отказываться от машин с роботозированной коробкой? Забегая вперед, отметим, что не все так страшно. Точней, совсем не страшно, а вполне удобно. Но давайте разбираться в данном вопросе вместе.
Как это работает?
Первые роботизированные КПП появились в начале 90–х годов. Американцы были правы, когда отметили, что прогрессом движет человеческая лень, ведь такая коробка передач была призвана избавить водителя от необходимости работать сцеплением и рычагом селектора. Робот представлял собой классическую МКПП, дополненную вспомогательными устройствами, которые регулировали процесс переключения. Они последовательно переключали передачи вверх и вниз, выбирали нужную, и регулировали включение сцепления в необходимый момент.
Технически это было реализовано следующим образом. От водителя требовалось перевести селектор в нужное положение и нажать на газ. Информация об оборотах двигателя поступала в микропроцессор, который регулировал положение дроссельной заслонки. После этого в ход шли актуаторы – сервоприводы, которые перемещали синхронизаторы сцепления в нужное положение и фиксировали их. Так включалась первая и последующие передачи. Помимо электрического привода сцепления и передач использовался и гидравлический. В нем электромагнитными клапанами сцепления управляли гидроцилиндры.
Казалось бы, был найден оптимальный баланс между МКПП и «автоматом». Роботизированная коробка была не так сложно устроена, как «автомат», и обходилась производителям машин гораздо дешевле последнего. Но роботы с единственным сцеплением показали себя не слишком удобными в эксплуатации. Машины с такими коробками были лишены динамики на старте (проще говоря, робот слишком «долго думал», прежде чем включить передачу), тяжело завершали обгон, с трудом возвращались в поток машин и двигались с заметными рывками.
И робот мог бы стать провалом автомобилестроения, но все изменило использование нескольких дисков сцепления.
Революция робота
Использование двух дисков сцепления стало настоящим прорывом в истории РКПП. Такие коробки получили название Direct Shift Gearbox и были также собраны по принципу механических. Валов здесь так же два, и они вставлены друг в друга. Внешний вал полый, в нем расположен первичный вал. На каждом из дисков располагаются шестеренки для приводов определенных передач: на внешнем – четных, на внутреннем – нечетных. Каждый вал при этом оснащен своим собственным диском сцепления. Специфика работы такого механизма в том, что пока автомобиль движется на одной передаче, следующая уже зафиксирована актуаторами и готова к включению. Таким образом, процесс переключения передач занимает не более 0,2–0,3 секунды. Согласитесь, переключить передачи на МКПП с такой скоростью не сможет даже опытный водитель! Таким образом была решена проблема медленной работы роботизированных КПП, а автомобили с данным типом коробки получили желанную динамику.
Сердцем коробки с Direct Shift Gearbox является микропроцессор, к которому подключены датчики двигателя и многочисленных систем активной безопасности – блоков ABS, ESP, EBD и другие. Процессор мгновенно реагирует на действия водителя и принимает решение о смене передачи. Соответствующий сигнал подается актуаторам.
Японский гамбит
Японские инженеры пристально следят за достижениями во всех сферах науки, и автомобилестроение – не исключение. Доработанная РКПП была активно взята на вооружение концерном Toyota. В 2005 году коробки Freetronic стали устанавливаться на Corolla E150, а позже – и на Аурис. Через несколько лет появилась модель Multimode, но обе эти КПП вызвали множество негативных отзывов у автовладельцев. Обе коробки заслуженно считались не слишком надежными, так как часто выдавали ошибки и неожиданно переставали переключать передачи. Одной из распространенных болезней этих РКПП стал перегрев как самой коробки, так и сцепления при движении в «ползучем режиме» (например, в пробках).
Владельцы жаловались, что Multimode не включает пониженную передачу даже при нажатии на тормоз. Получалось, что двигатель уже не тянет, а робот упорно поддерживает высокую передачу. Конечно, ни о каком комфорте в условиях города речи не шло. Как всегда, Toyota блестяще вышла из положения, отказавшись от РКПП сначала в пользу вариаторов, а затем – в пользу современной планетарной трансмиссии.
Успешней всех оказался японский концерн Honda, который использует роботизированные коробки передач в своих авто с гибридной силовой установкой: Fit, Shuttle, Vezel и другие модели. Самые тяжелые режимы для робота – это старт, движение в пробках и в гору. Эта повышенная нагрузка в гибридных автомобилях сглаживается электромотором. Для того, чтобы робот работал корректно надо калибровать его каждые 13–15 000 км пробега и соблюдать простые правила эксплуатации. Например, всегда, даже при краткосрочных остановках, переводить селектор в положение «N» (нейтраль), «помогать» машине ручником при начале движения в гору, переключаться на ручной режим при движении в пробках и своевременно менять расходники.
И тогда автомобиль с роботом будет радовать вас бесперебойной работой как минимум несколько сотен тысяч километров пробега.
Среди других достоинств роботизированной коробки передач можно выделить:
- Низкий расход топлива, сравнимый с автомобилями с МКПП. Как правило, машины с традиционным «автоматом» потребляют на 10–15% бензина больше, чем авто на РКПП
- Возможность ручного управления и выбора комфортного режима езды
- Минимальная задержка при переключении передач и плавное ускорение.
В целом, к нюансам управления машиной с РКПП можно привыкнуть, и вождение такого автомобиля будет доставлять одно удовольствие. Это своего рода компромисс для тех, кто не хочет полностью отказываться от возможности управлять автомобилем в полной мере, как на моделях с МКПП, и современным «автоматом», не требующим от водителя никаких усилий для переключения передач. А команда «Сферакар» с удовольствием подберет для вас достойный автомобиль с роботизированной коробкой прямиком с японского аукциона.
машин-роботов: 10 вещей, которые нужно знать | Автомобилестроение
1 Беспилотные автомобили Google
С тех пор как интернет-гигант объявил о своих планах по созданию беспилотного автомобиля в течение десятилетия, его парк из 10 переделанных Toyota Prius стал лидером в области беспилотных роботизированных транспортных средств. На данный момент они преодолели более 300 000 миль по дорогам Калифорнии без происшествий. В автомобилях установлены камеры и датчики на крыше, которые постоянно сканируют окрестности, создавая трехмерную карту каждого маршрута. В прошлом году слепой человек по имени Стив Махан смог «водить» одну из машин в Морган-Хилл, штат Калифорния.
2 Автомобиль Mercedes-Benz с лазерным управлением
Компания Mercedes установила радарную систему спереди, сзади и во всех четырех углах одного из своих седанов S-класса. Вместе с камерами, скрытыми в переднем и заднем лобовом стекле, автомобиль собирает информацию и сравнивает ее с трехмерной цифровой картой, созданной Nokia.
В августе машина проехала на скорости 62 мили по подготовленному маршруту. Большое преимущество перед автомобилем Google заключается в том, что все управляющее оборудование спрятано внутри кузова автомобиля. Мерседес не единственный, кто бросается на пятки Google. Nissan, Volvo, Audi, GM, Ford и Toyota работают над прототипами.
3 Динамический круиз-контроль
Круиз-контроль был одним из первых больших шагов на пути к самоуправляемому автомобилю, но активный круиз-контроль выводит систему на новый уровень. Вы устанавливаете желаемую скорость и позволяете машине делать все остальное. Он использует направленные вперед лазеры, чтобы «видеть» трафик. Когда он обнаруживает впереди идущее транспортное средство, он снижает вашу скорость. Когда этот автомобиль движется, он возобновляет первоначальную скорость.
4 Системы предотвращения столкновений
Представьте себе «цифровую тетушку», сидящую на заднем сиденье и постоянно наблюдающую за дорогой.
Если машина впереди внезапно затормозит, она предупредит вас. И это то, что делают эти системы. Если расстояние между вами и впереди идущим автомобилем начнет быстро сокращаться, он предварительно натянет ремни безопасности, включит аварийную сигнализацию и, в самых сложных системах, задействует полные тормоза. Система безопасности Volvo City будет реагировать на пешеходов, велосипедистов и даже животных так же, как и на автомобили.
5 Датчики парковки
Задним ходом до тех пор, пока вы не почувствуете, что ваш бампер давит на автомобиль сзади, вы сможете протиснуться в самые тесные пространства, но не произведете впечатление на соседей. Датчики теперь издают звуковой сигнал и мигают, когда вы приближаетесь к объекту. Многие автомобили теперь имеют их как сзади, так и спереди, а иногда и сбоку. С помощью камер эти изображения можно просмотреть на приборной панели. Самые продвинутые модели создают график вашего точного положения с высоты птичьего полета.
Они даже будут следить за пешеходным переходом позади вас.
6 Система помощи при парковке
Только для гармонии в доме интеллектуальная система парковки на вес золота. Ультразвуковые датчики в передних бамперах сканируют каждое пространство, чтобы определить, достаточно ли оно велико. Когда он находит его, вы выбираете задний ход и отпускаете руль. Все остальное делает машина. Все, что вам нужно сделать, это задействовать ручной тормоз в конце. Если, конечно, у вас нет электронного ручника, в таком случае вам даже не нужно этого делать.
7 Переключение передач с GPS-управлением
Используя GPS для сканирования топографии впереди, прогнозирующая спутниковая передача отслеживает ваше поведение вождения и сопоставляет его с дорожными условиями. По сути, он знает, что за следующим поворотом будет большой холм, и поэтому выбирает соответствующую передачу. Это улучшает вашу управляемость и экономит топливо. Rolls-Royce использует эту систему для создания своего так называемого «волшебного ковра».
8 Система предупреждения «Внимание»
Засыпание за рулем имеет огромное значение для безопасности. Используя систему датчиков в салоне и мониторы вождения, ваш автомобиль следит за вами на предмет признаков сонливости. Если ваше вождение станет неустойчивым или ваши движения головы будут резкими, автомобиль издаст неприятный пронзительный звук и высветит предупреждение, в котором говорится: «Вы опасно устали! Остановитесь, как только это станет безопасно!»
9 Контроль выхода из полосы движения
Камеры следят за тем, где ваш автомобиль находится в своей полосе. Когда вы приближаетесь к белой линии, рулевое колесо или сиденье начинают вибрировать. Более продвинутые системы также будут применять «смещенное торможение», чтобы выпрямить вас, другие даже будут блокировать рулевое колесо, чтобы безопасно удерживать вас в середине полосы движения.
10 Динамические фары
Фары, которые включаются и выключаются самостоятельно, указывают правильное направление и гаснут, когда рядом находится другой автомобиль.
А вот и автомобили-роботы
Разрушение
Все говорят о революционных транспортных технологиях. Есть семья совместного пользования: велосипеды, поездки. Родственными, но немного разными являются компании, предоставляющие услуги такси или транспортные сети — основной бизнес для Uber и Lyft.
Кроме того, есть электромобили следующего поколения и крошечные одноместные и двухместные транспортные средства, по сравнению с которыми даже компактные автомобили выглядят как баржи. Теперь добавьте к этой смеси способы, которыми потребители и предприятия получают товары. Забудьте о походе в магазин; ваши вещи сбрасывает на порог грузовик, а вскоре и дрон.
И, наконец, важное: автономные транспортные средства. Беспилотные автомобили обещали годами. Но сегодня все признаки указывают на их скорое прибытие.
Ниже Тим Чапин из Университета штата Флорида, Линдси Стивенс и Джереми Крут рассказывают, как технология AV повлияет на искусственную среду. Вы планируете это? Тебе лучше быть, говорят они.
После того, как вы это прочтете, просмотрите серию отредактированных интервью с планировщиками и другими экспертами в области транспорта Uber, Nissan и Zagster. Все это часть транспортной революции, когда частный автомобиль больше не является единственным средством передвижения в городе.
— Меган Стромберг, главный редактор
Иллюстрация Хьюго Эспинозы.
Тим Чапин, Линдсей Стивенс и Джереми Крут
На рубеже 20-го века появилась новая технология, первоначально именуемая «безлошадной повозкой», которая полностью изменила планету.
Как только Генри Форд разработал процесс массового производства, который сделал их доступными, автомобили быстро заняли место в личном и коммерческом транспорте. Преимущества возросшей мобильности и доступа к ранее удаленным местам изменили то, как и где люди путешествовали, и в течение нескольких коротких десятилетий изменился американский ландшафт.
В прошлом столетии — которое в ретроспективе мы могли бы назвать «столетием пригородов» — города США испытали отток более богатых домохозяйств в пригороды, куда можно добраться только на личном автомобиле.
Вскоре за ним последовал средний класс, а также поддерживающие розничную торговлю и услуги. Во второй трети века крупные работодатели также покинули центральные районы города, и то, что когда-то называлось «окраинными городами», возникло там, где шоссе пересекались на городской периферии.
Сейчас, оглядываясь назад, становится ясно, что автомобиль был преобразующей технологией, которая улучшила жизнь миллиардов людей, способствовала быстрому росту экономики городов и пригородов и изменила то, как люди жили, работали и делали покупки. Автомобили также принесли новые проблемы в виде региональных заторов, проблем с качеством воздуха и воды, а также уродливых, безлюдных коридоров, которые в первую очередь обслуживали автомобили, а не людей.
Большая часть этой трансформации произошла в первые десятилетия профессионального планирования в США. Часто цитируемая история о нашей профессии состоит в том, что создание американского автомобильного ландшафта происходило без достаточного стратегического или долгосрочного участия со стороны профессиональных планировщиков.
. Если бы планировщики обладали навыками, данными и политическими связями современности во время подъема автомобилей, мир мог бы быть другим и лучшим местом.
Но есть и хорошие новости. У городских планировщиков есть еще один шаг вперед, но чтобы максимально использовать эту возможность, профессия должна понимать необходимость взять на себя ответственность.
Подъем AV
В ближайшие несколько лет в США на улицах мегаполисов появятся новые революционные технологии. Автономные транспортные средства, называемые здесь AV, но также известные как беспилотные автомобили, беспилотные автомобили и автомобили-роботы, снова приведут к трансформации нашего ландшафта, подобной той, что была вызвана моделью T более века назад. .
По своей сути концепция AV очень проста. В мире AV для управления автомобилем больше не требуется человек-водитель. Вместо этого транспортное средство безопасно и эффективно перемещается по улицам благодаря сложному, но элегантному сочетанию программного и аппаратного обеспечения, которое сочетает в себе дистанционное зондирование, алгоритмы распознавания, сетевой анализ и «опыт», полученный за миллионы часов вождения, который используется всеми AV.
Как только человек-оператор станет ненужным, путешествие и поведение в пути почти наверняка радикально изменятся. Водители смогут спать, читать, отправлять текстовые сообщения, просматривать веб-страницы и работать во время своих путешествий, что сделает поездки на работу и длительные поездки менее обременительными. Поскольку транспортное средство теперь может парковаться самостоятельно, водители захотят, чтобы их высаживали как можно ближе к месту назначения, а автомобиль может забрать пассажиров в любом месте, которое они запрашивают. Лица, не умеющие водить машину, в том числе пожилые люди, лица без прав и дети, увидят, что их мобильность резко возрастет.
Беспилотники появляются по мере того, как на первый план выходят другие изменения в транспортной отрасли, в первую очередь каршеринг и сервисы по запросу, такие как Uber и Lyft. В целом ожидается, что частные автомобили будут сокращаться, а частные лица и домохозяйства будут подписываться на услуги AV, которые доставят автомобиль по требованию.
С появлением AV, особенно общих AV, такие ученые, как профессор Кара Кокельман из Техасского университета, предсказывают серьезные изменения в поведении путешествующих. Среди ожидаемых транспортных воздействий:
- в среднем меньше автомобилей на домохозяйство и потенциально меньше автомобилей на дорогах
- увеличение годового пробега транспортных средств в эксплуатации, поскольку они могут находиться в движении гораздо большую часть времени
- снижение количества аварий и погибших
- снизил уровень заторов, даже несмотря на рост населения мегаполисов
Проведенные на сегодняшний день исследования показывают, что беспилотники открывают большие перспективы для повышения безопасности и эффективности наших транспортных систем. Однако, чтобы увидеть эти преимущества, планировщики должны начать предвидеть потребности и влияние беспилотных летательных аппаратов и включить эту технологию в планы транспортировки на большие расстояния.
Хотя вопрос о том, когда беспилотники начнут массово производиться и станут доминировать на рынке, остается неясным, наш обзор отраслевых данных указывает на 2040 год как на переломный момент, когда более половины автомобилей на дорогах смогут работать автономно. Независимо от того, когда беспилотники выйдут на улицы, обязательно наступит переходный период, когда управляемые человеком и автономные транспортные средства будут делить дороги. Следовательно, планировщикам необходимо начать подготовку не только к полностью автономному будущему, но и к безопасному и плавному переходу от автомобилей, управляемых человеком, к автономным транспортным средствам.
«Настало время для государственных органов взять на себя инициативу в области беспилотных автомобилей, поощряя и направляя городские плановые организации и местные органы власти признавать и планировать влияние этой замечательной технологии на транспорт», — говорит Эд Хатчинсон, менеджер Департамента транспорта Флориды.
Офис данных и аналитики. «Нашим дорожным системам потребуется модернизация, как только беспилотники закрепятся на потребительском рынке».
Реконструкция проезжей части
Сверху: типичный современный городской пейзаж; как может выглядеть городской пейзаж 2040 года, переходящий к использованию AV, с выделенными полосами для AV, чтобы обеспечить эффективное «взвод» и избежать помех для транспортных средств, управляемых людьми; и концептуальный рисунок городского пейзажа 2060 года в полностью автономном городе. Фото и изображения предоставлены Тимом Чапином.
Типичный современный городской пейзаж.
Как может выглядеть городской пейзаж 2040 года, переходящий на использование AV.
Концептуальный рисунок городского пейзажа 2060 года в полностью автономном городе.
Преобразующая технология
Распространение беспилотных автомобилей также принесет проблемы и возможности для улучшения нашей искусственной среды. В то время как потенциальные транспортные преимущества беспилотников изучаются и документируются, слишком мало внимания уделяется влиянию этой технологии на наши городские и пригородные сообщества.
Как и безлошадные экипажи более века назад, беспилотники изменят нацию и планету в ближайшие десятилетия.
В рамках исследования, финансируемого Департаментом транспорта Флориды, наша группа исследователей из Департамента городского и регионального планирования Университета штата Флорида провела одну из первых оценок потенциального воздействия беспилотных автомобилей на землепользование и дизайн местности. В отчете «Видение будущего Флориды: транспорт и землепользование в мире автоматизированных транспортных средств» подробно описаны некоторые потенциальные воздействия беспилотников на искусственную среду.
В ходе этого проекта, в котором использовалась академическая и отраслевая литература и привлекались фокус-группы, состоящие из специалистов по планированию и представителей транспортной отрасли, было выявлено несколько видов воздействия застройки на окружающую среду.
Дизайн проезжей части
Влияние беспилотников на дизайн и функциональность проезжей части в долгосрочной перспективе будет значительным.
Поскольку ожидается, что беспилотные транспортные средства будут меньше по размеру, будут управляться более точно, чем люди, и смогут двигаться в гармонии и взводом, полосы движения, вероятно, будут сужены. Это позволило бы уменьшить полосу отвода и по-разному распределить пространство вдоль существующей полосы отчуждения. Меньшее количество транспортных средств в сочетании со способностью беспилотников общаться друг с другом может повысить эффективность и дать больше возможностей для использования полосы отвода для других целей.
Вывески и сигнализация
Беспилотные автомобили также дают прекрасную возможность навести порядок в городской и пригородной среде. По мере того, как водители-люди будут постепенно отказываться от использования, огромный процент уличных указателей и светофоров на так называемых перекрестках со свободным движением станет ненужным.
Водители вместо этого оставят управление автомобилем, а указатели направления и рекламные объявления, указывающие водителям на пункты назначения, могут быть доставлены в электронном виде через транспортное средство или непосредственно на мобильное устройство водителя.
В результате вдоль полос отчуждения в наших общинах будет установлено значительно меньше любых знаков.
Велосипедные и пешеходные сети
Сокращение полос движения в городских районах может позволить ввести диету для дорог и более агрессивные инициативы по заполнению улиц, предоставив место для расширения велосипедной и пешеходной инфраструктуры. Уравновешиванием этой возможности будет необходимость разделения движения АВ, велосипедов и пешеходов, поскольку наше исследование показывает, что взаимодействие АВ, велосипедов и пешеходов может быть безопаснее, но за счет замедления движения всех видов транспорта. Свободно движущиеся перекрестки, в первую очередь, обещают улучшить пропускную способность перекрестков, но эти преимущества эффективности будут возможны только при наличии отдельной инфраструктуры для велосипедистов и пешеходов, чтобы предотвратить необходимость остановки движения.
Зоны высадки
Способность AV парковаться самостоятельно или парковаться очень редко, в случае с общими транспортными средствами, которые немедленно отправятся к следующему гонщику, приведет к огромным последствиям для освоения земель.
Поскольку пассажиры захотят, чтобы их забирали и высаживали как можно ближе к месту отправления и назначения, зоны высадки должны быть включены в большинство мест, но таким образом, чтобы не препятствовать потоку транспорта. Потребуется осторожность при размещении и проектировании этих зон, поскольку плохое расположение и дизайн могут замедлить движение и затруднить движение велосипедистов и пешеходов в районах с большим количеством высадок и посадок.
Автономное будущее
Типичный уличный дизайн с уличной парковкой сегодня (вверху) и (внизу), перестроенной с полосами для высадки AV. Более узкие полосы отвода также могут быть преобразованы в защищенные велосипедные дорожки. Изображения предоставлены Тимом Чапином.
Современный уличный дизайн с парковкой на улице.
Реконфигурация с полосами высадки для AV. Более узкие полосы отвода также могут быть преобразованы в защищенные велосипедные дорожки.
Поскольку места для парковки, скорее всего, заменят высадки, мы представили, как со временем будет выглядеть будущее одного из уличных пейзажей нашего родного города.
В Таллахасси улица Монро делит город пополам и ведет на север к межштатной автомагистрали. На верхнем изображении вы можете видеть текущее состояние Монро как типичную городскую артерию с автодоминированием. По мере появления на рынке беспилотных автомобилей мы предвидим эволюцию улицы, которая будет включать в себя отдельные полосы движения для беспилотных автомобилей и людей (см. фотографии на стр. 19).). Двигаясь вперед в мир полностью AV, на Монро-стрит больше нет светофоров, а внешние полосы служат зонами высадки.
Парковка
Основная возможность заключается в том, что делать с излишними парковками в большинстве городов и пригородов. Поскольку после прихода к власти беспилотных автомобилей требуется гораздо меньше парковок, и поскольку парковка может быть отключена почти от всех видов землепользования, форма и расположение парковки изменятся. В центральных районах и узлах с высокой плотностью населения могут быть созданы резервные парковки за пределами территории, подобные тем, которые можно найти в аэропортах.
Повсеместные наземные парковки, расположенные рядом с типичными офисными и торговыми комплексами, больше не потребуются, что освободит большую часть этой земли для других целей.
Парковка
Типичный дизайн пригородного торгового центра сегодня в округе Паско, штат Флорида (вверху), и концептуальный проект участка для реконструкции коммерческих объектов, ориентированных на AV. Изображения предоставлены Тимом Чапином.
Типичный дизайн пригородного торгового центра сегодня в округе Паско, Флорида.
Концептуальный проект участка под AV-ориентированную коммерческую реконструкцию.
На приведенных выше рисунках показан потенциальный редизайн того, что в настоящее время является пригородным торговым центром с большой наземной парковкой в округе Паско, штат Флорида. Если бы сайт развивался с такой же интенсивностью в мире, где на дорогах правят беспилотники, торговый центр мог бы включать в себя зоны высадки вдоль главной магистрали, ограниченную парковку на территории, служебные переулки в задней части и гораздо более удобный для людей дизайн вдоль торгового коридора.
Это существующее землепользование, в котором доминируют автомобили, может быть преобразовано в место, которое в первую очередь служит людям, а уже потом транспортным средствам.
Роль планировщиков
Очевидно, что когда дело доходит до AV, на данном этапе неизвестно гораздо больше, чем известно.
Как скоро будет разработан полностью функционирующий безопасный автономный автомобиль? Как быстро эти автомобили попадут на потребительский рынок? Из многих крупных игроков (Google, Apple, Tesla, традиционные автопроизводители) какие стандарты и функции в конечном итоге станут доминировать на рынке? Как и какими способами транспортные средства будут соединяться друг с другом и с обслуживающей их инфраструктурой? Как беспилотники повлияют на транспортные системы?
Учитывая эту неопределенность, у специалистов по планированию может возникнуть соблазн занять выжидательную позицию. Однако поступать так было бы глупо и привело бы к повторению американского опыта с автомобилем, когда потребности технологии влияли на изменения в нашей искусственной среде.
Вместо этого мы считаем, что настало время, когда специалисты по планированию должны помочь направить влияние AV на наши сообщества. Хотя об этой технологии многое неизвестно, есть определенные признаки того, что спрос на парковку снизится, некоторые парковки будут заменены зонами высадки, а указатели переориентируются в сторону от водителей быстро движущихся транспортных средств. Это дает возможности для перепланировки и (вос)создания мест для людей, а не для автомобилей.
«Местным органам власти необходимо подумать и спланировать грядущую революцию в области беспилотного транспорта, поскольку эти транспортные средства изменят не только то, как мы путешествуем, но и внешний вид наших сообществ», — говорит Сюзанна Кончан, AICP, директор по управлению развитием St. Округ Джонс во Флориде. «Если все сделано правильно, AV могут продвигать больше и лучше ориентированных на людей мест, чего в конечном итоге хотят наши граждане и, конечно же, то, что планировщики надеются создать». Так что же могут и должны делать планировщики?
Изучите технологию.
Прежде всего, наш опыт работы с сообществом планирования во Флориде ясно показывает, что планировщики должны быть в курсе технологии и ее вероятного воздействия на поведение и развитие. Слишком многие планировщики считают, что беспилотники — это просто следующее поколение автомобилей, хотя на самом деле они представляют собой преобразующую технологию, которая будет формировать наши сообщества на десятилетия вперед.
Включите AV в долгосрочные планы.
Специалисты по долгосрочному планированию должны учитывать влияние беспилотников на дизайн дорог, потребность в парковках и пешеходные зоны. Планировщики должны начать включать AV в наши долгосрочные транспортные планы и руководства по проектированию дорог.
Разработка новых стандартов инфраструктуры.
По мере того, как беспилотники приближаются к внедрению, планировщики должны будут разработать соответствующие стандарты проектирования для автодорожных дорог и другой инфраструктуры, такой как зоны высадки и посадки.
Кроме того, тщательное планирование того, как беспилотная инфраструктура будет интегрирована в велосипедные и пешеходные сети, станет важной частью усилий по созданию городских пространств, ориентированных на человека, без существенного снижения эффективности беспилотных автомобилей.
Пересмотрите стандарты, типы и расположение парковок.
Планировщики должны будут оценить и, вероятно, ослабить существующие стандарты парковки с прицелом на то время, когда общие парковочные места можно будет объединить в меньшее количество больших парковочных зон или структур. Планы долгосрочного землепользования должны предусматривать размещение соответствующих площадок для парковки и площадок для хранения АТ за пределами городского центра.
Определение возможностей реконструкции.
По мере снижения спроса на парковку на территории существующие парковки и гаражи станут потенциальными объектами реконструкции. Стимулы для реконструкции наземных парковок могут стать ключевым инструментом для возрождения городских центров и модернизации пригородных торговых центров.
Время настало
В общем, настало время планировщикам подумать о том, как можно использовать грядущую революцию AV, чтобы помочь переделать транспортные коридоры и сообщества страны в места проживания людей.
Прошлое столетие безлошадных экипажей подходит к концу, и скоро наступит эпоха машин-роботов. У специалистов по планированию есть прекрасная возможность извлечь уроки из прошлых ошибок и убедиться, что планирование, ориентированное на человека, влияет на то, как технологии AV повлияют на искусственную среду, а не наоборот.
Тим Чапин — профессор кафедры городского и регионального планирования Университета штата Флорида. Линдси Стивенс — местный планировщик, а Джереми Крут — старший планировщик.
Ресурсы
Micro Mobility: Джош Вестерхольд о концепции Nissan Mobility . New Mobility Concept — сверхкомпактный электромобиль для поездок на короткие расстояния в составе до двух человек: youtu.be/7cMHe_UAU3w
Mobility Concept выходит на улицы Нью-Йорка: youtu.