Курьер-робот и монорельс.

[Muteego]

Курьер-робот и монорельс.

Всем привет, вот уже несколько месяцев с коллегами из Станкина прорабатываю концепт.
Открытием для меня стал этот форум, спасибо организаторам, надеюсь получить компетентную обратную связь.

Коротко:
Компактный монорельсовый транспорт для повседневной логистики в черте города. Соединяет склады с постаматами.
Это инфраструктурный проект с разветвленной монорельсовой сетью, автоматическим подвижным составом, автоматическими депо на стороне складов и постаматами для выдачи груза получателю. Применяется в густонасёленных агломерациях.





Cсылки на внешние ресурсы пока не разрешены... но будут(i).

Что хотел бы обсудить:
Где видите слабые стороны?
Если бы курьера создавали вы, какой бы двигатель и колесо к нему выбрали, а форму рельса?
Все за и против автономного питания для курьера? Контактный рельс?

Вопросы чуть сложнее:
Как бы вы отслеживали точное положение курьера на треке (до 10 см)? Почему не подходит GPS и Глонасс скажите мне сами.
Какое сочетание материалов рельс-колесо выбрать лучше? (помним про бесшумность решения)
А тип тормоза?

И совсем сложные вопросы:
Как быть с атмосферой и защищать рельс от наледи, грязи и пыли?
Как сделать так, чтобы курьер аварийно не останавливался и не блокировал трассу?

Всем спасибо за обратную связь, я толерантен к критике, но люблю конструктивную.

[Muteego]

Предвижу некоторые из вопросов, поэтому сразу на них и отвечу:

1. Кто вам разрешит строить это в городе? - да не везде (например в центре точно нет), но механизм согласования капитального строительства такой инфраструктуры и увязка с существующей ясен.
2. Инфраструктура будет дорогой, ничего не получится? - да, дорогой, но во всей цепочке доставки не будет человека, а значит при определенном потоке грузов экономика сходится, а кап. затраты окупаются (кому необходим подробный ответ, готов выслать слайд-сравнение с существующей доставкой).
3. Коптеры быстрее и лучше? - у коптеров есть несколько пока еще непреодолимых инженерных проблем. Они все еще работают на пределе своей мощности (это небезопасно, должен быть запас), они пока не умеют работать в режиме авторотации (и снова, проблема для людей внизу), пока еще ресурс аккумуляторов оставляет желать лучшего (ждем новое поколение). И наконец, не поверите, но стоимость перевозки 1 тонны груза на одну милю, коптером составляет $2000. Это самый дорогой транспорт из доступных для доставки последней мили. И последнее, вы видели размер коптера, который перемещает 30-кг груз?
4. А вот есть такой робот-курьер (ваша ссылка) ? - скорее всего мы его знаем: курьеры-коптеры, курьеры-повозки, курьеры под землей на рельсах и даже трубопровод, итого, более 20 всевозможные вариантов, которые есть в прототипах или идеях. Но если пришлете то, чего не видел, буду рад.

Убежден, что тут собрались мейкеры и инженеры, которые умеют работать руками, было бы вам интересно поработать с таким проектом?

[SMILE1]

 Muteego, а какое преимущество дает монорельс по сравнению с наземной транспортировкой??

[Muteego]

 Muteego, а какое преимущество дает монорельс по сравнению с наземной транспортировкой??

Спасибо за вопрос.

1. Независимость от дорожной обстановки.
2. Независимость от дорожной инфраструктуры и ее правил.
3. Серьезно упрощается задача автопилотирования. Становится одномерной.

[SMILE1]

1. Независимость от дорожной обстановки.

для этого надо поднять линию выше столбов дорожного освещения (а это выше 12м), что очень сильно ограничит мах. вес (предположу что это будет 350гр) для соблюдения норм безопасности.

2. Независимость от дорожной инфраструктуры и ее правил.

За счет создания с ноля параллельных инфраструктур. Возможно конечно, но рентабельность...
а давайте прикинем. Сколько стоит расчетные тонно-километр и стоимость постройки 1км. монорельса??

3. Серьезно упрощается задача автопилотирования. Становится одномерной.

Одномерность имеет оборотную сторону - очередность. Выход из строя одной тележки вызовет коллапс всей ветки.

[Muteego]

Хорошие вопросы, спасибо

поднять линию выше столбов дорожного освещения (а это выше 12м)
Пожалуйста, чуть более аргументировано, почему выше 12 метров и каким образом я влияю на дорожное освещение?

Сколько стоит расчетные тонно-километр и стоимость постройки 1км. монорельса??
Стоимость постройки 1 км по расчетам (безусловно грубым) -  $265 800 - только путь и его инфраструктура (без геодезических работ, проектно-изыскательныз работ и работ по прокладки фидеров от локальных подстанций и без расходов на согласования).
Про тонно-километр.


Серьезно упрощается задача автопилотирования. Становится одномерной
Одномерность имеет оборотную сторону - очередность. Выход из строя одной тележки вызовет коллапс всей ветки.
Согласен, проблема существует, не зря я ее и вынес в отдельный вопрос к аудитории (смотрите комментарий сразу после первого поста в теме). Понятно, что ответ, вроде, очевиден: надо повысить общую надежность системы и оснастить шаттл, например, резервным аккумулятором.

[i]

Неисправность одной тележки, если она вообще не свалилась, что должно быть полностью исключено, исправляется следующей за ней. То есть задня буксирует неисправную до первого пункта-ловушки, где неисправная и будет ждать ремонта.
Думаю, что тележки (подыскиваю название для нее: дрон, катер, тэм=транспортный электро модуль...) должны обладать как собственными источниками энергии, так и некоторыми мозгами. И целиком вся система должна быть максимально децентрализована, это требование как безопасности, так и масштабируемости.

[i]

Пока мне не ясно как именно будет производится изменение направления движения. То есть кто будет рулить?
В ЖД рулит дорога, стрелки там всякие, машинист может влиять только на скорость. В троллейбусах сложнее, водитель должен и баранку крутить и стрелки переводить (проходя их под током или нет).
На ДОП рулить водитель, сама дорога только предоставляет возможность выбора направления.
От выбора того или иного способа зависит конструкция всего.

На мой взгляд монорельс должен быть пассивным участником, то есть только предоставлять выбор направления, а шаттл-тележка уже сам выбирает направление (активный участник), согласно цели и обстановке. Потому что неисправная стрелка гораздо опаснее неисправной тележки.

[Muteego]

Неисправность одной тележки, если она вообще не свалилась, что должно быть полностью исключено, исправляется следующей за ней. То есть задня буксирует неисправную до первого пункта-ловушки, где неисправная и будет ждать ремонта.
Думаю, что тележки (подыскиваю название для нее: дрон, катер, тэм=транспортный электро модуль...) должны обладать как собственными источниками энергии, так и некоторыми мозгами. И целиком вся система должна быть максимально децентрализована, это требование как безопасности, так и масштабируемости.

Да, годное предложение, это значит, в режиме транспортировки неисправная тележка не должна давать сопротивления, те колеса должны быть отсоединены от двигателей.

Насчет децентрализации, просьба развернуть ответ: какие функции должна взять на себя тележка, а какие делегировать в центр?

PS. Называем их шаттлами/челноками.

[Muteego]

Пока мне не ясно как именно будет производится изменение направления движения. То есть кто будет рулить?
От выбора того или иного способа зависит конструкция всего.

Видел решение и пассивного челнока и активного.
Вот например активный челнок:
http://www.singularlogistics.com/galer%C3%ADa-y-noticias.html#videos
А вот вариант пассивного челнока:
https://www.youtube.com/watch?v=Zt6is6fKcko&feature=youtu.be

В решении когда челнок выбирает сам направление - прекрасно все, кроме двух вещей: перепрыгивающая  с пути на путь тележка сложна и громоздка (а это противоречит исходной задачи: сделать челнок максимально простым и дешевым), и второй момент - это скажется и на надежности всей системы - вставать и заклинивать они будут чаще (либо я еще не видел простого и надежного решения).

На мой взгляд монорельс должен быть пассивным участником, то есть только предоставлять выбор направления, а шаттл-тележка уже сам выбирает направление (активный участник), согласно цели и обстановке. Потому что неисправная стрелка гораздо опаснее неисправной тележки.

Это пища для размышлений по ТРИЗу, возможно существуют надежные решения - просто еще не созданы.

[on4ip]

Автономное питание, большой вопрос так как сразу появятся батареи которые имеют вес.
При питании от шин придется делать преобразователи выше 400 вольт.

[Muteego]

Автономное питание, большой вопрос так как сразу появятся батареи которые имеют вес.
При питании от шин придется делать преобразователи выше 400 вольт.

В точку, осталось решить от каких шин будем запитыватся.

Есть гипотеза, что можно оставить те же 220v, и пользоваться тем, что нам сейчас дает масс-рынок made-in-china (достаточно поставить все на строгий контроль). Двигатели, преобразователи и остальное.
И 380 есть повсеместно, есть предположение,  что такие незначительные мощности доставать у города будет проще.

[on4ip]

 Muteego, Преобразователи у чины на 400 вольт??=) А ссылки то есть?
Сколько по мощностям получается у вас для обеспечения работы тележек?

[Muteego]

 Muteego, Преобразователи у чины на 400 вольт??=) А ссылки то есть?

Преобразователи на челноках, если я вопрос правильно понял.

Сколько по мощностям получается у вас для обеспечения работы тележек?

На участке в 1 километр в пике может находится 60-80 челноков одновременно.
Каждый по мощности 350-700Вт.

[on4ip]

 Muteego, 56 квт это нужно будет хотя бы 380 линии, а это 600 вольтовы преобразователи, по 220 проблематично будет для линий.

[i]

Автоматические стрелки да ЖД тоже оставляют желать лучшего, но там хоть поезда идут не так часто, как будут ходить челноки.
Для пассивных челноков, дорога должна подстраиваться под его маршрут, а потом успеть перестроится под маршрут следующего ... и так постоянно 24 на 7.
Активный челнок сам знает куда едет и где находится, он может заранее выставить некий захват, который механически связан с колесной опорой.
Допустим развилка дает выбор ехать прямо, налево или направо. Для движения направо ничего делать не надо, это положение захвата по умолчанию, при неисправности это позволит челноку съехать с трасы просто по инерции. Для продолжения движения прямо или поворота налево захват переводится в нужное положение и переводит челнок на нужный рельс.
Возможно активный челнок и будет сложнее, но это массовое изделие, типовой элемент замены, в то время как любая развилка в системе это уникальная и критичная штука.
Дополнительным бонусом пассивной дороги это возможность самопересечения в одной плоскости. Активные челноки смогу проходить такой перекресток на полной скорости, не мешаю друг другу. Такой фокус с самопересечением потоков часто демонстрируют военные на парадах и девушки из "Березки", или вот эти ребята:

[SMILE1]

Пожалуйста, чуть более аргументировано, почему выше 12 метров и каким образом я влияю на дорожное освещение?

Для того чтобы не загораживать свет фонарей дорожного освещения.
Почему выше 12м: ссылка - высота типовой опоры дорожного столба - 8-9м. фонари выше опоры еще на 1-2м.
Груз на модуль монорельса будет подвешиваться, судя по картинкам, снизу. Т.е. рельс должен быть расположен выше самого высоких точек столбов в городе на высоту груза.
Правильно или все иначе??

[Muteego]

Активный челнок сам знает куда едет и где находится, он может заранее выставить некий захват, который механически связан с колесной опорой.

Да, звучит действительно убедительно.

Так, например, поступили вот эти ребята:
https://youtu.be/ffnbFFcngrQ

Надо найти все примеры таких решений.