esto ya existe

Como nerd del transporte urbano (nota al margen, ¡siga el Intercambio de pila de planificación urbana! ) Este es un gran problema y es el futuro del transporte público. Es que los trenes automatizados ya existen y ya funcionan.

El Vancouver SkyTrain tiene 79,5 km de vías y 53 estaciones. Ha estado en funcionamiento desde 1985 y es totalmente automático. A modo de comparación, el sistema 'L' de Chicago tiene 165 km de vías y 145 estaciones; entonces el sistema de Vancouver no es diminuto en la escala de las cosas.

Los trenes automatizados son posibles, funcionan bien y son el futuro del transporte público. Dile hoy mismo a tu concejal, parlamentario o senador local.

Existen muchos otros sistemas, además del de Vancouver; vía Wikipedia . Ese artículo habla de niveles de operación: algunos subterráneos son más automáticos que otros.

Para responder a la pregunta con mayor precisión, no hay diferencias en las características operativas de los trenes conducidos por humanos y automatizados. Por ejemplo, la línea roja en Washington DC el año pasado cambió de automatización impulsada por humanos a tipo II: impulsada por computadora con un operador humano a bordo. No hubo cambios en el horario, la duración del tren o la frecuencia del tren.

No hay razón para querer acortar los trenes. Los trenes no tienen una ventaja relativa sobre los automóviles hasta que la población y la densidad de empleo son muy altas. Solo hay unas pocas ciudades en los EE. UU. para las que una red ferroviaria urbana tiene sentido: Nueva York, Chicago, Boston, San Francisco, Nueva York, Filadelfia y Los Ángeles. En otras ciudades, el sistema de tránsito tendría sentido solo si se hicieran esfuerzos para aumentar la densidad de población en las áreas del centro (Houston, Atlanta) o la densidad de empleos (Dallas, Miami). Algunas ciudades tienen una buena densidad de centro, pero un poco demasiado pequeñas (Minneapolis, Seattle, Denver).

Dado que el ferrocarril urbano es solo una ventaja para mover un gran número de personas en lugares donde no hay suficiente espacio para automóviles, el ferrocarril debe concentrarse en construir al menos hasta la mitad de su capacidad. Los subterráneos de mayor frecuencia en el mundo pueden subir hasta casi un tren por minuto a través de las estaciones más concurridas a lo largo de la misma línea. El 4/5/6 de la ciudad de Nueva York en el East Side circula alrededor de 49 trenes, 8 vagones de largo, por hora a lo largo de Manhattan durante las horas pico de la mañana. Los intervalos (tiempo entre trenes en una estación) son el factor limitante aquí.

Si un sistema ferroviario no puede llenar las vías, entonces no puede generar el dinero para pagar esas vías. El ferrocarril tiene altos costos de capital iniciales y costos de mantenimiento de capital relativamente altos. Si deja caer vagones de sus trenes, todavía tiene limitaciones en los avances, incluso en los sistemas automatizados. Eso significa que solo está disminuyendo la capacidad y los ingresos.

La ventaja de los trenes automatizados está en los costos de mano de obra. Como señalé en los comentarios, para MBTA en Boston, el presupuesto del año fiscal 2015 (diapositiva 3) fue de $ 1900 millones, de los cuales $ 740 millones, o alrededor del 39 %, fueron costos laborales. Según el desglose de empleados de MBTA del Boston Globe , alrededor del 40% de los empleados en general (autobús y tren) eran conductores. Se podría esperar razonablemente que la eliminación de los conductores redujera entre un 20 y un 30 % los costos operativos de los trenes. Esto permitiría transferir más dinero al mantenimiento y la expansión, y reduciría la necesidad del gobierno de invertir en el sistema, lo que, por supuesto, aumentaría su atractivo político.

El tren pesado automatizado es el futuro del tránsito urbano denso por razones de costos. Ese desafío es convencer a la sociedad, especialmente en Estados Unidos, de vivir en condiciones cada vez más densas para aprovechar este futuro ferroviario pesado. Si podemos, habrá importantes ventajas económicas, de igualdad y medioambientales.

Como con cualquier cosa, hay pros y contras.

No hay una diferencia significativa en la fricción entre los vagones y los rieles: cada vagón pesa lo mismo independientemente de si hay vagones adyacentes y cada vagón se apoya en sus propias ruedas. Los trenes más cortos experimentarán una mayor resistencia del aire, porque los vagones al principio y al final del tren (donde atraviesan el aire o lo succionan detrás de ellos) son los que más contribuyen a la resistencia del aire.

Sin embargo, el verdadero problema es el tráfico . Los vagones de tren definitivamente no son inmunes al tráfico. En mi ciudad (Denver) es bastante típico, especialmente durante las horas pico, que los trenes ligeros tengan congestión entre ellos en los cruces o interactúen con el tráfico de automóviles. Por razones de seguridad, no puede haber más de un tren a la vez en una estación o sección de vía en particular, por lo que reemplazar cuatro "trenes" de un vagón por un tren de cuatro vagones cuadruplicará efectivamente la capacidad del ferrocarril. Del mismo modo, un tren de cuatro vagones no tarda mucho más en pasar por una intersección compartida con automóviles que un tren de un vagón, ya que la mayor parte del tiempo se pasa esperando las señales de tráfico en lugar de pasar por la intersección.

En general, agrupar los vagones del tren hace que la interacción con el tráfico de automóviles u otros vagones sea mucho más eficiente. Si bien las tecnologías futuras pueden reducir un poco el margen de seguridad, un factor limitante siempre será el espacio en la plataforma. Dado que los sistemas de tren ligero se construyen en entornos urbanos densos, a menudo no es práctico construir plataformas de carga paralelas, y solo un tren a la vez podrá usar la plataforma. Los trenes más largos siempre tendrán esta ventaja sobre los más cortos.

Lo que eventualmente verá son trenes más largos durante las horas pico y más cortos durante las horas de menor actividad. Esto ya sucede, por supuesto, pero podría suceder en mayor medida, lo que permitiría una mayor frecuencia de servicio durante las horas de menor actividad (en comparación con cómo es ahora).

La Junta de Investigación de Transporte es un buen lugar para comenzar a buscar números concretos.

De hecho, los vehículos sin conductor pueden funcionar con más frecuencia. Esa frecuencia se rige por los límites del segmento más transitado de la línea. No importa si la infraestructura de la estación periférica A puede albergar un tren cada 90 segundos. Lo que importa es la estación de transferencia B del centro, que da servicio a los trenes de los tres ramales, donde el tiempo de permanencia puede ser de 60 segundos y la mayoría de los vagones están llenos en un 80 %. Esa ubicación determina la capacidad de toda la línea.

Los costos de mano de obra son importantes, pero son más o menos comparables a los costos de energía. Otros costos incluyen mantenimiento, costos de capital de reemplazo de vehículos, seguro/responsabilidad/cumplimiento de seguridad, seguridad, manejo de tarifas y administración.

Hay compensaciones de costos: los vehículos automatizados más frecuentes viajarán más millas cada año, lo que requerirá más mantenimiento y reemplazos más frecuentes. Las guías se desgastarán más rápido y requerirán paradas más frecuentes para su reparación y reemplazo. Es posible que se necesiten costos de infraestructura adicionales, como inspecciones más frecuentes, sensores y un pequeño grupo de programadores, lo que reduce (¡quizás elimina!) los ahorros en costos de mano de obra. Es probable que los vehículos más frecuentes atraigan a más pasajeros, lo que aumenta los ingresos... pero más pasajeros también significan más seguridad, más limpiadores de estaciones y automóviles, y también costos incrementales asociados.

El aumento del número de pasajeros también hace que el mantenimiento crítico sea más desafiante, reduciendo las ventanas de trabajo a la mitad de la noche y aumentando su costo. Puede cerrar una línea completa durante un día o una semana... pero habrá un tipo diferente de precio a pagar.

La pregunta trataba mucho sobre cuestiones de energía, así que aquí hay algunas respuestas de energía:

En general, la mayoría de los vehículos (como los tranvías) tienen una resistencia del aire insignificante por debajo de las 30 mph... pero la resistencia del aire es una curva de potencia y sube rápidamente por encima de eso. Los tranvías de la ciudad pueden ser cuadrados porque son lentos. Los vehículos lentos pierden mucha más energía por las pérdidas de eficiencia del motor y las pérdidas de transmisión que por la resistencia del aire.

Por encima de 30 mph, los trenes subterráneos y de cercanías son más largos y se benefician de algunos ahorros de energía, aunque eso suele ser incidental. Estos sistemas de gran infraestructura a menudo tienen costosas restricciones heredadas, como la longitud de la plataforma, las ubicaciones/longitudes de los apartaderos, las ramificaciones de la red, el tráfico compartido y los sistemas de señalización que hacen que muchos cambios sean inviables sin años de planificación e inversión.

Tanto los costos de mantenimiento como los costos de energía también se ven afectados por el peso de los vehículos. Los vehículos más livianos golpean menos la guía y requieren menos energía para moverse... pero los materiales más livianos suelen ser menos duraderos (fibra de vidrio) o demasiado costosos (fibra de carbono). Los materiales deben ser resistentes al inevitable vandalismo casual de los ciclistas... razón por la cual el acero inoxidable y el plexiglás, aunque pesados, siguen siendo comunes.

Lo que visualizo es un automóvil automatizado que vendrá o se detendrá por usted cuando lo solicite; También hay disponibles contenedores de carga más grandes. Entras y le dices a dónde quieres ir.

Estos comienzan y terminan como sencillos, pero se unen en trenes para agregar tráfico que comparte una ruta. También se cargarían automáticamente en encapsuladores para hacer uso de diferentes modos de viaje; por ejemplo, los pods son normalmente autos eléctricos locales eficientes, pero se conectan a un tren tirado por un motor potente cuando se toma una autopista a una distancia más larga, o se cargan en lo que son esencialmente rieles planos para tomar un sistema de tren ligero; igualmente para barcos o viajes aéreos.

En un sistema solo ferroviario como el que está preguntando, ¿será un bucle de ruta fijo o permitirá elegir un destino? Permítanme hacer una analogía con los ascensores: los nuevos sistemas duplican con creces la capacidad y reducen la espera de cada pasajero al pedirle que indique un destino con anticipación y luego tome el taxi indicado. Un riel de bucle fijo, idealmente con pulloffs para estaciones, podría tener el mismo beneficio.

Te subes a un auto que va donde planeas bajarte. Los grupos que van en la misma dirección para cualquier distancia se conectarán sobre la marcha y se desvincularán cuando uno quiera ir por un camino diferente en un cruce.

Si las vías se comparten entre diferentes rutas posibles, necesita un espacio mínimo entre los trenes para un cambio seguro. Pero, en general, un grupo que viaja en el mismo segmento que está muy cerca se conectará sobre la marcha.

La frecuencia y la velocidad de los vagones del metro, que parece que está intentando optimizar, definitivamente no están limitadas por el costo de la mano de obra de los 'conductores'. Está limitado principalmente por el hecho de que desea ejecutar un horario y necesita tener cierto margen de maniobra cuando alguien bloquea la puerta o algo así, porque no desea que el próximo vagón del metro tenga que frenar como loco cada vez que eso sucede. . El resultado de esto es que prácticamente la frecuencia más alta resulta ser de aproximadamente un vagón de metro cada dos minutos (ya sea que mire los sistemas ferroviarios sin conductor como el SkyTrain o innumerables trenes subterráneos normales en todo el mundo) y hacerlos más cortos no va a mejorar eso (en todo caso, la complejidad adicional solo lo empeoraría).

Bonificación: sistema de tránsito rápido personal de Morgantown

Si solo desea un sistema alternativo creativo sin conductor (con ventajas y desventajas definidas), vale la pena echarle un vistazo a esta solución de varios carriles. Cada estación tiene su propia 'rampa de salida' y cada 'coche' va directamente desde el principio hasta el destino sin detenerse en las estaciones intermedias. Resulta que en la vida real no vale la pena, pero es bastante fácil de vender cuando se construye un mundo.

El sistema de Morgantown utiliza control automatizado y opera en tres modos, "demanda", "horario" y "circulación".[15]

El modo de demanda funciona durante las horas de menor actividad y reacciona dinámicamente a las solicitudes de los pasajeros. Después de presionar el botón para llamar a un automóvil, se inicia un temporizador. Si el temporizador alcanza un límite predeterminado, típicamente 5 minutos, se activa un vehículo para atender la solicitud incluso si ningún otro pasajero ha solicitado el mismo destino. Además, si el número de pasajeros que esperan para viajar al mismo destino supera un límite predeterminado, generalmente 15, se activa inmediatamente un vehículo.[15] En este modo el sistema opera como un verdadero PRT.

Durante las horas pico, el sistema cambia al modo programado, que opera los automóviles en rutas fijas de demanda conocida. Esto reduce el tiempo de espera de un automóvil que viaja a un destino determinado y es más eficiente que el modo de demanda. Durante los períodos de baja demanda, el sistema cambia al modo de circulación, operando una pequeña cantidad de vehículos que se detienen en cada estación, como un servicio de autobús. Esto reduce el número de vehículos que circulan por la red.[15]

Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Morgantown_Personal_Rapid_Transit

Y aquí hay un buen video que lo muestra https://www.youtube.com/watch?v=iaSaWfw07Sw