Влияние автономных транспортных средств на проектирование наземных перевозок в аэропортах

Эволюция наземного транспорта в эпоху автономии

Автономные транспортные средства (АВ) больше не являются спекулятивной технологией; они активно меняют мобильность в городских и пригородных условиях. Для аэропортов, которые функционируют как центры мобильности с высокими ставками, обрабатывающие миллионы пассажиров ежегодно, интеграция АВ представляет собой как преобразующую возможность, так и сложную задачу проектирования. Нынешняя модель наземного транспорта аэропорта, основанная на управляемых человеком челноках, такси, поездках и частных автомобилях, пересматривается по мере созревания технологии АВ. В этой статье рассматриваются нюансы воздействия автономных транспортных средств на проектирование наземного транспорта аэропорта, от управления бордюрами и парковки до межтерминальной связи и опыта пассажиров, одновременно рассматривая инфраструктуру, безопасность и нормативные соображения, которые определят аэропорты ближайшего будущего.

Понимание автономных уровней транспортных средств и их актуальности в аэропортах

Не все автономные транспортные средства созданы равными. Общество автомобильных инженеров (SAE) определяет шесть уровней автоматизации вождения, от уровня 0 (без автоматизации) до уровня 5 (полная автоматизация при любых условиях). Для наземного транспорта в аэропортах наиболее актуальными категориями являются Уровень 4 (высокая автоматизация в конкретных условиях) и Уровень 5 (полная автоматизация). Транспортные средства уровня 4, такие как автономные челноки, работающие на заранее определенных маршрутах в пределах аэропортовых территорий, уже развертываются в пилотных программах по всему миру. Транспортные средства уровня 5, которые не требуют вмешательства человека ни при каких обстоятельствах, остаются в разработке, но их возможное прибытие коренным образом изменит предположения о дизайне аэропорта.

Заявки на использование автотранспортных средств в аэропортах охватывают несколько вариантов использования: высадка и подъем пассажиров (управление стенами), парковка (автоматизированный камердинер и поиск), межтерминальные и внутритерминальные челноки, перемещение сотрудников, перевозка грузов и багажа и соединение последней мили с близлежащими транзитными узлами или объектами аренды автомобилей. Каждый вариант использования предъявляет различные требования к проектированию физической среды аэропорта, и многие из этих требований противоречат существующим макетам, оптимизированным для транспортных средств, управляемых человеком. Понимание этих различий является первым шагом к разработке автономного аэропорта.

Перепланировка аэропорта Курбсайд для автономных операций

Ободная сторона аэропорта — узкая полоса проезжей части, где транспортные средства останавливаются для погрузки и разгрузки пассажиров — возможно, является самым перегруженным и хаотичным пространством в любом аэропорту. С AVs динамика резко меняется. Транспортные средства, управляемые человеком, требуют внимания водителя, изменения полосы движения и непредсказуемого поведения остановки. AV, напротив, могут координировать друг с другом и с инфраструктурой аэропорта для оптимизации потока. Однако эта координация требует переработанной ободочной стороны, которая отделяет автономный и неавтономный трафик, обеспечивает выделенные геозоны для операций AV и включает в себя динамические системы управления полосой движения.

Выделенные зоны AV Drop-Off и Pick-Up

Одним из первых проектных мероприятий является создание физически разделенных полос для автономных транспортных средств. Эти полосы будут оснащены системами связи между транспортными средствами (V2I), позволяющими AV получать инструкции в режиме реального времени, по которым следует использовать залив, когда следует двигаться и как долго проживать. В отличие от традиционных бордюров, где водители простаивают в ожидании пассажиров, AV могут быть направлены на удерживание в местах постановки от терминала до готовности пассажира. Это уменьшает заторы на бордюре и улучшает пропускную способность. Планировщики аэропортов изучают «всплывающие» или динамические зоны бордюра, которые могут перераспределять пространство между управляемыми человеком и автономными транспортными средствами на основе моделей спроса.

Координация действий пассажиров

Для прибывающих текущая модель часто заставляет пассажиров ждать у бордюра, сканируя их поездку. С помощью AV координационные приложения позволяют транспортному средству подъехать к обозначенному номерному отсеку в тот момент, когда прибывает пассажир. Это требует перепроектирования пешеходных зон ожидания - укрытия, хорошо подписанные и интегрированные с цифровыми дисплеями, которые подтверждают прибытие транспортного средства. Некоторые аэропорты тестируют автономные челночные контейнеры, которые встречают пассажиров на выходе терминала, а затем отправляются на удаленную парковку или транзитные соединения.

Вертикальная циркуляция и многоуровневый дизайн

По мере расширения аэропортов многие добавляют несколько уровней для прилетов и вылетов. Автомобили могут сделать многоуровневые бордюры более эффективными, направляя автомобили на наименее перегруженный уровень на основе данных в реальном времени. Однако для этого требуется надежная связь лифта и эскалатора, четкие вывески для пассажиров и процедуры резервного копирования для сбоев системы. Конструкция также должна вмещать пассажиров с ограниченной мобильностью, гарантируя, что автономные зоны высадки доступны и безопасны.

Парковка и автоматическая работа клетчатки

Парковка в аэропорту является значительным источником дохода, но также потребляет обширные земельные участки. Автономные транспортные средства обещают уменьшить площадь парковки за счет автоматической парковки камердинера. Вместо водителя, кружащего вокруг места, AV может высадить пассажиров на терминале, а затем перейти к компактной, высокоплотной парковочной структуре, где доступ человека не требуется. Эти структуры могут устранить широкие проходы и пандусы, необходимые для водителей-людей, вместо этого используя плотные, похожие на сетку макеты, оптимизированные для роботизированной навигации.

Сокращение спроса на долгосрочную парковку

Помимо структурной плотности, AV могут снизить общий спрос на долгосрочную парковку. Прокат в автономных парках может стать дешевле и удобнее, чем личное владение транспортным средством, что приведет к тому, что пассажиры полностью откажутся от парковки в аэропорту. Аэропорты, планирующие новые парковочные гаражи, должны учитывать гибкость: конструкции, разработанные сегодня, могут быть конвертируемыми в другие виды использования, такие как логистика, розничная торговля или хранение автопарка в течение десятилетия. Некоторые генеральные планы аэропорта теперь включают модульные конструкции парковки со съемными полами и регулируемым расстоянием между колоннами.

Автоматизированные системы поиска транспортных средств

Для аэропортов, которые поддерживают парковку, автоматизированные системы поиска позволяют пассажирам запрашивать свой автомобиль через мобильное приложение, при этом AV перемещается из уложенной парковочной зоны и прибывает в назначенную зону пикапа. Это устраняет необходимость для пассажиров помнить, где они припарковались или ходить на большие расстояния. Интеграция с системой управления парковкой аэропорта имеет важное значение, и конструкции должны включать безопасные, контролируемые климатом зоны ожидания для пассажирского пикапа.

Шаттлы и межтерминальные перевозки

Крупные аэропорты полагаются на автобусы-шаттлы или людей-перевозчиков для подключения терминалов, удаленных парковок, центров проката автомобилей и гостиничных районов. Эти челноки являются основными кандидатами на автоматизацию, потому что они работают на фиксированных маршрутах на низких скоростях в контролируемых средах. Автономные электрические челноки уже пилотируются в аэропортах Сингапура, лондонского Хитроу и международного аэропорта Маккарран в Лас-Вегасе (теперь Гарри Рид).

Проектирование маршрутов и управление флотом

Маршруты шаттлов должны быть спроектированы с выделенными путями или полосами для обеспечения безопасности и предсказуемости. В то время как в некоторых аэропортах есть автоматические перемещения людей на основе туннелей (например, Тампа, Даллас / Форт-Уэрт), автономные шаттлы наземного уровня требуют проездных дорог с минимальным взаимодействием с транспортными средствами, управляемыми человеком. Алгоритмы управления флотом могут регулировать частоту шаттлов на основе спроса пассажиров в реальном времени, сокращая время ожидания и потребление энергии. Конструкция остановок шаттлов должна включать посадку на уровень, защиту от погодных условий и дисплеи прибытия в режиме реального времени.

Интеграция багажа

Автономные челноки также могут перевозить багаж отдельно, либо в отдельных контейнерах, либо через роботизированные курьеры, которые следуют за пассажирами к терминалу. Это имеет последствия для конструкции регистрации: пассажирам, возможно, никогда не придется физически обрабатывать багаж от бордюра до кабины самолета. Поэтому конструкция наземного транспорта должна учитывать безопасные, автоматизированные полосы передачи багажа и сопряжение с системой обработки багажа аэропорта.

Пассажирский опыт и доступность

Автономные транспортные средства могут значительно улучшить качество обслуживания пассажиров, обеспечивая индивидуальную мобильность по требованию. Вместо того, чтобы ждать в очереди на общий шаттл или бороться с багажом в такси, пассажиры могут вызывать AV через приложение, получать обновления маршрута в режиме реального времени и даже садиться на транспортное средство, настроенное с Wi-Fi, портами зарядки или контролем температуры. Для пассажиров с ограниченными возможностями AV предлагают особые преимущества, если они разработаны с универсальными функциями доступности, такими как пандусы, тактильное руководство и аудио объявления, интегрированные с системами вспомогательных технологий аэропорта.

Первая и последняя мили

Доступность аэропорта распространяется за пределы терминала. Автономные челноки могут соединять аэропорты с близлежащими транзитными станциями, гостиницами и деловыми районами, уменьшая потребность в частных автомобилях. Аэропорты в средних городах могут стать узлами в региональной автономной сети мобильности. Проектирование этих соединений требует скоординированного планирования с муниципальными транспортными органами, обеспечения безопасности, видимости и удобства автопилотируемых маршрутов и пунктов посадки/высадки. Некоторые аэропорты выступают за автономные транзитные коридоры, связывающие аэропорт с центром города, сокращения заторов и выбросов.

Инфраструктурные и технологические требования

Развертывание АВ в масштабе требует значительных инвестиций как в физическую, так и в цифровую инфраструктуру. С физической стороны аэропорты должны устанавливать датчики (лидар, радар, камеры) на ключевых перекрестках, дорожные сигналы и зоны ограничения, чтобы обеспечить АВ локализацией высокой четкости и обнаружением объектов. Выделенные системы связи на ближнем расстоянии (DSRC) или сотовой связи V2X (C-V2X) позволяют транспортным средствам общаться друг с другом и с центрами управления трафиком. Сети 5G обеспечивают связь с низкой задержкой, необходимую для обмена данными в режиме реального времени, а цифровые модели двойников позволяют операторам аэропортов моделировать и оптимизировать потоки трафика до того, как будут сделаны физические изменения.

Зарядка и энергетическая инфраструктура

Большинство пилотов аэровокзалов используют электромобили. Это означает, что аэропорты должны устанавливать зарядную инфраструктуру на парковках, челночных складах и зонах ограничения. Беспроводная индуктивная зарядка, встроенная в тротуар на остановках челнока, может обеспечить возможность зарядки в течение времени пребывания. Требования к электрической нагрузке существенны; аэропортам, возможно, потребуется модернизировать свои подстанции и включить на месте возобновляемую энергию. Будущие проекты должны выделять место для систем хранения аккумуляторов и управления зарядкой.

Кибербезопасность и избыточность

С увеличением подключения появляется повышенная уязвимость. Автономная сеть наземного транспорта аэропорта является основной целью для кибератак. Аэропорты должны разрабатывать безопасные протоколы связи, сертифицировать целостность программного обеспечения и внедрять отказоустойчивые системы, которые могут вернуться к ручным или деградированным операциям. Физическая инфраструктура, такая как барьеры и ворота, должна быть разработана для сдерживания AV, который теряет связь. Регулярные испытания на проникновение и аудиты безопасности становятся частью жизненного цикла проектирования.

Безопасность, безопасность и нормативные соображения

Безопасность является главной проблемой для развертывания аэрофотосъемки в аэропортах. В то время как АВ обещают уменьшить человеческие ошибки — причину большинства столкновений — они также вводят новые режимы отказа: окклюзия датчиков, ошибки программного обеспечения и неожиданное поведение в условиях смешанного движения. Конструкция наземного транспорта аэропорта должна включать в себя зоны безопасности : зоны, где АВ могут безопасно остановиться и отключиться, если произойдет критический сбой системы. Эти зоны должны быть включены в конструкции бордюра, маршруты челноков и парковочные сооружения.