Tránsito rápido personal

Un vehículo ULTra PRT en una pista de prueba en el aeropuerto de Heathrow, Londres

Un vehículo en el sistema PRT de la Universidad West Virginia, Morgantown, West Virginia

Personal Rapid Transit (PRT), también conocido como podcars o taxis guiados/sobre raíles, es un modo de transporte público que presenta pequeños vehículos automatizados de baja capacidad que operan en una red de guías construidas especialmente. El PRT es un tipo de tránsito automático con guía (AGT), una clase de sistema que también incluye vehículos más grandes hasta pequeños sistemas de metro. En términos de enrutamiento, tiende hacia los sistemas de transporte público personal.

Los vehículos PRT están dimensionados para viajes individuales o en grupos pequeños, por lo general no llevan más de tres a seis pasajeros por vehículo. Las guías están dispuestas en una topología de red, con todas las estaciones ubicadas en apartaderos y con frecuentes puntos de unión/divergencia. Esto permite viajar sin escalas, punto a punto, sin pasar por todas las estaciones intermedias. El servicio punto a punto se ha comparado con un taxi o un ascensor horizontal (ascensor).

Se han propuesto numerosos sistemas PRT, pero la mayoría no se han implementado. A partir de noviembre de 2016, solo un puñado de sistemas PRT están operativos: Morgantown Personal Rapid Transit (el más antiguo y extenso), en Morgantown, West Virginia, ha estado en funcionamiento continuo desde 1975. Desde 2010, ha operado un sistema 2getthere de 10 vehículos en Masdar City, Emiratos Árabes Unidos, y desde 2011 un sistema Ultra PRT de 21 vehículos funciona en el aeropuerto de Londres Heathrow. Un sistema Vectus de 40 vehículos con estaciones en línea se inauguró oficialmente en Suncheon, Corea del Sur, en abril de 2014. Se ha construido un sistema PRT que conecta las terminales y el estacionamiento en el nuevo Aeropuerto Internacional Chengdu Tianfu, cuya inauguración está prevista para 2021.

Resumen

La mayoría de los sistemas de transporte público mueven a las personas en grupos por rutas programadas. Esto tiene ineficiencias inherentes. Para los pasajeros, se pierde el tiempo esperando a que llegue el próximo vehículo, rutas indirectas a su destino, deteniéndose para pasajeros con otros destinos y, a menudo, horarios confusos o incoherentes. Reducir la velocidad y acelerar los pesos pesados puede socavar el beneficio del transporte público para el medio ambiente y ralentizar el resto del tráfico.

Los sistemas de tránsito rápido personal intentan eliminar estos desperdicios moviendo pequeños grupos sin parar en vehículos automatizados en vías fijas. Idealmente, los pasajeros pueden abordar una cápsula inmediatamente después de llegar a una estación y pueden, con una red de vías lo suficientemente extensa, tomar rutas relativamente directas a su destino sin paradas.

El bajo peso de los vehículos pequeños de PRT permite guías y estructuras de soporte más pequeñas que los sistemas de transporte masivo como el tren ligero. Las estructuras más pequeñas se traducen en costos de construcción más bajos, servidumbres más pequeñas e infraestructura menos obstructiva visualmente.

Tal como está, aún no se ha construido un despliegue en toda la ciudad con muchas líneas y estaciones muy juntas, tal como lo prevén los proponentes. Los proyectos anteriores fracasaron debido a financiamiento, sobrecostos, conflictos regulatorios, problemas políticos, tecnología mal aplicada y fallas en el diseño, la ingeniería o la revisión.

Sin embargo, la teoría permanece activa. Por ejemplo, de 2002 a 2005, el proyecto EDICT, patrocinado por la Unión Europea, realizó un estudio sobre la viabilidad de PRT en cuatro ciudades europeas. El estudio involucró a 12 organizaciones de investigación y concluyó que el PRT:

• proporcionaría a las ciudades futuras "un sistema de transporte altamente accesible, responsable por el usuario y ecológico que ofrece una solución sostenible y económica".
• podría "cubrir sus costos operativos y proporcionar un retorno que podría pagar la mayoría, si no todos, de sus costos de capital".
• proporcionaría "un nivel de servicio superior al de transporte público convencional".
• sería "bien recibido por el público, tanto el transporte público como los usuarios del coche."

El informe también concluyó que, a pesar de estas ventajas, las autoridades públicas no se comprometerán a construir PRT debido a los riesgos asociados con ser la primera implementación pública.

La sigla PRT fue presentada formalmente en 1978 por J. Edward Anderson. La Asociación de Tránsito Avanzado (ATRA), un grupo que aboga por el uso de soluciones tecnológicas para los problemas de tránsito, compiló una definición en 1988 que se puede ver aquí.

Lista de sistemas operativos de redes automatizadas de tránsito (ATN)

Actualmente, cinco sistemas de redes de tránsito avanzadas (ATN) están operativos y varios más se encuentran en la etapa de planificación.

Lista de proveedores ATN

La siguiente lista resume varios proveedores conocidos de redes de tránsito automatizado (ATN) a partir de 2014, con modificaciones posteriores.

• Servicio de ingresos: Boeing (Morgantown PRT), ULTra, 2getthere, Vectus.
• Tema completo de prueba: Modutram, Cabinentaxi, Glydways, Urbanloop
• Mockups o modelos de escala: JPods, skyTran, ecoPRT, Spartan Superway, Futran Archived 2016-12-27 en el Wayback Machine, ottobahn
• Histórico: CVS, Aramis, PRT2000 (Raytheon), Monocab/ROMAG, EcoMobility, Tubenet Transit Systems

Historia

Orígenes

Los conceptos modernos de PRT comenzaron alrededor de 1953 cuando Donn Fichter, un planificador de transporte urbano, comenzó a investigar sobre PRT y métodos de transporte alternativos. En 1964, Fichter publicó un libro que proponía un sistema de transporte público automatizado para áreas de densidad de población media a baja. Uno de los puntos clave del libro fue la creencia de Fichter de que las personas no dejarían sus automóviles en favor del transporte público a menos que el sistema ofreciera flexibilidad y tiempos de tránsito de extremo a extremo que fueran mucho mejores que los sistemas existentes: flexibilidad. y rendimiento que sintió que solo un sistema PRT podría proporcionar. Varios otros planificadores urbanos y de tránsito también escribieron sobre el tema y siguieron algunos experimentos iniciales, pero el PRT permaneció relativamente desconocido.

Al mismo tiempo, Edward Haltom estudiaba los sistemas de monorraíl. Haltom notó que el tiempo para iniciar y detener un gran tren monorriel convencional, como los de Wuppertal Schwebebahn, significaba que una sola línea solo podía soportar entre 20 y 40 vehículos por hora. Para obtener movimientos de pasajeros razonables en un sistema de este tipo, los trenes tenían que ser lo suficientemente grandes como para transportar a cientos de pasajeros (consulte el avance para una discusión general). Esto, a su vez, exigió grandes guías que pudieran soportar el peso de estos grandes vehículos, lo que elevó los costos de capital hasta el punto en que los consideró poco atractivos.

Haltom centró su atención en desarrollar un sistema que pudiera operar con tiempos más cortos, lo que permitiría que los autos individuales fueran más pequeños mientras se conservaba la misma capacidad de ruta general. Los automóviles más pequeños significarían menos peso en cualquier punto dado, lo que significaba guías más pequeñas y menos costosas. Para eliminar el respaldo en las estaciones, el sistema usó "fuera de línea" estaciones que permitieron que el tráfico de la línea principal pasara por alto los vehículos detenidos. Diseñó el sistema Monocab utilizando automóviles de seis pasajeros suspendidos sobre ruedas desde una guía aérea. Como la mayoría de los sistemas suspendidos, sufría el problema de los arreglos de conmutación difíciles. Dado que el automóvil viajaba sobre un riel, cambiar de un camino a otro requería que se moviera el riel, un proceso lento que limitaba los posibles avances.

Se forma la UMTA

A fines de la década de 1950, los problemas con la expansión urbana se hicieron evidentes en los Estados Unidos. Cuando las ciudades mejoraron las carreteras y los tiempos de tránsito se redujeron, los suburbios se desarrollaron a distancias cada vez mayores de los núcleos de las ciudades y la gente se mudó de las zonas céntricas. Al carecer de sistemas de control de la contaminación, el rápido aumento en la propiedad de automóviles y los viajes más largos hacia y desde el trabajo estaban causando problemas significativos en la calidad del aire. Además, el movimiento hacia los suburbios condujo a una fuga de capital de las áreas del centro, una de las causas del rápido deterioro urbano que se observa en los EE. UU.

Los sistemas de transporte público eran una forma de combatir estos problemas. Sin embargo, durante este período, el gobierno federal alimentaba los problemas financiando el desarrollo del Sistema de Autopistas Interestatales, mientras que al mismo tiempo se reducía rápidamente la financiación del transporte público. El número de pasajeros del transporte público en la mayoría de las ciudades se desplomó.

En 1962, el presidente John F. Kennedy encargó al Congreso la tarea de abordar estos problemas. Estos planes se concretaron en 1964, cuando el presidente Lyndon B. Johnson promulgó la Ley de Transporte Masivo Urbano de 1964, formando así la Administración de Transporte Masivo Urbano. UMTA se creó para financiar desarrollos de transporte público de la misma manera que la anterior Ley de Carreteras de Ayuda Federal de 1956 había ayudado a crear las Carreteras Interestatales. Es decir, UMTA ayudaría a cubrir los costos de capital de la construcción de nueva infraestructura.

Comienza la investigación PRT

Sin embargo, a los planificadores que conocían el concepto de PRT les preocupaba que la creación de más sistemas basados en tecnologías existentes no solucionase el problema, como había señalado anteriormente Fitcher. Los defensores sugirieron que los sistemas tendrían que ofrecer la flexibilidad de un automóvil:

La razón del triste estado de tránsito público es muy básica - los sistemas de tránsito simplemente no ofrecen un servicio que atraerá a la gente lejos de sus automóviles. En consecuencia, su patronaje proviene en gran medida de aquellos que no pueden conducir, ya sea porque son demasiado jóvenes, demasiado viejos, o porque son demasiado pobres para poseer y operar un automóvil. Míralo desde el punto de vista de un compañero que vive en un suburbio y está tratando de llegar a trabajar en el distrito central de negocios (CBD). Si va a ir en tránsito, un escenario típico podría ser el siguiente: primero debe caminar a la parada de autobús más cercana, digamos un paseo de cinco o diez minutos, y entonces puede tener que esperar hasta otros diez minutos, posiblemente en tiempo de inclinación, para que el autobús llegue. Cuando llegue, puede que tenga que ponerse de pie a menos que tenga la suerte de encontrar un asiento. El autobús será atrapado en la congestión callejera y se moverá lentamente, y hará muchas paradas completamente no relacionadas con su objetivo de viaje. El autobús puede dejarlo salir en una terminal a un tren suburbano. De nuevo debe esperar, y, después de subir al tren, experimentar de nuevo una serie de paradas en el camino al CDB, y posiblemente de nuevo debe tener que pararse en el pasillo. Se bajará en la estación más conveniente a su destino y posiblemente tenga que transferir de nuevo a un sistema de distribución. No es de extrañar que en aquellas ciudades donde hay un amplio aparcamiento barato disponible, la mayoría de los que pueden conducir en coche.

En 1966, se le pidió al Departamento de Vivienda y Desarrollo Urbano de los Estados Unidos que "realizara un proyecto para estudiar... nuevos sistemas de transporte urbano que transportarán personas y bienes... de manera rápida, segura, sin contaminar el aire y de una manera que contribuya a una buena planificación de la ciudad." El informe resultante se publicó en 1968 y proponía el desarrollo de PRT, así como otros sistemas como dial-a-bus y enlaces interurbanos de alta velocidad.

A fines de la década de 1960, Aerospace Corporation, una corporación independiente sin fines de lucro creada por el Congreso de los EE. UU., invirtió mucho tiempo y dinero en PRT y realizó gran parte de los primeros análisis teóricos y de sistemas. Sin embargo, esta corporación no puede vender a clientes que no sean del gobierno federal. En 1969, los miembros del equipo de estudio publicaron la primera descripción ampliamente publicitada de PRT en Scientific American. En 1978, el equipo también publicó un libro. Estas publicaciones desencadenaron una especie de "carrera de tránsito" de la misma manera que la carrera espacial, con países de todo el mundo apresurándose a unirse a lo que parecía ser un mercado futuro de tamaño inmenso.

La crisis del petróleo de 1973 encareció los combustibles para vehículos, lo que naturalmente interesó a la gente en el transporte alternativo.

Desarrollos del sistema

En 1967, el gigante aeroespacial Matra inició el proyecto Aramis en París. Después de gastar alrededor de 500 millones de francos, el proyecto se canceló cuando no pasó las pruebas de calificación en noviembre de 1987. Los diseñadores intentaron hacer que el Aramis funcionara como un 'tren virtual', pero problemas con el software de control hacían que los vagones se sacudieran de manera inaceptable. El proyecto finalmente fracasó.

Entre 1970 y 1978, Japón operó un proyecto llamado "Sistema de vehículos controlado por computadora" (CVS). En una instalación de prueba a gran escala, 84 vehículos operaron a velocidades de hasta 60 kilómetros por hora (37,3 mph) en una vía guía de 4,8 km (3,0 mi); Se lograron avances de un segundo durante las pruebas. Otra versión de CVS estuvo en funcionamiento público durante seis meses, de 1975 a 1976. Este sistema tenía 12 vehículos de modo único y cuatro vehículos de modo dual en una vía de 1,6 km (1,0 mi) con cinco estaciones. Esta versión transportó a más de 800.000 pasajeros. CVS se canceló cuando el Ministerio de Tierra, Infraestructura y Transporte de Japón lo declaró inseguro según las normas de seguridad ferroviaria existentes, específicamente con respecto a las distancias de frenado y avance.

El 23 de marzo de 1973, el administrador de la Administración de Transporte Masivo Urbano (UMTA, por sus siglas en inglés) de EE. UU., Frank Herringer, testificó ante el Congreso: "Un programa DOT que condujo al desarrollo de un avance corto, de medio a un segundo, de alto El sistema PRT de capacidad (HCPRT) se iniciará en el año fiscal 1974." Sin embargo, este programa HCPRT se desvió hacia un programa de tecnología modesto. Según el partidario del PRT, J. Edward Anderson, esto se debió a 'la fuerte presión ejercida por intereses temerosos de volverse irrelevantes si se hacía visible un programa genuino del PRT'. A partir de ese momento, las personas interesadas en HCPRT no pudieron obtener fondos de investigación de la UMTA.

En 1975, se completó el proyecto de tránsito rápido personal de Morgantown. Tiene cinco estaciones fuera de línea que permiten viajes programados individualmente sin escalas a lo largo de una vía de 8,7 millas (14,0 km) atendida por una flota de 71 automóviles. Esta es una característica crucial del PRT. Sin embargo, no se considera un sistema PRT porque sus vehículos son demasiado pesados y transportan demasiadas personas. Cuando transporta a muchas personas, funciona de punto a punto, en lugar de funcionar como un transportador de personas automatizado de un extremo a otro de la línea. Durante los períodos de poco uso, todos los autos hacen un circuito completo parando en cada estación en ambas direcciones. Morgantown PRT todavía está en funcionamiento continuo en la Universidad de West Virginia en Morgantown, West Virginia, con aproximadamente 15,000 pasajeros por día (a partir de 2003). La vía calentada por vapor ha resultado costosa y el sistema requiere un presupuesto de operación y mantenimiento de $5 millones anuales. Aunque demostró con éxito el control automatizado y todavía está en funcionamiento, no se vendió a otros sitios. Un informe de 2010 concluyó que reemplazar el sistema con autobuses en las carreteras brindaría un servicio insatisfactorio y crearía congestión. Posteriormente, los sistemas informáticos y de control de vehículos de cuarenta años de antigüedad fueron reemplazados en la década de 2010 y hay planes para reemplazar los vehículos.

De 1969 a 1980, Mannesmann Demag y MBB cooperaron para construir el sistema de transporte urbano Cabinentaxi en Alemania. Juntas, las empresas formaron Cabintaxi Joint Venture. Crearon una amplia tecnología PRT, incluida una pista de prueba, que el gobierno alemán y sus autoridades de seguridad consideraron completamente desarrollada. El sistema debía instalarse en Hamburgo, pero los recortes presupuestarios detuvieron el proyecto propuesto antes del inicio de la construcción. Sin otros proyectos potenciales en el horizonte, la empresa conjunta se disolvió y la tecnología PRT completamente desarrollada nunca se instaló. Cabintaxi Corporation, una empresa con sede en EE. UU., obtuvo la tecnología en 1985 y permanece activa en el mercado del sector privado tratando de vender el sistema, pero hasta el momento no ha habido instalaciones.

En 1979, se puso en marcha el sistema de transporte rápido de pacientes del Centro Médico de la Universidad de Duke de tres estaciones. Excepcionalmente, los automóviles podían moverse hacia los lados, así como hacia atrás y hacia adelante, y se describió como un "ascensor horizontal". El sistema se cerró en 2009 para permitir la expansión del hospital.

En la década de 1990, Raytheon invirtió mucho en un sistema llamado PRT 2000, basado en tecnología desarrollada por J. Edward Anderson en la Universidad de Minnesota. Raytheon no pudo instalar un sistema contratado en Rosemont, Illinois, cerca de Chicago, cuando los costos estimados aumentaron a 50 millones de dólares por milla, supuestamente debido a cambios en el diseño que aumentaron el peso y el costo del sistema en relación con el diseño original de Anderson. En 2000, los derechos de la tecnología volvieron a la Universidad de Minnesota y, posteriormente, Taxi2000 los compró.

Desarrollos posteriores

En 1999, se inauguró el sistema ParkShuttle diseñado por 2getthere en el barrio de Kralingen, al este de Róterdam, con autobuses sin conductor de 12 plazas. El sistema se amplió en 2005 y se introdujeron nuevos vehículos de segunda generación para dar servicio a cinco estaciones en 1,8 kilómetros (1,1 millas) con cinco pasos a nivel sobre carreteras normales. La operación está programada en períodos pico y bajo demanda en otros horarios. En 2002, 2getthere operaba veinticinco 'CyberCabs' para 4 pasajeros. en la exhibición de horticultura Floriade 2002 de Holanda. Estos transportaban pasajeros a lo largo de una pista en espiral hasta la cima de Big Spotters Hill. La pista tenía aproximadamente 600 metros (1969 pies) de largo (sentido único) y presentaba solo dos estaciones. La operación de seis meses tenía como objetivo investigar la aceptación pública de los sistemas similares a PRT.

En 2010, se inauguró un sistema 2getthere de dos estaciones para 10 vehículos (cuatro asientos cada uno) para conectar un estacionamiento con el área principal en Masdar City, Emiratos Árabes Unidos. El sistema funciona en una cripta debajo de la ciudad y se suponía que era un proyecto piloto para una red mucho más grande, que también habría incluido el transporte de mercancías. La expansión del sistema se canceló justo después de que se abriera el programa piloto debido al costo de construcción de la cripta y desde entonces se han propuesto otros vehículos eléctricos.

En enero de 2003, el prototipo del sistema ULTra ('Urban Light Transport') en Cardiff, Gales, fue certificado para transportar pasajeros por la Inspección de Ferrocarriles del Reino Unido en una pista de prueba de 1 km (0,6 mi). ULTra fue seleccionada en octubre de 2005 por BAA plc para el aeropuerto Heathrow de Londres. Desde mayo de 2011, un sistema de tres estaciones ha estado abierto al público, transportando pasajeros desde un estacionamiento remoto a la terminal 5. Durante el despliegue del sistema, los propietarios de Heathrow se convirtieron en propietarios del diseño UltrPRT. En mayo de 2013, Heathrow Airport Limited incluyó en su borrador del plan maestro de cinco años (2014-2019) un esquema para usar el sistema PRT para conectar la terminal 2 y la terminal 3 con sus respectivos estacionamientos comerciales. La propuesta no se incluyó en el plan final debido a que se dio prioridad de gasto a otros proyectos de capital y se ha aplazado. Si se construye una tercera pista en Heathrow, se destruirá el sistema existente, que será reemplazado por otro PRT.

En junio de 2006, un consorcio coreano y sueco, Vectus Ltd, comenzó a construir una pista de prueba de 400 m (1312 pies) en Uppsala, Suecia. Este sistema de prueba se presentó en la conferencia PodCar City de 2007 en Uppsala. Un sistema de 40 vehículos, 2 estaciones y 4,46 km (2,8 mi) llamado "SkyCube" se inauguró en Suncheon, Corea del Sur, en abril de 2014.

En la década de 2010, el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Occidente de México comenzó a investigar el proyecto LINT ("Transporte de red inteligente ajustada") y construyó un modelo a escala operativa de 1/12. Esto se desarrolló aún más y se convirtió en el sistema Modutram y se construyó una pista de prueba a gran escala en Guadalajara, que estuvo operativa en 2014.

En 2018 se anunció que se instalaría un sistema PRT en el nuevo Aeropuerto Internacional Chengdu Tianfu. El sistema incluirá 6 millas de vía guía, 4 estaciones, 22 módulos y conectará el estacionamiento del aeropuerto con dos edificios terminales. Es suministrado por Ultra MTS. El aeropuerto debe abrir en 2021.

Diseño del sistema

Entre el puñado de sistemas prototipo (y la gran cantidad que existe en papel) existe una diversidad sustancial de enfoques de diseño, algunos de los cuales son controvertidos.

Diseño de vehículos

El peso del vehículo influye en el tamaño y el costo de las guías del sistema, que a su vez son una parte importante del costo de capital del sistema. Los vehículos más grandes son más caros de producir, requieren guías más grandes y costosas y usan más energía para arrancar y parar. Si los vehículos son demasiado grandes, el enrutamiento de punto a punto también se vuelve más costoso. Frente a esto, los vehículos más pequeños tienen más área de superficie por pasajero (por lo tanto, tienen una mayor resistencia total del aire que domina el costo de energía para mantener los vehículos en movimiento a gran velocidad), y los motores más grandes son generalmente más eficientes que los más pequeños.

La cantidad de pasajeros que compartirán un vehículo es una incógnita clave. En los EE. UU., el automóvil promedio lleva 1,16 personas, y la mayoría de los países industrializados suelen tener un promedio de menos de dos personas; no tener que compartir un vehículo con extraños es una ventaja clave del transporte privado. Según estas cifras, algunos han sugerido que dos pasajeros por vehículo (como con skyTran, EcoPRT y Glydways), o incluso un solo pasajero por vehículo, es lo óptimo. Otros diseños utilizan un automóvil como modelo y eligen vehículos más grandes, lo que permite acomodar a familias con niños pequeños, ciclistas, pasajeros discapacitados en sillas de ruedas o una paleta o dos de carga.

Propulsión

Todos los diseños actuales (excepto el Shweeb de propulsión humana) funcionan con electricidad. Para reducir el peso del vehículo, la energía generalmente se transmite a través de conductores laterales, aunque dos de los sistemas operativos utilizan baterías integradas. Según el diseñador de Skyweb/Taxi2000, J. Edward Anderson, el sistema más liviano utiliza un motor de inducción lineal (LIM) en el vehículo tanto para la propulsión como para el frenado, lo que también hace que las maniobras sean consistentes independientemente del clima, especialmente lluvia o nieve. Los LIM se usan en una pequeña cantidad de aplicaciones de tránsito rápido, pero la mayoría de los diseños usan motores rotativos. La mayoría de estos sistemas conservan una pequeña batería a bordo para llegar a la siguiente parada después de un corte de energía. CabinTaxi usa un LIM y pudo demostrar avances de 0,5 segundos en su pista de prueba. El prototipo del sistema Vectus utilizó LIM montados sobre orugas continuas con la placa de reacción en el vehículo, eliminando el sistema de propulsión activa (y la potencia requerida) en el vehículo.

ULTra y 2getthere usan baterías a bordo, recargadas en las estaciones. Esto aumenta la seguridad y reduce la complejidad, el coste y el mantenimiento de la guía. Como resultado, la guía ULTRa se asemeja a una acera con bordillos y su construcción es económica. Los vehículos ULTRa y 2getthere se asemejan a pequeños autos eléctricos automatizados y usan componentes similares. (El chasis y la cabina del ULTRa POD se han utilizado como base de un vehículo autónomo compartido para circular en tráfico mixto).

Conmutación

Casi todos los diseños evitan el cambio de vía y, en cambio, recomiendan los cambios montados en el vehículo (que se conectan con rieles de guía especiales en los cruces) o la dirección convencional. Los defensores dicen que el cambio de vehículo permite una ruta más rápida para que los vehículos puedan correr más juntos, lo que aumenta la capacidad. También simplifica la vía guía, hace que los cruces sean menos molestos visualmente y reduce el impacto de los fallos de funcionamiento, ya que es menos probable que un interruptor fallido en un vehículo afecte a otros vehículos.

El cambio de vía aumenta considerablemente la distancia de avance. Un vehículo debe esperar a que el vehículo anterior despeje el cruce, que la vía cambie y que se verifique el cambio. La comunicación entre el vehículo y los controladores en la vía agrega demoras y más puntos de falla. Si el cambio de vía es defectuoso, los vehículos deben poder detenerse antes de llegar al cambio, y todos los vehículos que se acerquen al cruce defectuoso se verán afectados.

El cambio mecánico de vehículos minimiza el espacio entre vehículos o la distancia de avance, pero también aumenta las distancias mínimas entre cruces consecutivos. Un vehículo que cambia mecánicamente, maniobrando entre dos cruces adyacentes con diferentes configuraciones de interruptores, no puede pasar de un cruce al siguiente. El vehículo debe adoptar una nueva posición del interruptor y luego esperar a que se verifique el mecanismo de bloqueo del interruptor del vehículo. Si el cambio de vehículo es defectuoso, ese vehículo debe poder detenerse antes de llegar al siguiente cambio, y todos los vehículos que se acerquen al vehículo defectuoso se verán afectados.

La dirección convencional permite una 'pista' que consta únicamente de una superficie de carretera con algún tipo de referencia para los sensores de dirección del vehículo. El cambio se lograría si el vehículo siguiera la línea de referencia adecuada: mantener una distancia establecida desde el borde izquierdo de la calzada haría que el vehículo se desviara a la izquierda en un cruce, por ejemplo.

Diseño de infraestructura

Representación simplificada de una posible red PRT. Los rectángulos azules indican estaciones. La porción ampliada ilustra una estación fuera de la rampa.

Guías

Se han propuesto o implementado varios tipos de vías guía, incluidas vigas similares a los monorrieles, armazones similares a puentes que soportan vías internas y cables incrustados en una calzada. La mayoría de los diseños colocan el vehículo sobre la pista, lo que reduce la intrusión visual y el costo, además de facilitar la instalación a nivel del suelo. Una vía aérea es necesariamente más alta, pero también puede ser más estrecha. La mayoría de los diseños utilizan la guía para distribuir la energía y las comunicaciones de datos, incluso a los vehículos. El PRT de Morgantown no cumplió con sus objetivos de costo debido a la vía calentada por vapor requerida para mantener la guía del canal grande libre de nieve y hielo frecuentes. La calefacción utiliza hasta cuatro veces más energía que la utilizada para propulsar los vehículos. La mayoría de las propuestas planean resistir la nieve y el hielo de maneras que deberían ser menos costosas. El sistema Heathrow cuenta con un vehículo especial de descongelación. El sistema de Masdar se ha visto limitado porque el derecho de paso exclusivo para el PRT se obtuvo haciendo circular los vehículos en una cripta a nivel del suelo mientras se construía un "nivel de la calle" elevado. entre todos los edificios. Esto condujo a edificios y carreteras irrealmente caros.

Estaciones

Las propuestas suelen tener estaciones cercanas entre sí y ubicadas en vías laterales para que el tráfico pueda pasar por alto a los vehículos que recogen o dejan pasajeros. Cada estación puede tener múltiples atracaderos, con quizás un tercio de los vehículos en un sistema almacenado en estaciones esperando pasajeros. Se prevé que las estaciones sean minimalistas, sin instalaciones como baños. Para estaciones elevadas, puede ser necesario un ascensor para la accesibilidad.

Al menos un sistema, Metrino, proporciona acceso para sillas de ruedas y carga mediante el uso de un tren de cremallera en la vía, de modo que el propio vehículo pueda pasar de una parada a nivel de la calle a una vía elevada.

Algunos diseños han incluido un gasto adicional sustancial para la vía necesaria para desacelerar y acelerar desde las estaciones. En al menos un sistema, Aramis, esto casi duplicó el ancho y el costo del derecho de paso requerido y provocó que se abandonara el concepto de entrega de pasajeros sin escalas. Otros diseños tienen esquemas para reducir este costo, por ejemplo fusionándose verticalmente para reducir la huella.

Características operativas

Distancia de avance

El espacio entre los vehículos en la vía influye en la capacidad máxima de pasajeros de una vía, por lo que los diseñadores prefieren distancias de avance más pequeñas. El control computarizado y el frenado electrónico activo (de los motores) teóricamente permiten un espacio mucho más corto que los intervalos de dos segundos recomendados para automóviles a gran velocidad. En estos arreglos, múltiples vehículos operan en "pelotones" y se puede frenar simultáneamente. Existen prototipos de guiado automático de vehículos particulares basados en principios similares.

Los avances muy cortos son controvertidos. La Inspección de Ferrocarriles del Reino Unido ha evaluado el diseño ULTra y está dispuesta a aceptar avances de un segundo, hasta que se completen con éxito las pruebas operativas iniciales en más de 2 segundos. En otras jurisdicciones, las regulaciones ferroviarias preexistentes se aplican a los sistemas PRT (ver CVS, arriba); estos típicamente calculan avances para distancias de frenado absolutas con pasajeros de pie. Estos restringen severamente la capacidad y hacen inviables los sistemas PRT. Otra norma decía que los vehículos que iban detrás debían detenerse si el vehículo que iba delante se detenía instantáneamente (o como una "pared de ladrillos"). En 2018, un comité de la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Mecánicos consideró reemplazar la "pared de ladrillos" estándar con el requisito de que los vehículos mantengan una "zona de separación" basado en la distancia de frenado mínima del vehículo de cabeza y la detención máxima del vehículo de arrastre. Estos cambios se introdujeron en la norma en 2021.

Capacidad

El PRT generalmente se propone como una alternativa a los sistemas ferroviarios, por lo que las comparaciones tienden a ser con el ferrocarril. Los vehículos PRT tienen capacidad para menos pasajeros que los trenes y autobuses, y deben compensar esto combinando velocidades promedio más altas, rutas diversas y distancias más cortas. Los defensores afirman que se puede lograr una capacidad total equivalente o superior por estos medios.

Capacidad de línea única

Con intervalos de dos segundos y vehículos para cuatro personas, una sola línea de PRT puede alcanzar una capacidad máxima teórica de 7200 pasajeros por hora. Sin embargo, la mayoría de las estimaciones suponen que, por lo general, los vehículos no se llenarán al máximo de su capacidad, debido a la naturaleza punto a punto del PRT. Con una ocupación vehicular promedio más típica de 1,5 personas por vehículo, la capacidad máxima es de 2700 pasajeros por hora. Algunos investigadores han sugerido que la capacidad en las horas pico se puede mejorar si las políticas operativas respaldan los viajes compartidos.

La capacidad es inversamente proporcional al avance. Por lo tanto, pasar de intervalos de dos segundos a intervalos de un segundo duplicaría la capacidad del PRT. Los avances de medio segundo cuadruplicarían la capacidad. Los avances mínimos teóricos de PRT se basarían en el tiempo mecánico para aplicar los frenos, y estos son mucho menos de medio segundo. Los investigadores sugieren que los diseños de PRT de alta capacidad (HCPRT) podrían operar de manera segura con avances de medio segundo, lo que ya se logró en la práctica en la pista de prueba de Cabintaxi a fines de la década de 1970. Usando las cifras anteriores, las capacidades superiores a 10,000 pasajeros por hora parecen estar al alcance.

En simulaciones de horas pico o eventos de alto tráfico, aproximadamente un tercio de los vehículos en la vía guía deben viajar vacíos para reabastecer las estaciones con vehículos para minimizar el tiempo de respuesta. Esto es similar a los trenes y autobuses que viajan casi vacíos en el viaje de regreso para recoger a más pasajeros en las horas pico.

Los sistemas de trenes ligeros a desnivel pueden mover 15 000 pasajeros por hora en una ruta fija, pero por lo general son sistemas completamente separados a nivel. Los sistemas a nivel de calle normalmente mueven hasta 7500 pasajeros por hora. Los subterráneos de rieles pesados pueden mover 50,000 pasajeros por hora por dirección. Al igual que con PRT, estas estimaciones dependen de tener suficientes trenes.

Ni las básculas ferroviarias ligeras ni las pesadas operaron de manera eficiente fuera de las horas pico cuando la utilización de la capacidad es baja pero se debe mantener un horario. En un sistema PRT, cuando la demanda es baja, los vehículos sobrantes se configurarán para detenerse en estaciones vacías en puntos ubicados estratégicamente alrededor de la red. Esto permite enviar rápidamente un vehículo vacío a donde sea necesario, con un tiempo de espera mínimo para el pasajero. Los sistemas PRT tendrán que recircular los vehículos vacíos si hay un desequilibrio en la demanda a lo largo de una ruta, como es común en los períodos pico.

Capacidad PRT en red

La discusión anterior compara la capacidad de línea o corredor y, por lo tanto, puede no ser relevante para un sistema PRT en red, donde varias líneas paralelas (o componentes paralelos de una red) transportan tráfico. Además, Muller estimó que si bien el PRT puede necesitar más de una guía para igualar la capacidad de un sistema convencional, el costo de capital de las múltiples guías aún puede ser menor que el del sistema convencional de una sola guía. Por lo tanto, las comparaciones de capacidad de línea también deben considerar el costo por línea.

Los sistemas PRT deberían requerir mucho menos espacio horizontal que los sistemas de metro existentes, ya que los vagones individuales suelen tener alrededor del 50 % del ancho para las configuraciones de asientos uno al lado del otro y menos del 33 % del ancho para las configuraciones de una sola fila. Este es un factor importante en áreas densamente pobladas y de alto tráfico.

Velocidad de viaje

Para una velocidad máxima dada, los viajes sin escalas son aproximadamente tres veces más rápidos que aquellos con paradas intermedias. Esto no es solo por el tiempo de arranque y parada. Los vehículos programados también son frenados por embarques y salidas para múltiples destinos.

Por lo tanto, un asiento PRT determinado transporta alrededor de tres veces más millas de pasajeros por día que un asiento que realiza paradas programadas. Por lo tanto, PRT también debería reducir el número de asientos necesarios al triple para un número determinado de millas de pasajeros.

Si bien algunos diseños de PRT tienen velocidades operativas de 100 km/h (62 mph) y uno de hasta 241 km/h (150 mph), la mayoría están en la región de 40 a 70 km/h (25– 43 mph). Los sistemas ferroviarios generalmente tienen velocidades máximas más altas, típicamente de 90 a 130 km/h (56 a 81 mph) y, a veces, muy por encima de los 160 km/h (99 mph), pero la velocidad promedio de viaje se reduce aproximadamente tres veces por las paradas programadas y los transbordos de pasajeros..

Atracción de pasajeros

Si los diseños de PRT brindan el supuesto beneficio de ser sustancialmente más rápidos que los automóviles en áreas con mucho tráfico, las simulaciones sugieren que PRT podría atraer a muchos más conductores de automóviles que otros sistemas de transporte público. Las simulaciones estándar de transporte público predicen con precisión que el 2 % de los viajes (incluidos los automóviles) cambiarán a trenes. Métodos similares predicen que entre el 11 % y el 57 % de los viajes cambiarían a PRT, dependiendo de sus costos y demoras.

Algoritmos de control

El algoritmo de control típico coloca los vehículos en "ranuras" móviles imaginarias; que van alrededor de los bucles de la pista. Los controladores del lado de la pista asignan un espacio a los vehículos reales. Los atascos de tráfico se evitan colocando los vehículos de norte a sur en los espacios pares y los vehículos de este a oeste en los espacios impares. En las intersecciones, el tráfico en estos sistemas puede interpenetrarse sin disminuir la velocidad.

Las computadoras a bordo mantienen su posición mediante un circuito de retroalimentación negativa para permanecer cerca del centro de la ranura comandada. Los primeros vehículos PRT medían su posición sumando la distancia usando odómetros, con puntos de control periódicos para compensar los errores acumulativos. La ubicación de radio y GPS de próxima generación también podría medir posiciones.

Otro sistema, "control de seguimiento de puntero", asigna una ruta y velocidad a un vehículo, después de verificar que la ruta no viola los márgenes de seguridad de otros vehículos. Esto permite que las velocidades del sistema y los márgenes de seguridad se ajusten a las condiciones de diseño o de operación, y puede usar un poco menos de energía. El fabricante del sistema ULTra PRT informa que las pruebas de su sistema de control muestran una precisión lateral (de lado a lado) de 1 cm y una precisión de acoplamiento superior a 2 cm.

Seguridad

El control por computadora elimina los errores de los conductores humanos, por lo que los diseños de PRT en un entorno controlado deberían ser mucho más seguros que la conducción privada en las carreteras. La mayoría de los diseños encierran el tren de rodaje en la guía para evitar descarrilamientos. Las guías separadas por desnivel evitarían conflictos con peatones o vehículos controlados manualmente. Otros enfoques de ingeniería de seguridad del transporte público, como la redundancia y el autodiagnóstico de sistemas críticos, también se incluyen en los diseños.

El sistema de Morgantown, más correctamente descrito como un tipo de sistema de Tránsito Automatizado de Guías (AGT) de Tránsito Rápido Grupal (GRT), ha completado 110 millones de millas-pasajero sin lesiones graves. De acuerdo con el Departamento de Transporte de EE. UU., los sistemas AGT como grupo tienen índices de lesiones más altos que cualquier otra forma de transporte ferroviario (subterráneo, metro, tren ligero o tren suburbano), aunque aún mucho mejores que los autobuses o automóviles comunes. Una investigación más reciente de la empresa británica ULTra PRT informó que los sistemas AGT tienen una mejor seguridad que los modos no automatizados más convencionales.

Al igual que con muchos sistemas de tránsito actuales, es probable que las inquietudes de seguridad personal de los pasajeros se aborden a través del monitoreo de CCTV y la comunicación con un centro de comando central desde el cual se puede enviar ingeniería u otra asistencia.

Eficiencia energética

Las ventajas de eficiencia energética reclamadas por los defensores del PRT incluyen dos características operativas básicas del PRT: un mayor factor de carga promedio; y la eliminación de arranques y paradas intermedias.

El factor de carga promedio, en los sistemas de tránsito, es la relación entre el número total de pasajeros y la capacidad teórica total. Un vehículo de tránsito que funciona a plena capacidad tiene un factor de carga del 100 %, mientras que un vehículo vacío tiene un factor de carga del 0 %. Si un vehículo de tránsito pasa la mitad del tiempo funcionando al 100 % y la mitad del tiempo funcionando al 0 %, el factor de carga promedio es del 50 %. Un factor de carga promedio más alto corresponde a un menor consumo de energía por pasajero, por lo que los diseñadores intentan maximizar esta métrica.

El transporte público programado (es decir, autobuses o trenes) compensa la frecuencia del servicio y el factor de carga. Los autobuses y los trenes deben operar en un horario predefinido, incluso fuera de las horas pico cuando la demanda es baja y los vehículos están casi vacíos. Por lo tanto, para aumentar el factor de carga, los planificadores de transporte intentan predecir los momentos de baja demanda y ejecutan horarios reducidos o vehículos más pequeños en estos momentos. Esto aumenta los pasajeros' tiempos de espera. En muchas ciudades, los trenes y autobuses no circulan por la noche ni los fines de semana.

Los vehículos PRT, por el contrario, solo se moverían en respuesta a la demanda, lo que establece un límite inferior teórico en su factor de carga promedio. Esto permite un servicio de 24 horas sin muchos de los costos del transporte público programado.

ULTra PRT estima que su sistema consumirá 839 BTU por pasajero-milla (0,55 MJ por pasajero-kilómetro). En comparación, los automóviles consumen 3496 BTU y los camiones personales consumen 4329 BTU por pasajero y milla.

Debido a la eficiencia de PRT, algunos defensores dicen que la energía solar se convierte en una fuente de energía viable. Las estructuras elevadas de PRT brindan una plataforma lista para los colectores solares, por lo tanto, algunos diseños propuestos incluyen la energía solar como una característica de sus redes.

Para el tránsito de autobuses y trenes, la energía por pasajero-milla depende de la cantidad de pasajeros y la frecuencia del servicio. Por lo tanto, la energía por pasajero-milla puede variar significativamente de las horas pico a las horas no pico. En los EE. UU., los autobuses consumen un promedio de 4318 BTU/pasajero-milla, los trenes de tránsito 2750 BTU/pasajero-milla y los trenes suburbanos 2569 BTU/pasajero-milla.

Oposición y controversia

Los opositores a los esquemas de PRT han expresado una serie de preocupaciones:

Debate de viabilidad técnica

Vukan R. Vuchic, profesor de Ingeniería de Transporte en la Universidad de Pensilvania y defensor de las formas tradicionales de tránsito, ha expresado su creencia de que la combinación de vehículos pequeños y carriles caros hace que sea muy poco práctico en ambas ciudades (no hay suficiente capacidad) y suburbios (vía demasiado cara). Según Vuchic: "...el concepto PRT combina dos elementos mutuamente incompatibles de estos dos sistemas: vehículos muy pequeños con guías y estaciones complicadas. Por lo tanto, en las ciudades centrales, donde los grandes volúmenes de viajes podrían justificar la inversión en carriles guía, los vehículos serían demasiado pequeños para satisfacer la demanda. En los suburbios, donde los vehículos pequeños serían ideales, la extensa infraestructura sería económicamente inviable y ambientalmente inaceptable."

Los partidarios del PRT afirman que las conclusiones de Vuchic se basan en suposiciones erróneas. El proponente del PRT, J.E. Anderson, escribió, en una refutación a Vuchic: “He estudiado y debatido con colegas y antagonistas todas las objeciones al PRT, incluidas las presentadas en los artículos del profesor Vuchic, y no encuentro ninguna de sustancia. Entre los que están dispuestos a recibir información detallada y a que se respondan todas sus preguntas e inquietudes, encuentro un gran entusiasmo por ver el sistema construido."

Los fabricantes de ULTra reconocen que las formas actuales de su sistema proporcionarían una capacidad insuficiente en áreas de alta densidad como el centro de Londres, y que los costos de inversión para las vías y estaciones son comparables a la construcción de nuevas carreteras, por lo que la versión actual de ULTra más adecuado para suburbios y otras aplicaciones de capacidad moderada, o como sistema complementario en ciudades más grandes.

Preocupaciones reglamentarias

Las posibles preocupaciones reglamentarias incluyen seguridad de emergencia, avances y accesibilidad para discapacitados. Muchas jurisdicciones regulan los sistemas PRT como si fueran trenes. Al menos un prototipo exitoso, CVS, falló en la implementación porque no pudo obtener los permisos de los reguladores.

Se han propuesto varios sistemas PRT para California, pero la Comisión de Servicios Públicos de California (CPUC) establece que sus regulaciones ferroviarias se aplican al PRT y requieren avances del tamaño de un ferrocarril. El grado en que la CPUC mantendría al PRT como "tren ligero" y "guía fija de riel" las normas de seguridad no son claras porque pueden otorgar exenciones particulares y revisar regulaciones.

Otras formas de tránsito automatizado han sido aprobadas para su uso en California, en particular el sistema Airtrain en SFO. La CPUC decidió no exigir el cumplimiento de la Orden General 143-B (para trenes ligeros) ya que Airtrain no tiene operadores a bordo. Exigieron el cumplimiento de la Orden General 164-D que exige un plan de seguridad y protección, así como visitas periódicas al lugar por parte de un comité de supervisión.

Si las consideraciones de seguridad o acceso requieren la adición de pasarelas, escaleras, plataformas u otro acceso o salida de emergencia/discapacitados de las guías del PRT, se puede aumentar el tamaño de la guía. Esto puede afectar la viabilidad de un sistema de PRT, aunque el grado de impacto dependería tanto del diseño del PRT como del municipio.

Inquietudes sobre la investigación del PRT

Wayne D. Cottrell, de la Universidad de Utah, realizó una revisión crítica de la literatura académica del PRT desde la década de 1960. Concluyó que hay varios temas que se beneficiarían de una mayor investigación, incluida la integración urbana, los riesgos de la inversión en PRT, la mala publicidad, los problemas técnicos y los intereses contrapuestos de otros modos de transporte. Sugiere que estos problemas, "aunque no irresolubles, son formidables" y que la literatura podría mejorarse mediante una mejor introspección y crítica del PRT. También sugiere que una mayor financiación del gobierno es esencial para que dicha investigación avance, especialmente en los Estados Unidos.

Nueva opinión urbanista

Varios defensores del nuevo urbanismo, un movimiento de diseño urbano que aboga por ciudades transitables, han expresado opiniones sobre el PRT.

Peter Calthorpe y Sir Peter Hall han apoyado el concepto, pero James Howard Kunstler no está de acuerdo.

PRT vs vehículos autónomos

A medida que avanza el desarrollo de la tecnología de dirección automática para vehículos autónomos y lanzaderas, la tecnología de guías de PRT parece obsoleta a primera vista. La operación automatizada también podría ser factible en las carreteras existentes. Por otro lado, los sistemas PRT también pueden hacer uso de la tecnología de dirección automática y se obtienen importantes beneficios al operar en una red de rutas segregadas.