Բազմատոննանոց մետաղական հրեշները. Ի՞նչ վիճակում է երկաթուղու ավտոմատացումը աշխարհում

Ո՞րն է աշխարհի ամենածանր ու ամենամեծ ռոբոտը։ Միգուցե միանգամից պատկերացնեք հսկա մարդանման մեխանիկական հրեշ, որը քայլում է քաղաքներով` տրորելով շենքերն ու ավտոմեքենաները, սակայն, բարեբախտաբար, նման մեքենա մարդկությունը դեռ չի ստեղծել։ Իրական աշխարհում ամենածանր ու մեծ ռոբոտը գտնվում է Ավստրալիայում, ավելի կոնկրետ` Փիլբարում` ահռելի անապատային հանքարդյունաբերական շրջանում։ Այս ռոբոտն ունի 2 կիլոմետր երկարություն ու անդադար շարժվում է հանքի ու նավահանգստի միջև։ Այո, այո, խոսքը հսկա ինքնակառավարվող բեռնատար գնացքի մասին է։ Այն չունի մեքենավար, այլ կառավարվում է արհեստական բանականության ու մեքենայական ուսուցման ալգորիթմերի միջոցով, որոնք երկաթգիծը տեսնում են տեսախցիկների միջոցով ու որոշում` ի՞նչ անել, եթե, օրինակ, ճանապարհին հայտնվի կենգուրու, կամ երկաթգիծը կտրուկ շրջադարձ կատարի, ինչը պահանջում է նվազեցնել արագությունը և այլն։ 

Հայաստանի հնադարյան երկաթուղու համար սա շատ տարօրինակ է հնչում։ Սակայն անվարորդ (ավելի ճիշտ` անմեքենավար, բայց մենք կգրենք ուղղակի` ավտոնոմ) գնացքները ավելի ու ավելի տարածված են դառնում աշխարհում։ Խոսքը թե քաղաքների կենտրոնում մետրոյի ու տրամվայի, ու թե քաղաքներից դուրս մարդատար ու բեռնատար երկաթուղիների մասին է։

Շոգեքարշից մինչև ռոբոտներ 

19-րդ դարի 30-ականներին պարզ դարձավ, որ շոգեքարշերը դառնալու են արդյունաբերական հեղափոխության ու ամբողջ աշխարհում հսկայական տնտեսական փոփոխությունների գլխավոր շարժիչ ուժը։ Ամենուր սկսեցին հայտնվել երկաթգծեր, իսկ այն ժամանակվա մեքենավարները բավականին խորը գիտելիքներ ունեին մեքենայի աշխատանքի սկզբունքների, կառուցվածքի ու վերանորոգման մասին։ ԱՄՆ-ում ու Կանադայում մեքենավարներին անվանում էին ինժեներներ, ինչը վկայում էր մասնագիտության բարդության մասին։

Երբ երկաթուղին բավարար զարգացավ, գնացքի ինժեների մասնագիտությունը կիսվեց երկու մասի. մի մասին (որոնք դարձան մեքենավարներ) պետք էր իմանալ միայն գնացքի կառավարման մեխանիկան, հասկանալ ազդանշանային համակարգն ու հետևել ժամանակացույցին։ Մյուս մասը` ինժեներները, զբաղվում էին մեքենայի տեխնիկական սպասարկմամբ ու, բնականաբար, ունեին խորը գիտելիքներ դրա կառուցվածքի ու աշխատանքի սկզբունքների մասին։ Այդ բաժանումը գոյություն ունի մինչ օրս. ոչ մի մեքենավար պարտավոր չէ իմանալ, թե ինչպես է աշխատում իր գնացքը կառավարող միկրոպրոցեսորը։ Եթե այն շարքից դուրս գա, դրանով կզբաղվի ինժեները։ 

Մեքենավարի դերը փոքրացավ մինչև մի շարք հստակ սահմանված գործողություններ, սակայն մինչև ավտոնոմ գնացքներ դեռ երկար ճանապարհ կար։ Ավելի հստակ, երկաթուղուն անհրաժեշտ եղավ մոտ մեկ դար` մասնակի ավտոմատացման հասնելու համար։ Սկզբում այն ներդրվեց կարճ ճանապարհներով պարզ փոխադրումներում. 1950-1960-ականներին մասնակի ավտոմատացումը ներդրվեց փարիզյան մետրոյում (որի գնացքների անիվները ռետինից էին) ու Բարսելոնայի մետրոյում։ Այս դեպքերում, չնայած կայարաններում գնացքները շարժվում ու կանգ էին առնում ավտոմատ, մեքենավար, միևնույն է, անհրաժեշտ էր, ով էլ վերահսկում էր, որպեսզի անվտանգության բոլոր պահանջները կատարվեն։ 

1968-ին Լոնդոնի մետրոյում բացվեց Վիկտորիա գիծը։ Սա ոչ միայն Մեծ Բրիտանիայի մայրաքաղաքում շուրջ 50 տարում կառուցված առաջին ստորգետնյա երթուղին էր, այլև առաջինը, որով շարժվում էին մասնակի ավտոմատացված գնացքներ։ Մեքենավարը նախկինի նման իր խցիկում էր, ու գոյություն ուներ ձեռքով կառավարման հնարավորություն, որն արտակարգ իրավիճակում կարող էր անջատել ավտոմատ կառավարումը։ Սակայն մեքենավարի գլխավոր աշխատանքը դռները բացելն ու փակելն էր, ինչը հնարավոր չէր վստահել ավտոմատացված համակարգերին։ 

Ու միայն 1981-ին ճապոնական Կոբե նավահանգստում ներդրվեց գրեթե ավտոմատացված հասարակական երկաթուղի։ Մի քանի տարի անց նման համակարգ գործարկվեց Հյուսիսային Ֆրանսիայում` Լիլում, ու այդ ժամանակներից ամբողջ աշխարհում թեթև հասարակական ավտոմատացված երկաթուղին շարունակում է տարածվել։ Այսօր ծանր, ինչպես նաև միջքաղաքային գերարագ գնացքներում ավտոմատացման մակարդակը ավելի բարձր է, քան երբևէ։ Սակայն ինչպես ինքնաթիռների դեպքում, մեքենավարը կամ ինժեներն իրենց տեղում են ու ունեն գնացքի կառավարման վերահսկողության տարբեր մակարդակներ։ 

Գնացքների ավտոնոմության մակարդակներ

Չնայած լիարժեք ավտոնոմությունն առանց մեքենավարի տեխնիկապես հնարավոր է ու կիրառվում է տարբեր երթուղիներում ամբողջ աշխարհով մեկ, նման գնացքները կազմում են ամբողջ երկաթուղային ցանցի փոքր տոկոսը։ Նոր գնացքները մինչ օրս նախագծվում ու կառուցվում են մեքենավարի լիարժեք կահավորված խցիկով, սակայն ընդհանրապես առանց որևիցե ավտոմատացման գնացքի գաղափարն այսօր ծիծաղելի է։ Տարբեր երթուղիներում գնացքներն ունեն ավտոնոմության տարբեր մակարդակներ (Grades of automation, GoA), ու այս սանդղակը սկսվում է GoA0-ից մինչև GoA4.

GoA0. Ավտոմատացում չկա ընդհանրապես, ամբողջ կառավարումն իրականացնում է մեքենավարը։

GoA1. Մեքենավարը մեկնարկում ու կանգնեցնում է գնացքը, դռների կառավարումը և այլն։ Գնացքը երթուղով շարժվում է ավտոմատ։ Մեքենավարը կարող է միջամտել արտակարգ իրավիճակում։ 

GoA2. Գնացքը մեկնարկում ու կանգ է առնում ավտոմատ կերպով։ Մեքենավարը կառավարում է դռները, անհրաժեշտության դեպքում կարող է անջատել համակարգը` երթուղու վրա խոչընդոտ հանդիպելու կամ այլ արտակարգ իրավիճակներում։ Այսպիսի օրինակ է Լոնդոնի մետրոյի Վիկտորիա գիծը։ 

GoA3. Գնացքը մեկնարկում ու կանգ է առնում ավտոմատ կերպով, ավտոմատացված են նաև դռները։ Սակայն գնացքում միշտ կա մեքենավար, ով պետք է արձագանքի արտակարգ իրավիճակներում։ Օրինակներ են` Դոքլենդյան թեթև մետրոն Լոնդոնում (DLR), Ծիրանագույն գիծը Դելիում (Line 8) ու Վարդագույն գիծը նույն Դելիում (Line 7): 

GoA4. Լիարժեք ավտոմատացում։ Ցանկացած պահի մեքենավարի կամ անձնակազմի առկայությունը անհրաժեշտ չէ։ Ուղևորների անվտանգությունն ու գնացքի կառավարումն ամբողջությամբ իրականացվում է ավտոնոմ ռեժիմում։ Օրինակներ են` Սինգապուրի մետրոն, Միլանի մետրոյի M5 գիծը, Հռոմի մետրոյի C գիծը, Տուրինի մետրոն, Բրեշիայի մետրոն, Փարիզի մետրոյի 14-րդ գիծը, Բարսելոնայի մետրոյի 9-րդ գիծը, Սիդնեյի մետրոն, Նյուրնբերգի մետրոյի 2 ու 3 գծերը, Կոպենհագենի մետրոն, Հոնոլուլուի Skyline երթուղին, չինական Սուչժոույի 11-րդ տրանզիտային գիծը և այլն։ 

Առավելությունների մասին 

Առաջին հերթին մարդիկ մտածում են անվտանգության մասին։ Ըստ մասնագետների, ավտոմատացումը, որն աշխատում է հեռավար մոնիտորինգի, տրանսպորտային միջոցների սենսորների, հուսալի համակարգչային ծրագրավորման, ինչպես նաև ավտոմատացումը հաշվի առնելով նախագծված տրանսպորտային միջոցների ու ցանցերի հետ միասին ապահովում է լրացուցիչ անվտանգության աստիճան երկաթգծում։ Կարճ ասած՝ մարդը` մեքենավարը, կարող է սխալվել, մեքենան` ոչ։ 

Օրինակ՝ մարդը նկատում, ինտերպրետացնում ու արձագանքում է երկաթգծին գտնվող խոչընդոտին շատ ավելի դանդաղ, քան ավտոմատացված համակարգը։ Համակարգիչը կարող է ավելի ճշգրիտ մոդելավորել ու պարզել` արդյո՞ք գնացքը շարժվում է օպտիմալ արագությամբ, արդյո՞ք արագացումն ու արգելակումն իրականացվում է էներգիայի նվազագույն ծախսով և այլն։ Կա նաև խնայողության նկատառում. գնացքի առջևում ու հետևում մեքենավարի խցիկը շատ տեղ է զբաղեցնում, ինչը կարելի է օգտագործել ավելի շատ ուղևորներ ու բեռներ տեղավորելու համար։

Ավտոնոմ գնացքների ապագան 

Քանի որ GoA4 գնացքներ արդեն իսկ կան, կարելի է ասել, որ ապագան արդեն այստեղ է։ Չնայած՝ ոչ ամբողջական։ Արդյունաբերությունը շատ արագ հասկացավ տեխնոլոգիայի առավելությունն, ու աշխարհի շատ վայրերում` գործարաններում, նավահանգիստներում ու պահեստներում բեռներ են տեղափոխում ավտոնոմ գնացքները։  

Ուղևորները, սակայն, առայժմ որոշակի հոգեբանական անհանգստություն են դրսևորում, երբ խոսքը գնում է լիարժեք ավտոմատացման մասին, սակայն այս խոչընդոտը հնարավոր է հաղթահարել փորձի հետ։ Ի վերջո, դեռ շոգեքարշի ստեղծման ժամանակ որոշ փորձագետներ պնդում էին, որ 30 կմ/ժամ արագությունը կարող է վտանգավոր լինել մարդկային կյանքի համար։ 

Լիարժեք ավտոմատացման ճանապարհին կանգնած ավելի լուրջ խոչընդոտ է այն, որ չնայած ավտոմատացված գնացքները կարելի է շահագործել գոյություն ունեցող ենթակառուցվածքներով, համակարգը կպահանջի մասշտաբային մոդիֆիկացում։ Հարթակները, երկաթգծերը, դիսպետչերական ու վերանորոգման կայանները զգալի ներդրումներ են պահանջում մոդեռնիզացման համար։ Կարող են խնդիրներ առաջանալ մեկ գծի շահագործման հարցում, որով շարժվում են թե ավտոմատացված, թե ավանդական գնացքներ։ Նաև, ավտոնոմ երկաթուղին անխուսափելիորեն բերում է անձնակազմի կրճատումների, ինչը նույնպես կարող է առանցքային լինել քաղաքական որոշումը հետաձգելու համար։

Սակայն երբ նախագծվում ու կառուցվում է նոր երկաթուղային ենթակառուցվածք, իմաստ ունի այն կառուցել` հաշվի առնելով ավտոնոմությունը։ Օրինակ, Հոնոլուլուի երկաթուղային տրանզիտի նախագիծը կառուցվում է` հաշվի առնելով ավտոնոմ ապագան։ Այն կլինի ԱՄՆ առաջին ամբողջությամբ ավտոնոմ համակարգը, ու քանի որ այն կառուցվում է զրոյից, վերոնշյալ խնդիրներից ոչ մեկը, այդ թվում` անձնակազմի կրճատումները, արդիական չեն։ Նախագծի առաջին սեգմենտը շահագործման է հանձնվել նախորդ տարվա ամռանը։ 

Իսկ Կոպենհագենի մետրոյում գործող անվտանգ, արագ ու հարմարավետ ավտոնոմ համակարգը GoA4-ի լավագույն օրինակներից է։ 

Հաջորդ հսկա թռիչքը կլինի GoA4-ի կիրառումը գերարագ միջքաղաքային ուղևորատար գնացքներում, չնայած կարճաժամկետ հեռանկարում, բացի էքսպերիմենտալ նախագծերից, դեռ նշաններ չկան, որ դա տեղի կունենա։ Տեխնոլոգիան, անկասկած, գոյություն ունի, սակայն խոշոր ցանցերի վերակազմակերպման արժեքը այստեղ որոշիչ է լինելու։ 

Արման Գասպարյան