Монорельсовый транспорт появился почти одновременно с изобретением первых паровозов и традиционного железнодорожного сообщения. За свою недолгую историю, это новаторское изобретение терпело множество неудач, несмотря на то, что монорельсовые системы как технология значительно опережали свое время. Находясь в тени железнодорожного и автомобильного транспорта, рынок монорельсов все же начал постепенно расти. Эксперты прогнозируют ощутимый рост рынка монорельсовых транспортных систем, а также их приход на новые континенты.
Первый паровоз был изобретен Ричардом Тревитиком в 1802 году, но в то время первые в мире монорельсы все еще полагались на конную тягу. Все изменилось, когда в 1820 году Иван Кириллович Эльманов построил «дорогу на столбах» в деревне Мячково под Москвой. Суть заключалась в том, что конные экипажи ездили по эстакаде, перевозя пассажиров и не только — один из проектов предусматривал использование новой технологии для перевозки соли в Крыму. Все это происходило за 17 лет до того, как в России построили первый паровоз. После этого, за отсутствием интереса и инвестиций был отменен проект по дальнейшему развитию монорельсов.
Примерно в то же время, в 1821 году, английский инженер-строитель Генри Робинсон Палмер разработал и запатентовал монорельсовую железную дорогу. Палмер решил усовершенствовать изобретение Эльманова, таким образом, неровные грязные пути на балках были заменены на плоские металлические, что позволило увеличить грузоподъемность даже при использовании лошадей. Он также разработал вагоны с грузовыми контейнерами, свисающими по обеим сторонам путей, которые создавали низкий центр тяжести, а затем добавил к каждому вагону по четыре колеса с фланцем стороны. Идея заключалась в том, что лошади должны были тянуть эти вагоны на длинной веревке, но позже инженер начал рассматривать и возможность перехода на паровозы. Для пересечения дорог были предусмотрены поворотные балки пути, а также были разработаны стрелочные переводы. И, наконец, также планировалась передача грузовых контейнеров на корабль или конный транспорт.
Первая монорельсовая дорога Палмера была построена на верфи Дептфорд в Лондоне в 1824 году, а еще одна линия была построена в Чесхант, Хартфордшир, в 1825 году. Она вошла в историю как первая в мире пассажирская монорельсовая железная дорога. Еще в 1826 году немецкий пионер железных дорог Фридрих Харкорт построил демонстрационную линию системы Палмера на своем сталелитейном заводе в Эльберфельде недалеко от Вупперталя, но полноценный запуск железной дороги для общественного пользования почему-то так и не состоялся.
Так продолжалось до 1872 года, пока на Политехнической выставке в Москве не был представлен испытательный участок монорельсовой дороги под названием система Лярского. Стоит отметить, что в 70-е годы XIX века у общественности уже разгорелся живой интерес к технологии монорельсов: они начали появляться повсеместно, от России до Америки, где проблемы с финансированием и катастрофа в 1879 году не остановила дальнейшую разработку новых монорельсовых путей. 27 января 1879 года во время эксплуатации взорвался котел паровоза, стоящего во главе монорельса, из-за чего весь пассажирский состав сошел с путей и принес множество жертв в результате падения. К дальнейшим проектам вернулись только в 1886 году, когда капитан Дж. В. Мейг провел первые испытания подвесной монорельсовой железнодорожной линии в США, но говорят, что проект Enos Electric Railway настолько опередил свое время, что так и не был реализован.
Ирландия также активно пользовалась монорельсовым транспортом в период с 1888 до 1924 года, пока наконец этот транспорт не был полностью замещен более дешевым автомобильным. А в Российской Империи в то время только начались испытания инновационных электрических монорельсовых дорог. Инженер Ипполит Владимирович Романов провел первые эксперименты такой дороги в Одессе на Черном море в 1895 году. Романов уже тогда думал об автоматизации монорельсов, чтобы те могли ездить без участия машиниста. Проект пилотной линии был завершен весной 1900 года. Затем прошло почти восемь десятилетий с первых изобретений Эльманова и Палмера до того, как подвесная железная дорога Вупперталя, подвесной монорельс Ойгена Лангена, была успешно открыта в 1901 году. Сегодня она известна как старейшая в мире монорельсовая железная дорога, которая, между прочим, все еще функционирует.
Новый виток истории в создании монорельсов произошел в 1909 году, когда Луи Бреннан представил железную дорогу, которая удерживалась в вертикальном положении за счет гироскопического эффекта. В то же время Август Шерл представил аналогичное транспортное средство в Берлине. Вагоны типов Шерла и Бреннана также демонстрировались в США.
Строительство гироскопической железной дороги на основе этого принципа началось в России в 1912 году, но было прекращено в 1922 году из-за нехватки средств. Примерно в тот же период у инженеров по всему миру начали появляться идеи о создании транспортного средства, левитирующего без контакта с поверхностью, а только с помощью магнитов. Так, уже в 1912 году Эмиль Башле запатентовал в США свой «новый аппарат для перемещения тел с очень высокой скоростью из одной точки в другую». Он построил первый прототип такого транспортного средства в 1914 году. Параллельно с ним, в 1911 году профессор Б. П. Вайнберг из Технического института в Томске, изобрел поезд с электромагнитной левитацией, приводимый в движение линейным синхронным электродвигателем. В том же году Вайнберг успешно построил испытательную установку с 10-килограммовым вагоном.
В последующие десятилетия из-за двух мировых войн несколько амбициозных и крайне успешных проектов по постройке монорельсов отменялись один за другим из-за нехватки денег. В 1924 году в Калифорнии открылась монорельсовая дорога Magnesium для грузовых перевозок. Пока железнодорожные технологии находились в состоянии застоя между мировыми войнами, шотландский инженер Джордж Бенни построил железнодорожный аэроплан Bennie с демонстрационной дорожкой недалеко от Глазго в 1929 году. С двумя электрическими пропеллерами он разгонялся до 160 км/ч. Впрочем, планы по осуществлению высокоскоростного сообщения между Лондоном и Парижем через Ла-Манш были сорваны экономическими трудностями 1930-х годов. Такая же судьба постигла и поезд советского инженера Севастьяна Севастьяновича Вальднера, созданный на той же основе. Несмотря на то, что его проект, призванный соединить несколько российских городов благодаря монорельсовому поезду, перемещающемуся со скоростью до 290 км/ч, привлек большое внимание, он был отменен в 1936 году, даже несмотря на успешные испытания модели.
В статье, опубликованной в 1934 году, русский пионер космонавтики Константин Эдуардович Циолковский рассмотрел идею высокоскоростной железной дороги на воздушной подушке, движущейся со скоростью до 720 км/ч. Дальше идеи дело не зашло, пока в 1960-х годах Жан Бертен не приступил к разработке Aérotrain во Франции, используя технологию Циолковского. в 1963 году Бертен разработал полностью управляемое рельсовое судно на воздушной подушке. Затем, в течение последующих шести лет, он провел два испытания на путях длиной 6,7 км и 18 км. Проект был также остановлен в 1977 году, когда страна приступила к разработке высокоскоростных поездов TGV.
Инженеры так и не смогли отказаться от идеи создания полноценного монорельса, несмотря на ограничения и неудачи. в 1951 шведский промышленник Аксель Ленард Веннер-Грен инициировал разработку нового проекта монорельса, который позже привел к созданию компании ALWEG, названной по первым буквам имени ее создателя. Эта транспортная система существует до сих пор. Доктор Веннер-Грен собрал в Кельне группу опытнейших немецких инженеров. Мотивацией для осуществления проекта была необходимость удовлетворить постоянно растущий спрос на транспорт, который не мог быть удовлетворен транспортом того времени. В рабочую группу компании входили именитые специалисты из железнодорожной и авиационной промышленности. Совместными усилиями они, основываясь на старых исследованиях, разработали новую монорельсовую систему, которая была крайне многообещающей и новаторской на тот период. Впоследствии, 8 октября 1952 года общественности был представлен первый испытательный поезд в уменьшенном масштабе на испытательном полигоне Фюлинген недалеко от Кельна. В результате, прошло еще почти пять лет, прежде чем первый полноразмерный поезд был представлен на том же месте 23 июля 1956 года.
Изобретение представляло собой конструкцию, состоящую из балок с прямоугольным поперечным сечением, которые одновременно служат и рельсом, и несущей нитью. Путь балки может быть уложен на опоры как надземный путь, как наземный путь или как подземный путь. В отличие от многих предшественников со стальными колесами, теперь были предусмотрены пневматические шины, которые обеспечивают лучшее ускорение и более крутые пандусы, которые служат первичной подвеской и обещают бесшумный ход.
Тележки транспортных средств с пневматическими шинами окружают балки в форме седла, так что несущие колеса катятся по верхней поверхности, а направляющие и стабилизирующие колеса катятся по двум боковым поверхностям балок. Электропривод с постоянным током обеспечивается боковым контактным рельсом. Хотя технология, включая испытательный трек, была разработана в Германии, концепция не прижилась в Европе не только из-за автомобильной эйфории, наступавшей в то время, но и из-за футуристического вида, не вписывающегося в городские пейзажи.
Тем не менее, на сегодняшний день существует множество решений, основанных на системе, предложенной техниками из ALWEG. Изобретение этой группы инженеров оказало настолько существенное влияние на мировые транспортные системы, что в 2010 году в Нидерландах была создана Международная ассоциация монорельсовых дорог (IMA). Базирующаяся в Швейцарии с 2015 года, эта организация является широкой некоммерческой площадкой для всех производителей монорельсовых систем. Она направлена на содействие ответственному и эффективному использованию таких железных дорог в общественном транспорте и видит себя платформой для диалога между национальными, региональными и местными органами власти, промышленностью, строительными компаниями, операторами и компаниями по техническому обслуживанию, а также инжиниринговыми фирмами. С этой целью ее эксперты собирают информацию, проводят обучение и регулярно обновляют техническую документацию.
В настоящее время организация состоит из 39 членов из Европы, Америки и Азии и уже разработала 200-страничную спецификацию производительности для готовых монорельсовых систем, а также руководящие принципы по их планированию, чтобы предоставить муниципальным властям, инвесторам, транспортным компаниям и другим заинтересованным сторонам инструменты и средства принятия решений. Около 25 международных экспертов IMA объединились для разработки этой спецификации. Она позволяет клиентам и пользователям определять систему для своих конкретных транспортных потребностей, основываясь на передовой практике и применяя национальные и международные правила. Под руководством своего президента Марко Кренке, главы немецкой консалтинговой фирмы, и своего директора Максима Вайднера на заводе-производителе Derap в Швейцарии, IMA организует ежегодные конференции под названием Monorailex для обмена опытом, а также другие встречи. Большинство производителей и поставщиков компонентов — это компании, базирующиеся в Европе.
Стоит отметить, что несмотря на то, что основные технологии и компоненты в производстве монорельсов появляются прежде всего в Европе, основной рынок данного транспорта приходится на Азию, а с небольшим запозданием крупнейший проект по осуществлению монорельсового сообщения вскоре должен быть реализован в Африке.
В настоящее время в мире эксплуатируется около 100 монорельсовых дорог общей протяженностью 650 километров, и ожидается, что к концу 2025 года эта цифра превысит 1000 км. Однако они представляют собой лишь часть систем общественного транспорта. Почти 80 % из них находятся в Азии. Европа следует за Северной Америкой с 7 % или примерно 56 км. Более половины мировой протяженности маршрутов используется для общественного транспорта, четверть — в качестве подъездной или конечной станции в районе аэропортов. Остальная часть используется туристическими организациями и парками отдыха.
Согласно исследованию гамбургской фирмы SCI Verkehr, объем рынка строительства, производства и обслуживания составит около 2 миллиардов евро в год в течение следующих 10 лет, из которых более трети будет потрачено на обслуживание. Несмотря на то, что мировой рынок монорельсов будет представлять от 5 до 6 миллиардов евро, что может показаться не таким уж большим объемом, учитывая мировой рынок местных железнодорожных перевозок, составляющий около 25 миллиардов евро, все же ожидается, что этот показатель значительно вырастет в течение следующих нескольких лет. Это отчасти связано с более короткими сроками и более низкими затратами на строительство по сравнению с наземными и подземными системами.