解密全球首列虛擬軌道列車——“南冠牌”破玻器為其保駕護(hù)航

6月2號(hào)，中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司（簡(jiǎn)稱“中車株洲所”）搞了個(gè)大新聞——由中車株洲所研制的一種名為“智能軌道快運(yùn)系統(tǒng)（Autonomous rail Rapid Transit—ART）”（簡(jiǎn)稱“智軌列車”）的全新交通產(chǎn)品在株洲首次亮相。這種融合了現(xiàn)代有軌電車和公共汽車各自優(yōu)勢(shì)的新型交通工具屬于跨界之作，它顛覆了人們對(duì)于城市交通的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)，為解決大中城市出行難帶來(lái)了新的選擇和體驗(yàn)。在“智軌列車”上安裝了“南冠牌”自動(dòng)破玻器，為乘客保駕護(hù)航。  

  真的沒(méi)有軌道嗎？ 

        智軌列車看似無(wú)軌，實(shí)則有“軌”，只不過(guò)采用了中車株洲所創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的“虛擬軌道跟隨控制”技術(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，它通過(guò)車載各類傳感器識(shí)別路面虛擬軌道線路，將運(yùn)行信息傳送至列車“大腦”（中央控制單元），根據(jù)“大腦”的指令，在保證列車實(shí)現(xiàn)牽引、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向等正常動(dòng)作的同時(shí)，能夠精準(zhǔn)控制列車行駛在既定“虛擬軌跡”上，實(shí)現(xiàn)智能運(yùn)行。具體而言，通過(guò)在車輛上安裝慣性傳感器或角度傳感器等傳感器來(lái)檢測(cè)車輛的姿態(tài)、坐標(biāo)等信息，增加前進(jìn)方向上后車輪與前輪的軌跡重合率，減小轉(zhuǎn)向“內(nèi)輪差”，降低“視線死角”帶來(lái)的影響，從而保障其整體通過(guò)性和轉(zhuǎn)向性能，這是智軌列車的核心技術(shù)。 

    “軌跡跟隨控制技術(shù)’在車輛中依托‘多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)’來(lái)實(shí)現(xiàn)，在行進(jìn)中，智能軌道快運(yùn)列車第一軸沿路面的雙點(diǎn)標(biāo)線（也就是虛擬軌道）前進(jìn)，后面五軸使用控制算法跟隨第一軸前進(jìn)，在行進(jìn)中盡量使各軸行進(jìn)軌跡重合。經(jīng)過(guò)彎道時(shí)，列車與路沿始終保持著固定的距離，其前進(jìn)的形式與有軌電車一致?！敝熊囍曛匏笨偨?jīng)理、總工程師，智軌列車項(xiàng)目組組長(zhǎng)馮江華博士介紹說(shuō)。 

上路行駛安全嗎？ 

       記者在現(xiàn)場(chǎng)看到，智軌列車長(zhǎng)達(dá)30多米，絕對(duì)是馬路上的“巨無(wú)霸”，但它卻是一個(gè)靈活的“胖子”。列車的最小轉(zhuǎn)彎半徑為15米，當(dāng)列車在轉(zhuǎn)彎半徑15米的彎道上運(yùn)行時(shí)，12米大巴的通道寬度為5.8米，而智能軌道快運(yùn)列車為3.83米，這樣的轉(zhuǎn)彎性能表明車輛具有很好的靈活性，可以在大多數(shù)的城市道路上通行?！皧W秘在于采用了多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使整臺(tái)列車轉(zhuǎn)彎半徑與普通公交車相當(dāng)，且比普通公交車輛的通道寬度更小，這就解決了超長(zhǎng)車身帶來(lái)的轉(zhuǎn)彎難題。同時(shí)，智軌列車采用類似高鐵的雙車頭設(shè)計(jì)，省卻了掉頭的麻煩。”馮江華博士說(shuō)。 

       經(jīng)過(guò)十字路口時(shí)，通過(guò)對(duì)信號(hào)燈的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)交叉路口優(yōu)先通行。同時(shí)通過(guò)采用軌道車輛的通信信號(hào)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)車輛調(diào)度、到站、發(fā)車信息等的控制。如果車輛在未經(jīng)授權(quán)偏離虛擬軌道，或者有外部物體侵入車輛限界，周界監(jiān)控系統(tǒng)按實(shí)際需要進(jìn)行報(bào)警提醒，同時(shí)采用技術(shù)手段避免事故發(fā)生，如：封鎖動(dòng)力、緊急制動(dòng)等。關(guān)鍵安全設(shè)備采用雙冗余設(shè)計(jì)，提高車輛安全性及可靠性。 

運(yùn)營(yíng)成本很高嗎？ 

       一提到列車，大家首先想到的可能就是高成本。事實(shí)上，智軌列車的運(yùn)營(yíng)成本很經(jīng)濟(jì)。此次展示的智能軌道快運(yùn)列車為三節(jié)編組，長(zhǎng)31.64米，寬2.65米，高3.4米。列車可以雙向行駛，最大載客人數(shù)為307人，滿載重量為48噸，最高運(yùn)行速度為70公里/時(shí)；車輛采用低地板結(jié)構(gòu)（小于330毫米）方便乘客上下車。智軌列車標(biāo)準(zhǔn)配置采用電池方式供電，使用能快充的鈦酸鋰電池，總配電度數(shù)為170度，滿載工況電耗為４度/公里，具有行駛超過(guò)40公里的能力。10分鐘充電，可滿載續(xù)航25公里。由于采用膠輪模式，一方面噪音比之金屬輪軌摩擦大大較低，車內(nèi)噪音小于70分貝；另一方面爬坡能力高達(dá)13%，而傳統(tǒng)的有軌電車的爬坡度只有6%。 

        由于采用高鐵柔性編組的模式，智軌列車還能根據(jù)客流變化調(diào)節(jié)運(yùn)力，可根據(jù)不同線路（中心區(qū)和新城區(qū)）、不同時(shí)段（比如早高峰期間）的具體運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行靈活編組。通常3節(jié)編組的載客量可超過(guò)300人，與同區(qū)段的有軌電車大致相同；如果采用5節(jié)編組，則可超過(guò)500人。在大城市，可以作為軌道交通多元化、立體護(hù)體系的重要補(bǔ)充。在小城市作為交通骨干，在旅游風(fēng)景區(qū)，承擔(dān)特定區(qū)域交通運(yùn)輸?shù)墓ぞ摺?/span> 

        智軌列車還具有輕軌、地鐵等軌道列車的零排放、無(wú)污染的特性，并支持多種供電方式。除此之外，與現(xiàn)有公交車相比優(yōu)勢(shì)也很明顯?，F(xiàn)有新能源公交車的使用壽命受電池影響僅為6~8年，智軌列車使用壽命達(dá)25年，是公交車的3~4倍。

與BRT比有優(yōu)勢(shì)嗎？ 

       就現(xiàn)階段而言，在城市快速公交系統(tǒng)中，BRT （Bus Rapid Transit）因?yàn)槠鋵＞€行駛，運(yùn)量大，速度快，已經(jīng)成為很多城市公交的首選。智軌列車由于其較大的運(yùn)量，高峰期的疏散能力比BRT還要強(qiáng)，具體比較見下表：

造價(jià)成本怎么樣？ 

       據(jù)馮江華博士介紹，以智軌列車為核心運(yùn)載工具的智能軌道快運(yùn)系統(tǒng)具有建設(shè)周期短、基礎(chǔ)設(shè)施投資小、城市適應(yīng)性高、綜合運(yùn)力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，是兼顧運(yùn)能與投資的中運(yùn)量軌道交通系統(tǒng)解決方案。與現(xiàn)代有軌電車相比，智軌列車設(shè)計(jì)最高時(shí)速同樣為70公里，但因?yàn)椴灰蕾囦撥壭旭?，一條運(yùn)行線的建設(shè)周期僅需一年，能快速投入使用。 

      馮江華為記者算了一筆賬，目前，我國(guó)地鐵造價(jià)約為4~7億元/公里，現(xiàn)代有軌電車線路造價(jià)約為1.5~2億元/公里，而“智軌”在與現(xiàn)代有軌電車運(yùn)力相同的情況下，只需簡(jiǎn)單的道路改造就能投入使用，整體線路的投資約為現(xiàn)代有軌電車的1/5。也就是說(shuō)，與現(xiàn)代有軌電車相比，建設(shè)一條10公里的線路，“智軌”至少能節(jié)省10億元以上，可以說(shuō)在成本上具有絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。線路中可根據(jù)運(yùn)營(yíng)里程配置充電站，在20km以內(nèi)的線路中推薦采用首末站充電，降低建設(shè)成本。 

     ART在整個(gè)城市交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的位置與整體比較：

商業(yè)運(yùn)營(yíng)前景如何？ 

       從乘坐工具來(lái)說(shuō)，現(xiàn)代城市公共交通系統(tǒng)主要由地鐵、輕軌、磁懸浮、有軌電車，各種型號(hào)的公交大巴等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)城市軌道交通出現(xiàn)了很多創(chuàng)新，但有的形式大于內(nèi)容，離真正的商業(yè)化運(yùn)營(yíng)還有較大距離，智軌列車市場(chǎng)前景如何？ 

       隨著智軌列車的下線，株洲市人民政府宣布，由株洲市匯聚各方資源和力量，為智軌列車量身定做的全國(guó)首條智能軌道快運(yùn)系統(tǒng)示范線路也將正式進(jìn)入實(shí)質(zhì)規(guī)劃階段，根據(jù)規(guī)劃目標(biāo)，該條示范線有望在2018年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。 

       事實(shí)上，株洲市政府的做法并不是單純?yōu)榱酥С直镜仄髽I(yè)的心血來(lái)潮，其背后有著合理的商業(yè)邏輯。與地鐵、輕軌、磁懸浮等交通工具相比，后者雖然運(yùn)輸力強(qiáng)大，但成本巨大。公開資料顯示，北京地鐵4號(hào)線全長(zhǎng)28.14公里，總投資145多億元，到了北京地鐵16號(hào)線，每公里成本已經(jīng)超過(guò)10億元。高昂的建設(shè)成本對(duì)于大城市來(lái)說(shuō)成為巨大的財(cái)政負(fù)擔(dān)，對(duì)于中小城市不能廣泛應(yīng)用；與有軌電車、新能源BRT系統(tǒng)等來(lái)說(shuō)，盡管后者建設(shè)成本較低，但需要專門的電力系統(tǒng)和專有道路配合設(shè)計(jì)，維護(hù)成本相對(duì)較大，且易受制于運(yùn)行環(huán)境，不能較好較快的調(diào)配線路；與傳統(tǒng)公交系統(tǒng)相比，后者運(yùn)輸能力限制等實(shí)際情況，無(wú)法滿足城市早晚運(yùn)輸高峰階段需求。 

       根據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2020年，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的發(fā)展，全國(guó)將新增約80個(gè)百萬(wàn)人口以上的地級(jí)市，但在整體城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，80%的中小城市因無(wú)法承受現(xiàn)有軌道交通裝備高昂的建設(shè)成本和漫長(zhǎng)的建設(shè)周期，使用傳統(tǒng)的公共交通，導(dǎo)致城市擁堵 “城市病”。智軌列車的出現(xiàn)，在人們的公共出行需求與城市交通系統(tǒng)運(yùn)力不足的矛盾日益突出的今天，提供了較為完美的出行選擇。其既集合了有軌電車無(wú)污染、速度快、大運(yùn)量的優(yōu)勢(shì)，又吸收了傳統(tǒng)公交客車運(yùn)營(yíng)靈活、投入較低等優(yōu)勢(shì)，具有綜合運(yùn)力強(qiáng)、建設(shè)周期短、維護(hù)成本低等優(yōu)越性。既可以作為綜合化、立體化交通解決方案的補(bǔ)充，也能夠作為地區(qū)交通解決方案的骨干；既能作為一線城市大運(yùn)軌道交通的補(bǔ)充，也可作為二三線城市的客運(yùn)主體，還能承擔(dān)新區(qū)到新區(qū)、中心到旅游區(qū)等特點(diǎn)線路的運(yùn)輸，并能與現(xiàn)有的公共交通系統(tǒng)充分結(jié)合，打造地下、地面和空中的立體化交通網(wǎng)絡(luò)，為解決現(xiàn)代城市交通運(yùn)輸難題提供全新的解決方式，具有非常好的發(fā)展前景。