解密全球首列虚拟轨道列车——“南冠牌”破玻器为其保驾护航

6月2号，中车株洲电力机车研究所有限公司（简称“中车株洲所”）搞了个大新闻——由中车株洲所研制的一种名为“智能轨道快运系统（Autonomous rail Rapid Transit—ART）”（简称“智轨列车”）的全新交通产品在株洲首次亮相。这种融合了现代有轨电车和公共汽车各自优势的新型交通工具属于跨界之作，它颠覆了人们对于城市交通的传统认识，为解决大中城市出行难带来了新的选择和体验。在“智轨列车”上安装了“南冠牌”自动破玻器，为乘客保驾护航。  

  真的没有轨道吗？ 

        智轨列车看似无轨，实则有“轨”，只不过采用了中车株洲所创新团队自主研发的“虚拟轨道跟随控制”技术。简单来说，它通过车载各类传感器识别路面虚拟轨道线路，将运行信息传送至列车“大脑”（中央控制单元），根据“大脑”的指令，在保证列车实现牵引、制动、转向等正常动作的同时，能够精准控制列车行驶在既定“虚拟轨迹”上，实现智能运行。具体而言，通过在车辆上安装惯性传感器或角度传感器等传感器来检测车辆的姿态、坐标等信息，增加前进方向上后车轮与前轮的轨迹重合率，减小转向“内轮差”，降低“视线死角”带来的影响，从而保障其整体通过性和转向性能，这是智轨列车的核心技术。 

    “轨迹跟随控制技术’在车辆中依托‘多轴转向系统’来实现，在行进中，智能轨道快运列车第一轴沿路面的双点标线（也就是虚拟轨道）前进，后面五轴使用控制算法跟随第一轴前进，在行进中尽量使各轴行进轨迹重合。经过弯道时，列车与路沿始终保持着固定的距离，其前进的形式与有轨电车一致。”中车株洲所副总经理、总工程师，智轨列车项目组组长冯江华博士介绍说。 

上路行驶安全吗？ 

       记者在现场看到，智轨列车长达30多米，绝对是马路上的“巨无霸”，但它却是一个灵活的“胖子”。列车的最小转弯半径为15米，当列车在转弯半径15米的弯道上运行时，12米大巴的通道宽度为5.8米，而智能轨道快运列车为3.83米，这样的转弯性能表明车辆具有很好的灵活性，可以在大多数的城市道路上通行。“奥秘在于采用了多轴转向系统，使整台列车转弯半径与普通公交车相当，且比普通公交车辆的通道宽度更小，这就解决了超长车身带来的转弯难题。同时，智轨列车采用类似高铁的双车头设计，省却了掉头的麻烦。”冯江华博士说。 

       经过十字路口时，通过对信号灯的控制来实现交叉路口优先通行。同时通过采用轨道车辆的通信信号系统来实现车辆调度、到站、发车信息等的控制。如果车辆在未经授权偏离虚拟轨道，或者有外部物体侵入车辆限界，周界监控系统按实际需要进行报警提醒，同时采用技术手段避免事故发生，如：封锁动力、紧急制动等。关键安全设备采用双冗余设计，提高车辆安全性及可靠性。 

运营成本很高吗？ 

       一提到列车，大家首先想到的可能就是高成本。事实上，智轨列车的运营成本很经济。此次展示的智能轨道快运列车为三节编组，长31.64米，宽2.65米，高3.4米。列车可以双向行驶，最大载客人数为307人，满载重量为48吨，最高运行速度为70公里/时；车辆采用低地板结构（小于330毫米）方便乘客上下车。智轨列车标准配置采用电池方式供电，使用能快充的钛酸锂电池，总配电度数为170度，满载工况电耗为４度/公里，具有行驶超过40公里的能力。10分钟充电，可满载续航25公里。由于采用胶轮模式，一方面噪音比之金属轮轨摩擦大大较低，车内噪音小于70分贝；另一方面爬坡能力高达13%，而传统的有轨电车的爬坡度只有6%。 

        由于采用高铁柔性编组的模式，智轨列车还能根据客流变化调节运力，可根据不同线路（中心区和新城区）、不同时段（比如早高峰期间）的具体运营情况进行灵活编组。通常3节编组的载客量可超过300人，与同区段的有轨电车大致相同；如果采用5节编组，则可超过500人。在大城市，可以作为轨道交通多元化、立体护体系的重要补充。在小城市作为交通骨干，在旅游风景区，承担特定区域交通运输的工具。 

        智轨列车还具有轻轨、地铁等轨道列车的零排放、无污染的特性，并支持多种供电方式。除此之外，与现有公交车相比优势也很明显。现有新能源公交车的使用寿命受电池影响仅为6~8年，智轨列车使用寿命达25年，是公交车的3~4倍。

与BRT比有优势吗？ 

       就现阶段而言，在城市快速公交系统中，BRT （Bus Rapid Transit）因为其专线行驶，运量大，速度快，已经成为很多城市公交的首选。智轨列车由于其较大的运量，高峰期的疏散能力比BRT还要强，具体比较见下表：

造价成本怎么样？ 

       据冯江华博士介绍，以智轨列车为核心运载工具的智能轨道快运系统具有建设周期短、基础设施投资小、城市适应性高、综合运力强等优势特点，是兼顾运能与投资的中运量轨道交通系统解决方案。与现代有轨电车相比，智轨列车设计最高时速同样为70公里，但因为不依赖钢轨行驶，一条运行线的建设周期仅需一年，能快速投入使用。 

      冯江华为记者算了一笔账，目前，我国地铁造价约为4~7亿元/公里，现代有轨电车线路造价约为1.5~2亿元/公里，而“智轨”在与现代有轨电车运力相同的情况下，只需简单的道路改造就能投入使用，整体线路的投资约为现代有轨电车的1/5。也就是说，与现代有轨电车相比，建设一条10公里的线路，“智轨”至少能节省10亿元以上，可以说在成本上具有绝对优势。线路中可根据运营里程配置充电站，在20km以内的线路中推荐采用首末站充电，降低建设成本。 

     ART在整个城市交通运输系统中的位置与整体比较：

商业运营前景如何？ 

       从乘坐工具来说，现代城市公共交通系统主要由地铁、轻轨、磁悬浮、有轨电车，各种型号的公交大巴等。近年来，国内城市轨道交通出现了很多创新，但有的形式大于内容，离真正的商业化运营还有较大距离，智轨列车市场前景如何？ 

       随着智轨列车的下线，株洲市人民政府宣布，由株洲市汇聚各方资源和力量，为智轨列车量身定做的全国首条智能轨道快运系统示范线路也将正式进入实质规划阶段，根据规划目标，该条示范线有望在2018年投入商业运营。 

       事实上，株洲市政府的做法并不是单纯为了支持本地企业的心血来潮，其背后有着合理的商业逻辑。与地铁、轻轨、磁悬浮等交通工具相比，后者虽然运输力强大，但成本巨大。公开资料显示，北京地铁4号线全长28.14公里，总投资145多亿元，到了北京地铁16号线，每公里成本已经超过10亿元。高昂的建设成本对于大城市来说成为巨大的财政负担，对于中小城市不能广泛应用；与有轨电车、新能源BRT系统等来说，尽管后者建设成本较低，但需要专门的电力系统和专有道路配合设计，维护成本相对较大，且易受制于运行环境，不能较好较快的调配线路；与传统公交系统相比，后者运输能力限制等实际情况，无法满足城市早晚运输高峰阶段需求。 

       根据统计，到2020年，随着城镇化进程的发展，全国将新增约80个百万人口以上的地级市，但在整体城镇化进程中，80%的中小城市因无法承受现有轨道交通装备高昂的建设成本和漫长的建设周期，使用传统的公共交通，导致城市拥堵 “城市病”。智轨列车的出现，在人们的公共出行需求与城市交通系统运力不足的矛盾日益突出的今天，提供了较为完美的出行选择。其既集合了有轨电车无污染、速度快、大运量的优势，又吸收了传统公交客车运营灵活、投入较低等优势，具有综合运力强、建设周期短、维护成本低等优越性。既可以作为综合化、立体化交通解决方案的补充，也能够作为地区交通解决方案的骨干；既能作为一线城市大运轨道交通的补充，也可作为二三线城市的客运主体，还能承担新区到新区、中心到旅游区等特点线路的运输，并能与现有的公共交通系统充分结合，打造地下、地面和空中的立体化交通网络，为解决现代城市交通运输难题提供全新的解决方式，具有非常好的发展前景。