• 首頁 > 本網動態 > 觀點 > 正文

    智軌列車——絕不是第二個“立體快巴”

    2017-06-13 09:09:56 來源:www.pzkdxx.icu 作者:肖章鳳 董海龍 評論:
    分享到:

    6月2日,由中國中車株洲電力機車研究所有限公司(簡稱中車株洲所)研發的一種名為“智能軌道快運系統”(簡稱智軌列車)的全新交通產品在株洲市首次亮相,這種“混搭”了現代有軌電車和公共汽車優勢的新型交通工具,為解決大中型城市出行難帶來了新的選擇。據悉,株洲市為智軌量身定做的全國首條智能軌道快運示范線路也將進入實質規劃階段,根據目標,該條示范線有望在2018年投入商業運營。這一新產品在中國的面世,為解決大中城市出行難帶來的了新的選擇和體驗。

    智軌列車的詳細資料,請點擊視頻查看

    從視頻可見,智軌列車借鑒了BRT和有軌電車的長處,同時也避免了一些各自的短處。動力方面,智軌列車與有軌電車類似,都是采用近年主流的超級電容儲能式,能實現快速充電;采用路中式站臺,且很可能類似廣州BRT一樣,采用封閉式站臺;不需要像有軌電車一樣,有專屬路權,可以像大部分BRT線路一樣,共享路權,當然也可以給專屬路權;可以和有軌電車一樣,在路口實現信號優先;和BRT、智軌列車一樣,有實時到站信息;智軌列車與有軌電車一樣,可以實現無障礙通行,方便殘障人士;

    不同的地方:需要專用的道路標線,以實現對“軌道”(即標線)的連續識別;預測還需要高精度定位地圖;可以根據需要自由編組,而有軌電車、BRT只能通過提高發車頻次來提升運載能力;車身無后視鏡,采用虛擬后視鏡,即多個攝像頭來采集車身周邊信息,搭載車道偏離預警系統,車身防碰撞預警系統等。

    優于BRT、有軌電車的地方:一是30米長的智軌列車最小運營轉彎半徑只需要15米,而有軌電車需要25米,可適應更多路口;二是三十米長的智軌列車在最小轉彎半徑下的安全通道只需要3.83米,而12米長的公交車則需要5.74米,運行時,對其他車道的影響要更小;可以根據控制中心的指令,來繞開某一個擁堵的點。

    綜上,智軌列車并不是一個多么創新的產品,是結合了有軌電車與BRT的特點之后,結合現在非常流行的無人駕駛、輔助駕駛技術而開發的這么一個新產品。既可以說是有軌電車和BRT的雜交品種,也可以說是有軌電車、BRT的家族兄弟,都是路面中運量公共交通的一種可選擇方式。

    1.png

    智軌列車


    技術特點


    無人駕駛/輔助駕駛

    從中車株洲所的官方宣傳和諸多的報道中都可以發現該智軌列車最大的亮點就是不需要鋪設專門的物理軌道,其中采用的核心技術就是中車株洲所自主研發的“虛擬軌道控制技術”,據研究團隊介紹,所謂“虛擬軌道控制技術”就是指過車載各類傳感器識別路面虛擬軌道線路,將運行信息傳送至列車“大腦”(中央控制單元),根據“大腦”的指令,在保證列車實現牽引、制動、轉向等正常動作的同時,能夠精準控制列車行駛在既定“虛擬軌跡”上,實現智能運行。

    但這里要強調的是,“虛擬軌道”并不等同于完全無軌,只是從原來固定物理鋼軌,變成了標線,通過車載智能視頻設備,來連續識別自身軌道,甚至可以在運行成熟后,利用高精度差分地圖,從而按固定線路行駛,來減少對標線的識別依賴。

    沒有軌道,智軌列車自然沒有輪軌,而是采用的膠輪,具體材質不清楚,但應該和現在客車所用的輪胎材質一樣,至于有多少個輪胎,也不甚清楚。

    該智軌列車載傳感器識別的信息傳輸到中央控制單元必然離不開視頻分析技術,暫時不清楚是否也有采用其他高精度傳感設備,比如激光雷達或者毫米波雷達等。現在中控駕駛室是必須要有司機,但未來如果采用無人駕駛,這些傳感設備必不可少。

    我們就智軌列車所采用的視頻分析技術,采訪了大華股份解決方案經理蔣正旭,他認為智能視頻分析應用于無軌列車和普通汽車在使用環境方面沒有差別,都是應用道路上,但是由于無軌列車與一般乘用車的大小、長度、運行方式上有很大的區別,所以視頻分析算法會根據具體的列車來做調整,以適應整體運行情況。對于路面環境有較高的要求,環境過于復雜容易引起不必要的誤報,導致運行受阻。路面環境越單一,視頻分析效果越好。他強調,無人駕駛系統必須配合其他傳感器如雷達、GPS定位系統、地圖系統等來完成,視頻分析只是其中的輔助手段。

    和我們預想的類似,他認為,從目前的發展趨勢看,無軌列車實現無人駕駛的難度要高于一般乘用車輛。無軌列車在整體道路空間占比大,對路面識別條件要求高,涉及到跨場景的視頻接力環境判定,對視頻分析精度、準確度要求更高,實現難度更大。現在特斯拉、谷歌等公司開發的無人駕駛技術也只能做輔助駕駛手段,如果有自動駕駛系統做主導難免會有意外發生。無軌列車的無人駕駛,需要基于普通車輛的無人駕駛技術,進行升級后再做應用。

    此外,列車采用視覺系統與信號系統融合的方式,運用無軌導向系統確保車輛按“虛擬軌道”安全行駛。如果有外部物體侵入到車輛安全行駛范圍內,周界監控系統會進行報警提醒,同時采用封鎖動力、緊急制動等方式避免事故發生。

      綜上,智軌列車的核心技術之一,也就是我們通常所說的無人駕駛技術,但從現在的進展來看,無人駕駛技術,目前只有第二等級較為成熟,也就是輔助駕駛技術,車道偏離預警是其中之一,但要實現半自動無人駕駛,現在還離得較遠遠,要在交通環境復雜的城市道路上,以70公里時速行駛,前提不僅需要車身搭載的各種昂貴的高精度傳感器,也在于道路交通環境的有序、文明。前者會隨著技術的發展而逐漸完善,但后者需要更多時間和耐心。

    信號優先

    一般來說,BRT、有軌電車的信號優先大多是通過車載設備來實現,比如GPS/北斗定位、RFID、DSRC等等。

    從視頻可見,智軌列車的信號優先是通過路側的傳感設備來實現的,肯定不是地磁,或許是雷達,或許是RFID,但不管什么設備,可以肯定的是,設備離路口信號機的距離有點遠。

    智軌列車的信號優先方案肯定需要改善,固定位置的傳感設備,還需要加上其他檢測設備,比如檢測排隊長度的視頻設備,以實現更優的優先方案。當然,最好的方法是,智軌列車在路口享有專用車道,其他車輛不得駛入。

    動力源

    現在全球的公共交通工具都有一個趨勢,就是電動化,國內諸多城市都在計劃實現公交車輛全部電動化,深圳、太原等城市已經接近于實現。

    電動交通工具還有一個很重要的問題就是如何快速補充能量即充電,傳統公交車輛的充電方式是在固定場所進行輪休式充電,必須配建有專用充電樁。而智軌列車采用的是超級電容儲能式充電技術,能夠快速實現充電,現在新型有軌列車采用的就是這種充電技術,不需要在線路沿線設置電力設備,其發揮的功能有點像手機充電寶。廣州海珠有軌電車是全國首列完全采用超級電容儲能技術的有軌電車,技術源自西門子,每個站臺即是充電樁,利用上下客的時間進行充電。株洲所發布的這款智軌列車支持多種供電方式,選用動力電池供電,使用快充鈦酸鋰電池,滿載工況電耗為4度/公里,根據實際情況設置幾個快充電站(首末站充電)10分鐘充電,實現站內充電,可滿載續航25公里。

    重慶交通大學公共交通學者王健教授認為,理論上講,快充模式比電池電動更適合公共巴士線路,車輛快充動力系統所需要配置的電池,其重量仍然是一個小缺點,正如歐洲零排放巴士示范項目所應用的氫燃料電池,可能成為未來電動公共交通工具的動力源。據悉,計劃于2018年建成通車的佛山市高明區有軌電車就是依靠氫燃料電池為車輛提供動力,不但續航里程長,可實現全線“無接觸網”運行,而且運行全過程排放出來的只有水,具有安全可靠和綠色環保等特點。

    2.png


    升級版BRT?

    如果說地鐵和輕軌共同構建了城市的公共交通骨干網絡,那么BRT或者有軌電車網絡就是傳遞到細枝末節的毛細血管網,而智軌的面世將使這些毛細血管更加具有張力。那么,就現在智軌所具有的特性而言,它會是升級版的BRT和有軌電車嗎?

    載客量和時速。BRT公交車的長度通常為18米,載客量大概在150人左右,也有部分是12米,載客量大約100人,運行時速國內通常為60km/h。就像前文提到的那樣,智軌列車的長度一般為30米,三節編組時載客量可以達到300人,五節編組時載客量在500人左右,最高運行速度為70km/h。

    路權。通過對比我們可以發現,無論是BRT、有軌列車還是我們現在提到的智軌,都有路權規定,主要目的還是為了盡量做到專路專用,提高通行效率,真正發揮這些公共交通工具的優勢。就目前所掌握的資料來看,BRT和智軌都可以使用復合路權,而有軌電車則是以專用路權為主,現代有軌電車可供選擇的路權形式也有完全獨立路權、半獨立路權和共享路權等三種形式,其中主要的形式是全封閉路權,這就等同于輕軌的獨立路權,上海張江有軌電車那樣的共享路權很少。

    綜上所述,智軌列車既融合了有軌電車速度快、無污染的特點,又吸收了傳統公交車、BRT運營靈活的優勢,在很大程度上來說,是BRT的升級版本。王健教授就認為,這種智軌列車實際上就是BRT車輛的先進技術改良版。

    4df2794020937ce2bbdea33a084cfd57.gif


    立體快巴二世?

    智軌列車的面世,帶有一些非議,尤其是曾被美國時代雜志評為2010年全球50大發明的“立體快巴/空中巴士”的神話破產后,有人擔心這個會不會是立體快巴第二?

    3.png

    立體快巴

    實踐是檢驗一切真理的唯一標準,隨著技術的發展、運營時間的推移,該交通工具是利大于弊還是弊大于利,自然會給出答案。而且,中車株洲既沒有拿此發明來炒作,也沒有和私募基金綁定吸儲,而是和株洲市政府合作,來實驗落地。

    如果將智軌列車改名為無人駕駛無軌列車,或許更符合某些機構和媒體的胃口,畢竟無人駕駛可是現階段時代的寵兒,受到的關注會更多。君不見多少城市、車廠都在做無人駕駛的技術開發和上路實驗,多少資本拿錢追著無人駕駛的技術開發團隊,多少媒體樂此不疲的報道一個在短期內難以取得突破性性進展的技術。

    雖然目前智軌列車還并未投入試運營,對其是否實用的評論似乎有點為時過早,但還是可以從理論上做一個簡單的分析。智能軌道快運列車為三節自由編組,長31.64米,寬2.65米,高3.4米并且采用雙向行駛,最大載客人數為307人。目前國際主流的有軌電車編組是五節編組,像上海松江有軌電車采用的就是這種主流編組,最大載客量也能達到300人左右,但也有很多有軌電車是單節或者兩節編組。軌道列車的車廂自由編組已經大同小異,但是智軌類似于高鐵的雙車頭設計,省卻了掉頭的麻煩,這是現在有軌電車還沒有實現的功能。

    因此我們也可以這兩大特點中看到,雖然這是一輛“馬路巨無霸”,但其實它可能會比普通公交車還更為靈活且載客量會更大,這種靈活源于其多軸轉向系統和自由的編組,如果能夠做到因地制宜地投放運營,也是可以做到物盡其用的。因地制宜主要要考慮的因素應該就是客流量和道路的使用率了。

    關于該智軌列車的實用性,王健教授表示,它的實用性在很大程度上取決于系統的建設,包括運營線路的車道和車站設計、收票系統及、調度系統及乘客信息系統的配合,同時他也期望中車的智軌列車盡快投入實際運營,積累經驗并得到推廣應用。

    ITS114認為,智軌列車上路前要解決的問題除了無人駕駛技術/輔助駕駛技術的成熟,還有幾個點需要解決,一是光線條件極差、暴雨、洪水浸沒標線等情況下,如何解決虛擬軌道消失情況下的持續運行,是如我們上文所說的,要采用高精度差分定位和高精度地圖來實現,還是配備更多昂貴的傳感設備;二是輪胎爆胎失控情況下的車輛安全問題,想必要比BRT車輛復雜一些;三是與社會車輛發生碰撞事故后,或者其他原因導致拋錨后,如何處理的問題;四是電池的安全性問題,交通事故可能導致電池爆炸、起火等,有軌電車受撞擊的可能性較小,但無軌列車受撞擊的可能性要大很多,電池的續航能力也要考慮,因為只能在首末站充電,續航能力也就在四五十公里,沒電了怎么應急?


    為什么會有智軌列車?

    我們先來看幾個數據。

    根據交通運輸部發布的《2016年交通運輸行業發展統計公報》統計,2016年年末全國BRT車輛7689輛,增長24.8%。年末全國公交專用車道 9777.8公里,增加1208.7公里;BRT線路長度3433.5公里,增加352.3公里。全年完成城市客運量1285.15億人,其中BRT客運量17.65億人次,增長23.2%。從2005年12月底我國建設的第一條BRT線路在北京開通截至到現在,共有22個省份已經建設或正在籌建BRT系統,像北京、廣州、廈門、宜昌等地的BRT已經發展的相對較為成熟。

    2017年3月8日,軌道交通網發布中國各城市有軌電車目前運營及在建線路統計,截至2017年2月,中國共有大連、天津、上海、沈陽、長春、蘇州、南京、廣州、淮安、青島10座城市開通運營了15條有軌電車線路,運營里程177.47公里。另外北京、佛山、南京、沈陽、珠海、武漢、蘇州、成都、深圳、天水、上海、黔南州、南平、蘭州、三亞、紅河州、德令哈17座城市正在建設26條(段)有軌電車線路,建設里程405.29公里,車站472座,投資額642.04億元。

    有專家曾預計,2012至2020年,我國現代有軌電車工程總投資預計達3000億元,車輛市場規模達600億元,年均需求75億元。若以總承包模式進入市場,每年市場規模可達375億。

    從數據可見,中運量公共交通的市場有多大。

    對比一下造價和建設周期。數據顯示,我國地鐵造價約為4億-7億元/公里,現代有軌電車線路造價約為1.5億-2億元/公里,在與現代有軌電車運力相同的情況下,智軌整體線路的投資約為現代有軌電車的1/5。即與現代有軌電車相比建設一條10公里的線路,“智軌”至少能節省10億元以上。這就是智軌與有軌電車相比較為明顯的成本優勢,當然這主要也得益于其無軌設計,只需對原有的道路進行簡單的改造而不是重新施工擴建道路。但是就建設成本而言,BRT的建設成本則是它們兩者都不能相媲美的。在車輛的購置費用方面,一列有軌列車的售價約為2500萬元,而同等運力的智軌為2000萬元左右。假設一條10公里的線路使用10列智軌,僅購置費就能節省數千萬元。另外,智軌的建設周期與BRT相近,能快速投入使用,一條運行線的建設周期僅需一年,大概是軌道交通建設周期的四分之一。

    這些就是為什么會有智軌列車的原因。我們可以肯定,智軌列車絕不可能像立體快巴一樣,像一個不真實的漂亮煙花,這是一個在成熟技術上結合前沿技術而開發的升級版產品,可能會受制于前沿技術的穩定性,但有龐大的市場在作動力,有中車株洲超強的技術實力,智軌列車不會讓我們等太久。

    也許考慮建BRT的中等城市,可以考慮一下智軌列車了,智軌列車在外觀上,肯定要比BRT要大氣,要漂亮,既中看又中用。(文/董海龍 肖章鳳)

  • 關鍵字: 智軌列車
  •    責任編輯:逐夢女孩
  • 關于我們
  • 聯系我們
  • 廣告贊助
  • 快乐10分开奖视频