有軌電車作為軌道交通一種在城市中比較常見,可如果有一天,一輛電動列車行駛在沒有軌道的城市中,依然被歸為軌道交通一種,這將會是一種什么場景。
6月2日,由中國中車旗下的中車株洲電力機車研究所有限公司(以下簡稱中車株洲所)研制的一種名為“智能軌道快運系統(Autonomous rail Rapid Transit—ART)”的全新交通產品,在湖南株洲首次亮相,這種融合了現代有軌電車和公共汽車各自優勢的新型交通工具屬于跨界之作,它顛覆了人們對于城市交通的傳統認識,為解決大中城市出行難帶來了新的選擇和體驗。
同期,為智軌列車量身定做的全國首條智能軌道快運系統示范線路也將正式進入實質規劃階段,根據規劃目標,該條示范線有望在2018年投入商業運營,據介紹,該線路規劃全長大約是6.5公里,建成以后將與已經規劃的中低速磁懸浮線路實現無縫對接。
從有軌到無軌,消失的僅僅是軌道,但智軌所應用的先進技術卻遠遠不是有軌電車簡單電力推動技術所能比擬的。通俗理解,與傳統的有軌電車相比,智軌沒有了軌道的電車,其在吸收其他行業包括汽車等領域先進技術后更智能化,比如通過圖象識別、圖象動態拼接和傳感器融合等技術保障車輛安全,再比如智軌最后階段是實現無人駕駛。
一份數據統計顯示,從2007年到2015年這個時間段,中國汽車保有量增加了將近3倍,而道路的面積僅僅增加了60%,這個凸顯的矛盾使城市擁堵問題成為一個突出問題。
根據交通部公布的《城市公共交通“十三五”發展綱要》要求,到2020年,中國要建成6000公里的有軌電車,但這一數據到2016年底僅達到178公里。
城市軌道交通發展緩慢的原因在于,城市總體布局等都在不斷迭代更新、不斷發展,這對于一個軌道交通來講,要在這樣一個快速發展的城市結構下面去實施,是有極大的一個挑戰和難度的,所以這一定程度上約束了軌道交通發展的步伐。加之軌道交通建設周期長、投資成本高、靈活性比較差等弊端,使很多城市面對劣勢的時候也是難以為繼,這才有了智軌這個產品。
據介紹,智能軌道快運列車是ART的運載工具,是由中車株洲所自主研制的一種創新型現代城市低地板電車。與現代有軌電車相比,該車采用膠輪承載,取代了傳統的鋼輪鋼軌,因此不需要鋪設專有的物理軌道,通過公司自主研發的全球獨有的軌跡跟隨控制技術,控制車輛在虛擬軌道上智能導向,同時依靠特定的信號控制技術對列車在虛擬軌道行進進行約束,提高安全性。
智能軌道快運列車采用軌跡跟隨、低地板和高效電傳動技術,集合了有軌電車無污染,速度快、大運量的特點,又吸收了傳統公交客車運營靈活,建設投入小等優勢;具有綜合運力強、建設周期短等優越性。
另外成本低也成為該車輛最大優勢之一,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,而“智軌”在與現代有軌電車運力相同的情況下,只需簡單的道路改造就能投入使用,整體線路的投資約為現代有軌電車的1/5。也就是說,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。
智軌列車長達30多米,列車采用了多軸轉向系統等設計方式,智能對虛擬軌跡進行跟蹤控制。使整臺列車轉彎半徑與普通公交車相當,且比普通公交車輛的通道寬度更小,這就解決了超長車身帶來的轉彎難題。同時,智軌列車采用類似高鐵的雙車頭設計,省卻了掉頭的麻煩。
與現代有軌電車相比,智軌列車設計最高時速同樣為70公里,但因為不依賴鋼軌行駛,一條運行線的建設周期僅需一年,能快速投入使用。另外,智軌列車還具有輕軌、地鐵等軌道列車的零排放、無污染的特性,并支持多種供電方式。
此外,由于采用高鐵柔性編組的模式,智軌列車還能根據客流變化調節運力,比如采用標準的3節編組時,列車可載客超過300人,5節編組時可載客超過500人,能有效解決普通公交車載客量小的缺陷,大大提高運力。
據介紹,中車株洲所創新團隊自主研發的“虛擬軌道跟隨控制”技術。簡單來說,它通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。
除了這一核心技術,智軌共采用了8大核心技術來支撐其優越性。比如主動安全技術,通過圖象識別、圖象動態拼接和傳感器融合等,實現了無物理軌道下面車輛自身的約束,同時也對周邊侵入進行了安全保護。
還比如無網供電技術。任何一個車輛的供電網絡增加的話,會增加投資成本和運維成本。在這里面采用了儲能技術,這種儲能系統可以根據實際運行線路的需要和車輛整體指標的需要,進行一個定制,是車輛在運行城市的時候,因為基礎設施的減少,使整個運輸體系能夠好的融合到城市中間去。
智軌接下來會繼續嫁接一些更先進的技術,包括自動駕駛、大數據以及非物理接觸下面的無線通訊和控制相關的技術,使我們的列車裝備更先進、更安全、更舒適、更快捷。
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