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【摘要】為進一步推動智軌系統(tǒng)的落地應用、豐富我國公交制式體系，本文從外觀特征、內(nèi)部系統(tǒng)、運營參數(shù)等方面，對比分析智軌與其他中~低運量公共交通制式的區(qū)別與聯(lián)系，嘗試對智軌系統(tǒng)進行市場定位，研究總結智軌系統(tǒng)的特點和適用性，以期為相關人員提供有益參考。

【關鍵詞】智軌系統(tǒng)；市場定位；適用性

0引言

智能軌道快運系統(tǒng)（智軌系統(tǒng)）是一種具有軌跡跟隨能力的全電驅(qū)動的新型膠輪虛擬軌道交通運輸系統(tǒng)，被視為軌道交通和普通公交的“跨界”產(chǎn)品[1]。然而自2017年中首發(fā)以來，智軌與其他中~低運量公共交通制式的區(qū)別與聯(lián)系一直未被系統(tǒng)地梳理，故其市場定位一直較為模糊。本文將從市場及應用角度出發(fā)，將智軌與其他公共交通制式進行對比，嘗試對智軌系統(tǒng)進行市場定位并進行適用性分析，為充分發(fā)揮智軌系統(tǒng)的潛力提供技術支撐。

1智軌系統(tǒng)概述

智軌常規(guī)車輛全長約35.2m、寬2.55m，采用膠輪承載三節(jié)編組，其中兩端為帶司機室動力模塊（Mc），中間為非動力模塊（T），如圖1所示。車輛使用壽命最大25年，最高時速70km/h，最小運營轉(zhuǎn)彎半徑15m，最大坡度能力≤13%；常規(guī)編組（STE3）情況下最大載客量307人，最大載重量49.0t。智軌系統(tǒng)的核心在于其六大智能控制技術，包括軌跡跟隨技術、車—地—人信息耦合技術、車輛自主導向多網(wǎng)融合控制技術等。運營車輛根據(jù)運控中心下發(fā)的運營計劃信息，通過路徑感知、自動循跡、軌跡跟隨、自主導向等方法實現(xiàn)車輛的自主類軌道行駛，同時利用視頻監(jiān)控、圖像和激光雷達等環(huán)境感知手段，獲得侵入防護、側(cè)向防護以及系統(tǒng)完整性等信息以實現(xiàn)車輛運行的安全防護。其中軌跡跟隨和自主導向是智軌系統(tǒng)的主要創(chuàng)新點。軌跡跟隨是指通過傳感裝置實時采集車輛的姿態(tài)與坐標數(shù)據(jù)，并據(jù)此計算預判車輛的行進情況，通過控制各軸協(xié)同轉(zhuǎn)向確保前進方向上各軸軌跡與頭車頭軸軌跡完全重合。自動導向是指通過制造商自主研發(fā)的“虛擬軌道跟隨控制”技術，通過車載光學儀器識別噴涂在路面上的反光型道路導向標識線，數(shù)據(jù)經(jīng)車載計算機分析處理后調(diào)整車輛的牽引、制動或轉(zhuǎn)向，精準控制列車行駛在既定虛擬軌跡上。

2智軌系統(tǒng)市場定位

按智軌常用編組滿載307人及理論最小發(fā)車間隔60s計算，智軌系統(tǒng)最大運能約為1.8萬人/h。根據(jù)《城市軌道交通工程項目建設標準》[2]，智軌系統(tǒng)應為中~低運量公共交通系統(tǒng)（見圖2）。因此，將智軌與地鐵或市域快軌等高、大運量交通系統(tǒng)作直接對比沒有實際應用意義，其主要競爭對手應該是其他中運量公共交通制式，尤其是有軌電車和BRT這兩種目前比較流行的制式。由于受到運量的限值，智軌系統(tǒng)的市場定位應為：（1）布局在大城市—承擔大運量軌道交通系統(tǒng)的補充、加密及接駁功能。（2）布局在中小城市—承擔城市客運系統(tǒng)的主體。（3）特定片區(qū)—承擔特定功能區(qū)或走廊客運系統(tǒng)的骨干，或特定園區(qū)內(nèi)的觀光型公共交通系統(tǒng)。

2.1智軌與有軌電車對比

智軌車輛在表觀和運營特征上基本對標有軌電車，實際上如果不特別注釋，普通用戶基本無法從車輛表觀特點上對兩者進行區(qū)分，見圖3。兩者的主要運營參數(shù)也相當接近，如表1所示。和有軌電車相比，智軌最大的優(yōu)點是靈活，其次是初期投資成本少；其缺點是沒有軌道交通的準點性，且舒適性較差：（1）運營靈活性：智軌采用虛擬軌道，可采用共享路權或?qū)Ｓ寐窓喾绞?，線路布置和運營調(diào)度靈活。智軌具有雙向行駛能力，可以在老城區(qū)相對狹窄的道路運行，同時轉(zhuǎn)彎半徑（15m）遠小于常規(guī)有軌電車（25m），所以智軌的運營靈活性優(yōu)于有軌電車。（2）造價：相同情況下智軌對道路要求與公交類似，整體線路的投資較低，約為有軌電車的1/5。對比常規(guī)有軌電車線路初期投入為1.5億~2億元/km算，每公里智軌可以節(jié)省1.2億~1.6億元基礎設施造價。（3）既有道路設施適應性：智軌系統(tǒng)無須鋪設鋼軌，整車重量與普通鉸接公交客車類似，故只需要對既有道路設施進行輕微改造即可應用，道路規(guī)劃、拆遷和建設周期較短，在既有道路設施適應性方面要優(yōu)于有軌電車。（4）準點性：智軌沒有鋪設軌道，且一般沒有設置物理屏障與其他車道分隔，容易受其他交通干擾?？紤]到我國目前公民素質(zhì)及交通管理水平，可以預見汽車占用智軌專用通道的問題仍有待解決，故智軌準點性較有軌電車差。

2.2智軌與BRT對比

雖然智軌的外表特征和有軌電車極為相似，但其內(nèi)在與普通鉸接公交更為接近。首先從機械結構來看，智軌車輛的底盤結構與傳統(tǒng)的門式前橋低地板公交車極為相似；車輪均采用305/70R22.5輪胎且布置形式相同（每節(jié)車廂2排共4個車輪布置在車廂中部）；車廂之間的鉸接盤均采用伊卡路斯的IK69B鉸接系統(tǒng)或其他類似裝置。因此，其本質(zhì)應為增加了自動導向、自動駕駛及車輪主動跟隨功能的鉸接型城市客車系統(tǒng)。事實上，我國的宇通、青年等客車企業(yè)在2014年就已經(jīng)開發(fā)出25m雙鉸接城市客車（如青年JNP6250G）。2019年比亞迪更是首次發(fā)布了一款長27m、滿載250人的雙鉸接純電動公交大巴（K12A），理論可以達到大運量級別。這些雙鉸接公交車在結構和形式上和智軌都非常相似（見圖4）。然而受到國標《汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》[3]中關于鉸接式客車最大長度一般不超過18m的限制，雙鉸接客車暫時尚未能真正落地應用。故此，可以認為智軌系統(tǒng)的本質(zhì)是一種基于普通公交車輛結構與布置、為規(guī)避國標汽車長度限制而引入軌道交通技術、以提高運量和降低運營成本為目的的“跨界”產(chǎn)品。其與BRT的對比主要如下：（1）運量：相比普通鉸接公交車輛，智軌車輛多節(jié)可擴充的編組形式可以在一定程度上提高車輛的運載量，故智軌的運量較BRT高。（2）調(diào)度及運營靈活性：智軌車輛一般含多節(jié)車廂，鉸接固定后改裝不易，故其調(diào)度及運營靈活性較BRT差，尤其是需求不足的情況下容易造成運量浪費。（3）成本：智軌基礎設施造價與BRT類似（為0.3億~0.5億元/km），但其車輛造價比普通公交貴幾十倍，故其初期投入會遠大于BRT。但考慮到智軌車輛使用壽命（20~25年）約為普通公交（6~8年）的3~4倍，且智軌自動運行的設計理念節(jié)約了人力成本，故智軌系統(tǒng)的全生命周期成本可能與普通公交接近。（4）能耗及環(huán)境保護：據(jù)測算智軌車輛的能耗與現(xiàn)代有軌電車類似，而統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示BRT的單位能耗約為有軌電車的2~3倍，故推測智軌系統(tǒng)能耗約為BRT的1/3~1/2。同時由于智軌為純電動驅(qū)動，故較普通非電動公交更綠色環(huán)保。

3智軌系統(tǒng)的適用性分析

3.1智軌案例

目前智軌系統(tǒng)已在四川宜賓、湖南株洲、江西永修以及黑龍江哈爾濱試點落地，其中宜賓T1線為全國第一條商業(yè)運營的智軌線路。該線路主線起自高鐵宜賓西站，止于智軌產(chǎn)業(yè)園站，全長約17.7km，共設站15座；直線設站2座，全長約1.6km。線路總投資11.2億元，技術經(jīng)濟指標為6327.7萬元/正線公里。線路自2019年12月底正式收費運營，每日運營時間為6：30—21：30，票價起步價為2元。運營車輛采用三輛編組（見圖5），可載客約300人/車；遠期可擴展為5節(jié)編組，可載客500人/車；車站按5節(jié)編組預留設置。高峰時段，每隔10min一班車，每日客流約3.5萬人次/日。在國家加強城市軌道交通規(guī)劃建設管理的背景下，宜賓市改變思路，全力打造全球首個智能軌道快運系統(tǒng)示范城市。根據(jù)《宜賓市智能軌道快運系統(tǒng)線網(wǎng)規(guī)劃》，擬規(guī)劃建設7條智軌交通線路共約157km。同時，宜賓市政府積極推進相關產(chǎn)業(yè)布局，先后與多家軌道產(chǎn)業(yè)公司簽署合作協(xié)議，計劃在宜賓共建集核心技術研發(fā)、整車總裝、零部件生產(chǎn)、運營維保、綜合服務為一體的西部最大智能軌道快運系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)基地。

3.2智軌使用范圍

結合近幾年應用情況可以發(fā)現(xiàn)，智軌系統(tǒng)特別適合在符合以下條件的區(qū)域或交通走廊中應用[4]：（1）區(qū)域沿線道路改造與管線遷改工程代價高，采用鋼輪鋼軌有軌電車導致投資規(guī)模大幅上升，可采用智軌系統(tǒng)降低土建規(guī)模。（2）同走廊已有規(guī)劃或既有大橋/隧道，且引入?yún)^(qū)間專用道或區(qū)間混行后，對該通道影響可接受，可采用智軌系統(tǒng)充分利用通道，減少實施代價與難度。（3）區(qū)域發(fā)展不確定性較多，如建設時序不穩(wěn)定，建設規(guī)模與具體路由不穩(wěn)定，可采用智軌系統(tǒng)在初~近期培育客流，擇機靈活調(diào)整線路路由，路權形式或改造為現(xiàn)代有軌電車。（4）既有的BRT或公交專用道走廊，可改造優(yōu)化為智軌走廊，對BRT走廊的運能與服務水平作進一步提升。另一方面，智軌系統(tǒng)目前存在的主要制約性問題有以下兩點：（1）供貨商問題：到目前為止智軌系統(tǒng)只有一家供應商，壟斷的供應鏈情況會對相關技術設備的推廣應用帶來負面影響?？紤]到供應商無法替代而后期使用一但出現(xiàn)問題都將直接影響到正常運營，運營單位往往避免采用相關技術以免受制于強勢的維保廠商。（2）技術成熟度及可靠性：由于智軌系統(tǒng)的制式定位尚無權威認證，業(yè)界對其技術成熟度及可靠性仍較為謹慎。例如智軌車輛可對限界侵入做出預警和警示，但目前仍需要人工輔助應對此類狀況，可能出現(xiàn)人機誤判。另外，智軌系統(tǒng)采用圖像識別技術進行自主導向循跡，如何保障道路情況以滿足相關運作要求仍有尚待解決的問題。

4結論

智軌系統(tǒng)是以公交車輛為基礎，以外部特征對標有軌電車為手段，以規(guī)避國標汽車長度限制為目標而開發(fā)的“跨界”產(chǎn)品。作為一種新型中~低運量公共交通系統(tǒng)，其主要優(yōu)點是具有比有軌電車更靈活、投資更省的潛力，同時兼具比BRT更高的安全性、舒適性與智能化水平。智軌的落地與推廣，可以進一步優(yōu)化我國既有的公共交通制式系統(tǒng)，更好地滿足不同城市“個性化”發(fā)展的需要。

參考文獻

[1]馮江華，肖磊，胡云卿.智能軌道快運系統(tǒng)[J].控制與信息技術，2020（1）：1-12，31.

[2]建設部，發(fā)改委.城市軌道交通工程項目建設標準：建標104—2008[S].北京：中國計劃出版社，2008.

[3]國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，國家標準化管理委員會.汽車、掛車及汽車列車外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值：GB1589—2016[S].北京：中國標準出版社，2016.

作者:梁粵華 單位:廣州地鐵設計研究院股份有限公司