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我国研发世界首款无轨列车,不铺轨道也能跑,它是如何运行的?

无论是高铁还是火车,都需要轨道的加持才能运行,那你见过没有轨道的列车吗?我国中车株洲电力机车研究所有限公司,就自主研发出了世界首款智能无轨列车

这项跨界之作融合了城市公共汽车和有轨电车的优势,给大中城市的出行带来了新的体验与选择。那么,没有了铁路轨道,这种列车到底是如何运行的?它与传统运输工具相比有什么优势?未来又会进行全面推广吗?

没有轨道的列车怎么跑?

实际上根据专家预测,在整体城镇化的的发展进程中,到了2020年,全国将新增大约80个百万人口以上的地级市,需要规划建设近8000公里总里程的运量交通线路。其中,80%的中小城市或将无法承受现有轨道交通,总投资逾万亿元的建设成本和建设周期。

而如若仍旧使用传统公共交通,其有限的运输能力则又会导致城市拥堵,出现严重的城市“病”。

  • 资料显示:北京地铁4号线全长28.14公里,总投资高达145多亿元,而到了北京地铁16号线,每公里成本更是超过了10亿元。

现实就是,地铁建造成本越来越高,国务院2018年发布的《关于进一步加强城市轨道交通规划建设管理的意见》又大幅提高了城市建地铁和轻轨的门槛,甚至连规划多年的烟台地铁也前功尽弃,被明确叫停。

因此在多方衡量下,中车株洲提供了新的解题思路—智轨列车。与有轨电车需要经过省级部门的批准相比,智轨列车的审批按照城市内部道路交通项目进行。

而根据规划,这种智轨列车的车身长30多米,最高设计时速为70公里,总体具有建设周期短、基础设施投资小、城市适应性高、综合运力强等优势特点。

  • 以宜宾和成都两地项目为例,宜宾智轨T1线建设成本为5000万元/公里,而成都有轨电车蓉2号线则为1.5亿元/公里。不仅工期是智轨的两倍,所占道路比例也大相径庭。有轨电车所需的道路宽度为9-12.5米,而智轨仅需3.75米。

其次,与快速公交系统BRT相比,智轨的造价与载客量都是它的两倍,但寿命却是BRT的三四倍,整体算下来,全生命周期成本与普通公交接近,并且还具有更好舒适性。孰优孰劣,可想而知。

智轨列车-技多不压身!

不过其实,智轨列车更科学一点的称呼应该是“虚轨列车”,这是因为它看似无轨,实则有轨,创新的采用了“虚拟轨道跟随控制”技术

简单来讲,就是通过安装惯性传感器或角度传感器等车载传感器来检测车辆的具体坐标和行驶状态,增加前后轮的轨迹重合率,以此来精准识别路面上的虚拟轨道线路。

然后再将运行信息传送到列车的中央控制单元,并根据中央指令,控制列车行驶在既定轨道上的同时,保证列车实现牵引、制动、转向等一系列基本功能。

如此,列车用胶轮承载,运行时不依赖钢轨,仅需1年就能建设一条运行线路。细算下来,我国地铁造价为4-7亿元/公里,有轨电车线路造价为1.5-2亿元/公里,而智轨列车在与其运力相同的情况下,整体线路投资只有有轨电车的五分之一

以十公里的线路为例,智轨至少能省下10亿元以上的金额,仅需简单的道路改造就能投入使用,可以说是省钱又省力。

此外,智轨列车采用电池供电,支持多种供电方式,充电十分钟,最高能跑25公里。

至于动力方面就更不用担心了,相比于传统有轨电车6%的爬坡能力,智轨列车已经进化到了13%。它采用牵引制动协同技术,列车的动力基于永磁驱动,并可以通过分布式动力协同控制技术实现共同驱动,可谓是技多不压身。

不过,与普遍尺寸在10-12米的公交相比,智轨列车30多米长的身形远超其两倍以上,在拐弯的时候难道不会碍事吗?它的安全问题能否得到保障?

超长公交-智轨列车到底安全吗?

当然,专家们也早就想到了这一点,在设计时采用了多轴转向系统和双车头。不仅使其转弯半径控制在15米以内与普通公交相当,甚至实操下来比公交的通道宽度还小。而在双向行驶的加持下,掉头自然也就更不是什么问题了。

至于大家担心的安全问题,智轨列车结合运用了图象识别、图象动态拼接和传感器融合等技术。如果列车在行驶时偏离轨道或识别到外部物体侵入车辆界内,会立即封锁动力进行紧急制动等手段以避免事故的发生。

况且智轨列车采用了国际上最先进的车载网络技术—多任务承载TCSN控制技术。由此,既能有效控制又可实时监测,列车本身还搭载了人工智能技术,安全驾驶员配合高精准定位以及自动辅助驾驶也进一步保障了道路的稳定运行。

除此这些,重头戏来了,智轨列车仿照了高铁柔性编组的模式,可以随时根据客流量的变化来调节运力。也就是说,当列车可载客超过300人时,可以取用标准的3节编组。而当可载客超过500人时,又能将编组数增加到5,成功做到了灵活变通,大大提高了运力。

当然,与此同时乘客的搭乘体验感也是很重要的,考虑到这一点,智轨列车还采用了低地板结构车厢距离地面的高度小于33cm,不特意低头看根本注意不到车轮,老人小孩上下车也就更方便了。

说了这么多,这样看来,无轨道的列车简直像是为“城市病”量身定做的,着实不失为一种能同时兼顾运能与投资的最佳方案。那么,这一新型城市轨道交通制式如今在我国推广的怎么样了?它未来是否会取代公交,形成一种新的出行方式?

智轨列车或将取代公交?

其实,自智轨列车在2017年6月首次亮相、2018年5月首次试跑到现在,已经有了超过5年的时间。但目前,也只有个别城市正式投入了运行。

其中,四川宜宾市快运系统T1是智轨首条商业运营线路,它全长17.7公里,全线共设置了17座车站,在正式开通运行后,将长江大桥高峰期缩短了40-60分钟,每小时的单行通行能力提高了18%。

更重要的是,在合理规划下,桥面交通事故也直接降低了98%,人们的出行安全进一步得到了保障。这一成功案例,确实为我国城市公共交通发展提供了一种重要借鉴模式。

在这之后,株洲和苏州也陆续成功通车,哈尔滨、江西则是已建好但还未运行。2022年7月4日,长30.2米,最大载客300人的蜀都号和天府号智轨列车也亮相四川成都,并载客试跑。

除了这些,也有多个城市例如拉萨、西安、长沙、德州、大理等也都公开表示正在规划修建智轨。

  • 然而,数据显示:宜宾智轨客流约1.5万人次/日,与成都二环BRT公交26万人次/日的客流相差甚远,普通公交完全能承担这样的客流,如此下来确实有些多此一举。

并且地铁研究院专家也表示,智轨当前的应用尚不成熟,不仅技术标准不够健全,车辆在道路上的权责也没有法律依据,如果要取代公交确实为时尚早。

再加上,智轨基于地面标线的图像识别进行导向,如若碰到雨雪等会覆盖标线的天气,难免也会沦为普通“加长版公交车”,至于建或不建还是需要妥善思考、量力而行。

参考资料:

全球首列新能源无轨列车发布 时速70km/h——中关村在线

全球首条智能无轨列车在四川宜宾正式开通 没有轨道也能跑——前瞻网

全球首列“无轨列车”面世,没轨道怎么跑起来?|政解——新京报

没有轨道的智轨走红,它值得城市交通拥有吗?——界面新闻

一“碳”究竟 !中车邀您探秘全球首个智轨“零碳工厂”——澎湃新闻

“地铁”跑上马路?实测成都智轨列车!——澎湃新闻

把科幻变成了现实 国内最高速“悬吊着的列车”蓄势待发——中国网浪潮新闻

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