我国首创世界首列无轨火车,不铺轨道就能跑!它是如何运行的?
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2024年5月7日,四川宜宾智轨T2线电车开启夜间“试跑”测试模式,线路预计今年6月开通运行,本次测试的车辆是第二代智能轨道快运电车,采用的是智能轨道快运系统,简称为智轨电车。
从报道中能清晰看到,智轨列车“悠闲”地穿城而过。单看外表,很多人都觉得与公交车区别不大,认为不过是“加长版公交车”罢了。
其实不然,智轨电车由中车株洲电力机车研究所有限公司在2017年研发,被称为我国首创世界首列无轨火车,其原理与公交车完全不同。
它的原理究竟是什么?没有轨道,是如何运行的呢?
无轨火车究竟是什么?
智能轨道快运系统,又称为ART系统,利用虚拟轨道列车为运载工具,结合了智能综合管理系统,是一种新型交通模式,兼有轨道交通运量大、节能环保和公交运营灵活、综合成本低等优势。
主要由供电、通信信号、智轨电车、虚拟轨道、车站、检修中心6大基础部分构成。其最大的特点就是用智轨电车代替轨道列车,用虚拟轨道代替了钢轨,大大简化了系统结构,节省了系统的成本。
传统城市轨道交通列车以轨道电路为基础,在两条钢轨上搭载信号设备,实现对列车的控制、调度,并结合辅助列车运行控制系统,来保证列车的安全运行。
而ART系统采用了“虚拟轨道跟随控制”技术,以胶轮取代了传统的钢轮钢轨,提前利用感应装置规划虚拟线路,列车通过车载各类传感器识别路面虚拟轨道,保证列车精准行驶在既定的线路上,同时采用主动防护技术为电车保驾护航。
智轨电车车体由铝合金全焊接整体车身,整个乘客区通过宽敞的走廊完全贯通,玻璃车窗占了车体外表面的70%,确保了整个车厢内的光亮通透性。智轨电车内外装饰材料选用包括金属材料、玻璃钢、碳纤维、蜂窝材料及泡沫材料等防火、环保、轻量化材料。
自主设计的电车网络控制与监测系统符合国际标准,通过对周围的环境的实时监测,能够快速传输控制指令、诊断数据及服务信息数据,实现车辆的控制、监测和诊断功能。
智轨电车采用智能制动系统,设计了多种独立冗余制动模式,按照常用制动、应急制动、安全制动、紧急制动模式,结合混合路权、专有路权等实际情境设定的不同的平均制动减速,既需保证电车自身行车安全,尽量降低碰撞风险,同时还需兼顾乘客舒适性要求。
电车还有配备辅助电源系统,在应急情况下,蓄电池可为整车提供24 V控制电源,保障车辆关键负载的正常工作。充电系统可以根据具体线路要求配置充电方式,设计有首末站定点快充、架空线充电以及无线充电等多种模式。
智轨电车的优势
我国一二线大型城市公共交通网络呈现梯形多元化,大中运量的轨道交通运输系统有地铁、轻轨和磁浮等,中低运量的轨道交通制式包括有轨电车、单轨、公交和自动旅客捷运系统等。
在已有的轨道交通制式中,运载能力最强的地铁可谓一家独大,但是运营成本极高,因此主要集中在北上广深等具有经济实力的一二线城市。
想要申报建设地铁的城市,按照国家相关规定,需要公共财政预算收入1000 亿元,地区生产总值需达到3000 亿元以上,市区常住人口需在300 万人以上。
对实力有限的三四线城市可谓难若登天,即使是退而求其次申报轻轨,也是很难实现。
申报建设轻轨的城市,要求公共财政预算收入在150 亿元以上,地区生产总值在1500 亿元以上,市区常住人口需在150 万人以上。
随着城市的进一步发展,三四线城市也迫切需要改善公共交通系统、提升城市形象,因此建设一种适合城市发展实情的中小运量轨道交通系统成为首选。而智能轨道快运系统,为无疑是最好的答案。
相较于地铁,智轨的建设周期较短、建设成本较低。无需铺设钢轨,对道路破坏性小,只需在原有道路基础上进行改造。
预计从项目立项到全部运力上线仅需12个月,施工周期大幅缩短。同时可借助现有的道路交通管理系统,也就是说,运输道路上的信号系统无需大规模改造。
成本也相对低很多,地铁造价每公里约5亿元左右,有轨电车线路造价每公里约1.5至2亿元,而智轨整体投资只有地铁的1/10,有轨电车的1/5,而且后期运营成本也相对很低。
相较于有轨电车,智轨列车具有超级电容,有着强大的续航能力。车辆充电10 min就可以在满载的情况下运行25 km,不需要过多的线路布置,大大节约了建设成本和电能。
此外,其信号系统其无需铺设钢轨与供电线网,可采用共享路权方式,运营线路布置灵活。智轨列车具有道路优先权,保证列车优先安全运行。发生交通事故或严重拥堵时,可以临时授权绕道行驶,调度灵活。转弯半径小,双向行驶,可以在相对狭窄的道路行驶。
综上,智轨列车在满足运量的基础上,极大降低基建难度,投资小、见效快,符合国家城市轨道交通“因地制宜、量力而行”的总体发展战略。即可以作为解决三四线城市拥堵的一种解决方案,也可以作为一二线城市交通出行工具的补充,应用前景十分广阔。
为什么智轨电车还没有全国大范围普及?
国内目前建成运营及规划的智轨线路40余条,总长度900余公里,涉及湖南、四川、江苏、黑龙江、陕西5个省份。至于智轨为啥还没有全国大范围普及,主要是有以下几点。
首先是不同城市需求不同,智轨是中低运量系统,并不适用所有城市,与地铁及其他传统交通系统并不冲突,没有任何互相替代关系。
其次,智轨电车的建设和运营需要投入大量的人力、物力和财力。推广智轨电车需要考虑城市的经济发展水平、交通需求、城市规划等因素。目前,只有部分城市具备了建设和运营智轨电车的条件,因此应用范围相对较窄。
而且,智轨列车是一种新型的轨道交通工具,其技术研发和试验需要一定的时间和成本。实现智轨电车的广泛应用,还需要进一步完善技术,提高可靠性。
最后,智轨电车的推广还需要考虑与其他交通方式的协调和配合,以确保城市交通系统的整体效率和稳定性。在城市交通系统中,需要综合考虑各种交通方式的优势和不足,以实现最优的交通资源配置。
此外,智轨电车还有其他现实问题,例如需要规划专用线路,同时考虑车身体积,只能选择在主要干道,小街小巷进不去,车流高峰期反而增加了交通压力。智轨站台在中间,乘客上下车横穿马路不仅容易阻碍车辆通行,也容易对行人安全造成危害等等。
结语
智轨列车作为一种新型交通出行工具正成蓬勃发展之势,其环保、安全性高、舒适性强等优点,符合我国广泛的城市特征和交通需求发展战略,是一种值得提倡、值得推广的交通出行方式。
相信随着技术的进步,智轨列车将更好地融入城市交通,满足人们对运量适中、智能、舒适、快捷、环保的城市公共交通需求。
信息来源:
百度百科
控制与信息技术.2020年1期.智能轨道快运系统.冯江华,肖 磊,胡云卿(中车株洲电力机车研究所有限公司)
智能城市.2019年13期.智能轨道快运系统的使用和推广分析
湖南日报.2024.1.17.智轨为何“墙内开花墙外香”
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