智軌系統市場定位與適用性淺議

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

【關鍵詞】智軌系統；市場定位；適用性

0引言

智能軌道快運系統（智軌系統）是一種具有軌跡跟隨能力的全電驅動的新型膠輪虛擬軌道交通運輸系統，被視為軌道交通和普通公交的“跨界”產品[1]。然而自2017年中首發以來，智軌與其他中~低運量公共交通制式的區別與聯系一直未被系統地梳理，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，將智軌與其他公共交通制式進行對比，嘗試對智軌系統進行市場定位并進行適用性分析，為充分發揮智軌系統的潛力提供技術支撐。

1智軌系統概述

智軌常規車輛全長約35.2m、寬2.55m，采用膠輪承載三節編組，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，最小運營轉彎半徑15m，最大坡度能力≤13%；常規編組（STE3）情況下最大載客量307人，最大載重量49.0t。智軌系統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、車輛自主導向多網融合控制技術等。運營車輛根據運控中心下發的運營計劃信息，通過路徑感知、自動循跡、軌跡跟隨、自主導向等方法實現車輛的自主類軌道行駛，同時利用視頻監控、圖像和激光雷達等環境感知手段，獲得侵入防護、側向防護以及系統完整性等信息以實現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的主要創新點。軌跡跟隨是指通過傳感裝置實時采集車輛的姿態與坐標數據，并據此計算預判車輛的行進情況，通過控制各軸協同轉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，數據經車載計算機分析處理后調整車輛的牽引、制動或轉向，精準控制列車行駛在既定虛擬軌跡上。

2智軌系統市場定位

按智軌常用編組滿載307人及理論最小發車間隔60s計算，智軌系統最大運能約為1.8萬人/h。根據《城市軌道交通工程項目建設標準》[2]，智軌系統應為中~低運量公共交通系統（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—承擔城市客運系統的主體。（3）特定片區—承擔特定功能區或走廊客運系統的骨干，或特定園區內的觀光型公共交通系統。

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分，見圖3。兩者的主要運營參數也相當接近，如表1所示。和有軌電車相比，智軌最大的優點是靈活，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，可采用共享路權或專用路權方式，線路布置和運營調度靈活。智軌具有雙向行駛能力，可以在老城區相對狹窄的道路運行，同時轉彎半徑（15m）遠小于常規有軌電車（25m），所以智軌的運營靈活性優于有軌電車。（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，道路規劃、拆遷和建設周期較短，在既有道路設施適應性方面要優于有軌電車。（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鉸接系統或其他類似裝置。因此，其本質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。事實上，我國的宇通、青年等客車企業在2014年就已經開發出25m雙鉸接城市客車（如青年JNP6250G）。2019年比亞迪更是首次發布了一款長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，可以認為智軌系統的本質是一種基于普通公交車輛結構與布置、為規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）調度及運營靈活性：智軌車輛一般含多節車廂，鉸接固定后改裝不易，故其調度及運營靈活性較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約了人力成本，故智軌系統的全生命周期成本可能與普通公交接近。（4）能耗及環境保護：據測算智軌車輛的能耗與現代有軌電車類似，而統計數據顯示BRT的單位能耗約為有軌電車的2~3倍，故推測智軌系統能耗約為BRT的1/3~1/2。同時由于智軌為純電動驅動，故較普通非電動公交更綠色環保。

3智軌系統的適用性分析

3.1智軌案例

目前智軌系統已在四川宜賓、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，止于智軌產業園站，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節編組，可載客500人/車；車站按5節編組預留設置。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示范城市。根據《宜賓市智能軌道快運系統線網規劃》，擬規劃建設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業布局，先后與多家軌道產業公司簽署合作協議，計劃在宜賓共建集核心技術研發、整車總裝、零部件生產、運營維保、綜合服務為一體的西部最大智能軌道快運系統產業基地。

3.2智軌使用范圍

結合近幾年應用情況可以發現，智軌系統特別適合在符合以下條件的區域或交通走廊中應用[4]：（1）區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模大幅上升，可采用智軌系統降低土建規模。（2）同走廊已有規劃或既有大橋/隧道，且引入區間專用道或區間混行后，對該通道影響可接受，可采用智軌系統充分利用通道，減少實施代價與難度。（3）區域發展不確定性較多，如建設時序不穩定，建設規模與具體路由不穩定，可采用智軌系統在初~近期培育客流，擇機靈活調整線路路由，路權形式或改造為現代有軌電車。（4）既有的BRT或公交專用道走廊，可改造優化為智軌走廊，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：由于智軌系統的制式定位尚無權威認證，業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，可能出現人機誤判。另外，智軌系統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，以規避國標汽車長度限制為目標而開發的“跨界”產品。作為一種新型中~低運量公共交通系統，其主要優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，可以進一步優化我國既有的公共交通制式系統，更好地滿足不同城市“個性化”發展的需要。

參考文獻

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

[2]建設部，發改委.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]國家質量監督檢驗檢疫總局，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