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張瑞敬：未來城鄉一體化快捷交通——大運能PRT系統

點擊：作者：張瑞敬來源：昆侖策網發布時間:2020-05-05 14:08:05

交通擁堵（網絡照片）

交通擁堵現象證明了：現有城市交通體系已經不能適應交通需求，而擁堵的根源是私家車的泛濫和道路承載能力不足的矛盾。

大運能PRT交通系統的使命就是徹底終結這一噩夢：這一系統既有小轎車的門到門快速直達，又有地鐵輕軌的大運能和高效率；既能滿足人們對個人快捷交通的需求，又能滿足城市（群）主流交通體系的規模需求，是未來城市快速直達交通的唯一選擇。其特征是：

1，大運能：以智能立體網絡軌道和虛擬列車模式使城市道路最大通過能力提高20倍以上，每條軌道每小時道理論通過能力達20000輛，超過現在干道高峰期單車道實測值的二十倍，再也不會堵車；

2，可達性：采用小型車和全立交軌道，可以做到門到門服務，每位乘客快速直達，中間不換乘、不停車、不減速，24小時不間斷，比私家車更加快捷、方便，足以吸引人們主動放棄私家車；

3，高效率：高度共享、體系化運行，理論最大使用效率可以達到私家車的三十多倍，可以大幅度壓縮機動車數量，使城市更寬敞；

4，普適性；軌網建設單位投資僅為地鐵的幾十分之一、空間占用少、建設周期短，適合所有大中小城市普遍推廣；它成本低，性能高，可以普遍滿足各類乘客的需求；

5，環保性；全電驅動，零排放無污染，噪音低。

6，低碳節能：由于使用剛性車輪生熱少、輕型車身動力需求小、和無需頻繁制動加速，可以節約大量能耗，也降低了使用成本。

7，隔離性：乘坐小型車乘客之間無接觸，在嚴重疫情下使用不會發生交叉感染。

現行交通體系落后于交通需求

一種城市交通體系一旦建立就有很大慣性，時間一長必然滯后于交通需求，隨科技發展及富裕程度的提高，交通需求不斷升級，矛盾越來越突出，平衡被打破，舊的交通體系必然被淘汰。

現在世界城市普遍采用的是由公交大巴、小轎車、地鐵、輕軌、單車等組成的混合交通體系，只適合于富裕人口占比較少的時代，當中產階級比例大幅度提高之后，私家車必然泛濫成災，擁堵問題越來越嚴重。

1，大型公交車（大巴、地鐵、輕軌）載客多，必然站站停車上下客，不同線路還要中轉，還有最后一公里接駁問題，注定是慢車；高峰期擁擠注定不舒適；不是任何時間地點都有車，注定不方便；所以，當人們買得起轎車時，肯定會毫不猶豫地拋棄它。

2，當更多的人們買了私家車后才會發現，高峰期開車比步行都慢，停車位也成了大問題。小車人均占道面積大、載客少、運能低、效率低，只能供少數人使用，小車太多就是災難，小車已經在越來越多的城市受到限制。后現代化城市是高度富裕的城市，小轎車最終將從城市交通的霸主地位跌落塵埃。

結論是：任何城市大型交通工具遲早會被拋棄；繼續在小轎車上做文章最終可能白費心血。我們必須打破思維定勢，另辟蹊徑。

大運能PRT快速直達交通系統概念

歷史：發達國家早已發現了地面道路的擁堵傾向，上世紀七十年代的美國，為了在交通擁堵的城市里開辟一條快速通道，開發了傳統的PRT（Personal Rapid Transit）個人快速交通，并在美國、英國、韓國等國建起了商業示范線，獲得了一致好評。它的特點是：用立體軌道來避開擁擠的地面交通，以小型車來實現一站直達，缺點是運能較低，目前只作為專線、通勤、接駁交通工具，難以勝任城市主流交通體系的重任，所以難以廣泛推廣。

英國倫敦希斯羅機場ULTra系統（網絡照片）

韓國順天市Vectus系統（網絡照片）

發展：針對傳統PRT系統的這些問題，我國研究團隊以現代科技對傳統PRT系統進行升級設計，使之成為大運能PRT交通系統（HCPRT High Copacity Personal Rapid Transit），目標市場也變為全面取代現有城市交通體系，徹底消滅交通擁堵。未來城市交通必將步入高速度大流量門到門快速直達的大運能PRT系統新時代。

普適性：軌網建設投資僅為地鐵的幾十分之一，建設周期很短，適合所有大中小城市普遍推廣；它占用空間很小，適合所有狹窄街道全覆蓋；它運行成本低，智能程度高；任何城市都建得起、用得起，任何乘客的需求都可以得到滿足。

可持續性：大運量PRT系統符合零排放、無污染和節能低碳的原則，有利于國家能源安全、環境安全和可持續發展戰略。

該系統也可稱作快速網軌FNRT (Fast Net- Rail Transit) 簡稱快軌。

構造特征和優越性

一，一體化立體軌網：

全覆蓋、全互通、全封閉、全立交的一體化智能微軌互聯網：

1，以軌道交通提高車速和效率：選擇軌道交通是由于軌道交通具有高速度、大流量、高效率、高可靠性，如高鐵時速可達350千米，載客量巨大，地面交通根本不可能達到。

2，以全覆蓋的軌道網絡實現全互通和高可達性：軌網覆蓋全城每個街區，所有軌道線路全部互相貫通，小車就可以在任意兩站之間以預定的巡航時速高速直達，中間不換乘、不停車。

3，以高架軌道實現全立交、全封閉：高架軌道的優勢是以很少的占地面積實現全封閉、全立交，排除車輛、行人、紅綠燈等一切影響車速的干擾因素，可以實現全城高速。

4，以道路立體化提高承載能力：地面道路面積不足，只有向空中和地下發展，是解決城市道路承載能力不足的唯一途徑。

5，以網絡交通分散交通壓力、疏解擁堵：網絡交通是分布式交通，沒有主干道與支線之分，使車輛高度分流，避免局部集中。網絡交通具有旁路效應，一條軌道阻塞可以迅速建立旁路保持暢通。

6，以一體化調控使交通資源利用率最大化：集中統一調度全市所有小車、軌道、車站、車庫，使交通資源利用效率提高30多倍，可以大幅度減少城市車輛保有量，使城市更寬敞。

7，以軌梁一體降低造價、提高普及率：采用微型軌道、橋梁一體設計，空間占用小，遮擋陽光少，建設速度快，建設投資低。也可使狹窄街道的通過能力也能達到主干道水平。

二，智能軌道轎車：

1，以輕量化減少投資和空間占用：小車只設一至二個座位，采用輕體材料，最大限度輕量化，從而使軌道也能輕量化，以此降低軌網建設投資，縮短建設周期，減少空間占用，可以使投資降低到輕軌的十分之一、地鐵的幾十分之一，既適合于繁華的大都市、也適合于資金短缺的小城鎮。

2，以程控導航提高精準度、降低車輛成本、提高可靠性：小車具有自編程功能，可以自動形成行車程序，自主程控導航，比衛星導航和地標導航更加簡單、可靠、更精確，成本更低。

3，以智能控制使駕駛更輕松、更安全：小車智能裝置用于信息共享、多車聯動、運行調度、路況判斷和特殊情況應急處理，不會開車也能享用，比自己駕車更省心、更安全、更愜意。

4，以高度共享提高利用率：它和私家車一樣都是小車，但是它可以高度共享、可以統一調度、體系化運行、道路占用率低、利用率是私家車的三十多倍，可以大幅度減少城市機動車保有量。

5，以小型車提高可達性、快捷性：智能小型車作為載客工具，使每位乘客都能一站高速直達，全程不停車、不減速、不換乘，快捷程度遠非私家車可比；

6，以無人值守功能實現24小時不間斷提供服務，比私家車更方便，公交車更無法相比。

7，以剛性車輪和快速直達降低能耗：以剛性輪代替彈性輪胎，避免了輪胎在行進中因為反復擠壓和弛放所造成的機械能轉變為熱能的巨大能源浪費；行駛中不制動、加速車，保持巡航時速，節省能耗。所以也是最低碳的交通工具。

8，以電網直接供電降低小車成本：小車采用電網直接供電，避開了昂貴的動力電池，和報廢電池所造成的嚴重地下水污染；由于軌道的限制作用，無需采用復雜而昂貴的無人駕駛系統，無需360度不間斷掃描，和復雜的信息融合技術，構造簡單，成本低廉，可靠性高。

9，以自我診斷系統確保安全：小車和軌道在敏感的指標性部位設傳感器，根據傳感器數據異常可以判斷、預測出可能發生的故障，并即時通知管理員并引導小車退出運營。

10，以個性化設計滿足乘客個性化需求：小車采用不同檔次、不同風格的內裝設計，乘客可以通過電話預約獲得個性化特殊小車服務。

三，虛擬列車行車模式：

虛擬列車模式就是獨立行駛的小車，通過信息共享和多車聯動方式，做到以零車距快速行車而不會追尾，可使一條軌道每小時理論通過能力為20000輛小車，比獨立行走車輛提高了20倍，相當于將車道拓寬了20倍。虛擬列車模式是小型車獲得大運能的唯一方法。

小車載客少，運能低，要勝任城市主流交通工具的龐大運能，唯一的方法是通過縮短車距來提高車流量，提高單車道承載能力。這是因為獨立駕駛車輛在發現前車制動后，然后才采取對策，兩車之間的操作必然存在時間差，后車制動必然延遲，就有可能造成追尾，所以行駛中必須保留安全車距（一般要求時速50千米車距至少50米，時速100千米車距至少100米，約接近三秒鐘的車程），安全車距所造成的車道空置率是小車本身占道面積的近20倍，導致道路占用過度浪費。而采用信息共享、多車聯動技術，所有序列小車的控制像一部車一樣，起步、加速、制動操作高度同步，沒有時間差，所以可以將車距壓縮到零也不會追尾，小車在軌道上只要能塞進去就可以同時起步加速、高速行駛，車再多也不會堵車。

四，在線快速立體車庫：

在城市近郊或各個城區建設在線自動化立體車庫，包括區域調劑庫和車站備用庫。采取在線車庫可以避開動作緩慢的提升機，小車直接駛入駛出存車軌道停泊，也可定位存取。存取小車的速度與虛擬列車巡航時速一致，每秒可以存取十輛小車，與主軌上的小車運行速度一致，避免木桶效應的發生。

五，體系化運行：

現代化戰爭的特征是體系化作戰，使戰爭資源利用率最大化；同樣，城市交通采用體系化運行，也可以使交通資源的利用率達到最大化。借助5G網絡、并行計算能力強大的液冷計算機、衛星定位技術，中央控制室可以對超大城市海量交通資源（上百萬個目標）實施統一監視，對其中數萬小車分別進行調度（類似于預警機），使城市交通高度自動化、數字化、一體化。

體系化運行系統由中控室主機電腦、車站管理電腦、車庫管理電腦、車載電腦、智慧軌道等組成，三者互相配合，減少中控室主機電腦工作量。

六，超快速變軌和智能并軌：

大運量PRT系統采用了不超過0、1秒級的快速變軌技術。

1，超快速變軌：在虛擬列車以60千米時速通過道岔時，每秒會有六輛車通過這一道岔，相鄰小車可能分別駛向不同方向，留給道岔變軌的時間是0.16秒，加上保險系數，變軌時間不能超過0.1秒，傳統鐵路道岔設計理念無法勝任，所以必須采用超快速變軌模式。

虛擬列車以零車距快速通過道岔后分流示意圖（未表達快速變軌裝置）

2，智能匯入：在網絡交通中，小車在運行中還要隨時應付前面的節點道岔處突然竄出的匯入小車，這會影響小車快速運行，這要求軌道上必須有足夠的匯入空間，按照現有干線道路單車道高峰期最大交通流量統計數據計算，采用虛擬列車模式時，一條軌道利用率低于6%，再加上采用緩沖軌輔助和智能并軌技術，在變軌或并軌匯入時不影響巡航時速，足以保證小車全程不減速、不停車、不換乘。

七，快速救援系統

軌道整體采用T型混凝土立柱，立柱設在道路中央，橫梁兩側分別安裝雙向PRT軌道，雙向軌道互為救援通道。雙向軌道中間的隔離護欄設計成一條微型跨坐單軌，作為特殊情況下的應急救援軌道。小車上還備有逃生索降裝置。軌道下部還可以設能自動打開的折疊安全網。其工作原理和優勢如下；

1，當一側軌道或小車發生偶發事故而癱瘓時，中央控制室立即通過網絡旁路清空對側軌道上的全部運營小車，騰出一定區間內的逆向軌道作為快速救援通道，派出救助人員快速到達現場施救，相比之下，如果在擁堵的地面街道上車輛發生事故，如此快速清空車道幾乎不可能，無法快速施救。

2，中央單軌跨坐小車：當兩側雙向軌道同時因事故癱瘓時，兩側互為救援軌道不復存在，救援人員可乘微型單軌跨坐小車趕赴出事地點。當事故輕微，可以不影響對側軌道通行，通過中間隔離欄單軌跨坐小車施救。

3，小車自備索降裝置：青壯年健康者不必干等救援人員來救，可以操作小車自備索降系統自行下地。

快速救援系統示意圖

4，軌下折疊安全網：如果多輛小車同時發生連環事故，或者軌道出現嚴重問題，軌道上的傳感器感受到異常信息后，自動控制系統會自動撐開軌道下方收放著的折疊安全網，防止乘客意外跌落。

技術背景條件

這一交通體系雖然聽起來概念超前，但所采用的都是當今各行業現有高技術，只須加以嫁接、移植、改造、集成，并不存在不可逾越的技術難關。現在科技發展已經為開發大運量PRT系統準備好了條件， 5G網絡、超強并行計算能力的計算機、數據鏈、區塊鏈的信息共享技術、云計算技術、互聯網汽車技術、傳感器技術、衛星定位技術等已經足可以滿足對超大城市數十萬、上百萬小車的統一監控調度的需要。開發大運能PRT系統正當其時。

競爭優勢

1，在城市交通中的優勢：該系統采擷了現代各種交通工具的優勢，而擯棄了它們的不足，理所當然對其他一切交通工具都具有絕對競爭優勢：既有私家轎車的門到門快速直達，舒適、快捷、方便；又兼具地鐵輕軌的大運能和高效率、低成本，幾乎可以滿足所有乘客的需求，必將吸引人們主動放棄私家車而選擇新型公共交通。也會使一切大型公交（如地鐵、輕軌、大巴、BRT專道）相形見絀，所以最終必然全面替代各種交通工具，真正實現城市交通一體化、自動化、數字化管理。

2，在城際交通中的優勢：大運能PRT系統同樣適合城市群的城際交通，城際軌道與市區軌網直接連接，乘坐市內交通不必到交通樞紐換乘城際交通，在整個城市群內實現門到門快速直達，使城市群同城化，加速城市群經濟圈的融合。

3，在鄉鎮農村交通中的優勢：由于大運能PRT系統建設投資低，同樣適合于鄉鎮、邊遠地區交通（農村地廣，無需高架，造價更低，微地單軌造價低于公路），軌網把整個農村地區與中心城市連接起來，使鄉鎮也能享受快速直達軌道交通，使城鄉交通一體化，有助于消滅城鄉差別。

4，在疫情防控中的優勢：這一系統是個人共享交通，每位乘客都封閉在單獨空間之中，在類似于新冠病毒大役防控期間照樣可以開行。

這一交通體系是高速度、大流量、高效率、零排放的、門到門快速直達的全新交通體系，必然成為后現代化城市交通的標配。

分步推進方案

采取循序漸進的方法，由簡到繁、由小到大逐步推廣：

1，專線交通；先建設線形的專線軌道示范運行，替代投資巨大的地鐵、輕軌，可以節省大量投資、大量空間。主要體現大運能PRT系統的快捷、直達優勢。是與現行交通體系的共存期。

2，骨干軌網：建設骨干軌道網絡，先連接城市的主要交通樞紐、工業區、居民區、醫院、商場、學校等人口密集的重點場所，進行網絡交通示范運行，主要體現網絡交通的一站直達和旁路效應優勢。

3，泛在軌網：在骨干網絡的基礎之上再逐步加密軌網網格，直到全部覆蓋每個街區，全面體現網軌的可達性和大運能優勢。

4，輻射軌網：以中心城市為核心，軌網逐步輻射城市所轄縣、鄉鎮、農村（農村地廣，無需高架，造價更低），形成廣域軌網，使城鄉交通一體化。主要體現大運能PRT系統的廣泛適應性、拓展性。

5，集群軌網：中心城市軌網輻射周邊鄉村后，各個城市轄區軌網輻射面必然互相接觸，互相融合，形成整個城市群的城際互聯軌網群。將各個城市的中央控制室信息互聯后，各市交通信息共享，交通指揮互相協調，就形成整個城市群內門到門快速直達交通網群（含轄區所有農村）。

廣闊的市場