大运量PRT个人快速公交系统的
概念、特征、关键技术、标准
张瑞敬
长征汽车制造厂退休工程师
PRT个人快速交通(Personal Rapid Transit)是一种快速直达的公共交通工具,一般是由轨道轿车和架空轻轨组成。架空轻轨可以避开拥挤的地面道路、而轨道轿车可以避免站站停车,所以可以一站直达,和轿车相似。其最大的价值是可以用来替代私人轿车,从而彻底消灭交通拥堵。在美国西佛吉尼亚摩根敦市、英国伦敦希斯罗机场、韩国顺天市等地建有商业运行线路,目前只用于局部接驳交通。
PRT系统虽然像轿车一样快捷方便,但毕竟是小型车运能太小,难以承载城市巨大的交通流量和难以覆盖庞大的城区, 难以作为城市的主流交通体系,无法达到取代私人轿车的目的。PRT系统属于小型车,人均占道面积肯定大于大型公交车,反而加大了道路的交通压力,对整体治堵无益。
大运量PRT个人快速公交系统是PRT系统的升级版,提高了PRT系统的运能和覆盖率,具备了作为城市主流立体体系的条件。
一,概念:
大运量PRT个人快速公交系统是一种全覆盖、大运能的PRT系统。是个性化的公共交通、轿车化的轨道交通、体系化运行的独立车辆。既有私人轿车快捷舒适,又有公共交通的大运能;既有地面交通的全覆盖,又有轨道交通的高效率。将PRT系统的应用范围从区域摆渡工具扩大到整个城市的骨干交通网,是一种高密度、高速度、高效率、高性能、零排放、无污染的交通体系。
二,标志性特征:
大运量PRT个人快速公交系统与普通PRT系统的主要区别在于它结构上的轻轨互联网和虚拟列车,功能上的体系化运行:
1, 轻轨互联网:(全覆盖)
PRT系统的轻轨要能覆盖全市并全部互联成网,交织成一个全封闭、全立交的轻轨互联网,确保轨道轿车能在全市任意两个点位之间一站高速直达,中间不减速、不停车、不换乘,比私人轿车更快捷。(设计特点是能适应在所有狭窄街道的布设和立交,从而能够覆盖全城)达到乘公交车不必看站牌,不必听报站,见车就上,一站就到。
2,虚拟列车模式:(大流量)
轨道轿车可以以虚拟列车模式行车,即以近零车距和60公里以上时速高速行驶,这样一条轨道每小时就可以通过20000辆小车,道路通过能力达到极限。路上的小车只要能塞得下就能跑的开,再也不会堵车。(设计特点是小车间的信息共享和多车联动方式,及应对紧急状况的安全措施。轨道轿车列车也比公路汽车列车控制系统简单可靠,更加现实)。
3, 体系化运行:(高效率)
现代战争的特征是体系化作战,同样,未来城市交通也必然是体系化交通,达到各种交通资源(车辆、道路、车站、车库)的科学配置、高效利用。以信息共享、体系化运行、统一调度配置,达到利用效率最大化,大幅度减少城区轿车数量,既保证交通需求、又腾出大量城市空间。并实现全天24小时无人值守提供服务,像私人轿车一样方便。
以上三点使PRT系统成为一种全覆盖、高密度、高速度、高效率、高性能、零排放的交通系统。
三,关键技术:
大运量PRT系统的设计目标是要达到:1,以60千米时速一站直达;2,不间断服务;3,无空白区服务。
大运量PRT系统的关键技术之一是快速变轨系统。提高运能实际上就是提高车流量,就是缩短车距同时提高车速。轨道本身对车速、车距没有太大限制,但是轨道联网就会造成大量轨道节点,而所有节点都是道岔。笨重的铁路道岔变轨速度很慢,成为提高车流量的难以挣脱的桎梏,是能否实现大运能的最大难点。市内交通一般认为理想的时速是每小时60千米,那么零车距和60千米时速(虚拟列车模式)就是大流量的极限值,每小时可以通过20000辆小车,不可能再高了。假如小车以列车模式通过道岔,然后可能奔向不同方向,那么道岔变轨时间必须小于0.1秒,有可能每秒要变轨十次,现在的铁路道岔根本不可能做到,即使可以做到,也会因为早期磨损或疲劳断裂而损坏。笨重的道岔惯性巨大,在变轨时的快速往复运动中频繁制动加速,会消耗大量能源,不符合低碳原则。大运量PRT系统的快速变轨系统彻底改变了这一传统设计思路,并有立体变轨、平面变轨、混合变轨等多种形式,以适应各种路况特别是狭窄道路的需要,变轨时间达到了小于0.1秒,变轨频率可以达到每秒十次,可以满足了虚拟列车快速通过道岔的需要。
其他配套技术:紧凑型可快速穿越的车站、快速存取小车的立体车库、线路规划模式和变轨方式、自动化监控调度模式、小车多重缓冲吸能结构、小车重心接近制动面的结构、故障预测机制、安全制动装置等。整个系统环环相扣、节奏协调一致、功能相互保障。
四,技术指标:
1, 可以在城市任意两个位点之间以60公里时速一站快速直达,中间不停车、不换乘、不减速。
2,狭窄街道双向双轨每小时即可以通过轨道轿车40000辆,超过现在城市主干道水平。
3,立体车库存取小车速度可以达到每秒十辆以上,整列虚拟列车可以以60千米时速进出立体车库,不会卡阻。
4,过路小车可以以60千米时速穿越车站,不必减速,与进站停车互不干扰。
5,所有道路交叉口立体交叉,包括狭窄街道。穿越道口的小车可以保持60千米时速行驶。
6,全天24小时无人值守提供服务。
7,建设投资不及地铁的十分之一。
8,轨道电动小车制造成本和运行成本低于公路电动汽车。
9,无人驾驶系统比公路无人驾驶系统简单可靠、成本低。
五,市场价值:
大运量PRT系统理应会给城市带来前所未有的巨大变化:
1,这一系统比私人轿车更加快捷、舒适、方便,足以吸引人们主动放弃私人轿车而选择公共交通,城市将永远告别堵车困境。
2,这一系统更比其他公共交通系统快捷、舒适、方便,而运能与大型公交相同,导向性极强,城市交通手段将逐步趋向单一化。
3,这一系统属于体系化运行,整个城市交通管理将趋向自动化、程序化、数字化,管理简单而高效。
4,城市从此步入高密度、高速度、高效率、零排放交通时代,城市运转节奏明显加快,城市经济发展速度更快。
5,零排放、无污染,城市空气更清新、天空更蓝、城市更美,也可以避免大量报废动力电池的污染和大量报废轮胎的处理。
6,大运量PRT个人快速公交系统也适合城市群的城际交通 ,市内轻轨和城际轻轨接轨,城市群将更加同城化。
7,乘坐档次不亚于轿车、消费水平相当于公交、行车速度高于地铁,它为一切居民带来方便和享受。
六,市场前景
堵车和尾气污染困扰着全世界的大城市,私人轿车已成为大城市的灾难。大运量PRT个人快速公交系统具有与私人轿车竞争的压倒性优势,足以取代私人轿车,让我们永远告别堵车和尾气污染。它不仅是国内大城市急需,也具有走向世界市场的巨大潜力。在战略层面上,它可以作为未来后现代化城市高效率交通的选项。
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