智能軌道快運系統(tǒng)

動作靈活的“胖子”：雙向行駛無需掉頭

本次亮相的智軌列車為三節(jié)編組，長31.64米，寬2.65米，高3.4米，從參數(shù)上就不難看出，這絕對是馬路上的“巨無霸”。

智軌列車在普通的道路上行駛，可以精確地按照地面上標出的虛線指示路線行駛。中國工程院院士、中車株洲所董事長丁榮軍介紹，智軌列車看似無軌，實則有“軌”，只不過采用了中車株洲所創(chuàng)新團隊自主研發(fā)的“虛擬軌道跟隨控制”技術(shù)。

智軌列車雖然“體型龐大”，但卻是一個靈活的“胖子”，行駛非常平穩(wěn)。據(jù)介紹，其中的奧秘就在于列車采用了多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等設(shè)計方式，智能對虛擬軌跡進行跟蹤控制，使整臺列車轉(zhuǎn)彎半徑與普通公交車相當，且比普通公交車的通道寬度更小，解決了超長車身帶來的轉(zhuǎn)彎難題。同時，智軌列車采用類似高鐵的雙車頭設(shè)計，省卻了掉頭的麻煩，可以雙向行駛。

智軌列車采用低地板結(jié)構(gòu)，車廂距地面的距離小于33cm，不俯下身去是看不見車輪的，乘客上下車非常方便。速度方面，與現(xiàn)代有軌電車一樣，智軌列車設(shè)計的最高時速為70公里。

2017年6月2日上午9時12分，由中車株洲電力機車研究所有限公司（以下簡稱“中車株洲所”）研制的一種名為“智能軌道快運系統(tǒng)（Autonomous rail Rapid Transit—ART）”（以下簡稱“智軌”）

的全新交通產(chǎn)品在株洲首次亮相，這種融合了現(xiàn)代有軌電車和公共汽車各自優(yōu)勢的新型交通工具屬于跨界之作，它顛覆了人們對于城市交通的傳統(tǒng)認識，為解決大中城市出行難帶來的了新的選擇和體驗。

同期，株洲市人民政府宣布，由株洲市匯聚各方資源和力量，為智軌列車量身定做的全國首條智能軌道快運系統(tǒng)示范線路也將正式進入實質(zhì)規(guī)劃階段，根據(jù)規(guī)劃目標，該條示范線有望在2018年投入商業(yè)運營，這將大大保持和提升株洲市在全國軌道交通領(lǐng)域的地位。

成本僅為有軌電車1/5

馮江華介紹，以智軌列車為核心運載工具的智能軌道快運系統(tǒng)具有建設(shè)周期短、基礎(chǔ)設(shè)施投資小、城市適應性高、綜合運力強等優(yōu)勢特點，是兼顧運能與投資的中運量軌道交通系統(tǒng)解決方案。

由于采用高鐵柔性編組的模式，智軌列車還能根據(jù)客流變化調(diào)節(jié)運力，比如采用標準的3節(jié)編組時，列車可載客超過300人，5節(jié)編組時可載客超過500人，能有效解決普通公交車載客量小的缺陷，大大提高運力。

同時，智軌列車在成本方面的優(yōu)勢尤其突出。馮江華給記者算了一筆賬，我國地鐵造價約為4-7億元/公里，現(xiàn)代有軌電車線路造價約為1.5-2億元/公里，而智軌列車在與現(xiàn)代有軌電車運力相同的情況下，只需簡單的道路改造就能投入使用，整體線路的投資約為現(xiàn)代有軌電車的1/5。也就是說，與現(xiàn)代有軌電車相比，建設(shè)一條10公里的線路，“智軌”至少能節(jié)省10億元以上。[1]

我國地鐵造價約為4-7億元/公里，現(xiàn)代有軌電車線路造價約為1.5-2億元/公里，而“智軌”在與現(xiàn)代有軌電車運力相同的情況下，只需簡單的道路改造就能投入使用，整體線路的投資約為現(xiàn)代有軌電車的1/5。也就是說，與現(xiàn)代有軌電車相比，建設(shè)一條10公里的線路，與現(xiàn)代有軌電車相比“智軌”至少能節(jié)省10億元以上?？梢哉f在成本上具有絕對優(yōu)勢。

其它比較優(yōu)勢

智軌列車與地鐵、輕軌、磁懸浮等交通工具相比，后者雖然運輸力強大，但其建設(shè)成本巨大。隨著城市的擴大，成本也越來越高。公開資料顯示，北京地鐵4號線全長28.14公里，總投資145多億元，到了北京地鐵16號線，每公里成本已經(jīng)超過10億元。高昂的建設(shè)成本對于大城市來說成為巨大的財政負擔，對于中小城市不能廣泛應用。

有軌電車、新能源BRT系統(tǒng)盡管建設(shè)成本較低，但需要專門的電力系統(tǒng)和專有道路配合設(shè)計，維護成本相對較大，且易受制于運行環(huán)境，不能較好較快地調(diào)配線路。相比之下，智軌列車不依賴鋼軌行駛，一條運行線的建設(shè)周期僅需一年，能快速投入使用，而且具有輕軌、地鐵等軌道列車的零排放、無污染的特性，支持多種供電方式。

傳統(tǒng)的公交系統(tǒng)運輸能力有限，無法滿足城市早晚運輸高峰階段需求，智軌列車的大運量優(yōu)勢明顯。

與巴鐵的比較

各有優(yōu)勢，巴鐵是立體快巴式輕軌鐵路，下面是空的，大體不占用城市道路空間（當然也可以發(fā)展到智能軌道，如果那樣則改變了自己特征，成為智能軌道列車了），而智能軌道類似北京兩節(jié)型大公共汽車的延伸（成為三節(jié)或五節(jié)車廂），要占用道路，但不需要建設(shè)輕軌。各有優(yōu)勢。

智軌列車、巴鐵、輕軌、有軌電車、地鐵、中低速磁懸浮列車線、單軌交通，在運輸市場里，難免會有某種競爭關(guān)系，看各自的適應性，都在掘金大市場。

2017年6月2日，由中車株洲所研制的“智能軌道快運系統(tǒng)”（簡稱“智軌”）亮相，株洲市人民政府宣布，由株洲市匯聚各方資源和力量，為智軌列車量身定做的全國首條智能軌道快運系統(tǒng)示范線路。

按照規(guī)劃，株洲河西主干道長江路將率先開建全世界第一條智能軌道快運系統(tǒng)，線路規(guī)劃全長大約是6.5公里，建成以后將與已經(jīng)規(guī)劃的中低速磁懸浮線路實現(xiàn)無縫對接，進一步提高公共交通車輛和社會車輛的運行效率。線路開通后，將緩解株洲市區(qū)南北向的通行壓力，有效解決城市交通的擁堵問題。據(jù)了解，該條示范線有望在2018年投入商業(yè)運營，屆時將大大保持和提升株洲市在全國軌道交通領(lǐng)域的地位，為株洲市打造智慧城市添上濃墨重彩的一筆。

根據(jù)統(tǒng)計，到2020年，隨著城鎮(zhèn)化進程的發(fā)展，全國將新增約80個百萬人口以上的地級市，但在整體城鎮(zhèn)化進程中，80%的中小城市因無法承受現(xiàn)有軌道交通裝備高昂的建設(shè)成本和漫長的建設(shè)周期，使用傳統(tǒng)的公共交通，導致城市擁堵“城市病”。為解決中運量交通的問題，需規(guī)劃建設(shè)總里程近8000公里的運量交通線路，總投資逾萬億元，市場潛力巨大。

智軌研發(fā)團隊坦言，智軌便是為解決“城市病”量身定做的，既能作為一線城市大運軌道交通的補充，也可作為二三線城市的客運主體，還能承擔新區(qū)到新區(qū)、中心到旅游區(qū)等特點線路的運輸，并能與現(xiàn)有的公共交通系統(tǒng)充分結(jié)合，打造地下、地面和空中的立體化交通網(wǎng)絡(luò)，為解決現(xiàn)代城市交通運輸難題提供全新的解決方式。

中車株洲所副總經(jīng)理、總工程師，智軌列車項目組組長馮江華博士介紹，以智軌列車為核心運載工具的智能軌道快運系統(tǒng)具有建設(shè)周期短、基礎(chǔ)設(shè)施投資小、城市適應性高、綜合運力強等優(yōu)勢特點，是兼顧運能與投資的中運量軌道交通系統(tǒng)解決方案。

“智軌”，就是為解決“城市病”量身訂做的。它既能作為一線城市大運軌道交通的補充，也可作為二三線城市的客運主體，還能承擔新區(qū)到新區(qū)、中心到旅游區(qū)等特點線路的運輸，并能與現(xiàn)有的公共交通系統(tǒng)充分結(jié)合，打造地下、地面和空中的立體化交通網(wǎng)絡(luò)，為解決現(xiàn)代城市交通運輸難題提供全新的解決方式。

中車株洲所介紹，智軌列車看似無軌，實則有“軌”，實現(xiàn)智能運行。

只不過采用了中車株洲所的創(chuàng)新團隊自主研發(fā)了的“虛擬軌道跟隨控制”技術(shù)。簡單來說，它通過車載各類傳感器識別路面虛擬軌道線路，將運行信息傳送至列車“大腦”（中央控制單元），根據(jù)“大腦”的指令，在保證列車實現(xiàn)牽引、制動、轉(zhuǎn)向等正常動作的同時，能夠精準控制列車行駛在既定“虛擬軌跡”上，實現(xiàn)智能運行。

智軌列車長達30多米，是馬路上的“巨無霸”，但它卻是一個靈活的“胖子”。奧秘在于列車采用了多軸轉(zhuǎn)向系統(tǒng)等設(shè)計方式，智能對虛擬軌跡進行跟蹤控制。使整臺列車轉(zhuǎn)彎半徑與普通公交車相當，且比普通公交車輛的通道寬度更小，這就解決了超長車身帶來的轉(zhuǎn)彎難題。同時，智軌列車采用類似高鐵的雙車頭設(shè)計，省卻了掉頭的麻煩。

與現(xiàn)代有軌電車相比，智軌列車設(shè)計最高時速同樣為70公里，但因為不依賴鋼軌行駛，一條運行線的建設(shè)周期僅需一年，能快速投入使用。另外，智軌列車還具有輕軌、地鐵等軌道列車的零排放、無污染的特性，并支持多種供電方式。

中車株洲所提供的資料顯示，由于采用高鐵柔性編組的模式，智軌列車還能根據(jù)客流變化調(diào)節(jié)運力，比如采用標準的3節(jié)編組時，列車可載客超過300人，5節(jié)編組時可載客超過500人，能有效解決普通公交車載客量小的缺陷，大大提高運力。

智軌列車采用了中車株洲所創(chuàng)新團隊自主研發(fā)的“虛擬軌道跟隨控制”技術(shù)。

中車株洲所副總經(jīng)理、總工程師、智軌列車項目組組長馮江華博士告訴記者，集眾多優(yōu)越性于一體的智軌列車之所以能在馬路上安全地行駛，主要是有八大核心技術(shù)支撐。

首先是軌跡跟隨控制技術(shù)。簡單說來，就是通過在車輛上安裝慣性傳感器或角度傳感器等傳感器來檢測車輛的姿態(tài)、坐標等信息，增加前進方向上后車輪與前輪的軌跡重合率，減小轉(zhuǎn)向“內(nèi)輪差”，降低“視線死角”帶來的影響，從而保障其整體通過性和轉(zhuǎn)向性能，精準控制列車行駛在既定“虛擬軌跡”上智能運行。因此智軌列車以膠輪取代了傳統(tǒng)的鋼輪鋼軌，不需要鋪設(shè)專有的物理軌道。

第二是車輛的系統(tǒng)集成技術(shù)。各子系統(tǒng)模塊化和設(shè)計的功能都進行了逐一規(guī)劃，也構(gòu)建了智能軌道快運系統(tǒng)在路面運行過程中間的邏輯控制和整段功能，列車為了適應城市需要，可以進行模組化的集成，實現(xiàn)從2輛到5輛這樣一個全列的組合。

第三是智能駕駛。智軌列車嫁接了人工智能技術(shù)，其中就包括高精準定位，通過快速的通訊實現(xiàn)輔助駕駛，從而讓駕駛更加安全。

第四是主動安全的技術(shù)。列車在運行過程中很可能會出現(xiàn)有其他車輛侵入的情況，列車必須要有相應的安全保障措施。除了列車車體的安全保障外，還運用了圖象識別、圖象動態(tài)拼接和傳感器融合等技術(shù)，實現(xiàn)了對無物理軌道下車輛自身的約束，同時也能對周邊侵入物進行保護。比如，如果車輛在未授權(quán)偏離虛擬軌道，或有外部物體侵入車輛限界，可以采用封鎖動力、緊急制動等技術(shù)手段避免事故發(fā)生。

第五是牽引制動協(xié)同控制技術(shù)。列車的動力基于永磁驅(qū)動，并通過分布式動力協(xié)同控制技術(shù)實現(xiàn)協(xié)同控制，實現(xiàn)13%的爬坡能力，遠高于傳統(tǒng)有軌電車6%的爬坡能力。

第六是無網(wǎng)供電技術(shù)。列車采用電池方式供電，并支持多種供電方式，每次充電時間為10分鐘，續(xù)航里程最高可達25公里。

第七是多任務承載TCSN控制技術(shù)。這是國際上最先進的用于車載的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因為運用了寬帶技術(shù)，通過這一網(wǎng)絡(luò)平臺，能夠承載既有控制，又能實現(xiàn)對車輛設(shè)備的監(jiān)測等功能。

第八是車、地、人信號耦合技術(shù)。在有限的道路資源情況下，這一技術(shù)能夠讓列車在路口享有優(yōu)先通行權(quán)，達到快捷運輸?shù)哪康摹?

《智能軌道快運系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》（DB5115/T43-2020）規(guī)定了智能軌道快運系統(tǒng)的運營組織、交通組織設(shè)計、車輛、虛擬軌道、限界、線路、路面設(shè)計、橋涵及隧道、車站建筑及結(jié)構(gòu)、通風空調(diào)、給排水及消防、機電設(shè)備、交通信號和交通安全及管理設(shè)施、運營控制中心、車輛基地、環(huán)境設(shè)計、節(jié)能環(huán)保等相關(guān)內(nèi)容。該標準適用于智能軌道快運系統(tǒng)新建、改建及擴建工程。

《智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》（DB5115/T44-2020）規(guī)定了智能軌道快運系統(tǒng)的路基路面工程、橋涵及隧道工程、車站工程、虛擬軌道工程、機電設(shè)備工程、交通信號及交通安全工程、通風空調(diào)、給排水及消防工程、車輛基地工程、竣工驗收的基本要求。該標準適用于新建、改建或擴建智能軌道快運系統(tǒng)工程的施工及驗收。

智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范制定背景

智軌的諸多特點和優(yōu)點已逐步得到越來越多城市的青睞，鑒于智軌是跨界創(chuàng)新的新型產(chǎn)品，目前國內(nèi)外均無完全一致的交通運輸系統(tǒng)，更無對應的設(shè)計、施工及驗收規(guī)范和成熟標準。這也讓城市交通管理及設(shè)計、施工及驗收無據(jù)可依，給智軌的持續(xù)廣泛應用、推廣和管理帶來不便。因此，亟需針對智能軌道快運系統(tǒng)制定較大范圍內(nèi)適用的標準。

智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范編制進程

• 成立標準起草工作組

基于“宜質(zhì)監(jiān)發(fā)[2019]2號宜賓市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局關(guān)于征集2019年度宜賓市地方標準制（修）訂項目的通知”，結(jié)合前期已有工作基礎(chǔ)，四川省中車鐵投軌道交通有限公司快速組織四川川南軌道交通運營有限公司、中車株洲電力機車研究所有限公司、中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司等單位成立了標準起草工作組，并制定了工作計劃。

• 技術(shù)調(diào)研及標準起草

2019年4-5月，標準起草工作組對智能軌道快運系統(tǒng)進行了相關(guān)技術(shù)調(diào)研，并廣泛收集整理了現(xiàn)行國內(nèi)外相關(guān)標準，研究、制定出一系列智能軌道快運系統(tǒng)（工程）施工及驗收需考慮的要素和技術(shù)指標項。

2019年6月，標準起草工作組結(jié)合智能軌道快運系統(tǒng)工程應用實際經(jīng)驗，以及技術(shù)框架需要，編制形成了智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范大綱初稿。

2019年8月，四川省中車鐵投軌道交通有限公司收集匯總各參編單位分工范圍內(nèi)的標準文本草案，并對草案進行匯總、整合，形成標準初稿。

• 第一次工作組研討暨內(nèi)部評審會及標準草案修訂

2019年9月，四川省中車鐵投軌道交通有限公司組織各參編單位代表于四川宜賓召開本標準第一次工作組研討暨內(nèi)部評審會，對標準草案進行了廣泛交流和研討，并綜合各專業(yè)方向意見及建議，提出了相應修改意見。

2019年10月，各參編單位根據(jù)“第一次工作組研討暨內(nèi)部評審會”修改意見進行對應章節(jié)修訂，并由四川省中車鐵投軌道交通有限公司統(tǒng)一匯總整理、統(tǒng)稿。

2019年11-12月，四川省中車鐵投軌道交通有限公司將統(tǒng)稿后的標準文稿以郵件方式反饋給各參編單位校核、確認，并補充反饋相關(guān)意見或建議。

• 第二次工作組研討暨內(nèi)部評審會及標準修訂

2020年1月，四川省中車鐵投軌道交通有限公司組織四川川南軌道交通運營有限公司、中車株洲電力機車研究所有限公司、中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司相關(guān)代表于四川宜賓召開本標準第二次工作組研討暨內(nèi)部評審會，本次會議重點研討《智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》標準的匹配性和一致性，以及再次針對標準行文方式和重點突出等方面進行了磋商，并提出了相應修改意見。

2020年2月，工作組根據(jù)“第二次工作組研討暨內(nèi)部評審會”修改意見進行了相應修訂，由四川省中車鐵投軌道交通有限公司統(tǒng)一匯總整理、修改，并將完善后的標準文本再次反饋給各參編單位校核、確認，形成征求意見稿。

• 第三次工作組研討暨內(nèi)部評審會

2020年5月，四川省中車鐵投軌道交通有限公司組織四川川南軌道交通運營有限公司、中車株洲電力機車研究所有限公司、中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司相關(guān)代表于四川宜賓召開本標準第三次工作組研討暨內(nèi)部評審會，本次會議討論重點是對各征集意見單位的反饋意見進行識別、磋商，最后由四川省中車鐵投軌道交通有限公司統(tǒng)一匯總整理、修訂，并將完善后的標準文本再次反饋給各參編單位校核、確認。

• 第四次標準工作研討會

2020年6月8日-2020年6月9日，四川省中車鐵投軌道交通有限公司、四川川南軌道交通運營有限公司、中車株洲電力機車研究所有限公司、中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司、交鐵檢驗認證中心（JRCC）成都有限公司、成都天佑安全技術(shù)有限公司、西南交通大學相關(guān)代表于四川宜賓召開本年度第四次標準工作研討會，本次會議討論重點是對送審討論稿進行了廣泛交流和研討，并收集專家意見，最后由四川省中車鐵投軌道交通有限公司統(tǒng)一匯總整理、修訂。

• 專家參與標準編制與修改

2020年8月，標準工作組邀請交鐵檢驗認證中心（JRCC）成都有限公司、成都天佑安全技術(shù)有限公司、西南交通大學相關(guān)專家對標準進行技術(shù)指導，并參與標準修改，相關(guān)修改意見及建議，最后由四川省中車鐵投軌道交通有限公司統(tǒng)一匯總整理、修訂，形成標準送審討論稿。

• 發(fā)布實施

2020年11月2日，地方標準《智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》（DB5115/T44-2020）由中華人民共和國宜賓市工業(yè)和軍民融合局提出，由中華人民共和國宜賓市工業(yè)和軍民融合局歸口，由中華人民共和國宜賓市市場監(jiān)督管理局發(fā)布。

2020年11月10日，地方標準《智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》（DB5115/T44-2020）實施。

智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范制定依據(jù)

地方標準《智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范》（DB5115/T44-2020）依據(jù)中國國家標準《標準化工作導則—第1部分：標準化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》（GB/T 1.1-2020）規(guī)則起草。

智能軌道快運系統(tǒng)施工及驗收規(guī)范起草工作

起草單位：四川川南軌道交通運營有限公司、四川省中車鐵投軌道交通有限公司、中車株洲電力機車研究所有限公司、中鐵第四勘察設(shè)計院集團有限公司、交鐵檢驗認證中心（JRCC）成都有限公司、成都天佑安全技術(shù)有限公司、西南交通大學。

主要起草人：張瑞英、李樹培、賈碧勝、周天宏、詹崇樹、張俊林、李慶軍、方恒建、向浩、伍國平、肖磊、周升、粟愛軍、蔣小晴、李文波、楊勇、謝斌、張陳林、吳雄韜、張木生、歐英、楊曉宇、韓浩、李永飛、陳俊敏、陳冰、潘毅、畢海權(quán)、楊蔡進、楊揚。