基本介紹
- 中文名：智慧型軌道快運系統
- 外文名：Autonomous rail Rapid Transit—ART
- 特性：零排放、無污染。
- 最高時速：70公里
- 研發單位：中車株洲所
研發歷史,智軌原理,比較優勢,雙向行駛,核心技術,市場前景,示範線路,
研發歷史
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”）研製的一種名為“智慧型軌道快運系統（Autonomous rail Rapid Transit—ART）”（以下簡稱“智軌”）
的全新交通產品在株洲首次亮相，這種融合了現代有軌電車和公共汽車各自優勢的新型交通工具屬於跨界之作，它顛覆了人們對於城市交通的傳統認識，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慧型軌道快運系統示範線路也將正式進入實質規劃階段，根據規劃目標，該條示範線有望在2018年投入商業運營，這將大大保持和提升株洲市在全國軌道交通領域的地位。
智軌原理
中車株洲所介紹，智軌列車看似無軌，實則有“軌”，實現智慧型運行。
只不過採用了中車株洲所的創新團隊自主研發了的“虛擬軌道跟隨控制”技術。簡單來說，它通過車載各類感測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“大腦”的指令，在保證列車實現牽引、制動、轉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，實現智慧型運行。
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”。奧秘在於列車採用了多軸轉向系統等設計方式，智慧型對虛擬軌跡進行跟蹤控制。使整台列車轉彎半徑與普通公車相當，且比普通公車輛的通道寬度更小，這就解決了超長車身帶來的轉彎難題。同時，智軌列車採用類似高鐵的雙車頭設計，省卻了掉頭的麻煩。
與現代有軌電車相比，智軌列車設計最高時速同樣為70公里，但因為不依賴鋼軌行駛，一條運行線的建設周期僅需一年，能快速投入使用。另外，智軌列車還具有輕軌、捷運等軌道列車的零排放、無污染的特性，並支持多種供電方式。
中車株洲所提供的資料顯示，由於採用高鐵柔性編組的模式，智軌列車還能根據客流變化調節運力，比如採用標準的3節編組時，列車可載客超過300人，5節編組時可載客超過500人，能有效解決普通公車載客量小的缺陷，大大提高運力。
智軌列車採用了中車株洲所創新團隊自主研發的“虛擬軌道跟隨控制”技術。
比較優勢
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慧型軌道快運系統具有建設周期短、基礎設施投資小、城市適應性高、綜合運力強等優勢特點，是兼顧運能與投資的中運量軌道交通系統解決方案。
由於採用高鐵柔性編組的模式，智軌列車還能根據客流變化調節運力，比如採用標準的3節編組時，列車可載客超過300人，5節編組時可載客超過500人，能有效解決普通公車載客量小的缺陷，大大提高運力。
同時，智軌列車在成本方面的優勢尤其突出。馮江華給記者算了一筆賬，目前，我國捷運造價約為4-7億元/公里，現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代有軌電車的1/5。也就是說，與現代有軌電車相比，建設一條10公里的線路，“智軌”至少能節省10億元以上。[1]
目前，我國捷運造價約為4-7億元/公里，現代有軌電車線路造價約為1.5-2億元/公里，而“智軌”在與現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代有軌電車的1/5。也就是說，與現代有軌電車相比，建設一條10公里的線路，與現代有軌電車相比“智軌”至少能節省10億元以上。可以說在成本上具有絕對優勢。
其它比較優勢
智軌列車與捷運、輕軌、磁懸浮等交通工具相比，後者雖然運輸力強大，但其建設成本巨大。隨著城市的擴大，成本也越來越高。公開資料顯示，北京捷運4號線全長28.14公里，總投資145多億元，到了北京捷運16號線，每公里成本已經超過10億元。高昂的建設成本對於大城市來說成為巨大的財政負擔，對於中小城市不能廣泛套用。
有軌電車、新能源BRT系統儘管建設成本較低，但需要專門的電力系統和專有道路配合設計，維護成本相對較大，且易受制於運行環境，不能較好較快地調配線路。相比之下，智軌列車不依賴鋼軌行駛，一條運行線的建設周期僅需一年，能快速投入使用，而且具有輕軌、捷運等軌道列車的零排放、無污染的特性，支持多種供電方式。
傳統的公交系統運輸能力有限，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勢明顯。
與巴鐵的比較
各有優勢，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（當然也可以發展到智慧型軌道，如果那樣則改變了自己特徵，成為智慧型軌道列車了），而智慧型軌道類似北京兩節型大公共汽車的延伸（成為三節或五節車廂），要占用道路，但不需要建設輕軌。各有優勢。
雙向行駛
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編組，長31.64米，寬2.65米，高3.4米，從參數上就不難看出，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”，只不過採用了中車株洲所創新團隊自主研發的“虛擬軌道跟隨控制”技術。
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。據介紹，其中的奧秘就在於列車採用了多軸轉向系統等設計方式，智慧型對虛擬軌跡進行跟蹤控制，使整台列車轉彎半徑與普通公車相當，且比普通公車的通道寬度更小，解決了超長車身帶來的轉彎難題。同時，智軌列車採用類似高鐵的雙車頭設計，省卻了掉頭的麻煩，可以雙向行駛。
智軌列車採用低地板結構，車廂距地面的距離小於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，與現代有軌電車一樣，智軌列車設計的最高時速為70公里。
核心技術
中車株洲所副總經理、總工程師、智軌列車項目組組長馮江華博士告訴記者，集眾多優越性於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支撐。
首先是軌跡跟隨控制技術。簡單說來，就是通過在車輛上安裝慣性感測器或角度感測器等感測器來檢測車輛的姿態、坐標等信息，增加前進方向上後車輪與前輪的軌跡重合率，減小轉向“內輪差”，降低“視線死角”帶來的影響，從而保障其整體通過性和轉向性能，精準控制列車行駛在既定“虛擬軌跡”上智慧型運行。因此智軌列車以膠輪取代了傳統的鋼輪鋼軌，不需要鋪設專有的物理軌道。
第二是車輛的系統集成技術。各子系統模組化和設計的功能都進行了逐一規劃，也構建了智慧型軌道快運系統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，實現從2輛到5輛這樣一個全列的組合。
第三是智慧型駕駛。智軌列車嫁接了人工智慧技術，其中就包括高精準定位，通過快速的通訊實現輔助駕駛，從而讓駕駛更加安全。
第四是主動安全的技術。列車在運行過程中很可能會出現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、圖象動態拼接和感測器融合等技術，實現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，如果車輛在未授權偏離虛擬軌道，或有外部物體侵入車輛限界，可以採用封鎖動力、緊急制動等技術手段避免事故發生。
第五是牽引制動協同控制技術。列車的動力基於永磁驅動，並通過分散式動力協同控制技術實現協同控制，實現13%的爬坡能力，遠高於傳統有軌電車6%的爬坡能力。
第六是無網供電技術。列車採用電池方式供電，並支持多種供電方式，每次充電時間為10分鐘，續航里程最高可達25公里。
第七是多任務承載TCSN控制技術。這是國際上最先進的用於車載的網路技術，因為運用了寬頻技術，通過這一網路平台，能夠承載既有控制，又能實現對車輛設備的監測等功能。
第八是車、地、人信號耦合技術。在有限的道路資源情況下，這一技術能夠讓列車在路口享有優先通行權，達到快捷運輸的目的。
市場前景
根據統計，到2020年，隨著城鎮化進程的發展，全國將新增約80個百萬人口以上的地級市，但在整體城鎮化進程中，80%的中小城市因無法承受現有軌道交通裝備高昂的建設成本和漫長的建設周期，使用傳統的公共運輸，導致城市擁堵“城市病”。為解決中運量交通的問題，需規劃建設總里程近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，還能承擔新區到新區、中心到旅遊區等特點線路的運輸，並能與現有的公共運輸系統充分結合，打造地下、地面和空中的立體化交通網路，為解決現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慧型軌道快運系統具有建設周期短、基礎設施投資小、城市適應性高、綜合運力強等優勢特點，是兼顧運能與投資的中運量軌道交通系統解決方案。
“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，還能承擔新區到新區、中心到旅遊區等特點線路的運輸，並能與現有的公共運輸系統充分結合，打造地下、地面和空中的立體化交通網路，為解決現代城市交通運輸難題提供全新的解決方式。
示範線路
2017年6月2日，由中車株洲所研製的“智慧型軌道快運系統”（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慧型軌道快運系統示範線路。
按照規劃，株洲河西主幹道長江路將率先開建全世界第一條智慧型軌道快運系統，線路規劃全長大約是6.5公里，建成以後將與已經規劃的中低速磁懸浮線路實現無縫對接，進一步提高公共運輸車輛和社會車輛的運行效率。線路開通後，將緩解株洲市區南北向的通行壓力，有效解決城市交通的擁堵問題。據了解，該條示範線有望在2018年投入商業運營，屆時將大大保持和提升株洲市在全國軌道交通領域的地位，為株洲市打造智慧城市添上濃墨重彩的一筆。
