 快速网轨系统——地铁轻轨的替代者 交通拥堵的终结者张瑞敬 关键词：城市交通，轨道交通，智能交通，PRT，拥堵治理 一，快速网轨系统简介 快速网轨是一种个人共享快速立体轨网交通系统，特征是： 1, 共享小车：小车化可以使公共交通具有私家车一样的快捷、舒适与方便，获得与私家车竞争的优势。而小车共享比私家车的利用效率提高30多倍，达到大型公交水平。小车设施投资低，仅为地铁的百分之一至三，进入门槛低，中小城市也可以建设，市场潜力大。 2，高速交通：快速网轨在城区可以以60千米恒定时速一站直达，中途不停车、不换乘、不减速，速度远超地铁轻轨和小汽车，是最快捷的城市交通系统。小车以虚拟列车模式运行，每条轨道每小时可通过20000辆小车，使小车获得大运能。 3，弹性运能：运能可变，适应大、中、小各种运量的需求，大可替代地铁轻轨，小可替代私家车。既适合干线交通，也适合乘客少的支线交通，干支线通用，无需换乘。能适应客流大幅度变动，高峰期人再多也不会拥挤、不会超载，深夜人再少也不必停运，空驶率为零。 4，网络交通：优势是：1，可达性高，网络交通没有线路之分，可以在任意两站之间一站快速直达，中途不需换乘。2，可调度性，小车可以为在全市机动灵活的进行调度，分散交通压力。3，经济性，线路重复率为零，节约投资与能耗。 4，旁路效应，在局部事故引发交通拥堵时可以通过旁路快速纾解。 5，智能交通：整个系统包括小车、轨道、车站、车库全面智能化，无人值守服务。可以通过数据链实现体系化运行，使交通资源利用效率最大化。采用精准调度技术，避免小车变轨汇入另一轨道时的互相干扰，做到小车全程不减速、不停车等待。 6，分布式交通：现在的城市交通是客流由各支线向主干道汇流，导致局部集中；而快速网轨是一条街道的客流向各个方向分流，车流高度分散。轨网各处运能相同，都是主干道，车辆多路分流，运能成倍提高。 7，排他性：现在各种交通工具各有优缺点，乘客各取所需，所以可以并存；而快速网轨集成所有优点于一身，性能超越任何交通工具，对所有乘客都有吸引力，所以具有排他性，会自然淘汰其他交通工具，使城市交通工具趋向单一化，城市交通管理趋向一体化、数字化、自动化。 快速网轨的使命是全面更新城市交通体系，消灭拥堵，使城市交通将进入高速度、大流量、高效率、零排放、低能耗和一体化管控的新时代。 二，现行城市交通体系已不适应交通需求 交通拥堵困扰着全世界的现代化大城市，至今没有根治良策，说明城市交通体系已经落后于需求，更新城市交通体系势在必行。 现行城市交通体系是一个低效、无序、难以协调的混合交通体系，交通拥堵只是表象之一,各个方面都不能尽如人意。 1，大型公交车： 大型公交车载客量大，效率高，应是城市交通的首选，但是它：1，可达性差：大型公交车必须站站停车上下客，不同线路要中转，无法一站直达，注定是慢车。2，舒适性差：乘客人多、环境差、不舒适、私密性差、易传染疾病。3，运能僵化：运能无法调整，只能采用班车制，乘客少时空座、空驶率高，夜间干脆不能发车；高峰期又拥挤不堪。4，线路重复率高：线路重复率高达50%---80%，显然不经济。大型公交的缺点是它的本质特征，是无法克服的，当人们富裕起来后，就无法忍受大型公交车的种种不便，会毫不犹豫地选择小汽车。这是造成私家车泛滥的起因。 2，私家车：私家车是小型车，优点是可达性、舒适性、方便性好，但是缺点也是无法改变的： 1，私家车载客少，运能低，行驶中人均占道面积是大型公交车的几十倍，而城市道路的承载能力有限，只能允许少数人享受，用的人多了就是灾难；2，私家车的独立性造成无序运行，不可调度，相互干扰大；3，私家车的私有属性决定了无法共享，利用效率极低，车辆和停车位资源浪费严重，导致供应不足。
私家车的占道面积：私家车一般上下班仅一人乘坐，假设车长4米；大客车假设8米长30座，都以50千米时速、50米安全车距行驶，那么人均占道面积（含车距）分别为：私家车人均占车道54米长，而大客人均占道1.93米，相差28倍。也就是说，如果大客乘客都去开私家车，那么总占道面积将增加28倍，城市道路容量有限，私家车如果泛滥起来必然会导致交通拥堵。另外，城市的停车空间也会发生危机。所以，社会富裕程度普遍提高后，私家车就无法适应了。 为了应对私家车的泛滥，很多城市采取了的限购、限行措施，限制人们的旺盛需求，而生产力的发展正是在不断满足人们日益增长的需求中实现的，限制人们的需求实际是限制生产力的发展，研发新型交通体系，最大限度满足人们的需求才是正确方向。 3，地面道路：地面平面交叉道路有变道车和道口红绿灯的干扰，无法高速行驶，运能有限。是造成交通拥堵的第二个主要原因。地面道路承载能力极限：还按4米长私家车以平均50千米时速行驶、50米安全车距来说，每条车道每小时最多可以通过小车926辆，这就是地面车道承载能力的天花板。况且，地面道路有大量变道车和行人干扰，有道口红绿灯限制，车速无法维持50千米车速，高峰期车互相干扰更甚，车速更慢，通过能力更低，在车流量在没有达到极值前早就发生了拥堵。 4，不可调度性：现行城市交通工具品种多，虽然有它的灵活性的一面，但是互相影响大，极易造成互相干扰，难以一体化管控和调度，所以效率低下，承载能力无法提高。 城市交通问题是系统性问题，是整个体系落后于交通需求，是不可持续的，其中主要矛盾是私家车泛滥与地面道路承载能力不足的矛盾，所以，治堵的突破口就是替代私家车和脱离地面道路，这一矛盾一解决，其他问题就迎刃而解了。 系统性问题必须用系统性办法加以解决，局部改善无济于事。发展任何大型公交车都无法替代私家车，也就无法消除交通拥堵的根源；发展任何在地面道路上行驶的车辆，再先进也无法逃避被堵的命运。彻底更新交通体系才是最终办法。 三，地铁轻轨不是最佳治堵方案 地铁、轻轨车速快、载客多、效率高、安全可靠，自然被当做解决交通拥堵问题的首选方案，这种认识有失偏颇：1，它投资巨大、建设周期长，并不适用于所有城市，也不适合在整个城市全面覆盖，寄希望于它并不现实。2，它依然具有所有大型车的通病：必须站站停车上下客，频繁制动加速，注定是慢车。3，交通线路互相分割，不同线路要换乘，,既麻烦又费时间； 4，载客量固定、不可调整，必须采用班车制，定时发班车，造成乘客少时空载、空驶率高，不经济，夜间停止服务，很不方便；高峰期又运能不足，造成拥挤不堪，很不舒适。5，可达性差，地铁轻轨是大运量交通系统，只适合繁忙的主干线交通，人流少的支线还需要其他交通工具接驳。6，不是任何地方、任何时间都有车可坐，很不方便。乘坐地铁轻轨的大都是以前乘坐公交车的乘客，对私家车主没有吸引力，所以地铁轻轨无法与私家车竞争，不能替代私家车，也就不能消除交通拥堵的根源，北京地铁最多私家车也最多，就是例证。 四，低投资的快捷通道——PRT系统 因为大型公交车无法与私家车竞争，替代私家车的必然是共享小型车，这种小型车必须离开地面道路，才有可能避免交通拥堵。 上世纪六十年代欧美出现了一种PRT(Personal Rapid Transit)个人快速交通，它以小型车实现一站直达，以架空轨道脱离地面道路，而投资仅为轻轨的十分之一，可以用低成本在拥堵的城市里开辟一条快速通道，并先后在美国、英国、韩国等多地建成商业示范线，受到一致好评。遗憾的是，这几条示范线都没能推广开，究其原因是因为小型车运能小，无法满足城市主流交通体系的庞大运能需求，所以，很多城市宁肯多化几十倍的代价去建设地铁，也不肯采用低投资的PRT。
英国伦敦希斯罗轿车AlTra捷运系统（网络照片） 从商业示范线来分析，它既不能与地铁轻轨比运能、又不能与私家车比可达性，和小汽车相比，它还要建设架空轨道，白白增加很多投资，人们为什么要选择它呢？ 但是，PRT的重大意义在于为治理交通拥堵提供了一条思路。须要对PRT进行系统性的改造，大幅度提高运能，使之能够承担起主流交通体系的重担，才能广泛推广。
韩国顺天PRT出租车系统（网络照片） 五，快速网轨系统的构成和技术创新 快速网轨系统是加大运能的新型PRT系统，快速网轨系统以小型车和网络轨道提高可达性，以立体轨道避开地面道路，以虚拟列车模式提高车流量，以精准管控避免小车汇入轨道时的互相干扰，以分布式交通分散交通压力，以体系化运行实现资源利用效率最大化,以快速变轨系统打通瓶颈环节,以小型车和轻量化降低设施投资。简介如下： 1,智能轻轨互联网：所有轨道线路通过超快速道岔全部互联互通成为整体轨网，成为全立交、全封闭、全互联、全覆盖的轻轨互联网。轨网全立交、全封闭，以排除一切对小车速度的干扰因素，保持高速行驶；轨网全互联、全覆盖，可以在全市任意两个车站之间一站直达，中途不停车、不换乘；轨网形成多路分流，可以极大提高道路总体承载能力；网络交通的旁路效应用于纾解交通压力；网络轨道可以为全城范围精准调度提供条件；智能轨道为轨车快速互动创造了条件。轨网就像贯通全身的血管系统，使人体充满生机与活力。 2，共享轨道轿车；采用小型车载客，快捷性、舒适性、方便性等同私家车，符合人性化趋势，取得替代私家车的竞争优势；程控导航比无人驾驶汽车的卫星导航、地标导航、360度不间断扫描简单可靠、成本低廉，更易于推广；第三轨供电避开了电动汽车昂贵的动力电池，既降低了成本，又大大降低了小车自重，还避免了报废电池的污染；小车通过共享可比私家车的利用效率提高30多倍；轻型小车的设施投资仅为地铁的百分之一至三，有利于广泛推广。
3，监控中心（中央控制室）：监控中心是快速网轨系统的神经中枢，核心是大型计算机或电算中心，负责全市整个交通系统的信息收集、信息处理、信息分发以及应急调度、空车平衡调度等全局性问题的协调。 4, 超快速变轨系统：快速轨网布满节点，每个节点都是道岔，道岔变轨速度是决定小车行驶速度的瓶颈环节，也决定了虚拟列车模式能否实现。现在的缓慢笨重的铁路道岔无法满足虚拟列车快速行驶的需求，快速网轨采用了采用了超快速互动变轨系统，变轨速度可达到0.1秒以内，即每秒可以变轨十次以上，可以满足虚拟列车以零车距和60（城际100—120）千米时速通过道岔并分道行驶的需求，小车在通过道岔时不必减速或停车等待。（这一技术也适用于铁路、地铁、轻轨等大型轨道交通） 5，智能离线车站：车站离线设置，保证过路车快速穿越和到站车进站停车互不影响。车站管理电脑对进出车站小车、空车/空位比例进行自动管理，控制小车发车时机，通过快速调度，确保进站车进站时有空位进的来、出站车汇入主线轨道时有空位可插入。 6，智能快速立体车库：避开了缓慢的提升机，可以允许虚拟列车以零车距和60千米时速进出车库、定位泊车或提车。智能车库也是区域空车调度中心。 7，虚拟列车模式：独立小车以信息共享、多车联动方式、灵活编组机制和任意头车机制形成虚拟列车，各个小车操作保持等时性、等效性，实现等速等距行驶，做到零车距快速行驶而不会追尾。虚拟列车模式是小车获得大运能的唯一途径。 8,全面数字化和体系化运行：现代战争的特征是体系化作战，使战争资源利用效率最大化，同样，体系化运行可以使城市交通资源利用效率最大化，与私家车相比小车利用效率可以提高30多倍，可以大幅度减少小车数量，使城市更加宽敞。 快速网轨通过数据链技术使智能小车、智能轨网、智能车站、智能车库、监控中心数据共享，统筹利用。采用精准调度技术避免小车在道岔处汇入另一轨道时的互相干扰，做到小车途中不停车、不减速、一站直达。体系化运行是城市交通发展的必然趋势，是现代交通系统与旧交通系统的最大区别。 六，快速网轨的性价比优势 快速网轨系统采撷了轨道交通的高速度、高可靠性；小型车的可达性、舒适性、方便性、快捷性；电动汽车的零排放，无人驾驶汽车的智能化；而摈弃了它们的缺点；因此，快速网轨是一种完美的交通系统，对所有交通工具都具有绝对的性价比优势。 1，大运能：每条轨道每小时最多可以通过小车20000辆，载客40000人次，通过能力达到地面车道的20倍，再加上轨网多路分流，最大运能达到地铁轻轨水平。 2，人性化：快速网轨是小车化的公共交通，最大限度满足人性化需求，和小轿车一样舒适、私密、方便、不拥挤，具有替代私家车的优势。地铁、轻轨等大型公交车根本做不到。 3，快捷性：可以让每位乘客一站直达目的地，中间不停车、不换乘、不减速，快捷程度远超地铁、轻轨和小汽车，是最快捷的市内交通工具。 4，24小时不间断服务：快速网轨的运能是弹性的，乘客随到随发车，乘客少时少发车、高峰期多发车，乘客少时不会空驶，乘客多时也不会拥挤，可以全天24小时不间断服务。 5，低投入：但它的投资仅为地铁的百分之一到三，不到轻轨的十分之一，非干线交通也可以采用，有利于大面积推广。 6，省心省钱省时间：乘坐快速网轨小车不需要买车、买车位、交停车费、交保险、办驾照、洗车、维修保养，省去很多开支和麻烦。 7，封闭性：小车不会交叉感染，病毒疫情下不必担心感染（乘客下车后自动消毒，或内饰采用自消毒材料）。 七，快速网轨是地铁轻轨的理想替代者 快速网轨非常适合用来替代投资过高的地铁轻轨，使高效率的轨道交通得以普及,使城市交通全面提质提速。以石家庄市为例加以分析：石家庄市现在运营的地铁线路是三条，大约50个站点，现有市内公交线路大约180条。经计算，如果以建设三条地铁同样的投资建设快速网轨系统，大约可以建设90条线路，相当于1500个车站。但是城市公交线路都有大量重复，据报道，城市公交线路的重复率高达50%到80%，而轻轨互联网重复率为零，那么这90条快速网轨线路至少相当于180条公交线路，其覆盖面积恰好与石家庄市市区现有公交线路一样大，甚至更大，这样整个石家庄市就会布满快速轨道交通，整个城市交通可以大幅度提速，交通拥堵将被消灭，这和三条地铁线路的覆盖面积不可同日而语。有了它，政府还会多花几十倍的投资去建设地铁、轻轨吗？投资门槛低了，以前建不起地铁、轻轨的城市也可以实现快速轨道交通的梦想了。又因为所有乘客都可以一站直达，中间不停车、不换乘、不减速，比地铁轻轨快得多、舒服得多，也比私家车快得多，还少了停车、洗车、修车的麻烦，与乘坐地铁轻轨的感受也是天差地别，有了它，你还会选择地铁轻轨吗？还会去花大价钱去购买私家车吗？还会去坐缓慢的公交大巴吗？ 八，快速网轨会给城市带来巨大变化 1，交通工具趋向单一化：由于快速网轨系统巨大的性价比优势，足以遏制其他各种交通工具的发展，私家车、地铁、轻轨、公交大巴都将被逐步取代，交通工具趋向单一化。 2，交通管理数字化：全城交通管控一体化、数字化、自动化。 3，路网细密化：不管街道宽窄，轨网每处的通过能力都相同，没有必要保留宽阔的主干道，逐步改为密集的普通街道，使每栋楼房都更接近道路。 4，交通立体化：轻型轨道可以在高层建筑中间穿行，可以从低层建筑顶上穿越，可通过地下隧道，可以地面建设，可以多层布置。 5，道口流畅化：若要进一步提高小车车速，道口的弯道应当有更大的转弯半径。 6，乘车更方便：可以直接深入到大学、商场、工厂、医院、公司、居民小区、机场、码头、办公大楼、公园内部设站，也可与大单位内部交通网融合一体。 7，城市群交通一体化：整个城市群交通一体化，实现整个城市群内一站直达，加速城市群的融合与协同发展。 8，交通全面提速，城市发展节奏将加快，人们的生活更轻松。 9，交通工具总量大幅度减少，占道停车消失，城市会变得宽敞。 10，化石能源车消失，空气更新鲜。 九，快速网轨的市场策略 快速网轨适应范围可以涵盖全部载客交通领域，市场极为广阔，如果全覆盖总工程量庞大 ，只能量力而行、分步实施。 1， 建设城市骨干轨网，阶段目标是替代地铁轻轨交通干线。也可用于专线交通，如机场线、景观线、大企业通勤线、卫星城线。 2， 建设泛在轨网，逐步加密轨网网格，提高覆盖率到公交线路水平，阶段目标是替代公交大巴。 3， 轨网进一步细密化，覆盖全部街区，阶段目标是替代私家车，彻底消灭了交通拥堵的根源。 4， 向卫星城和郊县辐射，替代长途客车，实现城乡交通一体化。 5， 建设城市群范围的一体化轨道交通网，在整个城市群内实现一站直达（含群内乡村），使城市群同城化。 十，结 论 1，快速网轨将使城市交通系统走向一体化、数字化、体系化，将一劳永逸地彻底消灭交通拥堵，使城市交通步入高速度、大流量、高性能、高效率、零排放、低能耗的新阶段，揭开城市交通史新的一页。 2，快速网轨采用的都是各行业和学科成熟的技术路线，是多个领域技术的移植、嫁接和集成，没有不可逾越的技术难关。5G网络、人工智能、卫星定位、物联网、大型计算机技术、传感器技术的发展已经为新体系的发展准备了充足条件，大规模发展快速网轨系统时机已经到来。 3，快速网轨量产可以利用现有电动小汽车生产流水线改造后生产，不必建设新厂，可以充分利用我国过剩的汽车产能，既可以盘活存量资产，又可减少进入成本、降低投资风险、加快量产步伐。 4，快速网轨建设涉及城市建设、小车制造、互联网应用，必将给建筑业、汽车制造业、钢铁业、建材业、互联网产业、自动化产业、汽车零部件产业、轨道交通产业、芯片产业带来巨大商机，促进这些行业的科技进步和发展壮大，外溢效应极大。 5，多渠道融资可能性：如果该项目能以营运利润作为回报，向私人和国际资本开放，多渠道融资开发，将会加快在全国布局，就像当年发展高速公路一样快速，也可能会像当年房地产一样红火。 6,这一小车大运能的交通系统目前尚未见报道，当属世界首创，有独占国际市场的可能性。企业如能超前介入，抢占该领域技术的制高点，获得核心竞争力，必能先声夺人，取得世界市场的优先地位。 （快速网轨系统获2020年河北省创客大赛优胜奖，受邀在2020第十三届国际可持续发展城市交通系统研讨会上发言介绍） —————————————————— |
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