智轨（ART）在株洲市城区道路交通拥堵舒缓方面的应用研究

程钢 钟小波

【摘 要】本文在充分分析了株洲市内近年各种公共交通方式的现状，深刻剖析株洲市目前城区道路交通拥堵现象和原因的基础上，根据新型轨道交通方式--智轨的特点和优势，规划适合株洲市客流特点、道路交通流特性的城区道路综合立体交通系统，致力于舒缓该市道路拥堵问题。

【关键词】智轨；交通；拥堵；研究

一、株洲市交通现状分析

（一）株洲市人口及道路现状分析

截止2018年初，株洲全市常住人口402.15万人，常住人口中城镇人口264.08万人，全市城镇化率为65%。根据《2016年株洲市交通年度报告》株洲市居民出行率统计，常住人口人均日出行次数为2.48次，慢行交通仍然在株洲居民交通出行中占据主体地位，步行、自行车合计占47.49%，私人小汽车出行比例占12.0%，公交出行比例占21.73%。公交出行比例保持快速增长态势，私人小汽车出行逐渐成为居民出行的重要方式。中心城区跨铁路通道6处，其中新华路、红港路为主要通道，两者共同承担了53.7%的交通量。交通当量中的高峰小时交通量红港路为4531PCU（Passenger Car Unit），新华路为5516PCU，高峰小时交通饱和度处于C级以上，整体服务水平不高，高峰小时交通量持续增长达8.1%和10.1%，晚高峰平均行驶车速为24.31km/h。

株洲市城区范围内目前主干交通要道有时代大道、建设路、响田路、红港路、公园路、新华路、合泰大街、芦淞路、东环路、南环路、枫溪大道和云龙大道等12条，其中横跨铁路通道线路有新华路、红旗路、响田路、合泰大街，芦淞路、公园路6处，新华路、红港路为主要跨铁路桥通道，两者共同承担了53.7%的跨铁路交通量。2018年株洲市新建交通十大工程：湘江大道二期、东城大道、莲株高速、娄醴高速、新华路、建设路BRT项目、湘江八桥、湘欧快线、铁东路核心段施工、株洲站改建实质性动工、磁浮快线，这些工程的建设对于改善株洲市交通困境有极大助力。初步形成了常规公交为主体，出租车为补充，公共自行车、共享单车为延伸的多模式公共交通体系。株洲市域公路总里程达到13773公里，快速路里程达到70.9公里，主干路里程达到170.9公里，次干路里程达到104.3公里，路网密度为5.94km/m2。目前，株洲市主干道路网络已经基本形成，但环城道路尚未完全开通，导致交通流分布不均匀，大量过境车辆对芦淞区道路交通带来的压力较大，各级道路的级配不尽合理，交叉口左转车流比例过大、支路利用率不高是目前道路硬件设施给株洲市交通带来的主要拥堵困难。高峰拥堵主要集中在上、下班（学）时间段，跨江、跨铁路为主要瓶颈地段，流向具有明显的时间特性，客流组成分布明显，以学生流、上班族为主要交通群体。

（二）株洲市交通方式现状分析

截至2017年，株洲市地面常规公交72條，运力750台，出租车2200台左右，机动车保有量约227888辆，其中，汽车保有量为213074辆，全市小型客车增长53414辆，平均每天增长146辆，机动车保有量增速有所放缓。汽车保有量增长，也对公众出行结构产生一定影响。市区公交年运量为21057万人次，比上年降低2.14%，公交机动化分担率进一步降低。公路客运持续呈下降趋势，去年客运量为6566万人次，比上一年下降20.14%。日均客运量62.98人次。根据统计，公交是居民出行首选的绿色环保交通方式。除了造成道路交通超出负荷，汽车保有量激增带来的连锁反应还波及到出行结构，首当其冲的，便是公共交通分担率。据相关数据，虽然近年公交客运量有小幅上升，但从比重来看，公交分担率已由2010年的23%下降至2014年的21.7%。近两年兴起的共享电动汽车的出现，也为居民出行提供了方便之处，但由于株洲市的共享汽车均为电动汽车，充电桩和停车点目前仅在职教城至红旗广场的线路上设置，数量过少，有待加强。且共享汽车受众群体大多为高校无车学生，但在株洲市城区其它地域使用推广受限。

株洲市公共自行车租赁系统于2011年4月25日开通，是继杭州、广州之后第三个进行运营投入的城市。株洲市公共自行车租赁点分为三级，每个一级站点的自行车超过40辆，每个二级站点的自行车在20辆到40辆之间，作为次干网络，每个三级站点的自行车不超过20辆，全市共计500个站点，10000辆自行车。株洲倡导“随用随骑，骑后速还”的用车理念，鼓励市民选择公交、自行车换乘等方式出行，公共自行车逐渐成为体育爱好者、环保人士日常休闲出行的首选交通方式，每天有1000人租（还）车。共享单车2016年开始在株洲开始投入使用，但与其他城市类似共享单车在发展的过程中，由于经营公司、城市居民等诸多问题，目前在株洲市发展难以继续有效推广。

2018年第一季度，株洲市全市共发生交通事故39起，事故死亡人数4人，受伤17人，直接经济损失17.94万元，这其中由于交通拥堵问题造成的事故因素占有一定比例，机动车交通事故成为道路类交通事故的“首席杀手”。

综上所述，目前株洲市综合交通枢纽建设相对滞后，城市内外交通衔接不畅，信息开放共享水平不高，一体化运输服务水平亟待提升，交通运输安全形势依然严峻；适应现代综合交通运输体系发展的体制机制尚不健全，市场化、交通投融资等方面改革仍需深化。

二、智轨特点与性能分析

随着交通行业“十三五”信息化的大力建设，指挥公交系统为公交行业用户提供集运行监控、统计决策、应急救援、公共信息服务等多种功能的一站式解决方案，打造可靠、全面、经济可行的智能化管理平台。

2017年6月2日，由中车株洲电力机车研究所有限公司研制的一种名为“智能轨道快运系统（Autonomous rail Rapid Transit—ART）”的全新交通产品在株洲神农城首次亮相，这种新型交通工具的主要特点是融合了现代有轨电车和公共汽车各自优势。智能轨道快运列车是一种双向行驶的多编组胶轮车辆，它采用全轴转向控制技术，并通过主动安全控制、车载信号控制、机器视觉等对行驶进行电子约束，实现在虚拟轨道下的类轨道行驶，是“可以在马路上行驶的有轨电车”。系统运营具有线路布置灵活，安全高效的特点。传统轨道交通制式系统构成需要物理轨道承载、约束车辆。智轨系统构成不需要物理轨道承载、约束车辆，只需路面上的虚拟轨道标线。车辆基本参数见表1。智轨列车借鉴高铁柔性编组的模式，标准编组3节车厢，载客300人，扩充5节编组时，可载客超过500人，最为地铁等大运量轨道交通方式的有效补充方式，能有效解决普通公交载客量小的缺陷。智轨列车看似无轨，实则有“轨”，采用虚拟轨道跟踪控制结束，以车载传感器识别路面虚拟轨道，通过中央控制单元的指令，调整列车牵引、制动和转向的准确性，精准控制列车行驶在既定虚拟轨迹上，无需铺设有形轨道，以胶轮代替钢轮，从而实现在城市道路上行驶。其多轴转向系统的设计，使其转弯半径与普通公交相当，且比普通公交车辆的通道宽度更小，而设计速度可以达到70km/h，车载新能源动力，充电10分钟即可续航25km。相比于我国目前地铁4-7亿元/公里的造价，智轨列车线路的投资只有0.3亿元/公里，建设周期仅需1年。到2020年，随着我国城镇化进程的发展，全国新增约80个百万人口的地级市，大多数中小型城市无法承担先有轨道交通装备高昂的建设成本和漫长的建设周期，而智轨为我们解决城市拥堵问题提供了有效的解决方案。

2018年9月，株洲市十五届人民政府第三十七次常务会议审议通过了《株洲市智能轨道快运系统管理办法（试行）》，强调要全力支持智轨发展，推动形成产业发展新的增长点。要加强管理，进一步提升智轨形象，持续扩大产品市场。要把乘客安全放在第一位，确保智轨系统平稳、高效运营。

三、智轨列车在株洲市交通拥堵舒缓分析与对策

（一）智轨列车运营初期

智轨体验线位于株洲市神农大道，从神农大剧院延伸至体育中心全长 3.1公里，为株洲智轨示范线首期工程。体验线车道宽 3.75 米，布局在中央绿化带两侧。全程共设置 4 个中央岛式站台，布置于道路中央，上行线和下行线共用车站，站点间距约 600 至 800 米。站台设计风格简洁、实用美观，整体长度达49米，其中14米为售检票区域。由于采用路中岛式站台，3节编组。

由于神农城和体育中心均为重大活动集会场所，因此可充分利用各项活动、赛事开展向国内外人士和市民宣传，鼓励乘坐，实现智轨价值推广。在市民乘坐中，积极宣传智轨乘坐规则、注意事项，为智轨列车在成熟期运营奠定安全基础。

公交、运管、交警、新闻广播等单位多方位宣传的重点受众人群应为机动车驾驶员、车租车司机、行人，确保智轨列车专用车道的使用。发生路权矛盾，应积极处理，确保智轨列车优先通行，为智轨列车保驾护航。要积累智轨列车司机驾驶经验，培养一批熟练掌握驾驶技术，积极应对设备故障、客流突发等情况的智轨列车司机；调查客流，分析客流走向，厘清乘客出行需求，制定符合客流提点的智轨列车开行方案，有效补充公交运力，缓解城区交通拥堵现象，为今后开展智轨无人驾驶、自动驾驶奠定基础。

充分利用株洲动力谷，作为轨道交通装备制造业中心城市，在智轨列车制造、检修、维护等方面的优势，积极探索智轨列车设备的成熟性、稳定性。充分利用市内轨道交通高校资源，培养智轨司机、客运服务、调度指挥、车辆检修等全行业人才，为智轨列车开行提供人才智力支持，全力打造智轨列车产业链，开创经济发展新领域。

（二）智轨列车运营成熟期

1.提前制定智轨列车节拍式开行方案

借鉴韶关市智轨开行经验，根据株洲市交通运管部门关于城区客流的出行统计数据（路线、流量、流线、出行方式），规划智轨列车开行方案，重點在拥堵可拓宽线路，修建智轨列车专用车道，制定全天候基本开行方案、高峰期多编组加开列车方案，灵活设置停车站、停站实践，中央调度调控列车始发时间及列车运行间隔，有效缓解交通拥堵问题。

2.积累智轨列车运营实践经验，做大做强智轨公共交通产业

作为全球领先的的跨界公共交通方式的智轨，是当前我国发展智慧交通的重要载体，自问世以来已经收到了新加坡、日本等20多个国家的关注，符合当前低碳、绿色、环保的交通发展方式。应在充分发挥智轨在城区内道路运营经验的基础上，积极探索智轨在市区衔接、交通接驳等方面作用的发挥，在中小型城市积极推广。

（三）智轨列车远期发展规划

株洲市“十三五规划”中提出：到2020年，基本建成安全、便捷、高效、绿色的现代综合交通运输体系，加强各种交通方式之间的信息交流、互通，力争达到株洲市部分区、县基本实现交通运输现代化。

1.将智轨列车与BRT合并规划发展

智轨列车和BRT公交在列车运行方面具有很多共性，都规划专用车道，线路道路中间敷设岛式站台，都可与公交平行发展，拥有道口优先通过权，都是绿色、环保的公共交通方式。如果统筹规划智轨列车与BRT公交共用车道、交替开行，可提高公共交通线路利用率，做到优势互补。

2.有效规划接驳磁浮、高铁、城际铁路等多种公共交通方式

路网规划的核心目标之一是道路交通的“最后一公里”，借鉴世界各国的轨道交通发展经验分析，当前我国轨道交通发展存在诸多功能规划问题：高铁站普遍距离市区较远，既有线火车站处于市中心难以扩建发展功能提升，中低速磁浮虽然在中国的一些城市取得了实践运营的成功，但功能单一，运营硬件条件要求高。智轨列车作为城区内运行的公交系统，未来可规划考虑开行专线，接驳高铁、磁浮、城际铁路、既有线铁路车站，建立综合立体交通系统，发挥系统整体优势功能。

3.致力于研发无线充电及超级电容智轨列车

电动汽车是未来汽车产业发展趋势，轨道交通未来的发展方式也是电动力列车。高铁列车运距长、社会关注度高；地铁列车运营时间间隔短，乘客需求强；这两种现代化的轨道交通方式都不适宜于在实践中开展无线充电和超级电容的列车研发、测试。智轨列车致力于中小型城市公交事业，无线充电和超级电容设备适合于配备在智轨列车上，并且实践试验在中小型城市影响较小，可在短期内迅速取得成果。

4.积极探索智轨列车在中远距离开行的可行性研究

轨道交通的优势在大运量、长距离的规模优势。在市域内，由于地形单一，地质相对简单，智轨列车线路敷设、调度指挥容易实现。未来，考虑智轨列车跨区县开行，拓展智轨列车运用领域，客观上需要继续深入研究智轨列车车体性能、供电设备、检修维护制度、开行条件和开行方案等多方面的实施方案，确保智轨列车的功能发挥。

作为我国自有知识产权的轨道交通新科技产品---智轨，实现了在轨道交通、公共交通之间的跨界，其大容量、高速度、建设条件相对简单，建设成本投入较小，建设周期相对较短，集中调度指挥优势明显等特点，对于解决中小型城市解决交通拥堵问题，满足市民出行需求，追求绿色、低碳的环保需求，发展智慧交通，提供了可行性渠道。

【参考文献】

[1]张恒.浅析城市智能轨道快运系统设计要点.智能城市.2018，第4期.

[2]些旭轩，张世秋.北京市交通拥堵的社会成本分析[J].中国人口环境与资源.2011，第1期.

[3]李志强，罗月泓，徐辉.关于株洲市开展交通影响评价的思考[J]交通工程.2012，第3期.