中铁二院工经院 四川成都
摘要：面对城市市区日益严重的交通拥堵现象，为了优化城市交通结构，在满足人们对公共交通快速、准点、便捷、舒适等要求的同时，又能达到节省工程投资和建设工期的目的，中车株洲电力机车研究所研制了智能轨道快运系统这一新型城市中低运量轨道交通制式。本文主要阐述了智能轨道快运系统的构成、应用、制式对比以及工程投资。
关键词：智能轨道快运系统；中低运量城市轨道交通制式；工程投资
引言
随着我国城市化进程地快速发展，城市交通体系承受的压力越来越大。为了解决城市交通拥堵的问题，国家在城市轨道交通建设上投入了巨资。城市轨道交通具有运量大、快速、准点、舒适、安全等优点，是我国一二线城市公共交通的重要组成部分。目前我国大中运量的城市轨道交通制式主要有地铁、轻轨、磁悬浮等；中低运量的城市轨道交通制式主要包括有轨电车、悬挂式单轨、自动旅客捷运系统等。
1、智能轨道快运系统简介
智能轨道快运系统(Autonomous rail Rapid Transit—ART)，简称“智轨”，是中车株洲电力机车研究所研制的一种新型中低运量城市轨道交通系统。这种新型交通工具的主要特点是融合了现代有轨电车和快速公交系统（BRT）的各自优势，吸收了轨道交通准时、运量大、节能环保和地面公交运营灵活、综合成本低等优势。
智轨系统使用一种具有轨迹跟随能力和主动防护功能的100％低地板车载储能式新型胶轮列车（Delight Tram）作为运载工具，通过控制系统在路径感知的“虚拟轨道”上运营。智轨电车（图1）为胶轮承载，自主导向，目前采用三辆编组，最大载客数307人，最高车速70km/h，最大爬坡能力10%，最小转弯半径15m。
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图1 智轨列车
智轨系统主要由供电、通信信号、智轨电车、虚拟轨道、车站、检修中心6大基础部分构成。对比传统中低运量轨道交通制式，如现代有轨电车，智轨最大的不同点是用采用虚拟轨道代替了钢轨，从而简化了结构，节省了土建和系统的成本，缩短了建设工期。ART和传统轨道列车对比如图2所示。
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图2 ART与传统轨道列车对比
2、智轨系统的应用
智轨系统目前已在国内外多个城市进行项目推进、建设及应用。首条试验示范线—株洲市智轨环线全长约12公里，其一期工程A1线已于2018年5月8日通车试运行。
2019年12月5日，全长17.7公里的宜宾市智轨T1线正式开通运营，标志着智轨系统走出商业运营第一步。该线路自运营以来，平均日客流量达到1.3万人/天，线路设置车辆最高运行速度55km/h，平均旅行速度为24.8km/h。
我院目前也有多个项目前期在进行智能轨道快运系统的研究和推进，比如成都市西河至洛带线智轨工程预可行性研究、广州市白云区、花都区智轨工程建设规划等。
3、制式对比
与智轨系统运量相当、常作为对比制式有快速公交系统、现代有轨电车、悬挂式单轨等。
快速公交系统（Bus Rapid Transit，BRT）作为公共交通的一种方式，由快速公交车站、快速公交车、服务、运营方式、智能公交系统等元素集成，是由人员、服务和各项相关措施集约而成的一种可以提升公交运营速度、可靠性和改善公交系统状况的综合公交运营体系。快速公交系统利用改良型的公交车辆，运营在公共交通专用道路上，既保持轨道交通特性，同时又具备普通公交灵活性，是一种大容量、便利、快捷的公共交通方式，目前在全国诸多城市得到了大规模的推广应用。
现代有轨电车是一种中低等运量、设计新颖、环境友好、资源节约的公共交通运输工具，是在传统有轨电车的基础上全面改造升级的一种先进的公共交通方式（拥有分离的路权形式，并使用现代化大容量、铰接、低底板车辆）。一般为地面敷设，具有环境保护好、噪声小、舒适性好；列车的编组和运行可以多样化的特点。现代有轨电车系统可适用于单向高峰小时断面客流量0.5～1.5万人次/h的轨道交通线路，目前有轨电车系统在国内得到了蓬勃发展，超过40座城市已建成有轨电车线路。
悬挂式单轨与智轨一样，作为近几年刚发展起来的中低运量新型轨道交通制式，采用高架专用路权方式运行，施工工艺较复杂，国内目前仅有3条试验线。
智轨系统与BRT、有轨电车及悬挂式单轨对比见表1。
表1 ART与BRT、有轨电车及悬挂式单轨对比表
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4、智轨系统的工程造价
由于智能轨道交通系统制式新颖，发展才刚刚起步，目前缺乏国家级或地方级设计规范及技术标准。工程投资编制主要依据建标[2017]89号颁发的《城市轨道交通工程设计概算编制办法》。
下文根据成都市西河至洛带线智轨工程预可行性研究投资估算简要分析智轨系统的工程造价。
成都市西河至洛带智轨工程线路起于西河镇沿成洛大道止于洛带镇，起点-终点里程范围为K0+00～K10+450（右线），线路总长约10.45km。全线结合成洛大道改造工程建设，无新建桥隧，共设地面车站13座，平均站间距约0.86km。在洛带机场北侧设洛带车辆段，占地约5.37ha，控制中心设置于车辆段内。
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图3 西河-洛带智轨工程线路平、纵断面
投资估算编制依据国家、四川省、成都市发布的城市轨道交通工程相关规定及现行定额，采用其配套计价办法和标准，同时结合项目估算编制期（2019年10期）工料机价格与预可研方案工程数量来分析测算各项工程指标。
项目预可研投资及技术经济指标如表2所示：
表2 西河-洛带线智轨工程投资估算及技术经济指标
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通过对西河-洛带线的投资估算以及其他已建智轨项目工程投资进行对比分析得出智轨系统的工程投资具有以下特点：
1）智轨快运系统成本低，工程投资约为5000-10000万元/正线公里，仅为有轨电车的1/3-1/2。
2）工程投资占比最大的部分为车辆购置费，智轨电车单价为1600万元/辆，总价约占工程投资30%~40%。
3）机电系统投资占比约为20%~25%，主要为通信、信号、供电系统。智轨工程一般不设置综合监控及环境与设备监控系统。
4）由于智轨快运系统采用的是虚拟轨道，故没有传统的物理轨道工程费用。
5）除轨道工程之外，其他土建工程费用占比约为15%~30%（取决于线路专用高架比例），其中占比较大的是车辆基地工程费用。
6）智轨工程车站规模小，一般采用路中岛式车站，标准站建筑面积约为240-300㎡，投资较低。
7）智轨快运系统可沿用城市现有市政二级及以上道路，仅需在路面上施划虚拟轨迹线，大大节约区间工程费用。
8）智轨工程沿线征地、拆迁、临时占地等体量均不大，费用较低；其对城市道路扰动小，交通疏解费用少；不需要对沿线线路下方管线进行迁移，仅在站台附近有少量管线迁改，管线迁改费用少；故总体前期工程费用较低，节省投资。
5、结语
综上所述，智能轨道快运系统有如下优点：
1）工程造价较低。无需铺设钢轨，对道路破坏性小；充分利用已有道路，整车重量小，单轴承载低，无需对既有市政道路或桥梁进行结构加强；可借助现有的道路交通管理系统，在运输道路上的信号系统无需大批量、大投入的改造。前期工程体量小，费用低。
2）基础建设周期短。市级政府即可审批立项；以绘制地面标志线代替钢轨铺设，施工期短；可借用城市现有道路运营，缩短了道路规划、拆迁和建设周期，预计从项目立项到全部运力上线仅需12个月。
3）运营灵活、适应性高。无需铺设钢轨，可采用共享路权方式，运营线布置灵活；发生交通拥堵或事故时，可以绕道行驶，调度灵活；转弯半径小，双向行驶，可以在老城区相对狭窄的道路运行。
4）环境友好，纯电驱动，节能环保；采用橡胶车轮，降低噪音。
5）外观时尚，完美融入城市文化与自然景观。
6）与公共汽车相比，运量大，速度快，污染小，舒适安全，使用寿命更长。
7）与有轨电车相比，运量相当，却大大节约投资，缩短了建设工期。
但由于智能轨道快运系统发展才刚起步，其产品的舒适度、安全性、可靠性、技术成熟度需进一步验证。且智轨一般采用现有道路共享路权或半专用路权，如何在节省投资和高速建设的同时保证公共交通准时、快速的特点需要进一步研究。
总而言之，智能轨道快运系统凭借其投资成本小、建设工期短、决策风险低；对城市发展适应性强、灵活性高、低碳环保、美观时尚等众多优点，受到国内外许多现代化城市的关注，是现代城市交通系统的最新潮流，一种新趋势，也是成本最低、最容易实现的中低运量交通解决方案，有望得到进一步发展应用。
参考文献
[1]闵国水，曾琼. 中小城市发展中低运量城市轨道交通系统制式选择研究[J].铁路技术创新，2016（6）：40-45
[2]冯江华，肖磊，胡云卿.智能轨道快运系统 [A].控制与信息技术，2020