現代智能無軌電車與傳統BRT的綜合比對分析

張卓杰 劉家棟 李亙 馬喜成 李梁

摘 ? 要：現代智能無軌電車和傳統BRT作為中低運量路面交通中具有代表性的兩種無軌交通制式，在外觀和功能上具有諸多相似性，有效選取合適的車輛制式對于城市未來發(fā)展至關重要。本文從技術特性、經濟特性、環(huán)保特性等方面對二者進行了綜合比對分析，為城市路面交通中低運量車輛的選型提供參考。

關鍵詞：現代智能無軌電車 ?傳統BRT ?中低運量 ?對比分析

中圖分類號：U482.2 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）08（b）-0100-03

目前我國城市中低運量路面公交主要有現代智能無軌電車、傳統BRT和有軌電車等交通制式，相對而言現代智能無軌電車和傳統BRT較低的初期工程建設成本和優(yōu)異的線路適應更能滿足中小型城市發(fā)展需求。本文將就這兩種路面交通制式的技術、經濟、環(huán)保等特性進行比較分析。

1 ?兩種路面公交制式的定義及發(fā)展現狀

1.1 現代智能無軌電車

有別于傳統無軌電車，現代智能無軌電車結合儲能式有軌電車和地面公交技術特點，是一種以智能導向和智能駕駛技術為特性，利用儲能裝置供電并能適用于所有路權形式的中小運量創(chuàng)新型城市路面公交系統。

我國有近百年無軌電車運營史。熱潮期，全國26個城市4794輛無軌電車在線上運營[1]。進入新世紀后，因為靈活性差、占用城市空間等問題被逐漸邊緣化，多個城市縮減了車輛規(guī)模甚至停止運營，截至2014年，僅剩10個城市1850輛車仍在運營[2]。隨著“智能化、綠色化、便捷化”等概念的不斷推廣，無軌電車結合智能技術和儲能技術回到人們的視野，消除了全線密集架空接觸網對城市景觀的影響，在“治堵”的同時亦可作為城市風景觀光附帶產品，已有株洲、宜賓、哈爾濱等多個城市規(guī)劃了現代智能無軌電車系統。

1.2 傳統BRT

傳統BRT是一種基于普通公交系統，以地面線網為基礎，結合高性能大巴技術獲得一定時空優(yōu)先權和政策優(yōu)先支持的新型地面公交運營系統[3]，其相對于常規(guī)公共汽車具有快速、準時、大運載能力等優(yōu)點。

昆明是我國第一個采用BRT概念的城市[4]，經過20年的發(fā)展，廣州、杭州、廈門等城市均開通了BRT線路。由于存在配套設施（如信號優(yōu)先裝置、特殊BRT站等）未完善、規(guī)劃管理不到位等諸多問題，依靠BRT解決國內城市交通擁堵狀況收效甚微，目前已有多個城市減少了BRT線路數量或降低線路級別。

2 ?兩種公共交通方式的綜合比較

2.1 技術特性

2.1.1 線路適應能力

現代智能無軌電車和傳統BRT采用橡膠輪走行，二者垂向曲線通過能力幾乎一致，均有較好的爬坡能力。但在平面曲線能力方面，現代智能無軌電車采用先進軌道交通技術和智能導向循跡方式，可自由穿梭于各種車輛之間，其協同控制和轉彎能力較依靠目視操作的傳統BRT更為突出。如中車株機公司“超軌列車”采用多軸軸控轉向并配置多套ACU鉸接裝置，走行更為靈活，最小轉彎半徑僅15m，而傳統BRT則更多的使用單軸轉向和常規(guī)鉸接式裝置，其能夠適應的最小轉彎半徑為24m[3]。

2.1.2 運能分析

眾所周知，單位時間內的車輛運輸能力與車輛長度、發(fā)車頻次有著密切的聯系。隨著無軌電車技術的飛速發(fā)展，30m級現代智能無軌電車開始出現在人們的視野中，如中車株洲電力機車有限公司“超級虛擬軌道列車”達34.8m，定員為320人。反觀BRT，受制于目視操作以及網絡控制系統能力薄弱等多方面的影響，車長方面一直沒有很大的變化，導致載客能力大大受限，目前世上最長的南昌BRT為27m，定員僅270人。

基于運營方的協調管理能力以及城市的交通系統成熟度考慮，目前絕大多數BRT和無軌電車發(fā)車間隔為2～5min。假設發(fā)車間隔2min，中車株機“超級虛擬軌道列車”最大高峰單向運量為9600人/h，遠超南昌BRT的8100人/h。也就是說，在發(fā)車間隔相同的情況下，已有現代智能無軌電車大于最長BRT的客運能力。

2.2 經濟特性

2.2.1 車輛購置成本

現代智能無軌電車結合了諸多軌道交通車輛的先進技術及標準，初期采購成本較傳統BRT要高。參考類似項目報價，30m級現代智能無軌電車售價約為2200萬左右（壽命30年）。15～20m長的傳統BRT售價200萬左右（壽命10年）[2]，若按30年使用周期計算，相同載客量的BRT采購費用約1200萬左右。

2.2.2 維護成本

現代智能無軌電車驅動電機使用壽命較傳統BRT發(fā)動機要長，并且電動機比發(fā)動機的維修費便宜，導致現代智能無軌電車維護成本相對較低。根據相關數據研究，傳統BRT的維修成本為7.7元/km，現代智能無軌電車為6.6元/km，若每車運行300km/d，1輛現代智能無軌電車一年節(jié)省維護費用12.05萬元，全壽命周期節(jié)約成本達361.5萬元。

2.2.3 能耗成本

現代智能無軌電車能耗成本主要為電力費用，傳統BRT則為油耗費。在全球燃油價格飛速增長的大環(huán)境下，傳統BRT能耗成本相對現代智能無軌電車要高。30m級現代智能無軌電車較相同載客量的BRT能耗對比（車輛行駛300km/d）如表1所示，一年節(jié)約燃料費用42.8～52.8萬元，按30年使用壽命計算，降低能耗成本1285.4～1583.4萬元。

因此，相同運營線路條件下，車輛購置費用的差異導致傳統BRT的初期運營成本要低于現代智能無軌電車。但在長期經濟效益方面，考慮購置成本、維護成本、能耗成本等多方面因素，1列30m級現代智能無軌電車30年綜合運營成本較相同載客量傳統BRT節(jié)約646.9萬元～944.9萬元，若一個項目按20列車計算，全壽命周期內，現代智能無軌電車將會節(jié)省過億元的綜合運維費用。

2.3 環(huán)保特性

現代智能無軌電車和傳統BRT對環(huán)境的影響主要體現在大氣和噪聲兩方面，雖有部分汽車廠嘗試采用純電或其他燃料為動力減少BRT對環(huán)境的影響，但是由于技術和資金等問題，并未取得很大的成效，短期內難以大量推廣，城市BRT仍將以燃油動力為主。本文將就現代智能無軌電車和傳統燃油BRT在大氣和噪聲這兩方面的污染進行詳細比較。

2.3.1 大氣污染

直接污染方面，傳統BRT在行駛過程中會直接排放對身體有害的顆粒物質和氣體，而現代智能無軌電車采用電力驅動，運行時幾乎無尾氣排放，其直接排放量幾乎為0。從間接污染方面來說，發(fā)電產生的大氣污染也要遠低于燃油的生產、存儲和運輸過程的污染程度。詳細對比如表2所示。

2.3.2 車輛噪聲

車輛噪聲主要來自于發(fā)動機、輪胎、尾氣排放等方面。現代智能無軌電車和傳統BRT均采用膠輪驅動，輪胎噪聲幾乎一致。由于現代智能無軌電車主要通過電機驅動車輛，而傳統BRT多采用燃油發(fā)動機牽引，二者在尾氣排放噪聲和發(fā)動機噪聲方面區(qū)別較大。根據國外對比研究經驗，線路條件一致的情況下，現代智能無軌電車的噪聲通常比傳統BRT低10～15dB。

2.4 安全性

現代智能無軌電車整車和部件大部分遵循軌道交通車輛設計標準和方法，車輛電氣集成、機械校核分析、整車試驗等工作也與軌道交通車輛類似，其制造和試驗驗收標準都是傳統BRT無法比擬的;此外現代智能無軌電車配備了高精度導航、激光雷達、線控剎車等安全防護設備，彎道跟隨偏差極小，保障了列車的安全運行。而BRT完全依靠人工手動駕駛，無任何安全輔助措施或設備，加之車輛較長，特別是在彎道處難于控制，易出現事故。

2.5 對比小結

現代智能無軌電車與傳統BRT對比如表3所示。

3 ?結語

本文通過對現代智能無軌電車和傳統BRT在技術特性、經濟特性、環(huán)保特性、安全性等多方面的比較研究發(fā)現，現代智能無軌電車和傳統BRT均能作為城市中低運量交通運輸工具，但是現代智能無軌電車在安全舒適、節(jié)能高效、綠色環(huán)保以及美觀性等方面具有不可比擬的優(yōu)勢。雖然現代智能無軌電車初期投入較高，但隨著使用時間的推移，現代智能無軌電車長久型經濟特性就會慢慢凸現出來，可在全周期壽命內為城市節(jié)約更多的車輛運維成本。綜合而言，現代智能無軌電車更能適應未來城市中低量運輸的發(fā)展需求。

參考文獻

[1] 劉勇，王秀寶，崔樹森，等.無軌電車何去何從[J].駕駛園，2012（1）：34-36.

[2] 王健.無軌電車的技術發(fā)展與復興[J].客車技術與研究，2014（5）：60-62.

[3] 龍倩倩，任海濱，馬喜成，等.現代有軌電車與快速公交BRT的比較分析[J].電力機車與城軌車輛，2007，37（5）：74-80.

[4] 楊曉，張銀興，楊陽.昆明快速公交系統（BRT）適應性及現狀發(fā)展問題分析[J].現代經濟信息，2012（24）：406-407.