PRT發(fā)展史及應用場景分析

朱良義 陳強

摘要：PRT相關概念提出已有數(shù)十年，在逐步的發(fā)展中，其理論得到了完善，技術也得到了發(fā)展。世界各地建設的數(shù)條線路起到了很好的示范作用，鑒于此，通過整理各地的線路定位及相關特點，歸納出PRT的技術特點：點對點運輸、按需出行、自動駕駛、運營維護成本低，特別適用于旅游景區(qū)和機場線路等特定場景。

關鍵詞：PRT;點對點運輸;按需出行;自動駕駛

0? ? 引言

目前主要的軌道交通制式有地鐵、輕軌、有軌電車、單軌、APM等，它們廣泛應用于城市交通干線，滿足了人們的出行需求，為城市的交通運行做出了貢獻。但相關制式體量大，建設費用和運營成本高，乘坐體驗差（多數(shù)乘客都是站席），對某些特定場景不適用，如機場接駁、景區(qū)的旅游接駁等。而一種新的軌道交通制式——PRT（個人快速軌道交通系統(tǒng)，后文簡稱PRT）能滿足相關需求，該制式具有體量小、建設成本低、建設周期短、線路設置靈活、點對點運行、按需發(fā)車、自動駕駛、維護成本低等特點。

1? ? 發(fā)展歷史

1964年，Donn Fichter設想了一種中低運量的自動交通系統(tǒng)，其認為個人捷運系統(tǒng)能很好地結合公共交通和私家車的優(yōu)點。

1964年，美國城市大眾運輸局開始對個人快速運輸系統(tǒng)的技術進行研究。

1967年，馬特拉公司在巴黎啟動了Aramis個人捷運的試驗計劃，后因為控制系統(tǒng)不成熟被徹底取消。

1969年，首篇關于新交通方式的文章被發(fā)表于《科學美國人》。

1975—1976年，日本“電腦控制車輛系統(tǒng)”進行了為期6個月的公眾測試，運送了超過80萬人次的乘客。

1975年，美國摩根敦市建設了世界上最早的個人快速公交運輸系統(tǒng)，如圖1所示，它跨越摩根敦市區(qū)、西弗吉尼亞大學校園和醫(yī)學中心等地，主要為大學城服務。摩根敦PRT無人駕駛系統(tǒng)是由Alden StaRRcar開發(fā)的，由波音Vertol領導的財團建造，是政府資助的PRT系統(tǒng)實驗。

第一階段系統(tǒng)于1975年開始運行，整個系統(tǒng)的總成本為1.3億美元，有71輛車（每個車廂有21個座位），線路長13.92 km（8.65英里），5個車站，2個維護設施。

2010年，2getthere在阿聯(lián)酋阿布扎比的馬斯達爾城市中心與停車場間建設了一套PRT。馬斯達爾城PRT 1A階段長約1.4 km，設有2個車站。該系統(tǒng)于2010年11月28日向公眾開放，一共10輛車，按需運行。車輛由磷酸鋰電池供電，在泊位處充電，充電1.5 h可行駛60 km。

2011年5月，倫敦希斯羅機場在T5航站樓與遠端停車場間開行自動駕駛PRT，如圖2所示。使用高架平臺跨越繁忙的道路和高速公路，車輛運行時速在20 km/h左右，并且是無人駕駛，可容納4個人或6個人及行李，每車每天能運送800名旅客。采用車載電池供電、橡膠輪胎，車身結構輕巧，行駛時幾乎無噪聲，能耗低，零排放。從停車場到機場T5航站樓，能夠節(jié)省50%的能源。系統(tǒng)對天氣的適應性較強，可以在中度降雪天氣正常運行。乘客進入車輛后，通過觸摸屏選擇目的地，車輛就會把乘客送到指定的地點，接近目的地時會有自動語音提示。系統(tǒng)可靠性達到了95%，所需維護較少，平時運行維護只需4～5人。

2014年4月，韓國與瑞典的合資企業(yè)Vectus公司開發(fā)的PRT在韓國順天市投入運營，如圖3所示。系統(tǒng)有40輛車、2個站點和4.46 km軌道。

成都天府國際機場PRT建設是為了滿足成都天府機場東西干道北側的遠距離停車場與航站樓之間的接通需求，遠期PRT線路考慮建立航站樓與附近酒店、工作區(qū)之間的聯(lián)系，形成網狀的系統(tǒng)，打造“零碳空港城”。這是PRT技術在我國的首次應用，目前該項目正在建設中，計劃在2021年世界大學生運動會開幕前夕開通運營。

2? ? 系統(tǒng)特點

PRT橋梁系統(tǒng)大部分采用高架方案，車輛大部分采用橡膠輪胎，自帶電池，采用輪邊自導向或電控導向方案。下面介紹兩個典型的項目。

希斯羅機場軌道梁由梁和墩柱組成，梁的結構形式采用U型槽設計，如圖4所示，直接支撐PRT車輛，供電及通信系統(tǒng)線路也結合設計在軌道梁上。

導向方案，軌道梁兩側的凸緣作為車輛導向的基準面，通過車載激光雷達實時掃描，建立點云數(shù)據(jù)和高精度地圖對比，按照系統(tǒng)設定的走行速度和走行輪轉角控制車輛姿態(tài)。

韓國順天旅游項目也采用高架方案，如圖5所示。軌道梁設有車輛的走行面，同時布置了通信、電纜的通道，在軌道梁的兩側設置有導向面，車輛通過導向輪實現(xiàn)導向。

總結上述兩個項目，PRT系統(tǒng)具備智能化、小型化的特點。該系統(tǒng)車輛一般按需運行，平常車輛停靠在車站或停車線，能節(jié)約運營能耗。當有用車需求時，通過控制中心給車輛排任務，車輛自動運行至需求車站，并搭載乘客完成任務。通過采用V2V技術，實現(xiàn)車輛間毫秒級通信延時，可以實現(xiàn)車輛的虛擬聯(lián)掛。車輛的智能化特點，也降低了系統(tǒng)的運營成本，在控制中心，僅需數(shù)人就能保證系統(tǒng)的正常運作。該系統(tǒng)車輛一般承載4～6人，車輛重量較輕，一般不高于1 000 kg（希斯羅PRT車輛僅重850 kg），車輛的軸重小，對軌道梁系統(tǒng)的靜態(tài)載荷要求低，降低了橋梁體系體量。車站設置也較為靈活，可以采用地面站，也降低了系統(tǒng)的造價。因采用智能化調度、智能防護系統(tǒng)，車輛的最小行車間隔可達6 s，即系統(tǒng)的最大運能在3 600人/h[1]，屬于小微量軌道交通運能。

系統(tǒng)能提供個性化服務：乘客可以通過網絡或電話預約，將車輛預約到指定的站點，上車后，指定目的地，PRT車輛就可以高速安全地把乘客送達。由于采用智能控制，每輛車都安裝有定位系統(tǒng)和傳感器，可以自動避讓其他車輛，選擇快捷的路線，高速直達。PRT可以靈活地穿梭于城市樓宇、住宅建筑之間，提供真正的“門到門”服務。

3? ? 應用場景

基于系統(tǒng)靈活，可提供個性化的出行服務的特點，該系統(tǒng)的主要應用場景可能如下：

（1）可以用于景區(qū)的內部交通線路，主要原因如下：

系統(tǒng)造價不高，希斯羅機場PRT造價在0.1億美元/km，若能實現(xiàn)國產，可以控制在3 000萬元/km，兼顧接駁和游玩的特性，通過門票收入可以快速收回成本，特別是主題公園。國內類似的項目很多，如華僑城的歡樂干線、習水小火車等。

系統(tǒng)靈活，環(huán)境適應性強，特別適用于山區(qū)和臨水區(qū)域，該類區(qū)域不適合大規(guī)模建設道路，而PRT通過合理的景觀設計能很好地解決交通問題，同時也兼顧了游客的游玩。

系統(tǒng)相比APM、輕軌簡單，通過技術手段實現(xiàn)了自動駕駛，運營維護成本低。

（2）可以用于機場的接駁線路，希斯羅機場線和天府國際機場PRT的定位就是解決航站樓同停車場間的接駁需求，給客戶的航乘全過程提供高標準服務體驗。

該類場景對運量的要求不高，客戶更加注重航乘的全過程體驗。目前很多國內機場從停車場到航站樓需要步行較長時間，步行電梯不能很好地滿足需求，客戶體驗不好[2]。

機場的基礎設施已固化，PRT小巧靈活，可以在建筑間靈活穿梭，在不改變現(xiàn)有建筑結構的前提下設置線路，具備可操作性[3]。PRT環(huán)境影響小，采用橡膠輪胎，運行噪聲、振動小，對車外無不良影響，車內乘坐體驗和私密性好，有座位。

[參考文獻]

[1] 張仟，柳擁軍，馬文君.PRT系統(tǒng)應用于樞紐機場地面交通的可行性研究[J].現(xiàn)代城市軌道交通，2019（1）：61-64.

[2] 王家樂.西安咸陽國際機場旅客捷運系統(tǒng)制式比選[J].城市軌道交通研究，2019，22（1）：115-119.

[3] 李文沛，劉武軍.機場旅客捷運系統(tǒng)規(guī)劃[M].上海：上海科學技術出版社，2015.

收稿日期：2020-08-14

作者簡介：朱良義（1983—），男，湖北漢川人，工程師，研究方向：軌道交通車輛開發(fā)。