PRT個人捷運系統的發展趨勢及可行性研究

劉亞寧 劉家棟 李桂安

(中車株洲電力機車有限公司 湖南株洲 412000)

1 PRT概述

PRT(Personal Rapid Transit)是個人捷運交通，其主要特色為使用具有2～6人容量的小型車輛，通過自動化控制，在復雜的路網中運行，并經由岔道轉出進入主線運載乘客。美國先進運輸協會給出了一系列表征PRT系統特征的描述，主要包括“全自動無人駕駛的小型車輛（通常是1～6人）；專用的軌道系統；軌道可設置于地上、地面或地下；使用離線車站；車輛運行過程中無需換乘和中轉；能為乘客提供即時、全天候、門到門服務[1]。”

目前，已有運營業績的有英國希思羅機場、阿聯酋Masdar、美國摩根敦線、印度Amritsar、韓國順天市線等。全球范圍內具備PRT基礎技術的公司主要有英國Ultra、荷蘭2getthere、Vectus等。國內目前有成都天府國際機場已確定建立PRT線。

2 PRT系統發展趨勢

2.1 PRT產品定位

PRT的定位是提供個人化、定制化、私密化的運輸服務，所以載客量不應太大，宜采用小型化車輛、專用道路。應用于密集的城市建筑群、做為大眾運輸系統的支線系統、大型停車場的運轉系統、機場的接駁等。PRT系統具有如下優點：

（1）通過專用路軌保障行駛的通暢性，可以高速安全行駛。

（2）采用中間不停靠、不換乘，實現一站式直達，乘坐體驗良好。

（3）是自動駕駛領域最容易實現工程化應用的方案，且最能發揮出自動駕駛的優勢。

（4）改善城市功能布局，使城市發展更加均衡。

2.2 傳統PRT系統的局限性

傳統PRT目前只用于區域、支線接駁等專線交通。其市場定位并非消滅交通擁堵，而是在擁堵的城市里開辟一條快速通道，如果作為城市主流交通體系仍然有些問題需要解決。傳統PRT的問題：

（1）技術較為落后，尤其是無人駕駛技術不成熟，前期沒有先進的傳感器、沒有大數據支持、沒有人工智能的決策算法等，導致車輛運行間距大，難以形成設計運能。

（2）車輛通訊技術不成熟，早期項目依賴有線傳輸，固定閉塞區間，無線通信延時較高，信號不穩定。且移動支付尚未形成，使得站臺和售票系統過于復雜。

（3）探索階段定位不清晰，示范線路設計不佳，沒有根據PRT特點選擇合適線路。

（4）缺乏編隊運行的技術，無法實現高密度運行模式。

（5）前期投入較高，根據國外項目經驗，如果在國內上馬PRT系統，預估造價在1～2億/km，高額的前期投入限制了PRT的發展。

2.3 新一代PRT系統的“革新”

新一代PRT要想具有競爭力，主要是從提高傳統PRT系統的運能和可達性兩個方面提出改進措施，如下：

圖1 希斯羅機場PRT線

圖2 智能化道路示意

（1）交通線路網絡化：要提高PRT系統的可達性，這就要將現在PRT的線形交通線路聯結成網絡交通線路，并且覆蓋全城每個角落、全城輕軌線路全部互聯互通，形成全市的一體化網絡，這樣，在全城任意兩點之間都可以形成通路，可以實現任意兩個站點之間的點到點一站直達，確保每個乘客可以就近上下車，一站直達，中間不停車、不換乘，足以與私人轎車比可達性。

總而言之，傳統出租車行業和網約車在運作模式，價格以及服務流程等方面確實存在著眾多客觀差異，加上其他代步工具的增長，人們對出租車的需求確實不如過去。但是在如今的“互聯網+”時代，這對其來說未必就是件壞事，過去僧多粥少的局面現在可以通過各方面的協調合作，未必不能實現社會資源有效利用的最大化，從而實現互惠互利的美好局面。

（2）自動駕駛編隊行駛：采用V2X技術實現小車行駛列車化，小型車載客量少、運能必然低，要提高運能只能通過提高車流量來實現，而車流量大小取決于車速和車距，而城市里車速有限制，只有設法在高車速下縮小車距，能夠高密度、高速度行車。

（3）交通資源運行一體化：要提高城市交通工具的效率，就要實行體系化運行，以交通工具的全面信息共享和體系化運行來提高運輸效率，實現全城、全程統一調度，科學配置交通資源，極大提高運行效率。這是公共交通的小車和私人轎車的最大不同。沒有一體化就沒有高效的城市交通。

這樣，就使PRT系統既有大型公交的大運能，又有私人轎車的可達性，還有軌道交通的高效率，成為大運量PRT個人快速交通系統，就可以將它的應用范圍從支線擺渡工具擴大到整個城市的骨干交通網，成為一種高密度、高速度、高效率、高性能、零排放、無污染、低能耗的交通系統。

2.4 新一代PRT的技術“變革”

2.4.1 智能化道路

構建面向自動駕駛的智慧道路系統，在軌道上布滿各種傳感器、指示裝置、觸發裝置、通訊線路、計數器等，融合智能感知、高精度定位和車路通信功能，使走過的小車可以完全掌握全市軌道上小車流量信息、軌道占用信息、軌道安全信息、車輛位置信息，并可直接獲取指令，使小車的自主導航更加可靠，為車輛提供安全，效率的出行環境和全方位信息服務。

2.4.2 智能化車輛

2.4.3 虛擬列隊行駛

如果車輛仍然是獨立運營，那么車輛的運營仍無法以高密度快速行車，只有縮短列車間距，提高車速，才能提升PRT系統的運輸能力。基于5G和專用短程通信（DSRC）的V2V技術實現列車虛擬列隊行駛，縮小車距，提高車速，車頭時間距離從5s降低至0.5s，可以提高交通系統的整體效率。

2.4.4 可以快速穿越的車站

車站軌道與高速穿越主軌呈并列雙軌，進站停車和快速穿越小車互不干擾，保證每輛小車都可以一站直達目的站，在主軌上中間不停車、不換乘、不減速。

3 可行性研究

高額的前期投資是PRT系統的主要不足之處，成都天府機場PRT線初步預算達1億/km，同時PRT在市場開發及設計制造階段亦存在相關風險，如下。

（1）行業風險。

我國PRT產業尚未起步，產業鏈尚未形成，整車及關鍵零部件制造有關的行業標準、檢測、認證、設計、咨詢、配套服務等方面存在很多空白，有經驗的行業從業人員不足，將制約產業發展。

（2）市場風險。

目前公交系統運營公司的車輛大多從國內客車廠家中的二、三線廠家采購，其采購價格偏低。因此PRT系統的介入在一定程度上將影響原運營公司體系。

（3）技術風險。

①無人駕駛技術：目前在非軌道交通領域的無人駕駛技術運用經驗較少，且該系統涉及自動控制、GPS定位等技術相對較復雜，需與國內外相關企業合作進行技術開發或引進。

②系統調度技術：整個PRT系統中最關鍵的是系統調度軟件，而目前國內沒有類似的產品或相關的技術儲備，所以系統調度技術的研究勢在必行。

③系統設計標準：PRT從最原始的概念設計到目前存在的大量的系統設計，其中有些問題具有很高的爭議性。問題之一在于PRT沒有統一的系統設計標準，很多方面尚未被人接受。

④V2X技術：目前國內V2X技術的發展還處于初級階段，商業模式尚未明確，相關的標準較為缺乏，如果裝車應用，需要進行試驗性探索。

4 結語

當前國內新制式交通產業發展迎來機遇期，PRT由于其快速、便捷、準時、私密等特點正是代表未來交通理念的一種新模式，現有專用路權的無人駕駛技術、人工智能、大數據等技術日趨成熟，通過二次創新和整合，可以打造全新的中小運量交通系統，本文作者認為，在未來PRT具有很大的發展空間。