虚拟轨道列车

虚拟轨道列车、简称虚轨列车，是一种新型有轨电动火车，通过感应系统控制列车沿着地面上专用的交通标记画线行驶。虚轨列车的技术原理并不深奥，它和传统的多节公共汽车没有本质区别，只不过是在列车底部或车身下方另外安装地面交通线识别系统，能提醒司机不偏离既定路线轨迹行车，从而达到类似铁路运输的效果。^[2]

虚轨列车又称为智能列车，相比传统的城市轨道交通列车拥有更丰富和更新颖的一系列智能系统。^[3]

虚轨系统配套的首末车站设有列车充电系统，充电桩与车站结合。当列车停靠站点时就会升起受电弓（又称集电弓）从接触网（供电缆）中获取电能为车内的蓄电池充电。因此，虚轨列车虽然采用电动汽车技术，但它既不需要配置超长距离的供电设备，也不需要在运输路线外的的地点进行充电，充分利用了上下客时间进行动力能源的即时补给，同时避免了城市道路上方高密度高压电缆带来的安全隐患，又降低了车蓄电池的容量要求从而减轻列车自重负担。首末站中电缆的电能可直接驱动列车起步，一次充电10分钟，续航可达25千米。^[3]

虚轨列车使用汽车技术，其本质是多节公交车，只需普通路面公交车站即可，包括BRT专用公交车站。

虚轨系统在公路地面上画有虚轨列车的专用交通标记线，作为虚拟轨道（实际上这项技术在各种模型赛车上早已比比皆是），加装在列车底部或车身其它位置的相应传感器能识别马路画线，配合双冗余的多轴转向系统能控制列车沿着既定轨迹行驶。这是虚轨列车区别于其它交通工具的根本特点，无需铺设专门的轨道线路。^[3]

虚轨列车经优化设计后，其最小转弯半径约15米，小于普通有轨电车、持平12米长公共汽车的，能更轻松自如地曲线行驶，增强列车转向灵活度。

虚轨列车采用橡胶轮胎，所允许的最大爬坡度为13%，远高于有轨电车的，能很好地适应坡道路面。

虚轨列车整体车宽比公共汽车的要小一些，最大安全通道约3.83米，减少了道路横向空间的占用。

虚轨列车配备了防碰预警、偏离预警等多种预警系统，提高与其它汽车之间混行的安全。^[3]

城市道路的中央隔离带、交通信号灯、周边建筑等都可以配置为虚轨列车服务的各种信号设备。

虚轨系统设有强大列车监控系统，运用多种定位技术对列车和路况进行实时监控，使列车绕开拥堵路段。

虚轨列车能轻易实现2至5两节车厢的灵活编组，还能利用无线网络进行非机械性的物理连接、实现重联。

虚轨列车采用动车组驾驶原理，设置了双向车头，列车到达终点站时无需掉头即可实现折返前行。

因为虚轨列车其实质是多节电动公交汽车，所以虚轨列车无需大规模兴建专用轨道，不仅降低了建设成本，而且保留了汽车运输的主要特点，能在既有的马路上畅行无阻。^[1]

虚轨列车预计使用寿命长达25年、是公共汽车的三倍、持平传统火车的，但因其无需像传统列车般的大修，所以总体维修养护成本大为降低。

中车株洲所副总经理、总工程师、智轨列车项目组组长冯江华博士告诉记者，集众多优越性于一体的智轨列车之所以能在马路上安全地行驶，主要是有八大核心技术支撑。

首先是轨迹跟随控制技术。简单说来，就是通过在车辆上安装惯性传感器或角度传感器等传感器来检测车辆的姿态、坐标等信息，增加前进方向上后车轮与前轮的轨迹重合率，减小转向“内轮差”，降低“视线死角”带来的影响，从而保障其整体通过性和转向性能，精准控制列车行驶在既定“虚拟轨迹”上智能运行。因此智轨列车以胶轮取代了传统的钢轮钢轨，不需要铺设专有的物理轨道。^[4]

第二是车辆的系统集成技术。各子系统模块化和设计的功能都进行了逐一规划，也构建了智能轨道快运系统在路面运行过程中间的逻辑控制和整段功能，列车为了适应城市需要，可以进行模组化的集成，实现从2辆到5辆这样一个全列的组合。

第三是智能驾驶。智轨列车嫁接了人工智能技术，其中就包括高精准定位，通过快速的通讯实现辅助驾驶，从而让驾驶更加安全。

第四是主动安全的技术。列车在运行过程中很可能会出现有其他车辆侵入的情况，列车必须要有相应的安全保障措施。除了列车车体的安全保障外，还运用了图象识别、图象动态拼接和传感器融合等技术，实现了对无物理轨道下车辆自身的约束，同时也能对周边侵入物进行保护。比如，如果车辆在未授权偏离虚拟轨道，或有外部物体侵入车辆限界，可以采用封锁动力、紧急制动等技术手段避免事故发生。^[4]

第五是牵引制动协同控制技术。列车的动力基于永磁驱动，并通过分布式动力协同控制技术实现协同控制，实现13%的爬坡能力，远高于传统有轨电车6%的爬坡能力。

第六是无网供电技术。列车采用电池方式供电，并支持多种供电方式，每次充电时间为10分钟，续航里程最高可达25公里。

第七是多任务承载TCSN控制技术。这是国际上最先进的用于车载的网络技术，因为运用了宽带技术，通过这一网络平台，能够承载既有控制，又能实现对车辆设备的监测等功能。

第八是车、地、人信号耦合技术。在有限的道路资源情况下，这一技术能够让列车在路口享有优先通行权，达到快捷运输的目的。^[4]

今天上午9时12分，由中车株洲电力机车研究所有限公司（以下简称“中车株洲所”）研制的一种名为“智能轨道快运系统（Autonomous rail Rapid Transit—ART）”（以下简称“智轨”）的全新交通产品在株洲首次亮相，这种融合了现代有轨电车和公共汽车各自优势的新型交通工具属于跨界之作，它颠覆了人们对于城市交通的传统认识，为解决大中城市出行难带来的了新的选择和体验。^[5]