PRT面向未来的新一代智能交通系统产业分析

发表时间:2021/6/28   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:邹挺
[导读] 摘要:随着新一代信息通信、人工智能、大数据、自动驾驶、新能源等技术的快速发展和日益成熟,通过技术整合和二次创新,打造面向未来的新一代PRT智能交通系统。
        中车株洲电力机车有限公司  412000
        摘要:随着新一代信息通信、人工智能、大数据、自动驾驶、新能源等技术的快速发展和日益成熟,通过技术整合和二次创新,打造面向未来的新一代PRT智能交通系统。本文通过对PRT概念解释、优劣势对比分析、产业发展分析,得出PRT 能够为未来城市提供一套技术可行、环境友好、可持续和经济的交通运输解决方案,总体认为当前处于较好的产业导入期。
        关键词:PRT;智能交通;产业分析
        1.引言
        随着城市化进程和旅游业的发展,人们对出行要求的安全、便捷、健康日益增长。传统城市公共交通主要有地铁、轻轨、单轨、空轨、磁悬浮、有轨电车、BRT 等,其优势在于运量大、准时、安全、可靠,但同时也存在三个困扰问题,一是造价贵,如地铁每公里造价6~10 亿,投入较大;二是旅速慢,平均旅速25-35km/h,且停站较多,无直达方式;三是体验差,客流高峰时拥挤不堪,站点和换乘不便,信息化和智能化水平较低。
        随着新一代信息通信、人工智能、大数据、自动驾驶、新能源等技术的快速发展和日益成熟,如何依托全新技术提供交通出行服务,打造更加便捷、智能、绿色、安全的出行体验,成为当前交通模式提质换档的关注焦点。当前通过技术整合和二次创新,拥有了全新方法提供交通出行服务,打造更加便捷、智能、绿色、安全的出行模式,PRT系统将成为当今交通解决方案的有效补充。
        2面向未来的新一代智能交通解决方案——PRT
        2.1PRT概念和特点
        PRT(Personal Rapid Transit,小型化快速交通,简称PRT)是一种快速直达的公共交通工具,由一个全自动无人驾驶小型车辆+专用路网所组成的自动化交通系统,单个车厢只能容量6~24人,线路设计包含大量的侧式站台与固定道岔,能够提供中途不停站、点到点服务,实现造价低、中运量、全速度、网络化新交通,它的特点是:
        a.无人驾驶,提供7天24小时服务;
        b.立体交通,专用路权,避开拥堵和红绿灯;
        c.小型化,车辆、路轨、站台更小、更低的造价;
        d.虚拟重联,通过车车通信实现列队行驶,提升通行量;
        e.门到门,一站直达,不需要中间换乘和停车;
        f.车等人,随到随走、按需出行,没有严格的发车时刻表;
        g.网络化,直达社区,解决最后一公里难题;
        h.兼顾客运和货运,可以有不同型号车辆在同一路轨运行。
        2.2 PRT优势
        2.2.1速度快,效率高
        PRT采用了大量侧式站台设计,停靠车辆不影响正线行驶车辆,车辆一站直达,没有逢站停车、运营周转、交通拥挤造成的时间浪费,平均旅行速度可提高一倍。
        采用列队行驶技术,能够大幅提升单一通道内的系统容量,取消了在地面可移动的道岔结构,实现快速变道,缩短车辆行驶间距。
        2.2.2造价低,收益好
        PRT车辆轴重轻、路轨荷载小,避免修建昂贵的重载高架和大型车站,降低投资成本;运营期间相比传统轨道沉重的车厢和频繁加减速,PRT一直保持在高速度运行,大幅降低能源消耗;PRT提供了相对私有化的服务体验,票价收入相比传统公交可适当提高,根据欧盟EDICT带领12家机构得出的可行性研究结论显示,PRT可以达到运营收支平衡,且盈利有能力偿还全部或大部分投资额。
        2.2.3场景多,市场广
        PRT有效解决了当前公共交通造价高、旅速慢、体验差的三大困扰问题,提出了全新的交通出行解决思路,具备广泛应用场景和市场前景。PRT对线路的适应性强,一是用于小微循环网络,例如机场、景区、校园、主题乐园、度假村;二是用于接驳工具,地铁网络的加密和末端延伸;三是用于短距离城际线路;四是用于中小城市的交通网络。
        2.3 PRT局限性
        2.3.1规划难度大,景观要求高
        PRT所需专有路权密集成网,对于老城区改造难度相对较大,在城市规划和景观设计方面有较高要求。
        2.3.2控制难度大,技术要求高
        PRT采用小型化车辆以高密度方式组网运营,控制难度大,系统维护复杂,对于信号通信、自动驾驶、车辆控制技术要求较高,需要采用5G、V2X、AI、高精度定位等新技术得以实现。
        2.3.3实施难度大,创新要求高
        新技术、新项目、新模式的应用存在一定的风险,对于技术团队、项目公司、投资公司、客户、政府等多方协同创新的意识要求较高,项目实施协调难度较大。
        3.PRT产业分析
        3.1系统定位
        PRT初期适合定位为中小运量交通工具,针对园区、景区、接驳、线网加密等场景推广,与其它交通方式相比,重点突出门到门运输、低造价、线网小巧灵活等优势。
        未来伴随新一代信号和通信技术、无人驾驶、人工智能技术的升级与应用,PRT采用虚拟重联实现运输能力大幅度提升,可针对短距离市域铁路,中小城市主干交通网逐步推广。
       
        3.2核心技术
        a.导航及定位技术,支持车辆室外高速行驶时定位在厘米级;b.运营调度系统,负责车辆调度和执行运输订单,规划行车路线,满足系统整体最优要求;c.无人驾驶感知系统,多传感器融合的障碍物识别功能;d.电源管理系统,针对车辆电池状态有序安排车辆自动充电。e.虚拟重连技术,车辆与车辆之间直接通信和控制,使得发车间隔大幅缩减,车辆像列车一样同步加速减速。
        3.3市场规模
        国内5A、4A级旅游景区超过1500个,中运量轨道交通线路规划超过6000km,国内机场数量超过230座,高铁站超过500座,国家级经济开发区超过200多个,造价在5000万-8000万/公里,运能在5000-8000人/小时的交通产品目前是空白市场。PRT满足了以上市场需求,若经过五年有效的市场引导和客户培育,以转化其中5%的市场,短期有望实现百亿级规模。
        3.4系统造价
        根据国外已建成项目分析以及结合国内询价初步估算,当前项目造价平均水平约5000万-8000万元/公里,土建基础设施部分造价(不含征地拆迁)约2000-3000万/公里,车站造价约500万/座,未来通过国产化实施,系统造价还有进一步降低空间。
        3.5系统收益
        假设建设10km线路,运能按照5000-8000人/小时测算,每天运行15小时,按照日均5-8万人/天进行估算,如果票价5元/人,项目依靠票价可实现第5-6收回投资成本;如果票价10元/人,项目依靠票价可实现第3-4年收回投资成本。收益如下表:
       
        4.结论
        PRT能够为未来城市提供一套技术可行、环境友好、可持续和经济的交通运输解决方案,积极响应人民对美好生活向往和对未来交通的需求,提供优于传统公交模式的服务水平,能够被包括私家车主与公共交通用户在内的大众广泛接受。鉴于PRT项目市场前景广阔,当前项目在技术、市场、产业方面的条件已基本成熟,综合考虑PRT产业发展阶段,认为当前处于较好的产业导入期。
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