全球大都市两个病症（高房价、交通拥堵）解决方案探索

摘 要：高昂房价及交通拥堵是大都市的两大顽疾，探索将胶囊高铁建设到城市中心，建立一个城市内部独立的快速客运交通新系统。胶囊小车在轨道上由电脑控制从而实现无人驾驶，轨道下由地面感应器做导航或遥控驾驶。淺析了胶囊小车的电池、转向、自动编队、无人驾驶、共享模式及成本等问题，提出了平躺的摩天轮和摩天大厦的非站点高速高架系统设想。将高房价拉平，为堰塞湖导流但不决堤，并极大程度缓解大城市的交通拥堵，提高出行的幸福指数。

关键词：胶囊高铁建设到城市中心;非站点;高架;高速;单人单座胶囊;地面遥控驾驶;轨道上无人驾驶

每年全球有一百多万人在交通事故中死亡，主要原因之一是全球汽车交通模式都是混流。2019年10月10日18时许，国道312无锡段锡港路上跨桥桥面发生侧翻事故，共造成3人遇难。该事故原因初步分析为半挂牵引车严重超载导致桥梁发生侧翻，具体情况仍在继续调查中。此事故再次敲响了警钟，急需建立一个城市内部独立的快速客运交通系统。

1 非站点高架高速交通系统的设想

新交通系统的核心理念就是把高铁开进城市中心，在城市中心建设高架体系，一种单人单座的车子最高时速可以达到300多公里，以下简称城市胶囊高铁。

图1展示了城市胶囊高铁概念平面图。在城市中心建设几道主要环线，即图中所示3道粗圆环，再通过蜘蛛网一样的支路延伸到城市各个角落。

在高架轨道系统上车辆全程由电脑来控制，从而用较低的成本实现无人驾驶，下了高架轨道之后，一个方法是乘客进行驾驶（需要考过专业驾照）;另外一个方法是遥控驾驶，随着5G技术的普及，可以通过像军用遥控无人机一样，实现对车辆的远程遥控驾驶。近一年左右，中国移动和上海驭势科技等公司都已成功进行了遥控驾驶实验。

目前无人驾驶主要通过车载摄像头、激光雷达等设备来实现。成本非常高：64线OS-2激光雷达售价定在24000美元，加上电脑及一些摄像头，一辆小车成本接近一百万人民币。如何实现较低成本，同时又能控制好车辆？专用的高架轨道系统避开了车辆混流，所以不再需要复杂的雷达及摄像头，只要最基础的定位系统即可，成本将大大降低。

图2展示了城市胶囊高铁概念全景图。最外围的高架环线设置8车道（15米以内），结合穿楼的高架支路及交通枢纽电梯墙形成路网。

2 Anycar（胶囊）小车

全球已有很多国家研制成了胶囊雏形车，如美国里奇科伦菲尔发明的Raht Racer，“拉特赛车”人力躺车（如图3所示），挪威发明的Podbike（如图4所示）、trisled tomahawk躺车等，其中“拉特赛车”人力躺车的时速高达160公里。图5展示了Anycar（胶囊）小车的概念图。

国家目前正在实施交通强国的战略，不断加大交通基础建设，但是修通一条新的路或桥，没有多久又堵上了，这说明交通设施建设赶不上人们日益增长的出行需求。截至2015年，美国家庭每百户拥有汽车超200辆，欧洲部分发达国家每百户拥有汽车超150辆，中国居民平均每百户拥有汽车仅为30辆，这中间还有巨大的市场潜力。如果传统的5座车模式不改变，未来交通拥堵的概率依然非常大，甚至发生拥堵灾害。

2.1 电池系统

小车动力采用电力，在轨道上，由轨道提供电力同时对车上电池充电，在轨道下，脚踏或电池驱动。电池会采用插片式及快拆装模式，目前快递小哥的模式，电池一拔一插在1分钟之内搞定。

2.2 小车转向系统

战斗机上面没有方向盘，它一样能精准操控，所以小车将通过摇杆来精准控制方向。拿掉传统方向盘变成一个影音娱乐的曲线屏幕，戴上3D眼镜沉浸式观影。

2.3 无人驾驶

胶囊小车大部分是单人单座车。车辆除了充电、维修的时间外，可以自动到附近合适地点接乘客，这样可以节省在交通方面的巨大成本及社会资源。

2017年5月3号中国发明了量子计算机，这是所有设想的核心基础。采用移动闭塞技术，胶囊小车和轨旁设备必须保持连续的双向通信。胶囊不间断向轨旁控制器传输其标识、位置、方向和速度。位置误差在几公分以内，然后数据汇总到量子计算机，由它判断每个车应该加速或减速并发出指令。

2.4 小车及系统的成本

胶囊车的制造成本预估在3万左右，是中国全自主研发，集中国家资源大规模生产后还能降低。

全程电脑控制小车之后，甚至可能把车辆上被动式冗余安全设置取消，以降低成本。主要是通过主动式安全冗余设置来避免交通事故。如安全气囊，目前高铁在座椅前面就没有气囊。

新系统最终目的就是普惠大众出行，类似城市交通的主动脉-地铁。地铁主要成本是在地下工程建设，而新系统只需要打桩，然后采用模块化钢结构体系快速安装，基本在地面上建设，将大量降低工程成本。车辆的自重相对于传统汽车减到1/4，每辆车重量控制在300公斤以内，因此它的静荷载以及在轨道上面的动荷载和冲击荷载均会大大降低。所以高架桥的柱子和其他结构尺寸可以设计得非常轻巧。综上所述，预计成本控制在地铁投资的1/10以内。初步预想在环线上每辆车行驶成本是：一公里耗费电力费用控制在一毛钱以内，这样每人每公里（每公里人均耗费）比地铁还便宜。因为有一个很重要的原因，是地铁每年都要大量的费用维护地铁站，然而颠覆性的新系统根本就没有站点，是非站点的。

2.5 共享模式探讨

目前私家车使用率都不高，占用了大量社会资源，所以很多大城市采取了限制措施。停车难的问题日益突出，抢车位的矛盾越来越激烈，为缓解此矛盾，建议在市中心建设胶囊小车的专用停车大厦。同样的建筑体量，它将是传统汽车几倍的容量。方圆3公里的停车场都可以改建为绿地或者其他，结合新共享模式，将更合理地配置资源，以满足人们日益增长的出行需求。

未来一定由国资控股城市胶囊高铁公司，类似于高铁。民众可以掏出手机用APP买票，像现在滴滴打车一样方便，上车到目的地是点对点直达，没有了恼人的换乘，提高了客户体验和通行效率。共享单车已变成各城市的顽疾，很多城市不允许再投放共享单车。最主要问题是因为车辆运营商是民营，所投放的共享车没有纳入公共设施服务体系。但城市胶囊高铁公司从建立开始就属于国有资产，任何人在高铁上的破坏行为都将由国家追责。破坏车辆就是破坏公共设施、破坏国家资产。

2.6 车辆自动编队管理

目前沃尔沃货车已经实现了自动编队管理。如果胶囊每辆车中间间隔在30公分以内，空气阻力变得很小，然后像个小火车一样。人们一起出行时，可以根据路况由电脑自动编队管理，考虑到红绿灯等原因，到达目的地的时差不会超过几分钟。

3 高架軌道系统

城市轨道交通作为大容量、中短途的客运基础设施，具有便捷高效、安全环保、社会效益显著的独特优势，已经成为优化城区布局、提升生活质量、促进经济发展的重要举措，广泛受到世界各大城市的欢迎与青睐[7]。表1比较了城市轨道交通与其他交通方式。从表1中可以看出，城市轨道交通的运输能力是公共汽车的3～6倍、私人小汽车的7～20倍、自行车的10～30倍。从节约能源角度分析看，城市轨道交通的每公里每人次能源消耗量仅为公共汽车的1/2、私人用车的1/8，具有明显的节能效果[7]。

3.1 类似于摩天轮的交通枢纽

随着未来交通流量加大，可能在局部区域也会出现拥堵情况，所以规划设计之初，预留将高架轨道设计为多层，一旦拥堵，可以在上面再加层，每层之间在最外缘区域，通过斜坡车道进行连接。图6展示了新式电梯墙的概念立面图。电梯可以上下及左右移动。高架轨道分很多层，通过新式电梯来快速切换小车轨道。

3.2 平躺的摩天轮

平躺的摩天轮：在系统环线上，快速车道上行驶的车都是匀速的，而且间距很合理，如果环线出口目的地一致的话，每辆车的间距可能控制在几十公分以内。在城市上空俯瞰，它就是一条条长龙。移动闭塞技术缩小了追踪间隔，使得小车可以在更小的运行间隔下安全行驶，运行效率得以提高。把车辆连接在一起并且匀速的好处是风阻小、耗能低。每条长龙的龙头车都将设为风笠车（外观类似高铁的子弹头，斗笠可以根据速度调整大小），这个车上没有乘客，它一直在轨道环线上行驶，作用就是减少后面车的空气阻力。

3.3 胶囊高铁开进城市中心

目的是把客流与地面上的货流进行分离。货运就在地面上，因为混凝土罐车达四五十吨，还有钢筋运输车等工程车辆的载重是非常大的，而且常常超载，所以放在地面上进行运营。这样大大地提高了客运的安全性及便捷性，同时地面交通压力会大为减轻，从而减少大城市的交通拥堵。

3.4 城市应急系统组成部分之一

重庆穿楼轻轨列车在2006年正式运营，至今安全运营十余年，证明了轨道交通穿楼技术的成熟。图7展示了穿越医院塔楼的概念示意图。未来医院急诊也许在八楼，小车通过穿楼轨道直接快速进入医院大楼。

3.5 平躺的摩天大楼

建筑物的立面要受到风荷载的作用。随着高度的增高，风荷载增大，建筑物的横向振幅增大，使居住性变差。迄今为止，几乎所有摩天大楼都被用作办公，很少有人选择在强风下令轻微摇动的大楼作为住宅。摩天大楼不仅在建设过程中会产生大量的综合性污染，而且建成后会产生系列污染以及一些难以清除的隐患，世界各国对此持越来越谨慎的态度。北欧、西欧国家早就掌握了摩天大楼建筑技术，但现在绝大部分建筑在5层以下。由此可见，摩天大楼筹划兴建应该科学从事，盲目而上甚至互相攀比是一种“近视”行为，从而会酿成不良的后果。

可以这样想象：把摩天大楼里垂直电梯在平面上放平，把小镇穿在一起，它就形成了一个平躺摩天大楼。电梯就是快速便捷的城市胶囊高铁。

3.6 混流模式是全球最大的交通难题

混流模式是未来十年实现不了无人驾驶的主要原因之一，从无人驾驶测试结果反映，全球难以实现无人驾驶。尤其在我国有几百万快递小哥，他们每月收入可以到1万多，但是伤亡的快递小哥也不少。他们的行动轨迹是布朗运动，是没有规律的、突发的。他们电动车出现危险驾驶的时候，电脑及真人反应速度都难以避免交通事故。

3.7 系统的安全性

安检时不需要人下车，而是环保的无损伤探测，在上高架轨道系统的引桥上，或者通过电梯上高架轨道的一个合适位置会设置检测桩，对整个车辆进行无损伤探测。系统建立必须有军方及高铁软件专家的介入，必须由国家力量建立一个封闭式系统。有N道军用级硬件防火墙，防止黑客入侵。

3.8 胶囊高铁系统研发重点、难点

城市轨道交通高架线具有建设和运营成本低、建设速度快，乘坐观景效果好等显著优势，在国内外均有较为成熟的应用。尤其是对于连接中心城区与外围的郊区线或市域线，高架线无疑是一种比较经济合理的敷设方式。桥梁是轨道交通高架线的载体，高架桥在长度上基本占高架线路的90%。高架桥在城市中穿越，占城市空间比例较大，是高架线景观主体，且为永久性城市建筑。当300公里时速高速行驶时，路面若出现大的高差必定造成极大安全隐患，所以基本上要把轨道设置在一个平面上，只允许很小坡度，这样会造成局部出现特别高的桥墩;在高架轨道上采用裸露或者是隐蔽式轨道，还要在研发中综合考虑。现在城市在进行道路建设中基本采用传统模式，高架系统建造必定在沿线搭设大量模板支撑体系，以及维护结构，把本已较稀少的路面资源再次临时占用，造成交通越来越堵，甚至局部直接封路。未来在新体系建造中，将研发像立竹竿一样的积木式快拆体系，这对路面影响是最小的。

4 胶囊高铁系统的意义

新高架轨道系统的意义是划时代的。简述如下：（1）京沪高铁的开通增大了站点城市和非站点城市之间以及非站点城市之间的差异，加剧了样本区域发展的不均衡，但减小了站点城市之间的差异，促进了其均衡发展。据此推论，城市中心的胶囊高铁同样可以减少城市内各个区域之间的差异。建筑界人士认为，高度超过300米，在庞大的维护管理费用面前，摩天大楼已经失去了节约用地的经济意义，所以平躺的摩天大楼更加具有成本及工期的优势。（2）因为传统的汽车高架系统都进行了混流，所以高架桥的建造成本较高、周期较长的。新系统将改变传统模式，它是真正意义上实现客货分流的，在安全性上将大大提高。采用积木拼装模式，建设周期以及成本都将压缩一半以上，也保证了运营维护成本降低。（3）在轨道系统上全程由量子计算机进行操控，人为操纵是非法的，用相对低成本实现了无人驾驶。（4）营造良好的交通环境，提升出行幸福感。公共汽车和地铁的开心程度低于其他方式，公共汽车和地铁的疲劳程度较高，地铁的难过程度较高。可见，中国城市轨道交通、公共汽车出行服务品质也有待大幅提升。胶囊小车类似战斗机的玻璃罩可以让人感受阳光和城市周边的美景，比在地铁里的体验感好了很多。（5）城市交通发展的道路拥堵压力大大减轻，类似自行车的出行受到关注，是绿色出行方式。通过建设轨道交通快线等方式缩短长距离出行时间，减少由长时间出行引起的负向情绪。（6）全球为拥堵付出了巨额成本：美国每年浪费燃料和时间的总成本高达872亿美元，其中包括42亿小时交通时间和28亿加仑燃料浪费。在欧盟，交通拥堵成本占其GDP的1%以上，每年超1千亿欧元。新系统将大大提高整个城市效率并降低交通事故率及出行成本，同时降低能耗、减少污染。

5 结语

我国能将高铁建设到海底，同样有实力将胶囊高铁建设到城市中心。新系统建立了一个城市内部独立的快速客运交通系统。将高铁、高速公路网络以及电动自行车、胶囊轨道的优势整合在一起，将绽放无限的生命力，形成一个崭新的交通生态系统。它能将高房价拉平，为堰塞湖导流但不决堤，并极大程度缓解大城市的交通拥堵，提高出行的幸福指数。在此刻换道超车，释放传统车市中的核能，我国综合实力将极大提升，中华民族复兴梦指日可待！

参考文献：

[1]孔令斌.新空间规划背景下的城市交通规划[J].城市交通，2019，17（4）：8-10.

[2]张晓莉.城市轨道交通发展模式研究[M].北京：中国铁道出版社，2010.

[3]张学军，李文会，于雷，等.城市轨道交通高架线规划体系构建[J].都市快轨交通，2013，26（4）：1-5.

[4]邵源，范颖玲，江捷，等.基于出行链与情绪感受的出行幸福感研究[J].城市交通，2019，17（4）：1-7.

[5]戴学珍，徐敏，李杰.京沪高速铁路对沿线城市效率和空间公平的影响[J].经济地理，2016，36（3）：72-77，108.

作者简介：唐建军（1975-），男，湖南衡阳人，本科，砺剑（武汉）科技产业发展有限公司总经理，主要研究方向：未来城市交通模式。