PRT个人捷运系统的发展趋势及可行性研究

刘亚宁 刘家栋 李桂安

(中车株洲电力机车有限公司 湖南株洲 412000)

1 PRT概述

PRT(Personal Rapid Transit)是个人捷运交通，其主要特色为使用具有2～6人容量的小型车辆，通过自动化控制，在复杂的路网中运行，并经由岔道转出进入主线运载乘客。美国先进运输协会给出了一系列表征PRT系统特征的描述，主要包括“全自动无人驾驶的小型车辆（通常是1～6人）；专用的轨道系统；轨道可设置于地上、地面或地下；使用离线车站；车辆运行过程中无需换乘和中转；能为乘客提供即时、全天候、门到门服务[1]。”

目前，已有运营业绩的有英国希思罗机场、阿联酋Masdar、美国摩根敦线、印度Amritsar、韩国顺天市线等。全球范围内具备PRT基础技术的公司主要有英国Ultra、荷兰2getthere、Vectus等。国内目前有成都天府国际机场已确定建立PRT线。

2 PRT系统发展趋势

2.1 PRT产品定位

PRT的定位是提供个人化、定制化、私密化的运输服务，所以载客量不应太大，宜采用小型化车辆、专用道路。应用于密集的城市建筑群、做为大众运输系统的支线系统、大型停车场的运转系统、机场的接驳等。PRT系统具有如下优点：

（1）通过专用路轨保障行驶的通畅性，可以高速安全行驶。

（2）采用中间不停靠、不换乘，实现一站式直达，乘坐体验良好。

（3）是自动驾驶领域最容易实现工程化应用的方案，且最能发挥出自动驾驶的优势。

（4）改善城市功能布局，使城市发展更加均衡。

2.2 传统PRT系统的局限性

传统PRT目前只用于区域、支线接驳等专线交通。其市场定位并非消灭交通拥堵，而是在拥堵的城市里开辟一条快速通道，如果作为城市主流交通体系仍然有些问题需要解决。传统PRT的问题：

（1）技术较为落后，尤其是无人驾驶技术不成熟，前期没有先进的传感器、没有大数据支持、没有人工智能的决策算法等，导致车辆运行间距大，难以形成设计运能。

（2）车辆通讯技术不成熟，早期项目依赖有线传输，固定闭塞区间，无线通信延时较高，信号不稳定。且移动支付尚未形成，使得站台和售票系统过于复杂。

（3）探索阶段定位不清晰，示范线路设计不佳，没有根据PRT特点选择合适线路。

（4）缺乏编队运行的技术，无法实现高密度运行模式。

（5）前期投入较高，根据国外项目经验，如果在国内上马PRT系统，预估造价在1～2亿/km，高额的前期投入限制了PRT的发展。

2.3 新一代PRT系统的“革新”

新一代PRT要想具有竞争力，主要是从提高传统PRT系统的运能和可达性两个方面提出改进措施，如下：

图1 希斯罗机场PRT线

图2 智能化道路示意

（1）交通线路网络化：要提高PRT系统的可达性，这就要将现在PRT的线形交通线路联结成网络交通线路，并且覆盖全城每个角落、全城轻轨线路全部互联互通，形成全市的一体化网络，这样，在全城任意两点之间都可以形成通路，可以实现任意两个站点之间的点到点一站直达，确保每个乘客可以就近上下车，一站直达，中间不停车、不换乘，足以与私人轿车比可达性。

总而言之，传统出租车行业和网约车在运作模式，价格以及服务流程等方面确实存在着众多客观差异，加上其他代步工具的增长，人们对出租车的需求确实不如过去。但是在如今的“互联网+”时代，这对其来说未必就是件坏事，过去僧多粥少的局面现在可以通过各方面的协调合作，未必不能实现社会资源有效利用的最大化，从而实现互惠互利的美好局面。

（2）自动驾驶编队行驶：采用V2X技术实现小车行驶列车化，小型车载客量少、运能必然低，要提高运能只能通过提高车流量来实现，而车流量大小取决于车速和车距，而城市里车速有限制，只有设法在高车速下缩小车距，能够高密度、高速度行车。

（3）交通资源运行一体化：要提高城市交通工具的效率，就要实行体系化运行，以交通工具的全面信息共享和体系化运行来提高运输效率，实现全城、全程统一调度，科学配置交通资源，极大提高运行效率。这是公共交通的小车和私人轿车的最大不同。没有一体化就没有高效的城市交通。

这样，就使PRT系统既有大型公交的大运能，又有私人轿车的可达性，还有轨道交通的高效率，成为大运量PRT个人快速交通系统，就可以将它的应用范围从支线摆渡工具扩大到整个城市的骨干交通网，成为一种高密度、高速度、高效率、高性能、零排放、无污染、低能耗的交通系统。

2.4 新一代PRT的技术“变革”

2.4.1 智能化道路

构建面向自动驾驶的智慧道路系统，在轨道上布满各种传感器、指示装置、触发装置、通讯线路、计数器等，融合智能感知、高精度定位和车路通信功能，使走过的小车可以完全掌握全市轨道上小车流量信息、轨道占用信息、轨道安全信息、车辆位置信息，并可直接获取指令，使小车的自主导航更加可靠，为车辆提供安全，效率的出行环境和全方位信息服务。

2.4.2 智能化车辆

2.4.3 虚拟列队行驶

如果车辆仍然是独立运营，那么车辆的运营仍无法以高密度快速行车，只有缩短列车间距，提高车速，才能提升PRT系统的运输能力。基于5G和专用短程通信（DSRC）的V2V技术实现列车虚拟列队行驶，缩小车距，提高车速，车头时间距离从5s降低至0.5s，可以提高交通系统的整体效率。

2.4.4 可以快速穿越的车站

车站轨道与高速穿越主轨呈并列双轨，进站停车和快速穿越小车互不干扰，保证每辆小车都可以一站直达目的站，在主轨上中间不停车、不换乘、不减速。

3 可行性研究

高额的前期投资是PRT系统的主要不足之处，成都天府机场PRT线初步预算达1亿/km，同时PRT在市场开发及设计制造阶段亦存在相关风险，如下。

（1）行业风险。

我国PRT产业尚未起步，产业链尚未形成，整车及关键零部件制造有关的行业标准、检测、认证、设计、咨询、配套服务等方面存在很多空白，有经验的行业从业人员不足，将制约产业发展。

（2）市场风险。

目前公交系统运营公司的车辆大多从国内客车厂家中的二、三线厂家采购，其采购价格偏低。因此PRT系统的介入在一定程度上将影响原运营公司体系。

（3）技术风险。

①无人驾驶技术：目前在非轨道交通领域的无人驾驶技术运用经验较少，且该系统涉及自动控制、GPS定位等技术相对较复杂，需与国内外相关企业合作进行技术开发或引进。

②系统调度技术：整个PRT系统中最关键的是系统调度软件，而目前国内没有类似的产品或相关的技术储备，所以系统调度技术的研究势在必行。

③系统设计标准：PRT从最原始的概念设计到目前存在的大量的系统设计，其中有些问题具有很高的争议性。问题之一在于PRT没有统一的系统设计标准，很多方面尚未被人接受。

④V2X技术：目前国内V2X技术的发展还处于初级阶段，商业模式尚未明确，相关的标准较为缺乏，如果装车应用，需要进行试验性探索。

4 结语

当前国内新制式交通产业发展迎来机遇期，PRT由于其快速、便捷、准时、私密等特点正是代表未来交通理念的一种新模式，现有专用路权的无人驾驶技术、人工智能、大数据等技术日趋成熟，通过二次创新和整合，可以打造全新的中小运量交通系统，本文作者认为，在未来PRT具有很大的发展空间。