现代智能无轨电车与传统BRT的综合比对分析

张卓杰 刘家栋 李亘 马喜成 李梁

摘   要：现代智能无轨电车和传统BRT作为中低运量路面交通中具有代表性的两种无轨交通制式，在外观和功能上具有诸多相似性，有效选取合适的车辆制式对于城市未来发展至关重要。本文从技术特性、经济特性、环保特性等方面对二者进行了综合比对分析，为城市路面交通中低运量车辆的选型提供参考。

关键词：现代智能无轨电车  传统BRT  中低运量  对比分析

中图分类号：U482.2                                文献标识码：A                       文章编号：1674-098X（2019）08（b）-0100-03

目前我国城市中低运量路面公交主要有现代智能无轨电车、传统BRT和有轨电车等交通制式，相对而言现代智能无轨电车和传统BRT较低的初期工程建设成本和优异的线路适应更能满足中小型城市发展需求。本文将就这两种路面交通制式的技术、经济、环保等特性进行比较分析。

1  两种路面公交制式的定义及发展现状

1.1 现代智能无轨电车

有别于传统无轨电车，现代智能无轨电车结合储能式有轨电车和地面公交技术特点，是一种以智能导向和智能驾驶技术为特性，利用储能装置供电并能适用于所有路权形式的中小运量创新型城市路面公交系统。

我国有近百年无轨电车运营史。热潮期，全国26个城市4794辆无轨电车在线上运营[1]。进入新世纪后，因为灵活性差、占用城市空间等问题被逐渐边缘化，多个城市缩减了车辆规模甚至停止运营，截至2014年，仅剩10个城市1850辆车仍在运营[2]。随着“智能化、绿色化、便捷化”等概念的不断推广，无轨电车结合智能技术和储能技术回到人们的视野，消除了全线密集架空接触网对城市景观的影响，在“治堵”的同时亦可作为城市风景观光附带产品，已有株洲、宜宾、哈尔滨等多个城市规划了现代智能无轨电车系统。

1.2 传统BRT

传统BRT是一种基于普通公交系统，以地面线网为基础，结合高性能大巴技术获得一定时空优先权和政策优先支持的新型地面公交运营系统[3]，其相对于常规公共汽车具有快速、准时、大运载能力等优点。

昆明是我国第一个采用BRT概念的城市[4]，经过20年的发展，广州、杭州、厦门等城市均开通了BRT线路。由于存在配套设施（如信号优先装置、特殊BRT站等）未完善、规划管理不到位等诸多问题，依靠BRT解决国内城市交通拥堵状况收效甚微，目前已有多个城市减少了BRT线路数量或降低线路级别。

2  两种公共交通方式的综合比较

2.1 技术特性

2.1.1 线路适应能力

现代智能无轨电车和传统BRT采用橡胶轮走行，二者垂向曲线通过能力几乎一致，均有较好的爬坡能力。但在平面曲线能力方面，现代智能无轨电车采用先进轨道交通技术和智能导向循迹方式，可自由穿梭于各种车辆之间，其协同控制和转弯能力较依靠目视操作的传统BRT更為突出。如中车株机公司“超轨列车”采用多轴轴控转向并配置多套ACU铰接装置，走行更为灵活，最小转弯半径仅15m，而传统BRT则更多的使用单轴转向和常规铰接式装置，其能够适应的最小转弯半径为24m[3]。

2.1.2 运能分析

众所周知，单位时间内的车辆运输能力与车辆长度、发车频次有着密切的联系。随着无轨电车技术的飞速发展，30m级现代智能无轨电车开始出现在人们的视野中，如中车株洲电力机车有限公司“超级虚拟轨道列车”达34.8m，定员为320人。反观BRT，受制于目视操作以及网络控制系统能力薄弱等多方面的影响，车长方面一直没有很大的变化，导致载客能力大大受限，目前世上最长的南昌BRT为27m，定员仅270人。

基于运营方的协调管理能力以及城市的交通系统成熟度考虑，目前绝大多数BRT和无轨电车发车间隔为2～5min。假设发车间隔2min，中车株机“超级虚拟轨道列车”最大高峰单向运量为9600人/h，远超南昌BRT的8100人/h。也就是说，在发车间隔相同的情况下，已有现代智能无轨电车大于最长BRT的客运能力。

2.2 经济特性

2.2.1 车辆购置成本

现代智能无轨电车结合了诸多轨道交通车辆的先进技术及标准，初期采购成本较传统BRT要高。参考类似项目报价，30m级现代智能无轨电车售价约为2200万左右（寿命30年）。15～20m长的传统BRT售价200万左右（寿命10年）[2]，若按30年使用周期计算，相同载客量的BRT采购费用约1200万左右。

2.2.2 维护成本

现代智能无轨电车驱动电机使用寿命较传统BRT发动机要长，并且电动机比发动机的维修费便宜，导致现代智能无轨电车维护成本相对较低。根据相关数据研究，传统BRT的维修成本为7.7元/km，现代智能无轨电车为6.6元/km，若每车运行300km/d，1辆现代智能无轨电车一年节省维护费用12.05万元，全寿命周期节约成本达361.5万元。

2.2.3 能耗成本

现代智能无轨电车能耗成本主要为电力费用，传统BRT则为油耗费。在全球燃油价格飞速增长的大环境下，传统BRT能耗成本相对现代智能无轨电车要高。30m级现代智能无轨电车较相同载客量的BRT能耗对比（车辆行驶300km/d）如表1所示，一年节约燃料费用42.8～52.8万元，按30年使用寿命计算，降低能耗成本1285.4～1583.4万元。

因此，相同运营线路条件下，车辆购置费用的差异导致传统BRT的初期运营成本要低于现代智能无轨电车。但在长期经济效益方面，考虑购置成本、维护成本、能耗成本等多方面因素，1列30m级现代智能无轨电车30年综合运营成本较相同载客量传统BRT节约646.9万元～944.9万元，若一个项目按20列车计算，全寿命周期内，现代智能无轨电车将会节省过亿元的综合运维费用。

2.3 环保特性

现代智能无轨电车和传统BRT对环境的影响主要体现在大气和噪声两方面，虽有部分汽车厂尝试采用纯电或其他燃料为动力减少BRT对环境的影响，但是由于技术和资金等问题，并未取得很大的成效，短期内难以大量推广，城市BRT仍将以燃油动力为主。本文将就现代智能无轨电车和传统燃油BRT在大气和噪声这两方面的污染进行详细比较。

2.3.1 大气污染

直接污染方面，传统BRT在行驶过程中会直接排放对身体有害的颗粒物质和气体，而现代智能无轨电车采用电力驱动，运行时几乎无尾气排放，其直接排放量几乎为0。从间接污染方面来说，发电产生的大气污染也要远低于燃油的生产、存储和运输过程的污染程度。详细对比如表2所示。

2.3.2 车辆噪声

车辆噪声主要来自于发动机、轮胎、尾气排放等方面。现代智能无轨电车和传统BRT均采用胶轮驱动，轮胎噪声几乎一致。由于现代智能无轨电车主要通过电机驱动车辆，而传统BRT多采用燃油发动机牵引，二者在尾气排放噪声和发动机噪声方面区别较大。根据国外对比研究经验，线路条件一致的情况下，现代智能无轨电车的噪声通常比传统BRT低10～15dB。

2.4 安全性

现代智能无轨电车整车和部件大部分遵循轨道交通车辆设计标准和方法，车辆电气集成、机械校核分析、整车试验等工作也与轨道交通车辆类似，其制造和试验验收标准都是传统BRT无法比拟的;此外现代智能无轨电车配备了高精度导航、激光雷达、线控刹车等安全防护设备，弯道跟随偏差极小，保障了列车的安全运行。而BRT完全依靠人工手动驾驶，无任何安全辅助措施或设备，加之车辆较长，特别是在弯道处难于控制，易出现事故。

2.5 对比小结

现代智能无轨电车与传统BRT对比如表3所示。

3  结语

本文通过对现代智能无轨电车和传统BRT在技术特性、经济特性、环保特性、安全性等多方面的比较研究发现，现代智能无轨电车和传统BRT均能作为城市中低运量交通运输工具，但是现代智能无轨电车在安全舒适、节能高效、绿色环保以及美观性等方面具有不可比擬的优势。虽然现代智能无轨电车初期投入较高，但随着使用时间的推移，现代智能无轨电车长久型经济特性就会慢慢凸现出来，可在全周期寿命内为城市节约更多的车辆运维成本。综合而言，现代智能无轨电车更能适应未来城市中低量运输的发展需求。

参考文献

[1] 刘勇，王秀宝，崔树森，等.无轨电车何去何从[J].驾驶园，2012（1）：34-36.

[2] 王健.无轨电车的技术发展与复兴[J].客车技术与研究，2014（5）：60-62.

[3] 龙倩倩，任海滨，马喜成，等.现代有轨电车与快速公交BRT的比较分析[J].电力机车与城轨车辆，2007，37（5）：74-80.

[4] 杨晓，张银兴，杨阳.昆明快速公交系统（BRT）适应性及现状发展问题分析[J].现代经济信息，2012（24）：406-407.