PRT在低洼多涝地区的应用研究——以九江市江洲镇为例

杜思哲

（北方工业大学建筑与艺术学院，北京 100144）

处于低洼的城市或乡镇地带会受内涝影响，造成经济损失，严重阻碍交通。本文探讨如何防治雨洪灾害，灾害下如何保持交通畅通。

1 PRT系统简述及特点

个人快速交通（personal rapid transit）简称PRT，是一种点对点运输模式的轨道交通系统，能够满足不同使用者的出行需求，车辆时刻待命。PRT系统组成一般包括特定的PRT车辆、轨道、支撑立柱、PRT站台等。PRT轨道架设在地面上，车辆在专用轨道路网上行驶，拥有专属的道路权限，每辆车可以乘坐1～6人，采用电能、太阳能等能源作为动力来源，具备安全性、快速性、私密性等特点，与地面公路相比，PRT轨道建设速度快、施工周期短、投资少、抗山洪能力强，适合在城市或山区河谷搭建。

根据车辆与轨道的运行关系，PRT已逐渐形成悬挂式PRT系统、跨座式PRT系统以及路面轨道两用式PRT等三大类。其中，应用最广泛的是跨座式PRT。本文研究的PRT系统基于北方工业大学胡应平教授的研究成果，得益于胡教授的固定式道岔[1]这项发明专利。固定式道岔与悬挂式PRT系统融合后，可以发挥PRT的各种优势，解决传统PRT车辆在行驶途中若要改变方向，需要提前改变轨道道岔的问题，使悬挂式PRT车辆能够在轨道上自由的改变前进方向，极大地提高运行效率，降低传统道岔变换轨道时产生的巨大能量消耗，使得PRT车辆能够短间距甚至零间距并列行驶[2]。

2 雨洪灾害成因浅析

2.1 自然因素

全球变暖会造成雨洪灾害。气温升高导致海洋蒸腾更多的水汽，加快全球水文循环进程。空气中水分含量增加时，降水强度将增大，强降水频率将提升。此外，地区的水文条件、土壤、地形地貌等地理因素对该地区的降水量及降水频率存在一定影响。

2.2 人文因素

由城市化引起的城市热岛效应能够显著增加城市的强降雨频次，在大城市里尤为明显。1959—2009年，城市化对广州城市降雨量增长的贡献率为44.7%[3]，1893—1999年，上海城区降雨增长率是城郊的1.5倍[4]。城市土地大面积硬化导致降雨时雨水难以渗入土壤，城市排水管网设施老旧、排水能力不足，导致路面极易形成内涝。

3 PRT在江洲镇的应用设计

长江中下游地区为广阔的冲积平原，河流宽展，河道内分布约120余个江心洲。江心洲地势平坦、土地肥沃，是长江中下游地区特有的土地资源[5]。江心岛地理位置特殊，容易受洪涝灾害的影响。汛期时，长江水位上涨，安徽、江西等省市的江心岛容易被江水淹没。江西省九江市江洲镇，是长江下游的一个大冲积洲，处于长江中心，四面环水，与九江市区一江之隔。全镇总面积约108.38 km2，耕地面积4 580万m2，总人口约3.6万人，7 878户，人均耕地面积约1 200 m2，下辖11个村委会与两个场。洲内海拔低于20 m，最低点海拔为14.5 m。境内地势平坦，自西向东平缓倾斜，全镇村落布局较为分散，四周筑有圩堤，多为农田与绿植覆盖。镇内交通便利，除环堤公路外，全镇建设约6 km、贯穿南北的主干道和约14 km、贯穿东西的公路以及村镇之间的若干次干道。对外交通方面，镇内设有多个通向镇外的渡口，主要渡口是位于镇内西南部的江新洲渡口，与镇政府的直线距离约2.5 km。汛期来临时，鄱阳湖倒灌入长江使长江水位上涨，江洲镇容易被洪水淹没，给当地居民带来巨大的经济损失。具体表现为雨洪灾害来临时，镇内外出行不便、生活物资无法及时供给等。将PRT系统引入江洲镇，在一定程度上能够改善江洲镇现有的交通模式，洪涝灾害时，能够最大限度保障居民的日常生活及疏散撤离。

3.1 跨江桥梁

针对江洲镇等江心岛，需要解决对外交通问题。实地考察发现，江洲镇的对外交通形式主要为轮渡，分为客渡与汽渡，轮渡每班次间隔时间约1.0～1.5 h，等待时间较长，遇到大风大雾等天气会出现断航现象。

与传统的轮渡相比，PRT拥有大风大雾下运行不受阻、随叫随到、架设经济等特点。确定跨江桥梁起点时，综合考虑跨江桥梁建造难度与造价，原洲头渡口距离江洲镇的直线距离约900 m，新港渡口距离江洲镇的直线距离约1 km。为降低造价，跨江桥梁的设计路线优先选择距离九江市及江洲镇间的最短路线。拟设计方案以原洲头渡口为起点，架设一条长约1 km的PRT跨江桥。

PRT跨江桥概念如图1所示。

图1 PRT跨江桥概念

PRT跨江桥采用悬索式结构，双线设计，在江面两侧搭建立柱，使用桥塔、吊索、锚碇等结构作为支撑。为保证不干扰航运，参考九江长江大桥设计参数，拟设计PRT桥梁通航净高为24 m，以利于PRT以及大型船只通行。

3.2 线路设想

江洲镇境内地势平坦，有利于PRT轨道的架设。拟设计的江洲镇PRT系统将基于现有交通条件分期进行建设，使其逐步发展成除轮渡及地面交通外的新型公共交通系统，兼顾普通运输与旅游的功能。轨道架设高度应高于镇内百年一遇洪水位，拟定高度（路面至轨道最高点）为9 m。线路可以分为三期建设，全为双线轨道。

江洲镇PRT线路设想如图2所示。

图2 江洲镇PRT线路设想

（1）一期工程。

一期工程为首条PRT线路将沿江洲镇以南布置，覆盖镇内大部分地区。首条PRT路线以九江市洲头渡口为起点，经过跨江桥梁、洲头小学、后埂村、江洲镇政府、官场村、江心洲渡口等站点，最终返回洲头渡口，形成环路。首条PRT线路为连接镇内外的重要交通要道，沿途约长28.3 km。九号村镇政府周边为江洲镇中心地带，线路途经镇内大多数村落，拥有最密集的人流，将第一条PRT线路设计于此，能够减轻道路压力，有利于后期工程的发展。一期工程的PRT站台沿线布置，线路人流量大，拟定每800～1 000 m设置一个PRT站台，满足公共交通的站距设置要求，也可以在后期根据人流量适当开启或关闭部分站台并安排适量的悬挂式PRT车辆。

通过对系统的实验测试说明本系统能够准确判定出螺栓连接的健康状态。与之前利用其它方法判断螺栓松动方法相比存在适用范围更广，实时性更高等特点，而以相位差作为判断螺栓连接健康状态的切入点相对于前面方法更为新颖，可对传统成熟方法进行补充与借鉴。

（2）二期工程。

二期工程则将连接更多的村落单元。镇内村落分布不均。为保证各村落居民均能够便捷地出行，以一期PRT线路为基础布置二期PRT线路。拟定二期PRT线路全长约21 km，呈环形布置，途经绿岛农庄、江州村、团洲村、老洲村等村落，将各村落之间相互连接，成为镇内的主要线路。线路设计根据主要村落的分布位置考虑，各村落间拥有大量的农业用地，可以适当延长站台间距，具体可以根据实际情况在1～3 km内设置站台，项目完工后轨道网将基本布满整个江洲镇地区，镇内外交通将更加便利。

（3）三期工程。

三期工程将以前两期工程为基础，主要环江洲镇四周进行PRT路网的架设，与一、二期工程相连接。工程主要基于“出行+环岛游”的思想进行架设，经过江洲沙滩、养殖场、老年人活动中心等位置，全长约41 km。三期工程线路主要以游玩为主，出行为辅，为游客及镇内居民提供新型交通出行方式，在一定限度上对江洲镇的旅游发展及经济发展有利。三期工程全部完工后，形成覆盖全镇的路网格局，PRT网络将连接镇域内的各个村落、景点，甚至每家每户，洪涝灾害来临时，居民能够依靠PRT系统正常出行及生活。

（4）PRT延长线。

后期拟设计一条连接汇口镇的PRT延长线，线路全长约6.6 km，以向阳渠为起点，属于一期工程的支线，与全部三期工程连接。线路的设计联通汇口镇与江洲镇，极大地方便两地间的交流。

3.3 造价浅析

3.4 基于PRT的物资运输

江洲镇地理位置特殊，生活物资的供给主要通过水路运输进行，汛期的运输效率较低，且存在一定危险性。PRT轨道建设完成，可以在轨道一侧设置多个PRT投递站，循环进行物资投递。利用现有的网络技术作为支撑，使用者可以提前利用网络预约PRT投递车，设置终点，前往指定投放点将货物放进PRT投递车，由中央控制系统规划运行线路，将物品准时投递至终点。在日常生活或灾害发生时，该系统均可以为镇内居民提供生活物资供给。

3.5 远期设想

PRT属于绿色交通，不占用地面资源，可以提升土地利用率。PRT规划时可以搭配建设步行系统，打造生态岛，吸引周边人口定居，供游客参观游玩。PRT可以与底层架空建筑结合，形成新型的适用于低洼多涝地区的抗洪住宅，应用于江洲镇地区；可以单独在建筑外部设置PRT支撑立柱，架设私人专有轨道，与主轨道相连，将建筑屋顶或阳台作为私人PRT停车点，打造与PRT相结合的新型防洪建筑；可以在低洼河谷地区架设可抵抗洪水的PRT站台（安全塔），洪水来临时，居民可以及时（2～5 min）就近爬上附近的PRT站台乘坐PRT迅速离开危险区域。与主城区一江之隔的江洲镇具有较好的区位优势，地处长江中心，风能资源丰富，可以借助PRT打造特色环岛游、油菜花观光游、花海游，形成度假、农家乐、观光于一体的旅游模式；还可利用PRT发展农业，自动喷洒农药，自动播种等。

4 结语

悬挂式PRT能够不受天气、地形的影响，全天候高效运行。采用PRT交通能够减少路面硬化，使雨水更容易渗入地下。在低洼多涝的城市中推广PRT交通模式，有利于绿色生态城市和海绵城市的建设，在乡镇地区发挥重要的作用，为低洼多涝地区应对或减少洪涝灾害提供新的措施。