揭秘全球首创跨界"智轨"快运系统 "动车组"如何开到马路上?

来源:金羊网 作者:李国辉、李妹妍、曾璇、 席越、 胡小亮 发表时间:2017-06-26 06:00

智轨标准三节编组长32米,采用虚拟轨道跟随技术可以实现无人驾驶、准点运输

智轨标准三节编组长32米,采用虚拟轨道跟随技术可以实现无人驾驶、准点运输 李国辉 摄

可自由编组、无人驾驶,外形酷似高铁动车却没有钢轨——近日,中车集团旗下的中车株洲电力机车研究所有限公司(下称“中车株洲所”)正式发布结合了轨道电车和公共汽车特点的跨界之作“智轨”,迅速吸引了国内外诸多城市关注。

这种标准长度32米,还可以加列车的“巨无霸”将如何在公路上行驶?记者探秘智轨研发企业中车株洲所发现,“智轨”集成了自主创新的全球首个“虚拟轨道跟随控制”技术,利用虚拟轨道,就可以实现智能运行,准点运输。

据中车株洲所透露,智轨发布后,已有国内外20多个城市前去考察其实际运营前景,多个城市已进入第二轮洽谈。

记者 李国辉 李妹妍 曾璇

实习生 席越 通讯员 胡小亮

“智轨”无轨?

自主创新“轨迹跟随控制技术”

智轨,全称“智能轨道快运系统(ART)”。6月2日,这款新型交通工具,在湖南株洲正式发布亮相。

研发这款跨界交通产品的中车株洲所是中车集团旗下轨道交通领域核心企业,其研究和生产领域涵盖了高铁、动车、地铁等轨道交通的核心技术。其中,中国铁路总公司最新发布的中国标准动车组中,被称为 “高铁中国芯”的IGBT芯片,就是由中车株洲所研发生产。

2013年初,中车株洲所副总经理、总工程师冯江华敏锐地察觉到,大城市如今都靠轻轨、地铁等轨道交通解决大运量的交通问题,但仍缺乏一个中等运力的交通工具,解决特定的交通痛点问题;此外,中小城市由于没有能力上轻轨、地铁,普遍存在着公共交通运输能力差的问题,如果有一款中等运力的交通工具,就可以作为中小城市公共交通的主要运输系统。

有需求就有研发的动力。冯江华在国外考察时,突发奇想:能否把有轨电车的物理钢轨给取消掉,设计一种没有轨道,却能像轨道交通车辆运行的虚拟轨道车辆,让列车跟公共汽车一样行驶在城市的柏油路上?

尽管只是初步设想,但他意识到,如果这一产品能够研发出来,占领这一新的技术高地,或许就能引领国内外新一代轨道交通的潮流,成为“中国智造”走出去的新成果。

“那个时候,脑子里整天都在想,一辆天上没有网线,地上没有轨道,集合了现代有轨电车的运载能力和公交车灵活性的优点的跨界智能轨道列车究竟长什么样子?” 研发团队的核心技术骨干肖磊回忆称。

3年的试验和努力,冯江华的团队研发出了“虚拟轨道跟随控制”技术,一举解决了这一难题。

“虽然我们在物理上的钢轨已经取消掉了,但是我们所有的轮子都行驶在同一条轨迹上面。”ART项目车辆系统工程师张陈林告诉记者,“虚拟轨道跟随控制”技术,就是通过车载各类传感器识别路面虚拟轨道线路,将运行信息传送至列车“大脑”(中央控制单元),根据“大脑”的指令,在保证列车实现牵引、制动、转向等正常动作的同时,能够精准控制列车行驶在既定“虚拟轨迹”上,实现智能运行。

这一核心技术,需要依托车辆中的“多轴转向系统”来实现,这一系统减小了转向“内轮差”,降低“视线死角”带来的影响。由于该技术的存在,智能轨道快运列车降低了因车身变长造成的事故率,且确保了整体通过性能的前提下提升整体运输能力。

可自由编组

标准32米整车可以满载300人

在中车株洲所的试验场地上,记者看到,长达32米的智轨列车“霸气侧漏”,车身创新采用了复合材料和铝合金结构,车轮是与飞机轮胎相同材质的胶轮。

张陈林告诉记者,如果按照32米长的3节标准编组,智轨列车可以载客超过300人,如果是5节编组,载客量就可以达到500人。

“根据不同的通道设计和交通情况,智轨可以实现更长,载客量更大的编组。”张陈林告诉记者,尽管智轨列车很长,但它采用了高铁动车组的双车头设计,完全省却了掉头难的麻烦。

同时,因为采用了智能虚拟轨迹进行跟踪控制,智轨的车转弯半径与普通公交车相当,且比普通公交车辆的通道宽度更小。

尽管智轨列车没有刻意宣传可以“无人驾驶”,但实际上,智轨的“虚拟轨道跟随控制”技术就为其实现无人驾驶提供了技术保障。据了解,在研发试验中,利用“虚拟轨道跟随控制”技术,智轨列车的直线跟随误差小于10cm,圆周跟随误差也小于50cm。

2016年8月,项目组成功将无人驾驶技术应用于智轨列车,使列车具备“更强大脑”,有智能的环境感知能力,自动地分析车辆行驶状态,实现替代人操作,并在紧急状态下实行人工干预。

“按照我们的运行设计,方向盘是可以取消不用的。可是,在城市的路面上行驶,智轨可以走好自己的路线,但别的车却有可能会偏离方向或者对智轨列车造成影响,所以这个时侯,就需要司机介入,使用方向盘进行人工驾驭行驶。”冯江华告诉记者。

编辑:龙
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