楊敏杰

（中車青島四方機(jī)車車輛股份有限公司，山東 青島 266111）

當(dāng)今，全球城市景觀正處于一個(gè)重大的轉(zhuǎn)型之中，“智慧城市”是現(xiàn)代化都市競(jìng)相打造的目標(biāo)。其中，智能公共交通網(wǎng)絡(luò)將是智慧城市不可或缺的重要組成部分。本文將從尖端的機(jī)車車輛到數(shù)據(jù)收集和連接、可持續(xù)運(yùn)營(yíng),以及乘客娛樂(lè)系統(tǒng)來(lái)介紹智能鐵路在未來(lái)城市中的作用。

1 數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的鐵路

智能鐵路最重要的特征之一是連通性。通過(guò)車廂和車站之間穩(wěn)定的WiFi 或4G 信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)連接，乘客可以在旅行中隨時(shí)獲取新聞信息，并實(shí)現(xiàn)工作和娛樂(lè)。同時(shí)，運(yùn)營(yíng)商可以通過(guò)利用數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛運(yùn)行狀態(tài)，為列車提供預(yù)測(cè)性維護(hù)，為運(yùn)營(yíng)服務(wù)提供質(zhì)量和保障。

從智能公交卡到無(wú)線掃描工具再到以乘客為中心的手機(jī)應(yīng)用程序，交通數(shù)據(jù)使相關(guān)組織能夠幫助人們實(shí)時(shí)管理客流和不斷改進(jìn)服務(wù)。

手機(jī)應(yīng)用Moovit，就是一個(gè)很好的例子。Moovit 用戶數(shù)量已經(jīng)超過(guò)了1 億人，用戶遍布全球79 個(gè)國(guó)家、1700個(gè)城市。在2016 年8 月里約熱內(nèi)盧奧運(yùn)會(huì)期間，Moovit 與里約熱內(nèi)盧市政府建立了合作關(guān)系，為當(dāng)?shù)?00 萬(wàn)居民、100 萬(wàn)游客和11300 名運(yùn)動(dòng)員提供了優(yōu)質(zhì)服務(wù)（見(jiàn)圖1）。

圖1 Moovit 手機(jī)應(yīng)用界面

該應(yīng)用程序可以幫助游客和運(yùn)動(dòng)員隨時(shí)掌握到奧運(yùn)場(chǎng)館的最佳路線，最大限度地減少高峰時(shí)段的干擾。同時(shí)，即使在城市中有2000 條路線發(fā)生變化的情況下，該款A(yù)PP 也為當(dāng)?shù)毓步煌ㄏ到y(tǒng)提供了可靠的導(dǎo)航服務(wù)。在整個(gè)奧運(yùn)會(huì)期間，為當(dāng)?shù)亟煌ㄌ峁┝硕噙_(dá)350 萬(wàn)個(gè)警報(bào)提示。

2 通過(guò)交通重塑城市

隨著人口的增加和人口流動(dòng)的改變，我們的城市和交通網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)將不得不重新設(shè)計(jì)。這就是“微型中心”興起背后的想法，這是一種人口分布的新概念，目前在密集的城市空間被開創(chuàng)。

例如，在過(guò)去30 年中，法國(guó)的平均通勤距離增加了63%，因此，該國(guó)目前正在測(cè)試城郊微型中心（位于巴黎以外的塞納圣丹尼斯和巴黎薩克利），這些中心將住宅和工作場(chǎng)所集中在同一空間。

據(jù)項(xiàng)目背后的大巴黎公司（Société du Grand Paris）介紹，這種新模式的一個(gè)產(chǎn)品是大巴黎快速交通系統(tǒng)，這是專門為“重新設(shè)計(jì)居住空間”和“遏制城市蔓延”而建造的。

該項(xiàng)目涉及建設(shè)一個(gè)覆蓋4 條新增線路和68 個(gè)全新互聯(lián)車站的自動(dòng)地鐵系統(tǒng)，每天為200 萬(wàn)乘客提供服務(wù)。2016 年6 月中旬開始施工，預(yù)計(jì)將持續(xù)到2030 年。

大巴黎快速交通系統(tǒng)不僅將挑戰(zhàn)傳統(tǒng)的城市交通思維方式，而且旨在將車站轉(zhuǎn)變?yōu)橥ㄇ凇①?gòu)物、生活和工作等多功能集于一體的綜合場(chǎng)所（見(jiàn)圖2）。

圖2 大巴黎快速交通系統(tǒng)規(guī)劃圖

3 以氣候?yàn)橹行牡蔫F路網(wǎng)

目前，全球城市在以驚人的水平發(fā)展，在這過(guò)程中，智慧鐵路不僅僅為繁榮的社區(qū)提供日常服務(wù)，還需要承擔(dān)部分責(zé)任，以減少空氣污染和危險(xiǎn)排放。因此，可持續(xù)發(fā)展將是先進(jìn)鐵路系統(tǒng)的核心部分。智利圣地亞哥地鐵（Metro de Santiago）就是這樣一個(gè)例子，拉丁美洲第二大地鐵系統(tǒng)宣布從2019 年開始，將有60%的能源來(lái)自太陽(yáng)能和風(fēng)能項(xiàng)目。作為首都最大的能源消耗系統(tǒng)之一，圣地亞哥地鐵能源利用的轉(zhuǎn)型，被認(rèn)為是國(guó)家氣候行動(dòng)目標(biāo)的轉(zhuǎn)變（見(jiàn)圖3）。

圖3 為圣地亞哥地鐵提供電力的光伏發(fā)電場(chǎng)

印度喀拉拉邦（kerala）也有類似的計(jì)劃。2018 年6月，高知地鐵（kochi metro）宣布，其四分之一的電力供應(yīng)將來(lái)自太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。高知地鐵的22 個(gè)車站都將安裝屋頂太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)。

目前，德里和孟買是另外兩個(gè)使用太陽(yáng)能的著名地鐵系統(tǒng)，印度2017-2018 年的預(yù)算包括，作為政府1000兆瓦太陽(yáng)能任務(wù)的一部分，計(jì)劃用太陽(yáng)能為大約7000 個(gè)火車站供電。在墨爾本也有類似的舉措，市政府提議在維多利亞州北部建造大型太陽(yáng)能發(fā)電場(chǎng)，為該市的電車提供電力。英國(guó)也在最近公布了一項(xiàng)研究結(jié)果，研究在軌道沿線安裝太陽(yáng)能電池板，為該國(guó)的電動(dòng)火車提供電力的可行性。

4 適應(yīng)危機(jī)

盡管數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的預(yù)測(cè)性維護(hù)至關(guān)重要，但有時(shí)無(wú)法避免信號(hào)中斷和緊急情況。

2017 年8 月至9 月，颶風(fēng)“厄爾瑪（Irma）”襲擊了加勒比海和美國(guó)東南部，造成102 人死亡，損失超過(guò)620 億美元。由于基礎(chǔ)設(shè)施遭到洪水破壞，鐵路服務(wù)受到嚴(yán)重影響（見(jiàn)圖4）。

圖4 遭到洪水破壞的鐵路和車輛

但在適應(yīng)能力和恢復(fù)能力方面，CSX 運(yùn)輸公司在颶風(fēng)襲擊該地區(qū)數(shù)小時(shí)內(nèi)重建了鐵路服務(wù)；美國(guó)東南部的鐵路服務(wù)及進(jìn)出佛羅里達(dá)北部的服務(wù)在24 小時(shí)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了恢復(fù)，一周時(shí)間使得遍及該州絕大多數(shù)地區(qū)的鐵路服務(wù)恢復(fù)了正常。風(fēng)暴過(guò)后，CSX 運(yùn)輸公司一直積極通過(guò)慈善捐款和實(shí)物捐助幫助社區(qū)和個(gè)人恢復(fù)。通過(guò)以上事例，說(shuō)明了鐵路在社區(qū)中的作用可以超越日常通勤。

同樣，在英國(guó)，在一次恐怖襲擊中，3 人開車撞上行人并刺傷路人，造成7 人死亡。突發(fā)情況下，倫敦交通局采取一系列緊急措施，使得在不到30 小時(shí)的時(shí)間內(nèi)重新開放倫敦橋火車站，解決了上下班高峰期的交通問(wèn)題，因此而受到表彰。

5 無(wú)人駕駛系統(tǒng)

目前，至少?gòu)募夹g(shù)角度來(lái)看，符合絕大多數(shù)智能鐵路標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)是無(wú)人駕駛地鐵。

Wavestone 在全球范圍內(nèi)的26 個(gè)網(wǎng)絡(luò)中確定了40條無(wú)人駕駛線路，而國(guó)際公共交通組織（UITP）統(tǒng)計(jì)了55條無(wú)人駕駛線路，其中包括輕軌系統(tǒng)（LRV，Light Rail Vehecle）、自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng)（AGT，Automated Guide Transit）、載客量低于100 人的列車及磁懸浮技術(shù)等。

根據(jù)UITP 的數(shù)據(jù)，到2025 年將有2300 公里的無(wú)人駕駛地鐵線路投入運(yùn)營(yíng)，而現(xiàn)在只有800 公里左右（見(jiàn)圖5）。

圖5 青島造無(wú)人駕駛列車駛向新加坡

無(wú)人駕駛系統(tǒng)發(fā)展迅速有如下三個(gè)方面原因：首先，與現(xiàn)代城市集成度較高。由于無(wú)人駕駛的系統(tǒng)往往是較新的，設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了和現(xiàn)代城市環(huán)境的集成性，因此，無(wú)人駕駛系統(tǒng)和城市融合集成性比較好。其次，可以更靈活地運(yùn)營(yíng)。因?yàn)樽詣?dòng)駕駛解決方案可以快速適應(yīng)可用容量，因此在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中可以更加靈活多變。第三，系統(tǒng)安全高效。由于無(wú)人駕駛地鐵消除了許多由人為失誤造成的風(fēng)險(xiǎn)和延誤，因此這意味著列車可以安全運(yùn)行，間隔時(shí)間更短。

如今，81%的無(wú)人駕駛地鐵線路位于人口超過(guò)50 萬(wàn)的城市，Wavestone 報(bào)告中排在首位的城市有巴塞羅那、哥本哈根和迪拜。預(yù)計(jì)到2025 年，亞洲和歐洲將分別占無(wú)人駕駛地鐵里程的33%和30%，其次是中東，將占25%。

6 娛樂(lè)列車

德國(guó)鐵路運(yùn)營(yíng)商DB（Deutsche Bahn）開發(fā)了一款“創(chuàng)意火車”（IDEENZUG）。該列車為雙層設(shè)計(jì)，列車配置有平板電腦支架和隱私艙、一輛餐車、一個(gè)家庭區(qū)域、一個(gè)配有健身自行車和虛擬教練的健身工作室，以及一個(gè)游戲機(jī)和供年輕乘客玩的區(qū)域。這輛與30 家工業(yè)和技術(shù)制造商合作設(shè)計(jì)的IDEA 列車被稱為“未來(lái)的通勤列車”（見(jiàn)圖6）。

圖6 IDEENZUG 列車內(nèi)部布局圖

就目前的情況來(lái)看，雖然很難找到一種服務(wù)涵蓋了構(gòu)成智能鐵路真正愿景的所有要素，但是，智慧鐵路的概念在很大程度上仍然是令人向往的，也不意味著這種理念遙不可及?，F(xiàn)在的鐵路每天都在進(jìn)行著無(wú)數(shù)創(chuàng)新性地調(diào)整和改進(jìn)，無(wú)論是技術(shù)上的、基于數(shù)據(jù)的還是以設(shè)計(jì)為中心的，這些都是為了改善乘客體驗(yàn)，這就使我們向著智能鐵路的目標(biāo)更近了一步。