- 1 -現代化城市高密度高速交通體系城市高鐵項目商業計劃書張瑞敬長征汽車制造廠退休工程師提要：大城市的交通擁堵和尾氣污染證明了私人轎車已經不再適合現代大城市需要。私人轎車的泛濫證明了現有大型公交車系統已經不再適合富裕起來的城市居民需要。“大型公交車+私人轎車+開放式道路”為主流的交通體系是低密度交通時代的產物，已經不適應現代化城市高密度交通的需要。“信息互聯網+輕軌互聯網+軌道電動轎車城市高鐵系統”是一種高密度、高速度、高效率的一站直達式交通體系，符合后現代化城市的高密度交通需要,可以作為未來后現代化城市的主流公共交通模式。城市高鐵交通體系是徹底消滅堵車和尾氣污染的強有力手段。關鍵詞：城市高鐵系統，輕軌互聯網，軌道電動轎車，虛擬列車，可調度性，快速直達，體系化運行。Modern urban high density rapid transit systemUrban high-speed rail system(UHSRS)Zhang ruijingChangzheng automobile manufacturing plant retired engineerAbstract: traffic congestion and exhaust pollution in large cities have proved that private cars are no longer suitable for the needs of modern big cities.The proliferation of private cars proves that the existing large bus system is no longer suitable for affluent urban residents.- 2 -“Large bus + Private Car + open road“ as the mainstream transportation system is the product of the low density traffic era, and has not adapted to the needs of modern urban high-density transportation.“Information Internet +light rail Internet + electric car city - high speed rail system“ is a one stop direct traffic system of a high density, high speed, high efficiency, i t meets the needs of high-density transportation in modern cities, and can be used as the mainstream public transport mode for future modern cities, The urban high-speed rail traffic system is a powerful tool to completely eliminate traffic jams and exhaust pollution.Key words: Urban high-speed rail system(UHSRS), light rail Internet, rail electric cars, virtual trains, schedulability, fast through, systematic operation. 一， 解決堵車和污染問題需要創新思維大城市堵車和尾氣污染現象，嚴重惡化了城市環境，已到了非徹底治理不可的地步。而交通擁堵和尾氣污染的直接原因是私人汽車無節制地發展，超過了城市交通體系的承載能力。造成私人轎車泛濫的原因是目前的大型公共交通工具已經無法滿足富裕家庭對交通的需求，私人轎車成了他們唯一的選擇。根治的辦法只能是以公共交通取代私人轎車。而目前的公共交通無法和私人轎車競爭。對公共交通進行革命性改造，使之比私人轎車更加快捷、舒適、方便，才能吸引人們主動放棄私人轎車而選擇公交，才是治本之策。地鐵、輕軌、BRT 專用道雖然都是大運量交通工具，有利于緩解交通壓力，但是，它建設投資大、占用面積大，不可能覆蓋所有- 3 -街區。因為它們是大型交通工具，仍然要站站停車、不同線路要中轉、高峰期擁擠以及夜間不能提供服務，不能與私人轎車相比，無法取代私人轎車。北京市地鐵通車里程最高，但汽車保有量也最高（超過 570 萬輛），就是例證。電動汽車:電動汽車確實可以解決空氣污染問題，但它們仍然是在開放的地面道路上行駛，不可能解決堵車問題，及停車位不足問題，動力電池的高成本使它不具備商業競爭力，靠政府高額補貼不是長久之計。（北京市假如更換 500 萬輛電動汽車，每輛車補貼五萬元，就是 2500 億元）這說明了，開發任何大型交通工具都無法替代私人轎車；開發任何地面交通工具都無法避免堵車。只在現有交通體系框架下局部改進或補充雖然可以緩解交通壓力，但無法徹底解決堵車和尾氣污染問題，舊的交通系統已經走到了它的盡頭。我們必須走出思維定勢，解放思想，另辟蹊徑，開發全新的城市交通體系，才能一勞永逸地徹底根治堵車和尾氣污染。二，現行交通體系的本質和弊端分析大型公交車+私人轎車+開放式道路為主流的現行交通體系是低密度交通時代的產物，它只適合低收入時代的低密度車流，效率低、容量低,無法適應后現代化城市對高密度、高速度、高效率交通體系的需求。具體表現形式如下：- 4 -1，大型公交車的特征低速度，不舒適，不方便；低速度：因為所有大型公交車都要站站停車上下客、不同線路要中轉，平均速度無法提高，注定是低速度交通工具。不舒適、不方便：大型交通工具高峰期擁擠不舒適，夜間不能提供服務不方便，但當人們收入提高后，就不愿意再去擠公交，私人轎車變成了他們的唯一選擇，導致私人轎車保有量爆發式增長。新聞聯播報道，國內汽車保有量超過一百萬輛的城市已經超過 40 個，11 個城市的汽車保有量超過 200 萬輛 。在可以預見的未來這一形勢只會加劇、不會逆轉。另據 2015 年七月統計，深圳市每公里道路平均承載汽車 502 輛，如果排成一排都擠不下。2， 私人轎車的特征低效率； 私有屬性：私人轎車的私有屬性導致利用率低下，造成有限道路資源、停車位資源、車輛資源的嚴重浪費。不可調度性：私有汽車不可能全程統一調度，難以科學配置有限的道路資源，無法使道路資源利用效率最大化，極易造成道路上車輛局部集中而導致堵車，并且因為各行其是而難以疏解。3，地面開放式道路的特征低速度：- 5 -私人轎車本來是快速直達交通工具，但是把眾多汽車放到地面開放式道路上就只能變成低速交通工具。地面開放式道路無法適應后現代化城市高密度高速度交通需求。在地面開放的、平面交叉的道路上前后左右的車輛和行人互相干擾太大，車輛越多越嚴重，幾乎呈幾何級數增長關系，限制了車速提高；道口的紅綠燈也使汽車只能走走停停，無法高速行駛。當紅燈時相鄰兩個道口等待車隊長度達到一定值后，就會連等幾個綠燈都無法通過，這一效應還會影響到后續一系列道口，造成交通癱瘓。汽車走走停停頻繁制動加速會耗費更多能源；汽車紅燈時老是怠速，導致凈化器失效會加重空氣污染；頻繁制動會摩擦出更多顆粒物，空氣中難以凈化的黑色微粒很大一部分來自輪胎和瀝青路面。4，獨立運行車輛的特征低密度：車密度與車速的矛盾：現有的公交大巴、私人轎車、出租汽車、電動汽車、無人駕駛汽車都是獨立運行車輛，所以前方必須留足緊急制動距離，速度越高所需制動距離越大，只適合低密度交通。一旦車輛太多，車輛密度太大時，車速必然降低，低到一定程度就導致交通擁堵。這就是獨立運行車輛密度與速度的矛盾。5，公路汽車的主要問題高污染、高能耗：- 6 -高污染：因為動力電池的高成本，使電動汽車難以普及，無法替代化石能源車，尾氣污染問題難以解決。而且報廢動力電池處置不當還會造成水體污染。高能耗：在公路上行駛汽車輪胎會反復被擠壓和弛放，大量機械能變為熱能，會浪費大量能源，還會使輪胎發熱老化、縮短輪胎壽命。以上幾條說明了現行交通體系本質上是一種低密度、低速度、低效率、高排放的交通體系。也說明了，堵車和污染問題的根源既有車的問題、又有路得的問題、還有管理的問題；既有硬件問題、又有軟件的問題，是個系統性問題。如果只是在一兩個方面進行改進，而不是徹底改變整個交通體系，方法再先進都無法徹底解決堵車和污染問題。必須各方面的改進同步到位才有希望取得成功。三， 新型交通體系的市場定位和開發方向根據以上分析，解決堵車和污染問題必須從車、路、管各方面入手，硬件、軟件全面改革。開發新型交通體系的市場定位是取代城市的主流交通體系，而不是在舊交通體系下的的補充和改進。我們現在為解決堵車和尾氣污染所采取的工程措施，如地鐵、輕軌、BRT 專道、電動汽車、無人駕駛汽車等，都沒有跳出原有交- 7 -通體系的框架（地鐵、輕軌仍是大型公交車；電動汽車、無人駕駛汽車仍在開放的道路上行駛），只能起到緩解作用，延緩舊的交通體系的消亡，不可能從根本上徹底解決問題，更不可能適應未來后現代化城市更高密度、高速度交通的需求，實際上是在走彎路，早晚會被淘汰。未來后現代化城市隨著高收入人群增多私人轎車會更多，這要求：一是必須改造道路，使道路通過能力大幅度提高；二是公共交通工具必須比私人轎車更加快捷、舒適、方便才有可能取代私人轎車；三是提高交通資源的使用效率。由此出發，未來交通體系的開發方向應該是：1， 以個性化小型公共交通工具替代大型公交車，解決站站停車速度慢問題、擁擠問題、不舒適問題。2， 所有道路必須實現全封閉、全立交，才能全面提速，才能大幅度提高道路通過能力。3， 全部公交車輛統一監控調度，科學高效配置道路資源和車輛資源，提高道路和車輛的利用效率。4， 開發多車聯動技術，解決車輛密度與速度的矛盾，實現零車距下高速行車。5， 公交線路實現全市互聯成網，城市任意兩點之間無需換乘，實現一站式快速直達。6， 公共交通全面電驅動，徹底消滅尾氣污染。- 8 -7， 新型快速公共交通覆蓋每個街區，方便所有城市居民就近上下車，無需接駁，像轎車一樣方便。8， 公共交通晝夜 24 小時無人值守提供服務。以上八條缺一不可。四，消除堵車和污染的途徑根據現有科學技術認知水平，和現有企業工藝裝備能力，開發能滿足現代化城市需要的高密度、高速度、高效率、高性能、低成本、零排放的交通體系的方向只能是：1，公交轎車化：大型公交車必須站站停車、高峰期非常擁擠，從來就無法和私人轎車競爭，才造成私人轎車泛濫。公交車必須轎車化，才能像轎車一樣快捷、舒適、方便，實現一站直達，才有可能取代私人轎車，改變城市轎車泛濫的局面，從而消滅堵車現象。（公共轎車和私人轎車不同，因為它可以統一調度，使用效率高得多）轎車化是現代化城市公共交通的必然歸宿。2，道路軌道化：要提高行車速度，就要實現道路的全封閉、全立交。在寸土寸金的城市，在地面上實現全封閉、全立交是不可能的，出路只有上- 9 -天或入地（高架或地下）。高鐵實踐證明，架空軌道只需要極少的土地就可以實現全封閉，排除兩側行人車輛的干擾，大幅度提高車速和安全性。高鐵的時速可以達到 300 千米，這在公路車是不可想象的。架空軌道交通是未來城市高密度交通的唯一出路。要達到零排放，最現實的是電動汽車；既要電驅動，又要避開昂貴的動力電池，目前只有軌道交通可以直接通過電網供電，大幅度降低電動車輛制造成本，使電動車真正具有商業競爭力。軌道交通沒有輪胎的反復擠壓，比汽車節能很多，符合低碳原則。軌道車更容易實現無人駕駛。因為它是全封閉運行，所以無需360 度不間斷掃描、無需衛星導航、地標識別、無需進行頻繁的復雜計算和信息融合技術，只需簡單的程序控制技術和開關電路，制造難度和生產成本可以大幅度降低。3，轎車列車化：轎車化公交比大型公交人均占道面積更大，會進一步加劇堵車程度，所以必須能夠高密度高速行車才行。要想既加大行車密度又同時提高行車速度，這在獨立運行車輛是不可能實現的，目前具有聯動機制的只有鐵路列車，可以以零車距高速行車而不會追尾。列車化可以極大提高道路通過能力，從而消滅堵車。- 10 -4，駕駛智能化：公共交通轎車化后，因為不能要求每個乘客都會開車，所以必須是無人駕駛的、自動控制的。車輛要實現全城、全程統一監控調度，要實現多車聯動，要解決全天 24 小時無人值守提供服務問題，這都要求軌道轎車就必須具有通信功能、信息共享功能。5， 運行體系化