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-1-现代化城市高密度高速交通体系——城市高铁项目商业计划书张瑞敬长征汽车制造厂退休工程师提要：大城市的交通拥堵和尾气污染证明了私人轿车已经不再适合现代大城市需要。私人轿车的泛滥证明了现有大型公交车系统已经不再适合富裕起来的城市居民需要。“大型公交车+私人轿车+开放式道路”为主流的交通体系是低密度交通时代的产物，已经不适应现代化城市高密度交通的需要。“信息互联网+轻轨互联网+轨道电动轿车——城市高铁系统”是一种高密度、高速度、高效率的一站直达式交通体系，符合后现代化城市的高密度交通需要,可以作为未来后现代化城市的主流公共交通模式。城市高铁交通体系是彻底消灭堵车和尾气污染的强有力手段。关键词：城市高铁系统，轻轨互联网，轨道电动轿车，虚拟列车，可调度性，快速直达，体系化运行。ModernurbanhighdensityrapidtransitsystemUrbanhigh-speedrailsystem(UHSRS)ZhangruijingChangzhengautomobilemanufacturingplantretiredengineerAbstract:trafficcongestionandexhaustpollutioninlargecitieshaveprovedthatprivatecarsarenolongersuitablefortheneedsofmodernbigcities.Theproliferationofprivatecarsprovesthattheexistinglargebussystemisnolongersuitableforaffluenturbanresidents.-2-Largebus+PrivateCar+openroadasthemainstreamtransportationsystemistheproductofthelowdensitytrafficera,andhasnotadaptedtotheneedsofmodernurbanhigh-densitytransportation.InformationInternet+lightrailInternet+electriccarcity-highspeedrailsystemisaonestopdirecttrafficsystemofahighdensity,highspeed,highefficiency,itmeetstheneedsofhigh-densitytransportationinmoderncities,andcanbeusedasthemainstreampublictransportmodeforfuturemoderncities,Theurbanhigh-speedrailtrafficsystemisapowerfultooltocompletelyeliminatetrafficjamsandexhaustpollution.Keywords:Urbanhigh-speedrailsystem(UHSRS),lightrailInternet,railelectriccars,virtualtrains,schedulability,fastthrough,systematicoperation.一，解决堵车和污染问题需要创新思维大城市堵车和尾气污染现象，严重恶化了城市环境，已到了非彻底治理不可的地步。而交通拥堵和尾气污染的直接原因是私人汽车无节制地发展，超过了城市交通体系的承载能力。造成私人轿车泛滥的原因是目前的大型公共交通工具已经无法满足富裕家庭对交通的需求，私人轿车成了他们唯一的选择。根治的办法只能是以公共交通取代私人轿车。而目前的公共交通无法和私人轿车竞争。对公共交通进行革命性改造，使之比私人轿车更加快捷、舒适、方便，才能吸引人们主动放弃私人轿车而选择公交，才是治本之策。地铁、轻轨、BRT专用道虽然都是大运量交通工具，有利于缓解交通压力，但是，它建设投资大、占用面积大，不可能覆盖所有街区。-3-因为它们是大型交通工具，仍然要站站停车、不同线路要中转、高峰期拥挤以及夜间不能提供服务，不能与私人轿车相比，无法取代私人轿车。北京市地铁通车里程最高，但汽车保有量也最高（超过570万辆），就是例证。电动汽车:电动汽车确实可以解决空气污染问题，但它们仍然是在开放的地面道路上行驶，不可能解决堵车问题，及停车位不足问题，动力电池的高成本使它不具备商业竞争力，靠政府高额补贴不是长久之计。（北京市假如更换500万辆电动汽车，每辆车补贴五万元，就是2500亿元）这说明了，开发任何大型交通工具都无法替代私人轿车；开发任何地面交通工具都无法避免堵车。只在现有交通体系框架下局部改进或补充虽然可以缓解交通压力，但无法彻底解决堵车和尾气污染问题，旧的交通系统已经走到了它的尽头。我们必须走出思维定势，解放思想，另辟蹊径，开发全新的城市交通体系，才能一劳永逸地彻底根治堵车和尾气污染。二，现行交通体系的本质和弊端分析大型公交车+私人轿车+开放式道路为主流的现行交通体系是低密度交通时代的产物，它只适合低收入时代的低密度车流，效率低、容量低,无法适应后现代化城市对高密度、高速度、高效率交通体系的需求。具体表现形式如下：-4-1，大型公交车的特征——低速度，不舒适，不方便；低速度：因为所有大型公交车都要站站停车上下客、不同线路要中转，平均速度无法提高，注定是低速度交通工具。不舒适、不方便：大型交通工具高峰期拥挤不舒适，夜间不能提供服务不方便，但当人们收入提高后，就不愿意再去挤公交，私人轿车变成了他们的唯一选择，导致私人轿车保有量爆发式增长。新闻联播报道，国内汽车保有量超过一百万辆的城市已经超过40个，11个城市的汽车保有量超过200万辆。在可以预见的未来这一形势只会加剧、不会逆转。另据2015年七月统计，深圳市每公里道路平均承载汽车502辆，如果排成一排都挤不下。2，私人轿车的特征——低效率；私有属性：私人轿车的私有属性导致利用率低下，造成有限道路资源、停车位资源、车辆资源的严重浪费。不可调度性：私有汽车不可能全程统一调度，难以科学配置有限的道路资源，无法使道路资源利用效率最大化，极易造成道路上车辆局部集中而导致堵车，并且因为各行其是而难以疏解。3，地面开放式道路的特征——低速度：-5-私人轿车本来是快速直达交通工具，但是把众多汽车放到地面开放式道路上就只能变成低速交通工具。地面开放式道路无法适应后现代化城市高密度高速度交通需求。在地面开放的、平面交叉的道路上前后左右的车辆和行人互相干扰太大，车辆越多越严重，几乎呈几何级数增长关系，限制了车速提高；道口的红绿灯也使汽车只能走走停停，无法高速行驶。当红灯时相邻两个道口等待车队长度达到一定值后，就会连等几个绿灯都无法通过，这一效应还会影响到后续一系列道口，造成交通瘫痪。汽车走走停停频繁制动加速会耗费更多能源；汽车红灯时老是怠速，导致净化器失效会加重空气污染；频繁制动会摩擦出更多颗粒物，空气中难以净化的黑色微粒很大一部分来自轮胎和沥青路面。4，独立运行车辆的特征——低密度：车密度与车速的矛盾：现有的公交大巴、私人轿车、出租汽车、电动汽车、无人驾驶汽车都是独立运行车辆，所以前方必须留足紧急制动距离，速度越高所需制动距离越大，只适合低密度交通。一旦车辆太多，车辆密度太大时，车速必然降低，低到一定程度就导致交通拥堵。这就是独立运行车辆密度与速度的矛盾。5，公路汽车的主要问题——高污染、高能耗：-6-高污染：因为动力电池的高成本，使电动汽车难以普及，无法替代化石能源车，尾气污染问题难以解决。而且报废动力电池处置不当还会造成水体污染。高能耗：在公路上行驶汽车轮胎会反复被挤压和弛放，大量机械能变为热能，会浪费大量能源，还会使轮胎发热老化、缩短轮胎寿命。以上几条说明了现行交通体系本质上是一种低密度、低速度、低效率、高排放的交通体系。也说明了，堵车和污染问题的根源既有车的问题、又有路得的问题、还有管理的问题；既有硬件问题、又有软件的问题，是个系统性问题。如果只是在一两个方面进行改进，而不是彻底改变整个交通体系，方法再先进都无法彻底解决堵车和污染问题。必须各方面的改进同步到位才有希望取得成功。三，新型交通体系的市场定位和开发方向根据以上分析，解决堵车和污染问题必须从车、路、管各方面入手，硬件、软件全面改革。开发新型交通体系的市场定位是取代城市的主流交通体系，而不是在旧交通体系下的的补充和改进。我们现在为解决堵车和尾气污染所采取的工程措施，如地铁、轻轨、BRT专道、电动汽车、无人驾驶汽车等，都没有跳出原有交通体系的框架（地铁、轻轨仍是大型公交车；电动汽车、无人驾驶汽车仍-7-在开放的道路上行驶），只能起到缓解作用，延缓旧的交通体系的消亡，不可能从根本上彻底解决问题，更不可能适应未来后现代化城市更高密度、高速度交通的需求，实际上是在走弯路，早晚会被淘汰。未来后现代化城市随着高收入人群增多私人轿车会更多，这要求：一是必须改造道路，使道路通过能力大幅度提高；二是公共交通工具必须比私人轿车更加快捷、舒适、方便才有可能取代私人轿车；三是提高交通资源的使用效率。由此出发，未来交通体系的开发方向应该是：1，以个性化小型公共交通工具替代大型公交车，解决站站停车速度慢问题、拥挤问题、不舒适问题。2，所有道路必须实现全封闭、全立交，才能全面提速，才能大幅度提高道路通过能力。。3，全部公交车辆统一监控调度，科学高效配置道路资源和车辆资源，提高道路和车辆的利用效率。4，开发多车联动技术，解决车辆密度与速度的矛盾，实现零车距下高速行车。5，公交线路实现全市互联成网，城市任意两点之间无需换乘，实现一站式快速直达。6，公共交通全面电驱动，彻底消灭尾气污染。7，新型快速公共交通覆盖每个街区，方便所有城市居民就近上下车，无需接驳，像轿车一样方便。-8-8，公共交通昼夜24小时无人值守提供服务。以上八条缺一不可。四，消除堵车和污染的途径根据现有科学技术认知水平，和现有企业工艺装备能力，开发能满足现代化城市需要的高密度、高速度、高效率、高性能、低成本、零排放的交通体系的方向只能是：1，公交轿车化：大型公交车必须站站停车、高峰期非常拥挤，从来就无法和私人轿车竞争，才造成私人轿车泛滥。公交车必须轿车化，才能像轿车一样快捷、舒适、方便，实现一站直达，才有可能取代私人轿车，改变城市轿车泛滥的局面，从而消灭堵车现象。（公共轿车和私人轿车不同，因为它可以统一调度，使用效率高得多）轿车化是现代化城市公共交通的必然归宿。2，道路轨道化：要提高行车速度，就要实现道路的全封闭、全立交。在寸土寸金的城市，在地面上实现全封闭、全立交是不可能的，出路只有上天或入地（高架或地下）。高铁实践证明，架空轨道只需要极少的土地就可以实现全封闭，排除两侧行人车辆的干扰，大幅度提高车速和安全-9-性。高铁的时速可以达到300千米，这在公路车是不可想象的。架空轨道交通是未来城市高密度交通的唯一出路。要达到零排放，最现实的是电动汽车；既要电驱动，又要避开昂贵的动力电池，目前只有轨道交通可以直接通过电网供电，大幅度降低电动车辆制造成本，使电动车真正具有商业竞争力。轨道交通没有轮胎的反复挤压，比汽车节能很多，符合低碳原则。轨道车更容易实现无人驾驶。因为它是全封闭运行，所以无需360度不间断扫描、无需卫星导航、地标识别、无需进行频繁的复杂计算和信息融合技术，只需简单的程序控制技术和开关电路，制造难度和生产成本可以大幅度降低。3，轿车列车化：轿车化公交比大型公交人均占道面积更大，会进一步加剧堵车程度，所以必须能够高密度高速行车才行。要想既加大行车密度又同时提高行车速度，这在独立运行车辆是不可能实现的，目前具有联动机制的只有铁路列车，可以以零车距高速行车而不会追尾。列车化可以极大提高道路通过能力，从而消灭堵车。4，驾驶智能化：公共交通轿车化后，因为不能要求每个乘客都会开车，所以必须是无人驾驶的、自动控制的。-10-车辆要实现全城、全程统一监控调度，要实现多车联动，要解决