新一代城市公交系统初探

摘要：文章介绍了滑动路网载客装置基本结构和在城市公交中的具体使用方法。剖析了传统公交三类主要乘具的共性运行缺陷与个性运行缺陷，探寻缺陷存在的根源，提出用滑动运载消除缺陷、破解都市塞车堵路困局的思路。

关键词：城市公交；滑动路网；乘用方法

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2014）04-0124-03

1 传统公交的纠结

当今世界，几乎在所有的经济发达、国土资源相对紧缺国家的大城市，都程度不同地出现了塞车堵路困局，现行的解决方案都是在扩建或疏通道路、限行或改进车辆性能方面做文章，但此法治标不治本，还会陷入轮番划地造路的恶性循环。过多的占用土地会危及国民的粮食、蔬菜和副食品保障，并会给国家安全和政权稳固带来隐患；对车辆的限行限购，则会伤害国民经济的支柱产业，抑制民众的消费热情，不利于经济的健康发展；而车辆性能的提高对改善道路拥堵状况的作用并不明显。于是加快、加大公共交通发展，提高其在分担代步出行中的比例，成为最正确的选择。然而让人纠结的是，传统公交存在较多的不尽人意的地方，仅凭其现有的的技术和能力，难负重任。

首先，从整体上分析传统的公交系统，无论是地铁、轻轨还是路面巴士在运行方式上，都存在着三个原生的、无法克服的技术缺陷：一是现行的逐站停靠的运行方式，强迫暂不下车的乘客作陪等，乘坐路程越长、经过的站点越多、陪等的次数也越多、效率损失就越大；二是所有需要乘车的人都必须提前去站点候车，随到随乘的情况仅属偶然巧遇，时间浪费严重。不但不适应现代生产生活的快节奏要求，还会使乘客在站点聚集扎堆，造成乘车瞬间的高度拥挤。三是单辆或单列的间断发运，丢失了运载的连续性，阻碍了上述乘具的设计效率实现和运能发挥。其次，分别考察传统公交的三类乘具，其个性弱点也很突出：（1）路面巴士存在平交红灯等待、道路拥堵难行、突发性车人交通事故多等麻烦，效率低下。继续增加投放密度，不但收效甚微，还会进一步加剧道路的拥堵。（2）地铁的容量虽大，但线路极难交叉成网，站点覆盖率低、乘用前后普遍需要多次转乘驳接，便捷性不强，而每一次转乘驳接就给市区交通增加一份压力。再者，受逐水而居驱使，许多大中城市都紧邻江河湖泊，地下水位较高，并不符合地铁建造的地质要求。勉力为之，原本造价不扉的成本还要向上巨增，并会对沿线高层建筑的安全构成威胁。（3）地上轻轨则在造价、运能、效率和便捷性方面都乏善可陈。

传统城市公交的运载技术曾经在历史上发挥过重要作用。但近两百年来再未产生过新锐理念更替和质的飞跃，在生产力高度发达的今天，已明显落后于其他行业的技术进步、跟不上现代生产和生活的节奏。当下的再发展，需要用代际更换意识确立新的起点和目标。按照‘把握科学发展原则，方便群众、综合衔接、绿色发展、因地制宜’ （摘自国发[2012]64号文件。）的要求，发展城市公共交通的起点，建议是大运能、高效率、无事故或少事故；单纯运载技术的最终目标，建议是连续化、集成化、自动化和实现绿色运行。

2 滑动公交的理念

纵深探寻传统城市公交上述缺陷的原因，可以发现与其运载方式有关，无论是轻轨、地铁、还是路面巴士都是采用的同一种运载方式——轮式滚动运载。轮式滚动运载的基本特征是轮子的轴心总是与荷载同时移动相同的空间距离，其优点是灵活、快捷，单体乘具造价低，便于实现点到点的运输。但是也正是这些优点让每个无轨单体乘具都带有天生的主动性，使其在方向、线路和速度上存在特有的发散性，无法集成化、自动化。在无轨轮式滚动乘具高度密集的当下，这种发散性就引发了负面效应，频频发生堵车和交通事故。要根治这些弊端，仍旧在原有的运载方式上做文章自然是行不通的。在新的起点和目标下发展城市公交，需要换一种理念思维，在其他运载方式上做新的尝试和探索。

早在车轮发明之前人类还发明了一种运载方式——滑动运载，其特点是荷载在发生空间位置变化时，荷载自身的底部或其载具的底部与承载面之间始终保持完整接触或密集多点接触，承载面包括水面、大气、大地和工程路面等。我们常见的滑动运载有船舶航运、飞机空运、自动人行道、自动扶梯等。溜冰和滑雪则是滑动运载的体育表现形式。最早的滑动运载是古人用人力或畜力拖拽简易的爬犁运送货物。现今效率最高的滑动运载是自来水的管网输送和天燃气、石油原油的超长距离管道运输。它们充分展现了滑动运载在避免外部干扰，实现大运能、高效率、连续化、集成化和自动化方面的优势。城市公交的新一轮发展能否也选择滑动运载技术呢？简单地模仿套用显然是行不通的！人类是地球上最高级的生命体，安全性是最重要的！不能象水、天然气和石油原油那样，在管道中接受挤压滚翻滑行！但我们可以通过特定的技术手段，建造一种专用的特殊管道，借助专门研制的载具搭载乘客，并由电机驱动载具向前滑行却是完全可行的。作者经过十余年的探索研究，发明了一套专用的、结构并不复杂的滑动运载装置，用计算机将乘具和道路一体化，并使其首尾衔接、连片成网。在确保运载安全的前提下，通过一种特殊的乘用方法，可实现“管道”滑动载客交通，把原本发散的、无序的个人出行转换为有序化、连续化、集成化、自动化，并彻底根除了传统公交的途中陪等、提前候车、间隔发运三大固疾，还可以做到无事故或少事故，该技术完全能够从根本上破解城市的塞车堵路困局。

3 路网的结构与运行

这套专用滑动运载装置主要由两大部分组成：一是专用的特殊承载面——撬道；二是架在撬道上并沿着撬道向前滑行的专用载具——轨撬。

撬道是沿着工程路面的长度方向纵向间隔排列的多个滚轮，滚轮两个一组串在横轴的两端，横轴通过轴承座固定在工程路面上，并由电机驱动作原地旋转。前述的轨撬的底板下面设置两根短轨，并通过短轨搁置在撬道的滚轮上，由旋转的滚轮驱动其向前滑行。轨撬的两侧设置了方向锁定轮，方向锁定轮与撬道上的定位导向面滚动接触，完成对轨撬的侧向定位并导向（图1）。由于撬道上布满了滚轮，行人和其他载具都无法在上面行走或运行，必须是专用的。从节约土地和充分利用城市现有资源考虑，撬道最好依路而建，高架在市区道路的快慢车道的分隔绿岛上方，高度约在5～15米之间。在撬道的两侧需构筑采光护墙，并在其上方设置防雨顶盖，这样撬道便成了并非圆形的异形管道——专用滑道。而轨撬底板的上面应该设置乘客座椅和扶手、栏杆等。

以上滑动运载装置解决了轨撬在通道中的滑行问题，要实现城市的滑动载客公交运输，还需配套专门的技术方法：首先通道要连片成网，并纵横错层、首尾衔接（图2）。这样轨撬在通道内就可以毫无障碍地无限循环运行，达到连续性要求。这样的通道网以下简称滑动路网。滑动路网规划建设的越合理，市民的出行就越方便。其次，要解决乘客如何上下问题。通道内的撬道至少必须有两幅。一幅是恒速撬道，它上面布满了轨撬，撬与撬之间仅用缓冲垫相隔，无需连接。只要设定好电机的转速，轨撬就会按要求始终以恒定的速度周而复始地循环向前滑行。另一幅是变速撬道，它的一侧紧挨着恒速撬道，另一侧间隔设置了若干个上下客站段（本路网供乘客上下的地方是一段较长的区间，约50米。）。根据电脑下达给电机的转速指令，轨撬在经过上下客站段时，按步行缓速向前蠕动滑行，出站后就开始渐逐提速，当速度提到与恒速撬道上的轨撬相同时，就以此速度定速滑行。此时两幅撬道上的轨撬之间的相对速度已经为零。乘客们可以开始相互换位：还要前行的继续留坐在恒速撬道上，无需陪等地仍以原来的速度向前滑行。新上的乘客则换乘到恒速撬道，正式开始他（她）的滑动交通旅程。而即将到站的乘客就换到变速撬道的轨撬上。当变速撬道上的轨撬快要接近下一个站段时便开始减速，当其到达下一个上下客站段时，就又重复以步行速度蠕动滑行，此时乘客可借助同速蠕动的站台十分方便安全地上下路网。这样，变速撬道上的轨撬就一直按缓速蠕动、逐渐提速、恒速巡航、线性减速、再缓速蠕动的节奏，在各个上下客站段之间有规律地反复运行。由于在营运期间变速撬道上的轨撬始终不停地运转，因此，各个上下客站段的一侧的撬道上也就始终排满了缓速蠕动的轨撬。人们可以象在大型商场乘用自动扶梯一样随到随上，根本不需要提前去站台候车，当然也不存在单辆或单列间断发运的情况。严重制约传统公交的运能和效率的三大固疾就这样被被滑动载客交通技术彻底根绝了！仅仅是智能滑动路网的变速撬道的效率和运能就远远高于地铁，再加上恒速轨撬的满网循环运载，智能滑动路网的运能非常巨大，完全可以满足市民代步出行的需求。都市堵车的困局将不复存在。城市上空的雾霾也会被大幅度地被消减。

以上阐述的是滑动路网载客交通技术的基本内容和具体使用方法，真正实施时还需要诸多配套的细节技术给予辅助，限于篇幅不再一一赘述。

本文所介绍的滑动载客的新型装置及其作为城市公交系统时的特殊使用方法，作者已于2013年4月获得国家发明专利授权，专利号为（ZL201110002552.2）

4 城市公交的变革

智能滑动路网载客交通技术的运用，是对传统城市公交老旧技术的更新换代和效能的全面提升，但它也不排斥传统公交的现行运载手段，它们完全可以、也确实需要长期并存。第一，路网与地铁、轻轨在运行速度上相互补充。从方便乘用要求出发，路网的站点间隔不宜太长，这就决定了路网的运行时速不能太快，一般不会超过42公里。需要更快速度的乘客可以通过地铁、轻轨满足。第二，由于历史原因，多数大中城市道路布局的网格化程度并不高，而路网是依道高架而建，服务覆盖必然会留下一些顾及不到的边角和区块，必须依赖路面巴士去填平补齐。另外路网夜间运行很不经济，同时它也需要用夜晚时间进行清扫和检修维护，同样需要路面巴士去填补服务。第三，城市总是在不停地延展扩大，区域交通和城乡联系也离不开路面巴士。第四，路网与传统公交手段并存以后，新一代城市公共交通将形成空中、地面和地下同时载客运输的立体网络，运能将变得空前巨大，市民的出行也将变得十分便利和顺畅。

智能滑动路网载客交通的出现必将给城市公交带来一场战略性的巨大变革：从此市民的出行就会向现代的高效率、大运能、全自动、智能化的系统集成转变，并同时达到无废气排放的绿色环保要求，现代都市的宜居功能也将因此而大幅度地提升。这场变革有点类似人们的用水——从原来的手摇轱辘、肩挑水桶向管道增压自动供水系统的普及推广转变。这场变革还将带动一个全新的机电装备产业集群的出现和兴起，并引领它们走向世界。

十九世纪以来，英国人发明了世界上第一条铁路；美国人建起了世界第一座自来水厂和整套管道增压自动供水系统；德国人发明了世界的第一条高速公路。现在中国的经济规模已经位列世界第二，相信世界的第一个全自动数控滑动路网也一定能在中国率先付诸实施。

作者简介：张元庆，江苏镇江人，经济师。