城市高铁系统项目商业计划书Word格式文档下载.docx
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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。
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：
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：
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：
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，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。
车辆要实现全城、全程统一监控调度，要实现多车联动，要解决全天24小时无人值守提供服务问题，这都要求轨道轿车就必须具有通信功能、信息共享功能。
5，
运行体系化：
现代化战争决定战争胜负的已经不是独立的的兵器、独立的战斗群，而是体系化作战。
特点是可以高效利用全部战争资源。
城市交通也要对一盘散沙的众多资源进行整合，即对全城道路和运行车辆进行全程统一监控调度，以体系化运行来科学、高效配置道路资源和车辆资源，实现效益最大化。
这在高度信息化的今天应当是水到渠成的事。
（车联网、路联网）
6，驱动电气化：
实现零排放无污染的最现实手段是全部车辆实现电驱动。
把上述轿车化、轨道化、智能化、列车化、信息化、体系化、电气化几项要求整合起来，能够全面满足以上要求的交通体系应该是架空轻轨网和智能轨道电动轿车，而且这种轨道电动轿车具有多车联动功能，能以列车方式高速高密度行车。
这应当是现代化城市高密度交通体系的主干。
以下我们简称这种基于高架轻轨和轨道电动轿车的交通体系为城市高铁系统（UHSRS）（Urbanhigh-speedrailsystem），或称个性化快速轨道公共交通系统（Personalizedfasttrackpublictransportsystem）这种轨道轿车（railcar）以下简称小车。
五，
实现方法：
城市高铁系统的硬件构成
1，全覆盖、全立交、全封闭、全互联的超轻型轨道互联网：
轨道网只有全部覆盖每一条街道、每个社区才能让每位乘客就近上车、就近下车，才能像私人轿车一样方便，才有可能全面取代私人轿车。
轨道网只有全立交、全封闭，像高速公路一样，才能取消红绿灯限制，才能排除两侧变道车和行人干扰，才能保持高速运行，保证比私人轿车更快捷。
这样做的好处是，所有狭窄街巷也都能变成快速路，通过能力不亚于主干道，使车流高度分散到每条道路上，避免主干道车流过分集中造成的交通拥堵。
如果未来的轨道交通线路仍像现在的地铁和轻轨一样，分成一条条孤立的线路，线路与线路之间就要中转，还是不方便；
要把全城独立的轨道线路全部互联成网，才能保证每位乘客能够从任意站到任意站实现一站式高速直达，中间不停车、不换乘，比私家车更快。
一个覆盖全市的轻轨互联网就像一个人贯通全身每个部位的血管系统，是一座城市交通充满生机与活力的基本条件。
2，快速变轨道岔：
轨道线要全部互联成网，节点是成功的关键，而所有节点都是道岔。
这种道岔适合任何狭窄街道和道口，可以使轨网覆盖全市。
如果小车以列车方式高密度高速度行车，小车设计车身长度2——3米长，小车序列以60公里以上时速通过一个道岔，相邻小车分别驶向不同方向时，扳道岔的时间大约不能超过0.1秒，现行铁路笨重的道岔不可能做到这样快，即使能做到这样快的扳动频率，也会因为早期磨损或疲劳断裂而损坏，笨重道岔频繁移动还会消耗大量能源。
提高道岔的变轨频率是城市高铁公交系统的难点和关键。
3，智能轨道电动轿车：
小车具有无人驾驶功能、程控择轨功能。
能够自动规划和记忆行车路线，准确识别轨道节点，能与快速变轨道岔精确互动，完成快速变轨操作。
小车采用第三轨取电方式。
采用小型超级电容以实现蓄能电制动和临时短暂供电。
并采用ABS紧急制动和断电弹簧自动制动。
小车重心应尽量接近轨道平面，以减少紧急制动时的抬头和点头现象。
小车设计经济时速市区60公里，城际120公里。
为适应高密度行车需要，小车配备前方和座舱两套缓冲吸能装置，在发生意外灾难时确保乘客安全。
小车最大限度轻量化：
只设一排座椅，容纳一至两名乘客；
车身尽量采用轻金属和复合材料；
采用拉伸有机玻璃加高耐磨涂层代替沉重的玻璃风挡和侧窗；
采用永磁直流轮毂电机驱动，这样可以省去变速器、差速器、离合器，来降低自重。
控制小车自重不超过700kg。
只有小车的轻量化才可以使用超轻型轨道和支撑结构，才可以减少占地面积、减少工程量、缩短建设周期和减少建设投资，才有可能在所有道口全部立交，在所有街巷全覆盖，以方便乘客就近上下车而无需接驳，才能与私人轿车竞争。
4,统一监控与调度中心；
中央控制室设具有强大并行计算能力的主机电脑，通过信息互联网和卫星定位系统对全城小车运行进行统一的全程监控和调度。
主机电脑是快速直达公共交通系统的神经中枢，需要有强大的并行计算能力。
5，可以快速穿越的车站：
要想让每辆小车一站直达目的站，在沿途过路的车站就不能进站停车，那么，在每个车站都要分成高速穿越轨道和进站停车轨道，过路车可以高速通过而不必进站。
这种车站布局要能适合于狭窄街道。
6，自动化立体车库：
为了调整运力，减少轨道上的多余车辆，在郊外设立大型自动化立体车库。
立体车库各层环形轨道之间全部互联，每辆小车可以依靠行车程序自动地出入每层轨道并自动定位，无需借助任何提升机械。
六，
城市高铁系统的软件功能
小车的多车联动功能：
小车可以以虚拟列车方式以零车距快速行车，不管轨道上有多少小车，只要能塞得下就能跑的开，使道路利用率达到最大化。
如果轨道轿车像铁路列车一样用挂钩连接起来，那就和大型公交车没什么两样，还是要站站停车上下客。
所以小车之间必须是无形连接，依靠信息互联实现同时加速、同时减速、同时制动、等速行驶的功能，就是说，小车之间必须有精确的多车联动机制，和灵活的自动编组功能。
多车联动的手段是，利用小车上的局域网或数据链通信系统和小车间的雷达测距、缓冲器压力传感器或仿生触须，来动态调整车距车速，使小车之间具备信息共享和操作联动机制，就像小车之间有无形的挂钩，即虚拟列车行车模式。
例如，一辆小车采取制动操作，所有后续小车便同时采取同样的制动操作；
一辆小车遭遇意外突发情况，所有后续小车便同时感知这一信息，并采取同样应对措施，这样，虽然没有挂钩，小车之间也可以精确联动而不会追尾，就可以解决车速与车距的矛盾，就可以以零车距高速行车，就可以极大提高道路的通过能力。
当一辆小车出站进入高速主轨，便会根据与前方小车的车距不同而采取不同对策:
比如车距在60米以内它便启动高速追赶前车，并越接近时相对车速越慢，达接到近零距离时便接通多车联动系统。
其他小车出站插入小车序列时便主动减速让位并接通联动系统。
灵活编组功能使多车联动功能仅限于小车巡航行驶，不涉及小车程控变轨系统，不影响小车的进站停车。
虚拟列车模式是现代化城市高密度高速交通的唯一选择。
2，小车程序控制功能：
轨道交通的优势是无人驾驶系统非常简单、成本低、可靠性高。
因为小车在封闭的轨道上行驶干扰很少，可以采取简单的程序控制方式记忆和选择行车路线。
当乘客上车时，即在车载电脑键盘或触屏上输入目的站编码，车载电脑自编程软件就可以在起点与终点之间立即选择一条最近线路，自动形成行车程序，以简单的行车程序代替无人驾驶汽车的复杂的辅助驾驶系统，可靠控制小车行驶路线。
小车传感器、识别装置、触发电路在运行中快速识别每个轨道节点，并按照行车程序准确操纵变轨装置，完成快速变轨操作，实现快速直达。
3，小车自动驾驶功能：
小车还装备相对车距、轨道异物探测等传感器，小车车载电脑根据传感器探测数据做出判断，自动调整车速、应对突发情况，保证行车安全。
4，小车的统一监控和调度功能：
中央控制室主机电脑可以根据乘客登车时间、起点站、终点站信息确定每辆小车运行的时间、方位的三维坐标曲线图，并根据卫星定位系统监测到的小车实时运行定位加以校正，再比对各段线路通行能力，测算出何时、何处将会发生拥堵，以及拥堵程度，即刻向有关小车发出调度指令，小车车载电脑根据主机电脑调度指令改写自动形成的原始行车程序，从而改变行车路线，避开热点，将堵车消灭在发生之前，保持道路畅通。
所谓调度指令只是一个或几个轨道节点坐标，车载电脑再根据起点、中间点、终点坐标重新找出最近线段完成行车程序修改。
5,小车的自我诊断功能：
以虚拟列车方式高速运行的小车，一旦有一辆小车发生故障会造成连环事故。
所以体系必须有故障预测功能。
可以在小车上、轨道上安装各种传感器（热、噪声、磁、应力、应变、震动、光、电磁波、超声等），车载电脑可以根据这些传感器的数据异常综合分析、预测出可能发生的故障，提前向管理人员发出预警，并自动引导问题小车退出运营进入维修轨道，并自动通知维修人员。
七，城市高铁系统的性质和特征
城市高铁系统是后现代化城市的主流交通系统。
是一种高密度、高速度、高效率、低成本、零排放的城市交通系统。
城市高铁系统的鲜明特征是：
它将一条条孤立的轻轨线路互联成一个覆盖全市的轻轨网络；
将分散的、独立运行的交通工具组织成一个体系化运行整体；
从而达到交通工具利用率最大化、城市道路使用率最大化，实现快速直达。
这一交通体系的显著优势是：
和私人轿车一样舒适、私密、方便；
以虚拟列车模式实现多车联动，可以高密度、高速度行车，极大提高道路通过能力；
3，
体系化运行，全部小车全程统一调度,科学高效配置各种交通资源；
4，
全城（城市群）高速直达，中间无需停车、换乘；
站点覆盖全城，随地可就近上下车，无需摆渡；
6，
全天24小时无人值守提供服务，和私人轿车一样方便；
7直接从电网供电，实现零排放、无污染、制造成本低。
8全部小车无人驾驶。
以上几点可以全面达到我们开发新型交通工具的预设目标。
八，
城市高铁系统的比较优势
与私人轿车相比;
城市高铁体系可以做到以平均60公里以上的时速一站高速直达目的站，中间不停车、不换乘、不减速，远比私人轿车更加快捷。
乘坐城市高铁不用考驾照、不用维修保养、不用洗车、不用年检、不用买停车位、交停车费、不用交保险。
与公交大巴相比：
城市高铁系统可以一站快速直达目的车站，中间不用站站停车、不用换乘、不会堵车，大巴无法相比。
高峰期不会拥挤，比大巴舒服。
体系可以全天24小时提供服务，公交大巴根本做不到的。
与地铁、轻轨相比：
地铁投资每公里高达7-8亿元,轻轨2-3亿元，线路还不可能全覆盖每个街区，不是随处都可以乘坐地铁、轻轨。
而城市高铁体系架空轻轨投资不到地铁的十分之一,占地面积极少，可以做到街区全覆盖，可以使每位乘客就近上下车。
地铁也有站站停车不能直达和高峰期拥挤问题；
而城市高铁一站直达、且不会拥挤。
与电动汽车相比：
电动汽车仍是独立运行车辆，仍在开放的道路上行车，堵车在所难免。
电动汽车动力电池存在高成本问题，如果没有政府高额补贴，马上就会退出市场。
城市高铁直接从电网供电，无需动力电池，制造成本低，运行费用低，无需政府补贴，也没有废电池、电解液污染危险，完全绿色环保。
与未来的无人驾驶汽车、互联网汽车相比：
无人驾驶汽车在开放的道路上行驶，干扰因素太多，需要不间断地进行360度扫描，需要激光、雷达测距、GPS定位、地标导航、多种传感器，需要辅助驾驶ADAS系统（含16个子系统），需要复杂的信息融合技术，自动控制系统必然非常复杂，可靠性难以确认，而且价格昂贵，缺乏市场竞争力。
轨道轿车则在封闭的轨道上运行，干扰因素很少，自动控制系统简单、可靠、成本低。
无人驾驶汽车虽有道路规划功能，但路况始终处于变动之中，所以无法与城市高铁的路况预测和统一调度功能相比。
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