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王小磊：高级工程师，曾经任重庆市公共交通控股（集团）有限公司电车公司总工程师、BRT公司书记兼副总经理、公交维修公司总经理、恒通客车顾问等。现任吉尔吉斯斯坦共和国史德洲（ШыдырЖолКейДжи）有限责任公司总机械师。
跨界融合技术创新的智慧索道系统王小磊前言客运索道因具有[1]：适应大坡道、河流等复杂地理环境、低寿命周期成本、系统结构简单、系统效率接近90%、无污染、无需建设道路等优点，已经越来越多的成为现代城市公共交通工具。随着科学技术的发展，日趋成熟的无人驾驶车辆技术以及智慧交通技术的普及，通过跨界融合技术创新的、具有混合动力的智慧索道系统也开始进入城市公共交通领域。1.智慧客运索道系统简介常规的索道车厢以承载索为导轨，靠钢索牵引运行。基于技术和建设成本等多种因素限制，索道系统一直没有直达支线运营服务，出行者往往需要中转才能到达目的地。智慧索道把高效率的钢索牵引索道与悬挂式轨道技术结合起来[2]，运用最新的：电动车+轨道驱动技术+无人驾驶车辆技术，克服了常规索道仅靠钢索牵引的结构局限，使索道干线不需下车换乘就能直达支线目的地，在较大程度上减少了出行者的出行时间。1.1牵引与轨道1)双承载牵引系统：据[2]介绍智慧索道在使用钢索牵引运行时采用了双承载牵引系统（Doublecarrying-haulingropesystems），其目的除了提高恶劣气候条件下运行安全性与稳定性之外，还在于当车厢进入车站时，通过双承载牵引系统能够减少摇摆或冲击且准确定向；2)轨道：与常规索道系统不同，智慧索道系统架设了相似于悬挂式轻轨列车的轨道。车厢的智能防撞装置，并且允许索道车厢也可以像传统的脉动式索道一样，由多个车厢串联运行，在地面看着就如同悬挂式轻轨列车（如图1），鉴于索道车厢与车厢之间的安全距离以及车厢载客量较小等原因，这种轨道比悬挂式轻轨列车的轨道在占用空间及建设成本等方面均要低很多，建设周期也较短。3)运行：索道+轨道的复合运输系统：在索道段，依靠钢索牵引+承载钢索运行；离开索道段，则脱离钢索沿架空轨道运行。架空轨道可以根据地形条件进行架设，几乎不需要像设计索道那样考虑沿线弯道行驶轨迹的曲率，可以方便在城市楼宇间或楼宇内穿行。1.2车厢结构及设备智慧索道的车厢结构[3]如图2所示，车厢内部的服务设备与普通公交车基本相同：有智能终端和辅助设备（通讯、空调、媒体广播、照明等）；车厢通过悬挂摆臂与最上方的转向架（BOGIE转向架，一词源于轨道车辆）相连，转向架上除了抱索器等常规索道必不可少的的配件之外，还安装有电机驱动系统和与电动车类似的的“三电系统”，以及配合电驱动使用的行驶系统，储能设备（锂电池和超级电容）则安装在车厢底部。1.3工作原理1)行驶：车厢在钢索牵引段行驶时，车厢与常规索道一样在钢索牵引下行驶。当脱挂抱索器解开时，车厢失去钢索牵引动力之后，车厢的动力由储能设备和轮边电机提供，将车厢送入轨道。在车厢从轨道进入钢索牵引段时，其过渡段的驱动力同样是由储能设备和轮边电机提供动力。这期间车厢之间的安全距离以及系统内的调度和乘客需求、安全等等一系列控制与动作，都是由车厢内的车载智能终端与后台智慧系统服务器的协调下共同完成的。2)混合动力：如图2所示，车厢是采用混合动力驱动的。经过与钢索和轨道的过渡段，进入既定的导轨之后，敷设在轨道侧面的接触线将为车厢提供动力，同时也给储能设备充电，此时的能源状态与带辅助能源的轨道车辆类似。此外，在进出车站时，车厢通过四台轮边电机进行加速或减速，当减速时可以进行再生制动为储能设备充电。在钢索牵引时，储能设备将为车厢内的供电。当环境及系统条件允许时，还可以在车厢顶部和轨道支架顶部安装太阳能板，节约能源费用。3)设备安全：索道的设备安全级别高于地面公交及轨道，其检测标准与空中悬挂列车相同。除了对索道系统设备各类数据要进行监控外，涉及到车厢及相关的设备安全会由车厢内的智能终端的专家系统管理，对各重要部位及部件的采集的数据进行安全运行的现场诊断，同时也会通过车载智能终端实时分析并传至管理后台数据库，通过数据分析，制定预防性维修计划，通过所有设备及零部件的正常运行来确保安全运营。2.运营在空中移动的智慧索道系统，通过“5G”通讯网络进行数据传输，并入城市智慧公交运营系统，成为城市快捷公共交通系统的组成部分。2.1智慧化运营管理1)机动性：因智慧索道使用混合动力以及具有单独或编组行驶的特点。在客流高峰时段可以采用脉动索道方式编组进行大运量运行；在客流较少时，则可根据客流需要合理调停车厢在站内待命。通过智慧索道车厢的这种机动性，可使系统及车厢的运行效率最大化。2)智慧管理：智慧索道的营运及设备安全管理同样至关重要，因其变化因素及复杂程度远高于常规索道。不过因系统的智慧化，可以便捷的满足通勤者的定制化服务需求，还依靠无人驾驶汽车管理技术，在OD点对车厢的启、停、驻车及维修进行管理，才能在如此复杂的条件下有条不紊的进行营运。采用专家系统进行管理的智慧索道系统，将比常规索道传统的人工管理，更容易进行预防性维修，而且更加安全可靠。2.2成为城市立体化智慧公交网络的重要环节城市客运索道多是建在城市中特定地形地貌的环境中，如果不与城市中其它公共交通方式构成运营网络，将增加其运行成本。事实上，现代城市拥挤程度日趋严重的城市交通，不可能仅靠一种交通方式很难解决高效出行问题。而且交通的社会与经济效益，都必须来源于多种交通所组成的公交网络。索道亦是如此，如纽约的罗斯福索道，在其西站与地铁N、Q、R线及多条地面公交接驳，在其东站与红线巴士接驳，为进出罗斯福岛的通勤者和游客提供方便的同时，也为企业带来较高的经济效益。智慧索道不但具备常规索道方便“登山”与“过河”，而且几乎无污染、无噪音、建设周期短而且成本低廉的特点，系统本身的智慧化为可以与城市中的其它公共交通工具进行信息共享，智慧索道与轨道交通类似的高准点率，将成为城市公共交通出行网络无缝接驳的重要环节。随着城市交通各交通系统间壁垒的打破和5G通信进入城市公交系统，MaaS（MobilityasaService，出行及服务）为在各地城市的应用创造了条件，智慧索道也可以方便的接入MaaS平台，，与地铁、常规公交、形成立体化智慧公交服务网络，并将填补MaaS平台中轮式交通工具的不足，为通勤者提供高效、便捷的出行服务。3.信息安全智慧索道系统的运行信息，都是通过公共无线网络进行通信的。在高度开放的信息时代，加入MaaS平台的智慧索道系统也不可能是一座信息孤岛，对公共网络的依赖程度越高，所面临的信息安全风险将越大。虽然可以建立系统内层层加密的网络防护，在公共通信环境受到损坏时，确保系统内的运行安全，但面对变化多端的网络袭击，如何进行智慧化防御及检测与维护，将会是智慧索道绕不开的难题之一。4.小结
城市化的迅速发展，城市内的剩余空间越来越小，要对现有交通基础设施进行“改造”已经没有“余地”。在往地下发展建设地下交通，对资金和城市的生活的影响都有比较困难的背景下。因此，在空中运行的客运索道又开始已经成为许多城市公共交通的主要途径之一。采用跨界融合技术创新的智慧索道系统不但具备常规索道的的特点，在特定环境下还具有与轨道交通类似的专有“路权”，其准点率几乎与轨道交通相同，而投资又比轨道系统低得多，可以预见智慧索道系统将在未来的城市公共交通中占有重要位置。
主要参考文献
[1]SergejTe?aketal.,IncreasingtheCapacitiesofCableCarsforUseinPublicTransportJournalofPublicTransportation,Vol.19,No.1,，UniversityofMaribor,Slovenia
[2]MauroAFFATATOetal.,AutomatedPeopleMoverswithropetraction:Engineeringandmodellinganinnovativehybridsolutiontooptimiseenergyuse[R],
