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個人快速運輸系統

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個人捷運車廂於倫敦ULTra Pod
ULTra Pod 機場捷運
摩根敦個人公車捷運

個人快速運輸系統（英語：Personal Rapid Transit），簡稱PRT，也稱個人捷運，是一種自動導向軌道交通系統，旨在提供按需求不間斷的的運輸。一般被用於城市交通。

個人快速運輸系統的車廂較小，往往只能容納2-6名乘客，只有約一輛吊車車卡的大小，但運轉在軌道之上。它的路線設計常常包含大量側式月台與道岔、待避場所。這樣的設計使得個人快速運輸系統能夠進行中途不停站、點到點的交通服務。因此，個人快速運輸系統更常被與計程車、自動人行道劃為一類交通方式而非城市公共軌道交通。

目前，僅有少量的個人快速運輸系統處於營運中。第一個投入營運的PRT系統位於美國西維珍尼亞州摩根敦的西維珍尼亞大學，稱為摩根敦個人捷運（英語：Morgantown PRT），1975年投入營運至今。

概述

絕大多數大運量軌道交通系統都是為了將大量旅客按照規定的路線運送而設計，對於乘客來說，等待列車、轉乘與列車中途停站都會浪費他們的時間。在能源方面，沉重的大運量列車頻繁加速和減速在慢於其他交通方式的同時也抵消掉了自身節能環保的優勢。因此，個人快速運輸系統的誕生就是為了解決以上問題，通過建設大規模且相互連結的軌道網絡，讓自動列車不停站地運送小規模的旅客到其目的地，並以此提高乘客體驗、減少浪費。[1]

輕巧的個人運輸系統車輛可以避免修建昂貴的重載高架鐵路，從而降低建設與維護導向軌道的成本。由於採用了輕型車輛與軌道，整套系統的開支、軌道半徑和對城市面貌的影響也大大減小。[1]

在個人快速運輸系統的支持者們看來，個人快速運輸系統應當發展為用密集的軌道與站點遍布整個城市的龐大系統。而先前失敗的案例則多是由超支、管理不善、政策限制、科技局限和設計、建設方面的瑕疵導致。[1]

然而，個人快速運輸系統的概念仍然十分流行。例如，2002年到2005年，歐盟贊助的EDICT計劃帶領12個機構對個人快速運輸系統在四個歐洲城市實施的可行性進行了研究。[2]研究得出，個人快速運輸系統：

  • 能夠為未來城市「提供一套可行、積極響應用戶、環境友好、可持續和經濟的交通運輸解決方案」。
  • 可以「達到營運收支平衡，並且盈利有能力償還全部或大部分投資額」。
  • 可以提供「優於傳統公共運輸模式的服務水平」。
  • 可以「被包括私家車主與公共運輸用戶在內的大眾廣泛接受」。

儘管有以上優點，這份報告也指出，為了規避「第一個吃螃蟹」的潛在風險，許多行政部門並不願意建造個人捷運系統。

個人快速運輸系統與現有交通模式的對比
與私家車的相似之處 都採用容納2-6人的小型車輛
與計程車類似，車輛都由個人預約，並且只與預約者的同行乘客共享
車輛都在類似街道的導軌網絡上行駛，中途不停站或轉乘，實現點到點運輸
有能夠進行按需24小時不中斷運輸的潛力
車站並不會阻擋正線，方便其他車輛越站通行
與有軌電車、公車與單軌鐵路的相似之處 作為一項公共服務存在（儘管並不一定由公共機構擁有）
能夠減少當地的污染（在使用電力驅動時）
乘客在類似計程車停車點和公車站的分離站點上下車
與自動旅客捷運系統的相似之處 從駕駛、營運控制到售票全部自動化
通常以高架形式建設在街道上方以減少占地面積、緩解擁堵。
其他獨有特點 車輛運轉是自動協調的，這一點不同於自主駕駛的汽車或自行車
基礎設施的規模可以比傳統交通模式更小
自動控制的車輛可以按照更小的間隔運轉甚至緊靠著「虛擬重聯」來提高旅行速度、增加運送旅客密度

歷史

起步

個人快速運輸系統的概念始於1953年。彼時城市交通規劃者Donn Fichter開始了對於個人捷運和其他交通工具替代品的研究。1964年，他在出版的書籍中設想了一種中低運量的區域自動交通系統，並且認為只有個人捷運系統才能夠結合公共運輸和私家車的優點。與此同時，研究單軌鐵路的Edward Haltom也認為大型的軌交系統降低了路線承載列車數，提高了總體成本。因此，他轉而提出使用小型化車輛、獨立於行駛路線的月台的靈活小型的懸吊式交通系統的設想。但在當時，這個設想難以用已有技術實現。

對系統的研究

1964年美國城市大眾運輸局成立後，對於個人快速運輸系統的技術研究迅速展開。1966年，美國住城部被要求進行相關研究。二十世紀六十年代末期，美國航太公司對其進行了大量的理論研究與投入，但卻不被允許向美國政府之外的客戶出售其方案。1969年，首篇廣泛傳播的新交通方式的文章被發表於《科學美國人》，它與隨後的若干文章一起掀起了全球追逐未來大眾運輸廣闊市場的競賽。1973年的石油危機進一步刺激了人們對全新大眾運輸系統的需求。

實際發展

在1967年，馬特拉公司在巴黎啟動了Aramis個人捷運的試驗計劃。但在花費了超過5億法郎後，這項計劃因為不成熟的控制系統與被吊銷試驗資格而被徹底取消。在1970到1978年，日本啟動了「電腦控制車輛系統」（英語：Computer-controlled Vehicle System）計劃並達到了運轉間隔1分鐘的目標。1975-1976年，該系統進行了為期六個月的公眾測試，運送了超過八十萬人次的乘客。但該計劃被日本國土交通省認定為不符合鐵路安全規定（主要是剎車和運轉間隔方面）而被取消。

1973年3月23日，UMTA的Frank Herringer在國會作證時說，一個用於發展短間隔高容量的PRT系統的計劃將在1974年被啟動後。次年，摩根敦個人快速運輸系統建成。從1969年到1980年，德國開發了Cabinentaxi（英語：Cabinentaxi）系統卻因為預算受限沒有進行任何實際建設。1985年，美國的Cabintaxi（英語：Cabintaxi）公司接手了這項技術。1979年，擁有三個站點的杜克大學醫療中心病患快速運輸系統（英語：Duke University Medical Center Patient Rapid Transit）投入營運。

近年進展

在二十世紀九十年代，雷神公司投資了PRT 2000系統並希望得到在伊利諾州羅斯蒙特的合同。失敗後，技術專利被返還給技術開發者所在的明尼蘇達大學。最後該專利被Taxi2000公司購入。1999年，2getthere公司在荷蘭東鹿特丹建設了ParkShuttle系統，並在2005年建成二期工程。2002年，該公司又在荷蘭國際園藝博覽會上布置了25輛可乘坐4人的「CyberCabs」運送遊客們上山，以期通過為期六個月的運轉研究公眾對PRT系統的接受程度。2010年，2getthere在阿聯阿布達比的馬斯達爾城市中心與停車場間建設了一套包括兩個車站和10輛車輛的PRT系統。這套系統完全在城市地下營運，並計劃在未來擴建成為規模遍及整個馬斯達爾城的一套示範性PRT系統。然而，因為馬斯達爾城計劃使用其他的公共運輸工具且地下建造的成本高昂，擴建項目已被取消。在2003年，英國的ULTra（Urban Light Transport）系統在威爾斯卡的夫通過了英國鐵路檢查團的載客測試。2005年，該系統被選作倫敦希斯洛國際機場的內部通勤交通工具。2011年5月，有三個車站的希斯洛機場PRT系統開放，連接了新建成的第5航廈和停車場。2013年，希斯洛機場宣布，在它的五年發展計劃中，將包括擴建該系統至2、第3航廈的內容。然而為了保證其他優先級更高的項目，該計劃已被推遲。2006年6月，一家韓國與瑞典的合資企業Vectus公司開始在瑞典烏普薩拉建設一條長約400米的實驗軌道，並在2007年烏普薩拉舉辦的個人捷運城市會議（PodCar City Conference）上公布。在2014年4月，韓國順天市的一套擁有40輛車輛、兩個站點和4.46千米軌道的「SkyCube」個人捷運系統投入使用。在2010年後，墨西哥西部科技與高等教育研究所（Mexican Western Institute of Technology and Higher Education）開始對個人捷運項目「精準智能網絡化運輸系統（LINT,Lean Intelligent Network Transportation）進行研究，並建設了一套1/12的縮比尺寸測試模型。該研究項目在後來進一步發展成為Modutram系統，並且在2014年建成了一套全尺寸測試軌道系統。

設計

在個人快速運輸系統現存的少數實例和大量僅存於紙面的構想中，有大量的設計語言是共通的。當然，這些設計因素中也有不少存在爭議。

車輛設計

馬斯達爾城的個人快速運輸系統車輛

在個人捷運系統中，車輛的重量會直接影響到系統導軌的尺寸與建設成本，而軌道部分又是路線投資成本中的最主要部分。當車輛尺寸過大時，就需要更高的生產成本、更昂貴的軌道設施，在啟動和剎車時也需要消耗更多能量。如果車輛過大，個人快速運輸系統「點對點不經中止營運輸」的模式成本也會變得十分高昂。但與此同時，如果車輛過小，運載同樣數量的乘客時，車輛所面對的總風阻將會更大，這將導致車輛在持續運轉時消耗更多能量。同樣地，較大型的引擎往往也比小型車輛所用的小型引擎效率更高。

個人快速運輸系統的車輛載客數屬於一個尚未達成共識的關鍵問題。在美國，平均一輛私家車會乘坐1.16人，而大多數工業化國家的平均私家車載客量也低於2人，因而不與陌生人同處一個空間成為了私人交通工具最大的優勢。基於這些要素，一些個人捷運系統推出了兩人車廂（例如UniModal）甚至單人車廂的激進方案。其餘的系統方案則以普通私家車的大小為基礎，選用更大的車廂來容納帶有孩子的家庭、攜自行車乘車的騎行者、乘坐輪椅的行動不便人士或者一到兩個貨物托盤。

動力

迄今為止，一切個人捷運系統（除了人力驅動的Shweeb）都由電力驅動。為了減輕車輛重量，系統通常都採用沿路軌敷設的接觸線供電而非裝載蓄電池。按照SkyWeb和Taxi2000系統的設計者J.Edward Anderson所言，最輕型的PRT系統應當採用直線電機驅動，並在軌道上鋪設送電軌以供運轉和煞車使用。但實際上，很少有PRT系統採用直線電機。大部分系統都使用了旋轉電機驅動，並且保留了小容量電池，在電力系統故障時用作保證車輛運轉至最近站點的緊急動力。

ULTra系統則採用了車載蓄電池驅動，並在站點進行充電。這種動力方式增強了系統的安全性而降低了導軌系統的複雜程度、開支和維護量。因此，ULTra系統的導軌可以修建得如同普通的帶路肩人行道一般，極大降低了成本。該系統也更加類似於電動型自動駕駛汽車。

變軌措施

絕大多數的PRT設計方案都放放棄了傳統的道岔變軌，轉而採用車載變軌裝置或者類似汽車的傳統轉向架變軌。它們的設計者宣稱，車載式變軌系統的設計能夠讓變軌變得更快，從而使得車輛能夠以更小間隔運轉。同時，這樣做還使得導軌結構進一步簡化，減少了視覺上的污染；另外，由於當一輛車的變軌系統故障時對其他車輛的影響較小，所以這樣的變軌系統故障率也更低。然而另一些設計人員卻認為，設置於導軌上的道岔式變軌系統更加有利於簡化車輛設計，減少車輛內部的活動性零件數量。若採用道岔而非車內設施進行變軌，則可以把變軌設施設計得更加大尺寸而不用過多考慮車輛空間狹小的問題。

基建部分設計

理想模式下的PRT網絡示意圖。

營運特點

反對和爭議

關於技術可行性的爭論

監管問題

對於PRT系統研究的擔憂

新都市主義者的觀點

個人捷運與自動駕駛汽車的對比

現有和計劃的PRT系統列表

目前只有一個準-PRT網絡正在營運中及兩個全-PRT網絡興建中，還有更多的在規劃階段。

位置 狀態 系統 營運日期 導軌長度 站數 / 車廂 特點
美國西維珍尼亞州摩根敦 營運中 WVU PRT 1975年[3] 13.2 公里[4]sm=n 5[4] / 73[3] 最多每車廂20名乘客，
在低用量時間時並非以點到點運轉[3]
阿聯阿布達比馬斯達爾城 營運中
(原型系統) 		2getthere[5] 2011年 路面建有磁鐵，
自動駕駛 		5 / 13[6][7] 未來此地將禁止使用汽車，而PRT將作為整個城市唯一的交通工具[8][9]（除了城際輕軌外[10]）。
英國倫敦希斯洛機場 營運中 ULTra 2011年 3.8 公里[11] 3 / 21[12] 目前該系統初步連接5號航站樓（英語：London Heathrow Terminal 5）至遠處的停車場。
如果測試進展順利, BAA計劃將此系統覆蓋範圍擴大到整個機場。[11]
中國成都天府國際機場 已建成但未營運 昆船PRT[13] 2021年 4.8公里[14] 3 / 22[15] 連接機場遠端停車場與航廈。
韓國順天市 營運中 Vectus[16] 2014年4月 [16] 5 公里[16] 2 / 40[16] 連接順天庭園(都會公園)與順天灣自然生態公園[16]
英國北安普敦郡達文特里 建議中 T.B.D. 4.9 公里[17] 5 / 25[17] 該系統網絡希望最終擴大至55.3 km（34.4 mi）的軌道
及500輛車廂的規模。[17]
阿聯杜拜杜拜市 建議中[18] T.B.D.
阿聯杜拜魯魯島 建議中[18] T.B.D.
美國加州聖塔克魯茲 建議中[19] T.B.D.
阿聯杜拜Bawadi 建議中[20] T.B.D. Bawadi整體項目體量預計覆蓋139萬平方米的城市，軌道網絡將達到10公里長。[21]
印度哈里亞納邦古爾岡 建議中[22] ULTra[23] 45.5 公里[24] 共有7條線路建議中
英國米爾頓凱恩斯 建議中[25]

系統方案列表

下表要闡述了一些知名的PRT設計方案。

系統 位置 活躍? 狀態 座位(每車廂) 導軌 懸吊式/支撐式（即常見形式） 動力
摩根敦 PRT (波音公司)[*] 西維珍尼亞州 是 營運中 8 坐位 &
12 企位 		混凝土 支撐式 旋轉電動機
ULTra (ATS Ltd) UK 是 營運中 4 混凝土 支撐式，膠輪 旋轉電動機
Critical Move 葡萄牙 是 現場測試中 4 混凝土 支撐式，膠輪 旋轉電動機
2getthere（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） PRT 荷蘭 是 10個車廂製作給馬斯達爾市[26][27] 6 混凝土 支撐式，膠輪 (dual-mode) 旋轉電動機
Vectus PRT (POSCO) 韓國 是 完整原型 4 鋼 支撐式 直線電動機
Cabinentaxi[28] 德國 否 已完成的系統:
1980年代批准為美國及德國的聯邦運輸方案 		3,12,18 鋼 兩者，膠輪 直線電動機
Monocab/ROMAG (Rohr, Inc.) 美國 否 完整原型，曾於Transpo '72展示 40 混凝土 兩者，膠輪 (Monocab)，磁懸浮(ROMAG) 旋轉電動機 (Monocab)，
直線電動機 (ROMAG)
Cabtrack 英國 否 完整原型 4 旋轉電動機
CVS 日本 否 完整原型 4 鋼 支撐式，膠輪 旋轉電動機
PRT2000 (Raytheon) 美國 否 完整原型 4 鋼 支撐式 旋轉電動機
Skyweb Express (Taxi2000) 明尼蘇達州 是 部分原型 3 鋼 支撐式 直線電動機
MISTER 波蘭 是 部分原型 5 鋼 懸吊式 旋轉電動機
JPods（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 美國 是 樣品 4 鋼 懸吊式 旋轉電動機
SkyTaxi（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 俄羅斯 是 概念 1,2,4 鋼 支撐式 旋轉電動機
Launchpoint Technologies SPM Maglev [永久失效連結][29] 美國 是 概念 ? ? 支撐式 ?
Skycab AB Skycab（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 瑞典 是 概念 ? ? 支撐式 ?
Interstate Traveller（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） 美國 是 概念 ? ? 支撐式 ?

  • 摩根敦 PRT是一個準-PRT系統，因為它缺少了100%按需要服務功能。

參考文獻

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 J Edward Anderson. An Intelligent Transportation Network System:Rationale,Attributes,Status,Economics,Benefits and Courses of Study for Engineers and Planners (PDF). 2014-11 [2018-05-24]. （原始內容存檔 (PDF)於2020-11-04）. 
  2. ^ Evaluation and Demonstration of Innovative City Transport - TRIMIS - European Commission. TRIMIS. 2005-12-06 [2020-09-29]. （原始內容存檔於2020-11-04） （英語）. 
  3. ^ 3.0 3.1 3.2 Gibson, Tom. Still in a Class of Its Own. Progressive Engineer. [2008-05-30]. （原始內容存檔於2011-08-07）. 
  4. ^ 4.0 4.1 West Virginia University - PRT. [2010-09-25]. （原始內容存檔於2009-05-24）. 
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  13. ^ 昆明船舶設備集團有限公司. PRT项目无人小车进入批量调试阶段. [2021-07-14]. （原始內容存檔於2021-07-16）. 
  14. ^ 天府国际机场首次全方位大揭秘 - 成都商报|成都商报电子版|成都商报官方网站. e.chengdu.cn. [2020-09-29]. （原始內容存檔於2020-11-04）. 
  15. ^ 成都天府国际机场今日正式投运 实地探访机场“宇宙最强”GTC - 封面新闻. www.thecover.cn. [2021-06-30]. （原始內容存檔於2021-07-11）. 
  16. ^ 16.0 16.1 16.2 16.3 16.4 Posco will help realize new rapid transit plan. koreajoongangdaily.joins.com. [2020-09-29]. （原始內容存檔於2020-11-04） （英語）. 
  17. ^ 17.0 17.1 17.2 Daventry PRT Scoping Study [永久失效連結], Sinclair Knight Merz, 06 Feb. 2008
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  21. ^ Dubailand-Bawadi （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館） project monitor, Zawya.com, May 22, 2008. Retrieved June 15, 2008.
  22. ^ After Heathrow, Pod Cars may well hit the Millennium City - Yahoo! India News. [2010-09-25]. （原始內容存檔於2010-02-21）. 
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