小编语：
随着城市的发展，基础设施的建设要求愈发严苛，隧道的长度和施工难度都在不断上升，这不仅给施工技术带来了挑战，也给后勤运输提出了新的难题。
近年来，在欧洲地区的隧道项目中，名为虚拟轨道（VirtuRail）的无轨台车运输系统得以应用，作为替代传统轮式运输载具和有轨台车的创新设备，已经成功在布伦纳基线隧道等项目中应用，并解决了项目在物流运输中的难题。
技术介绍
基于虚拟轨道（VirtuRail）的无轨台车是一种纯电动的橡胶轮胎车辆，车辆通过先进控制传感器和预设定路线，可实现在无机械引导的情况下，如同有轨台车一样精准控制线路。
为了确保以最小公差实现精准驾驶，电动液压式这种无轨台车采用了自动驾驶系统；同时，车轴均单独通过电动液压方式控制，制动系统也采用电子控制，使其足以胜任一些人工驾驶难以完成的任务。采用虚拟轨道（VirtuRail）系统的无轨台车可以在仅预留数厘米的侧向间隙的情况下，将超过30m长的车组精确地驶入盾构的后配套台车中。
隧道中各个区域会提前分隔为不同路段，并预先规划好的路线，以便虚拟轨道系统高效运行。这些路段通常是通过无轨台车在行车道上的位置以及其他参数（如最高时速）进行区分的。
虚拟轨道系统也具备类似汽车辅助驾驶的实时环境识别系统。该系统由激光、雷达和超声波传感器组成，能确保列车保持在预定轨道上，并探测障碍物。
虚拟轨道（VirtuRail）系统的无轨台车本身采用了模块化设计，每一节列车都是一辆功能齐全的无人驾驶运输车，有自己的动力装置和能源供应系统。这些车辆可以作为独立的自动化运输单元运行，也可以连接在一起组成一辆列车，依据施工现场的环境而调整。
工程案例（一）
布伦纳基线隧道项目
Tulfes-Pfons标段勘测隧道
布伦纳基线隧道项目Tulfes-Pfons标段勘测隧道是虚拟轨道的初次使用，也是该系统开发的主要推动因素之一。
Tulfes-Pfons标段的地质环境复杂，是布伦纳基线隧道最复杂的地段之?。为了更好的施工主隧道，项目团队决定使用敞开式TBM施工一条直径8m，长15km的勘探隧道，用于勘察地质条件。项目完工后，这条隧道会改造为服务设施和排水隧道。
在该勘探隧道项目中，台车需要在一段隧道长2.4km，坡度11.5%的路线上行驶，同时隧道进口的末端还有一个90°的弯道；此外，承包商希望如果使用无轨载具，单车的设计载重能在95t以上。在此条件下，项目团队认为，开发一种在“虚拟轨道”上运行的无轨台车是合适的解决方案。
初代“虚拟轨道”无轨台车由5辆机械连接的台车组成，每一辆台车都可以自动独立转向，以自动跟随“虚拟轨道”。第一辆台车会通过自动驾驶系统和传感器确定“虚拟轨道”的轨迹，后台车则会根据该轨迹自动移动，以此形成没有物理轨道，但如同行驶在物理轨道上的效果。
在正常驾驶模式下，驾驶员需要使?驾驶室内的操纵杆来选择隧道路段，让自动驾驶加载预先规划好的路线；行驶过程中，驾驶员只需调节车速或使用制动，车辆在隧道所有路段的实际转向均由智能转向系统完成。
在出现特殊情况时，例如传感器监测到障碍物后自动停车，驾驶员必须要手动操控台车“脱困”，由于每一节台车实际上都是独立运行的，所以驾驶员可能需要同时控制多台台车。
驾驶舱
初代“虚拟轨道”无轨台车在Tulfes-Pfons标段勘测隧道的施工中得到了成功的应用。由于无需铺设轨道，进出TBM更加灵活，普通车辆也可到达TBM，同时也避免了大量卡车带来的交通资源占用；此外，项目团队还准备了用于救援和消防的特殊无轨台车。
工程案例（二）
瑞士Kerenzerberg隧道升级项目
在Kerenzerberg隧道升级项目中，项目团队在老旧的Kerenzerberg公路隧道边建设一条平行隧道，这条隧道将兼具逃生、排风、服务功能为一体，一次性解决旧隧道目前的所有安全问题。据悉，两条隧道间有数条通风和横通道。
按照原计划，项目将采用传送带运送废料，并规划了一套轨道系统为隧道沿线的各个工地提供服务，原计划采用三轨制（两条外轨加一条可供车辆通行的中间轨），还将安装多组牵引道岔，为交叉结构的施工场地提供服务。
但在详细的工作安排过程中，发现如果使用轨道运输系统，如果想在盾构掘进的同时挖掘横通道和通风廊道存在，会遇到很大的物流难题；因此，项目团队转而使用了“虚拟轨道”无轨台车。
Kerenzerberg隧道升级项目中的“虚拟轨道”无轨台车中的每节车厢都是功能完备、独立运行的车辆，车辆可以在任何时候加入或离开列车，不仅能够常规部署整列列车，单个车辆也可以灵活部署。
与布伦纳基线隧道项目类似，Kerenzerberg隧道升级项目中驾驶员依旧需要为自动驾驶系统选定隧道路段，选定完路段后，自动驾驶系统就会接管车辆。
该驾驶座配备了一个可旋转的座椅，上面装有所有控制元件；当列车驶向盾构时，驾驶员位于整列台车的后方，通过视频墙上的五个屏幕监控列车；当列车驶向隧道口时，驾驶员则可以将座椅旋转至面向前挡风玻璃。
“虚拟轨道”系统在Kerenzerberg隧道升级项目中得到了成功的应用，保障了隧道后段施工作业与盾构推进同时进行，且未出现任何中断。此外，技术团队还计划用射频识别标签对隧道中的路段进行标注，台车可以自主判断具体路线，这将为后续实现完全无人驾驶，进而实现运输系统自主运行铺平道路。
本文整理自网络
■ 编译：郭德元
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