專利名稱：超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種全計算機管理的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)。
本發(fā)明的任務通過以下技術方案實現(xiàn)一種超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，包括軌道車，用于載人或物；架空軌道系統(tǒng)，用于承載和引導所述軌道車；車站，與所述架空軌道系統(tǒng)聯(lián)接；車庫，與所述架空軌道系統(tǒng)聯(lián)接，用于停泊所述軌道車；計算機控制系統(tǒng)，與所述軌道車、車站通信，控制整個交通系統(tǒng)。
所述軌道車由車廂、信息處理裝置、執(zhí)行機構、驅(qū)動裝置組成，所述信息處理裝置與所述計算機控制系統(tǒng)通信，接收計算機控制系統(tǒng)的指令，所述執(zhí)行機構根據(jù)此指令使所述驅(qū)動裝置動作；所述架空軌道系統(tǒng)由架空軌道、軌道支撐物、信息感應器、換軌導軌、穿行導軌、轉(zhuǎn)向?qū)к壓推揭茖к壗M成；所述計算機控制系統(tǒng)由中心計算機和通信網(wǎng)絡組成。
所述信息處理裝置是以無線或有線通信方式與交通系統(tǒng)通信網(wǎng)絡聯(lián)接的微型計算機；所述驅(qū)動裝置是以電動機驅(qū)動在軌道上行走的滾輪；所述執(zhí)行機構是可以改變驅(qū)動裝置運動速度的微處理器和機電器件。所述驅(qū)動裝置也可是與軌道相配合的磁懸浮裝置。
所述架空軌道吊掛在所述軌道支撐物上，其斷面呈底部開口的外包式“口”字形，所述軌道車的驅(qū)動裝置可嵌置于其中。其斷面也可呈內(nèi)襯式“工”字形，軌道車的驅(qū)動裝置可夾置于其兩側(cè)。
所述架空軌道外覆氣流整流罩，罩內(nèi)填充消音填充物。
所述信息感應器包括信息感應移動端子和信息感應固定端子，該移動端子置于所述軌道車中貼近所述架空軌道處，該固定端子沿架空軌道線路等距或不等距多處設置，每一固定端子被中心計算機分配一個地址，每一移動端子被分配一個身份識別編碼。
所述換軌導軌、穿行導軌、轉(zhuǎn)向?qū)к壓推揭茖к壏謩e通過通信網(wǎng)絡與所述中心計算機相聯(lián)，并由其驅(qū)動機構根據(jù)中心計算機的指令而驅(qū)動，其中換軌導軌由可平移的并置的直線導軌段和彎線導軌段組成；穿行導軌和轉(zhuǎn)向?qū)к壘鶠榭尚D(zhuǎn)的直線或彎線導軌段；平移導軌為可平移的直線或彎線導軌段。
所述車站分為地面式和樓層式兩種，其中地面式車站包括外罩及置于罩內(nèi)的用于升降軌道車的盤旋軌道或傾斜軌道或升降機；樓層式車站包括軌道和停車間，停車間外側(cè)開設與樓房外墻齊平的外門，內(nèi)側(cè)開設與樓房相通的內(nèi)門。
本發(fā)明依據(jù)系統(tǒng)工程學和運籌學原理設計，在計算機的統(tǒng)一管理下，實現(xiàn)單一交通工具的門到門自動運輸、低交通阻塞率、低交通事故率、低環(huán)境污染率、低地面占用率、全天候無障礙運營、舒適的個性化旅行、小量分散送貨自動上門、全系統(tǒng)運力自動調(diào)節(jié)，使資源綜合利用率大大高于現(xiàn)有城市交通系統(tǒng)，從而顯著改善居民的出行、生存環(huán)境，實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。
二.超輕型架空軌道系統(tǒng)見圖3-

圖17，超輕型架空軌道系統(tǒng)由架空軌道21、軌道支撐物25、信息感應器24、換軌導軌26、穿行導軌27、轉(zhuǎn)向?qū)к?8和平移導軌29組成。超輕型軌道車1在每一條超輕型架空軌道21上均為單向行駛。
架空軌道21采用剛性好、溫變小的超輕質(zhì)材料(例如鋁鎂合金、碳纖維、納米材料等)制成，由支撐物25吊掛支撐，使其水平高度距離地面3-40米。其斷面形狀與超輕型軌道車1的驅(qū)動裝置13相配合，可制成外包式軌道或內(nèi)襯式軌道。見圖3，外包式軌道21的斷面呈底部開口的外包式“口”字形或其他相似形狀，軌道車的滾輪16可嵌置于其中。見圖4，內(nèi)襯式軌道的斷面也可呈內(nèi)襯式“工”字形或其他相似形狀，軌道車的成對滾輪16可夾置于其兩側(cè)。
架空軌道21可外覆氣流整流罩23，罩23內(nèi)填充消音填充物22。氣流整流罩23可減輕大風對軌道的側(cè)壓力，在其內(nèi)填充消音填充物22后，可減小軌道在軌道21上行進中所產(chǎn)生的噪音污染。
見圖5，架空軌道分為主干線、次干線、支線。超輕型軌道車的行車速度在主干線上比在次干線上高，在次干線上比在支線上高。支線與全方位車站和低耗車庫相連。超輕型軌道車從全方位車站或低耗車庫啟動時逐漸加速，依次進入支線、次干線、主干線；到達目的地時逐漸減速，從主干線依次進入次干線、支線，進入全方位車站或低耗車庫后停止。
軌道支撐物有單柱(見圖6)、多柱、建筑附加等多種形式?？裳噩F(xiàn)有道路敷設或利用原有道路照明燈桿系統(tǒng)改造而成。主干線、次干線、支線可根據(jù)運力需要，制成多條架空軌道集成使用一排軌道支撐物。主干線集成的架空軌道比次干線多，次干線集成的架空軌道比支線多。
信息感應器24可采用射頻識別(RFID)技術或計算機數(shù)字無線傳輸(藍牙)技術，將信息傳送兩端分別制成信息感應移動端子和信息感應固定端子。信息感應移動端子24”置于車廂11貼近軌道處；信息感應固定端子24’沿軌道線路等距或不等距多處設置(見圖3、圖4)并聯(lián)網(wǎng)，每一處信息感應固定端子24’都在中心計算機記錄有地址。當超輕型軌道車1經(jīng)過時，信息感應固定端子24’可通過信息感應移動端子24”感應到超輕型軌道車1的身份識別編碼，并經(jīng)過計算機通信網(wǎng)絡傳遞到中心計算機控制系統(tǒng)；中心計算機控制系統(tǒng)根據(jù)所感應的超輕型軌道車身份識別編碼的信息感應固定端子24’的地址，可判斷各個超輕型軌道車在軌道系統(tǒng)上的位置，并通過不同時間感應到相同身份識別編碼的位置，計算出該超輕型軌道車的運行速度。
換軌導軌、穿行導軌、轉(zhuǎn)向?qū)к壓推揭茖к壏謩e通過有線或無線通信網(wǎng)絡與中心計算機5相連，可接受中心計算機的指令并被驅(qū)動機構驅(qū)動作出相應動作。其驅(qū)動機構可以是受中心計算機的指令控制的電磁鐵、伺服電機等機電裝置。
換軌導軌用于使超輕型軌道車從一條軌道換入另一條軌道。如圖7，換軌導軌由可平移的并置的直線導軌段26’與彎線導軌段26”組成，可以在計算機控制下移動。如果換軌導軌處于直線導軌段26’與直線軌道21吻合位置，超輕型軌道車可以從1號位置駛至2號位置。如圖8，如果換軌導軌處于彎線導軌段26”與彎線軌道21’吻合位置，超輕型軌道車可以從1號位置駛至3號位置。
穿行導軌為可旋轉(zhuǎn)的直線或彎線導軌段，它用于使兩個以上方向在同一平面上交叉行駛的超輕型軌道車相互交叉穿行。如圖9，穿行導軌27處于橫向位置，與橫向軌道21”吻合，A超輕型軌道車從1號位置駛至2號位置；B超輕型軌道車從3號位置向前行駛。如圖10，當接到中心計算機的穿行指令時，穿行導軌27迅速從橫向位置反時針旋轉(zhuǎn)90度到縱向位置，與縱向軌道21吻合，從而使B超輕型軌道車可以從3號位置駛至4號位置。當車輛間距50米、車輛時速30公里，計算機控制穿行導軌完成動作在5秒之內(nèi)，可以在橫向軌道兩輛超輕型軌道車橫向通過的間隔時間內(nèi)(約6秒)，使縱向軌道上行駛的超輕型軌道車通過1輛。兩個方向的車輛都不需減速，從而使平面交叉軌道達到立體交叉的通行效果。
轉(zhuǎn)向?qū)к墳榭尚D(zhuǎn)0-360度的直線導軌段，它用于使超輕型軌道車原地轉(zhuǎn)向。如圖11，轉(zhuǎn)向?qū)к?8處于縱向位置，與直線軌道21吻合，超輕型軌道車從1號位置向前行駛。如圖12，超輕型軌道車行駛到達2號位置停止。如圖13，轉(zhuǎn)向?qū)к?8順時針旋轉(zhuǎn)90度并與橫向軌道21”吻合，超輕型軌道車也跟隨轉(zhuǎn)向?qū)к?8順時針旋轉(zhuǎn)90度。如圖14，超輕型軌道車行駛到達3號位置。
平移導軌為可平移的直線或彎線導軌段，它用于使超輕型軌道車平移進入某一條軌道。如圖15，超輕型軌道車與平移導軌29處于1號位置，并隨著平移導軌向一側(cè)水平移動。如圖16，平移導軌移動到與直線軌道吻合，超輕型軌道車隨之到達2號位置。如圖17，超輕型軌道車向前行駛，從2號位置到達3號位置，進入該軌道行駛。
所述架空軌道也可架設在軌道支撐物上方。此時，所述架空軌道與所述軌道車的驅(qū)動裝置接觸面可設計在軌道上方，并且軌道車正面形狀應設計成倒“U”字型或其他相似形狀，使其“騎”在軌道上，如現(xiàn)有的觀光游覽單軌車。但此種設計的復雜程度和實施成本都比吊掛方式更大。
三.全方位車站全方位車站分為地面式車站和樓層式車站。
見圖18，地面式車站包括可遮擋風雨的外罩31、置于罩內(nèi)的軌道支撐柱32及用于升降軌道車的盤旋軌道33或傾斜軌道或升降機。
地面式車站以盤旋、傾斜軌道或升降機將超輕型軌道車提高到超輕型架空軌道的巡航高度，或從該高度下降到地面。如圖18，進站時，超輕型軌道車1靠自身動力，沿盤旋軌道33爬升至支線軌道高度，利用換軌導軌進入支線軌道21行駛。出站時，動作相反。如圖19，進站時，平移導軌29在軌道支撐柱升降機的作用下平移上升，超輕型軌道車隨之上升。如圖20，當平移導軌29升至支線軌道高度并與其吻合時，超輕型軌道車進入支線軌道行駛。出站時，動作相反。
如圖21，樓層式車站直接設于建筑物的2至20層的任何樓層內(nèi)，它包括軌道21和停車間，停車間外側(cè)開設與樓房外墻37齊平的外滑動門36，內(nèi)側(cè)開設與樓房相通的內(nèi)滑動門35。樓層式車站可與建筑物的電梯間34配套；超輕型軌道車可沿超輕型架空軌道水平進入該樓層，由自動門將超輕型軌道車與內(nèi)外空間分割。乘客可利用電梯到達車站樓層，并直接進出超輕型軌道車。38為樓層地板。
全方位車站設有計算機，用戶可通過操作計算機召喚超輕型軌道車。超輕型架空軌道系統(tǒng)和全方位車站因其低價位而實現(xiàn)高覆蓋率，即專線到樓，車站到門，實現(xiàn)足不出樓的個性化交通。
車站中的貨站分為配貨中心站和送貨站。配貨中心站可在商業(yè)中心的計算機管理下自動為超輕型軌道車裝貨。送貨站設于購貨人取貨處，超輕型軌道車可通過超輕型架空軌道和送貨站自動送貨上門。
上述可遮擋風雨的外罩31也可不設，但車站外觀和舒適性會因此變差。
上述外滑動門36和內(nèi)滑動門35也可不設，但車站外觀和人上下車的安全性會因此變差。
四.低耗車庫低耗車庫由車庫架空軌道、支撐物、風雨罩構成。超輕型軌道車按照節(jié)約空間方式密集排列(見圖22)；或?qū)⒊p型軌道車折疊(見圖23)，以求最大限度節(jié)約空車所占空間。超輕型軌道車在中心計算機的控制下，利用換軌導軌、穿行導軌、轉(zhuǎn)向?qū)к壓推揭茖к夁M出支線、支干線或干線軌道。
五.中心計算機控制系統(tǒng)中心計算機控制系統(tǒng)由一個大型計算機群、計算機通信網(wǎng)絡和控制程序構成。按照下述程序完成對整個交通系統(tǒng)的控制(見圖24)1.客戶通過公共通信網(wǎng)絡或在車站召喚超輕型軌道車。
2.中心計算機根據(jù)線路占用和各車輛運行狀態(tài)，選擇空載車和調(diào)車優(yōu)化路線。
3.中心計算機將空載車調(diào)往客戶上車站。
4.客戶上車后，中心計算機根據(jù)軌道線路占用和各車輛運行狀態(tài)，選擇優(yōu)化路線，將重載車送往目的地。
5.途中，超輕型架空軌道系統(tǒng)的感應器不斷將感應獲得的各車輛位置、速度等數(shù)據(jù)傳給中心計算機。
6.中心計算機根據(jù)各車輛運行狀況不間斷地適時調(diào)整、優(yōu)化各車輛的運行路線，實時判斷轉(zhuǎn)向需求。
7.當需要換軌或轉(zhuǎn)向時，中心計算機通過計算機通信網(wǎng)絡控制相應導軌改變車輛的運行軌道或方向。
8.中心計算機根據(jù)各車輛運行狀況不間斷地適時調(diào)整、優(yōu)化各車輛的運行路線，實時判斷調(diào)速需求。
9.當需要調(diào)速時，中心計算機通過計算機通信網(wǎng)絡控制車輛調(diào)速。
10.中心計算機不斷將候車乘客數(shù)量、上下車站、出行時間作完整記錄和統(tǒng)計分析，從而推算出軌道、車輛冗余或短缺，并向軌道網(wǎng)絡快速敷設系統(tǒng)發(fā)出線路車輛調(diào)整指令。
11.接到中心計算機的指令后，軌道網(wǎng)絡快速敷設系統(tǒng)自動前往現(xiàn)場展開線路調(diào)整作業(yè)。
12.受施工影響的軌道網(wǎng)絡被計算機自動標記，途經(jīng)的超輕型軌道車從計算機選擇的迂回路線繞行。由此構成的一個自動信息反饋和調(diào)整機制，可以使整個交通系統(tǒng)的線路車輛布局隨客/貨運量的變化時刻保持冗余度最低、適用度最高。
上述的軌道網(wǎng)絡快速敷設系統(tǒng)由自動化承重柱設置工程車和架空軌道安裝工程車構成。架空軌道、承重柱、柱基礎均按標準件方式生產(chǎn)，可實現(xiàn)任意互換。整個線路網(wǎng)絡依據(jù)人口分布密度、出行時間、地點的自動統(tǒng)計數(shù)據(jù)為依據(jù)，采取運籌學的網(wǎng)絡最大流求解方法進行規(guī)劃，在城市預設架空軌道線路的位置預埋柱基礎，承重柱與柱基礎之間以標準件連接。當需要時，架空軌道敷設施工機械可快速敷設架空軌道線路。部分承重柱可自行打樁，用于在沒有預置柱基礎的地方臨時快速設置架空軌道線路。該系統(tǒng)可以滿足任何臨時性集會的人口聚集、疏散需要。
上述實施例僅為說明本發(fā)明而為，并非用于限制本發(fā)明的專利保護范圍，對于依照上述實施例所作的任何等同變換，均應在本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于它包括軌道車，用于載人或物；架空軌道系統(tǒng)，用于承載和引導所述軌道車；車站，與所述架空軌道系統(tǒng)聯(lián)接，用于人或物上、下車；車庫，與所述架空軌道系統(tǒng)聯(lián)接，用于停泊所述軌道車；計算機控制系統(tǒng)，與所述軌道車、車站通信，控制整個交通系統(tǒng)。
2.如權利要求1所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述軌道車由車廂、信息處理裝置、執(zhí)行機構、驅(qū)動裝置組成，所述信息處理裝置與所述計算機控制系統(tǒng)通信，接收計算機控制系統(tǒng)的指令，所述執(zhí)行機構根據(jù)此指令使所述驅(qū)動裝置動作；所述架空軌道系統(tǒng)由架空軌道、軌道支撐物、信息感應器、換軌導軌、穿行導軌、轉(zhuǎn)向?qū)к壓推揭茖к壗M成；所述計算機控制系統(tǒng)由中心計算機和通信網(wǎng)絡組成。
3.如權利要求2所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述信息處理裝置是以無線或有線通信方式與交通系統(tǒng)通信網(wǎng)絡聯(lián)接的微型計算機；所述驅(qū)動裝置是以電動機驅(qū)動在軌道上行走的滾輪；所述執(zhí)行機構是可以改變驅(qū)動裝置運動速度的微處理器和機電器件。
4.如權利要求2所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動裝置是與軌道相配合的磁懸浮裝置。
5.如權利要求2所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述架空軌道吊掛在所述軌道支撐物上，其斷面呈底部開口的外包式“口”字形或其他相似形狀，所述軌道車的驅(qū)動裝置可嵌置于其中。
6.如權利要求2所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述架空軌道吊掛在所述軌道支撐物上，其斷面呈內(nèi)襯式“工”字形或其他相似形狀，所述軌道車的驅(qū)動裝置可夾置于其兩側(cè)。
7.如權利要求5或6所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述架空軌道外覆氣流整流罩，罩內(nèi)填充消音填充物。
8.如權利要求2所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述信息感應器包括信息感應移動端子和信息感應固定端子，該移動端子置于所述軌道車中貼近所述架空軌道處，該固定端子沿架空軌道線路等距或不等距多處設置，每一固定端子被中心計算機分配一個地址，每一移動端子被中心計算機分配一個身份識別編碼。
9.如權利要求2所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述換軌導軌、穿行導軌、轉(zhuǎn)向?qū)к壓推揭茖к壏謩e通過通信網(wǎng)絡與所述中心計算機相聯(lián)，并由其驅(qū)動機構根據(jù)中心計算機的指令而驅(qū)動，其中換軌導軌由可平移的并置的直線導軌段和彎線導軌段組成；穿行導軌和轉(zhuǎn)向?qū)к壘鶠榭尚D(zhuǎn)的直線或彎線導軌段；平移導軌為可平移的直線或彎線導軌段。
10.如權利要求1所述的超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，其特征在于所述車站分為地面式和樓層式兩種，其中地面式車站包括外罩及置于罩內(nèi)的用于升降軌道車的盤旋軌道或傾斜軌道或升降機；樓層式車站包括軌道和停車間，停車間外側(cè)開設與樓房外墻齊平的外門，內(nèi)側(cè)開設與樓房相通的內(nèi)門。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超輕型高架自動化軌道交通系統(tǒng)，它包括軌道車，用于載人或物；架空軌道系統(tǒng)，用于承載和引導軌道車；車站，與架空軌道系統(tǒng)聯(lián)接；車庫，與架空軌道系統(tǒng)聯(lián)接，用于停泊軌道車；計算機控制系統(tǒng)，與軌道車、車站通信，控制整個交通系統(tǒng)。本發(fā)明依據(jù)系統(tǒng)工程學和運籌學原理設計，在計算機的統(tǒng)一管理下，實現(xiàn)單一交通工具的門到門運輸、低交通阻塞率、低交通事故率、低環(huán)境污染率、低地面占用率、全天候無障礙運營、舒適的個性化旅行、小量分散送貨自動上門、全系統(tǒng)運力自動調(diào)節(jié)，使資源綜合利用率大大高于現(xiàn)有城市交通系統(tǒng)，從而顯著改善居民的出行、生存環(huán)境，實現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。
文檔編號B61B13/00GK1463876SQ0212112
公開日2003年12月31日 申請日期2002年6月7日 優(yōu)先權日2002年6月7日
發(fā)明者楊南征 申請人:楊南征