大运能直达轨交系统

申请号 CN201410239876.1 申请日 2014-05-30 公开(公告)号 CN104015731A 公开(公告)日 2014-09-03
申请人 赵毅; 发明人 赵毅;
摘要 本 发明 涉及城市交通技术领域,具体来说是大运能直达轨交系统,包括主通道、出站通道、入站通道及地面站台,出站通道和入站通道分别一端连接地面站台,一端连接主通道,形成联通结构,主通道中设有动 力 轨及独立式小车厢,主通道底部铺设由动力装置、轮组与 铁 轨组成的动力轨,动力轨持续匀速运动,独立式小车厢被安置在动力轨的相应车位,由动力轨带动独立式小车厢匀速向前,独立式小车厢顶部设有连接装置。本发明的优点在于:在车厢上采用独立式小车厢模式,人人有座,一个车厢内乘客同一目的地,可以实现直达;在动力系统中,采用动力系统与轮组与铁轨结合的动力轨,提供 动能 ,能稳定、持续的运行;使无缝换乘成为可能,大大缓解了换乘难的问题。
权利要求

1.一种大运能直达轨交系统,该系统包括主通道、出站通道、入站通道、运营车厢、轨道、车站,其特征在于所述的运营车厢为独立式小车厢,所述的主通道中铺设轨道,所述的轨道为动轨,动力轨持续匀速运动,独立式小车厢安置于动力轨上的相应车位,由动力轨带动独立式小车厢匀速向前,所述的车站通过出站通道和入站通道连通动力轨所在的主通道,出站通道和入站通道分别一端连接地面站台,一端连接主通道,形成联通结构,独立式小车厢顶部设有连接装置,连接装置与设置在出站通道及入站通道上方的连接结构对接完成变轨需要。
2.如权利要求1所述的大运能直达轨交系统,其特征在于所述的独立式小车厢顶部设有连接装置,底部设有从动轮,独立式小车厢通过底部从动轮连接动力轨,独立式小车厢中部设有前后或并排的一人座、双人座、四人座、多人座或纯货物车厢。
3.如权利要求1所述的大运能直达轨交系统,其特征在于所述的动力轨提供动能,该动力轨包含车轮组与轨道结合,并在一定间隔有相应的车架,提供相应的独立式小车厢的车位,动力轨驱动若干独立式小车厢前进,所述的动力轨为持续不断的匀速循环状轨道。
4.如权利要求3的所述的大运能直达轨交系统,其特征在于所述的动力轨为整体循环状或分段循环或多条线路同时运行的多重循环结构。
5.如权利要求1所述的大运能直达轨交系统,其特征在于所述的出站通道和入站通道顶部设有顶轨,与独立式小车厢顶部的连接结构相配合,连接结构与顶轨相配合,完成变轨。
6.如权利要求5所述的大运能直达轨交系统,其特征在于所述的连接结构为可伸缩顶轴。
7.如权利要求1所述的大运能直达轨交系统,其特征在于所述的动力轨的动力系统采用直线电机或旋转电机。
8.一种如权利要求1所述的大运能直达轨交系统的运行方法,其特征在于:
a.主通道运行方法:若干独立式小车厢根据需要安置于动力轨上的相应车位,由动力轨提供动能,使若干独立式小车厢等速度同向前进;
b.进站方法:主通道通过入站通道连通车站,独立式小车厢通过变轨进入入站通道,具体变轨方法如下:独立式小车厢连接结构插入入站通道上的顶轨,独立式小车厢底部从动轮抬升脱离动力轨,独立式小车厢通过顶轨引导进入车站,顺着出站通道逐渐减速直至静止;
c.出站方法:独立式小车厢进入出发区,出发区给予独立式小车厢一个推力,使得独立式小车厢进入出站通道,在出站通道中逐渐被加速到与动力轨同速,独立式小车厢底部从动轮下降与动力轨配合连接,独立式小车厢顶轴与出站通道顶轨脱离,完成变轨,使独立式小车厢被安置在动力轨上,跟随动力轨匀速前进。
9.如权利要求1所述的大运能直达轨交系统,其特征在于大运能直达轨交系统的运行方式在地下、路面、高架或建筑物间的连接通道或其他模式搭建的通道或开放式平台上运行。

说明书全文

大运能直达轨交系统

[技术领域]

[0001] 本发明涉及城市与城际交通技术领域,具体来说是一种人员或货物的公共交通运输方法,以及相关的交通运输基础设施形成的大运能与直达轨交系统。[背景技术]
[0002] 当下,城际交通特别是城市交通质量深深的影响着人类的生活质量。在中科院发布《2010中国新型城市化报告》中,北京以“平均52分钟”位居上班耗时榜首。一个城市市内交通的运能、耗时及舒适度,已经深深的影响着一座城市的竞争与发展潜力。公共交通的不畅与不适,将刺激加大私家车的购置,反过来影响整个路面交通,以及对城市雾霾推波助澜,所以,从根本上解决城市公共交通意义巨大。
[0003] 城市交通的主是地,但稍加留心,你就会发现传统地铁运营模式的不合理:每站必停,每次停靠平均耗时37秒,这还不包括每次停靠后需要的:重新启动,再次刹车,耗能耗时;以北京、上海每年20多亿人次的地铁通行人次,代价巨大,不但如此,地铁站拥挤,候车时间长,换乘不方便,种种弊端明显。2014年,上海地铁已有14条线路通车运行,也称实现了网络化。
[0004] 但线路之间换乘极其不便,先下车,走换乘通道(平均约3分40秒),然后再次候车、上车,而换乘难,换乘不便已是城市地铁的普遍状况。这样的网络化似乎只停留在纸质的表面。
[0005] 但困于没有新模式的替代,这种老迈的,150年来不曾改变过的旧模式仍被大量使用。关于城市公共交通的设计与改良,国内外都有研究。英国希斯罗机场的PRT系统也已经建成个人捷运系统。但这些设计中,总体运输能力不足始终是个瓶颈,无法与现有地铁媲美。其中的要点就是:小车模式下,运能大就需要大量小车在主通道上快速运行,但当其中部分小车需要变轨,而部分仍需直行时,轨道来回切换的速度跟不上。[发明内容]
[0006] 本发明的目的是提供一种舒适,高效,可以实现一站式直达的交通运输方式,同时解决了现有的个人捷运系统总体运输能力较低、轨道来回切换的速度跟不上的技术问题。
[0007] 为了实现上述目的,设计一种大运能直达轨交系统,该系统包括主通道、出站通道、入站通道、运营车厢、轨道、车站,所述的运营车厢为独立式小车厢,所述的主通道中铺设轨道,所述的轨道为动力轨,动力轨持续匀速运动,独立式小车厢安置于动力轨上的相应车位,由动力轨带动独立式小车厢匀速向前,所述的车站通过出站通道和入站通道连通动力轨所在的主通道,出站通道和入站通道分别一端连接地面站台,一端连接主通道,形成联通结构,独立式小车厢顶部设有连接装置,连接装置与设置在出站通道及入站通道上方的连接结构对接完成变轨需要。
[0008] 所述的独立式小车厢顶部设有连接装置,底部设有从动轮,独立式小车厢通过底部从动轮连接动力轨,独立式小车厢中部设有前后或并排的一人座、双人座、四人座、多人座或纯货物车厢。
[0009] 所述的动力轨提供动能,该动力轨包含车轮组与轨道结合,并在一定间隔有相应的车架,提供相应的独立式小车厢的车位,动力轨驱动若干独立式小车厢前进,所述的动力轨为持续不断的匀速循环状轨道。
[0010] 所述的动力轨为整体循环状或分段循环或多条线路同时运行的多重循环结构。
[0011] 所述的出站通道和入站通道顶部设有顶轨,与独立式小车厢顶部的连接结构相配合,连接结构与顶轨相配合,完成变轨。
[0012] 所述的连接结构为可伸缩顶轴。
[0013] 所述的动力轨的动力系统采用直线电机或旋转电机。
[0014] 上述的大运能直达轨交系统的运行方法:
[0015] a.主通道运行方法:若干独立式小车厢根据需要安置于动力轨上的相应车位,由动力轨提供动能,使若干独立式小车厢等速度同向前进;
[0016] b.进站方法:主通道通过入站通道连通车站,独立式小车厢通过变轨进入入站通道,具体变轨方法如下:独立式小车厢连接结构插入入站通道上的顶轨,独立式小车厢底部从动轮抬升脱离动力轨,独立式小车厢通过顶轨引导进入车站,顺着出站通道逐渐减速直至静止;
[0017] c.出站方法:独立式小车厢进入出发区,出发区给予独立式小车厢一个推力,使得独立式小车厢进入出站通道,在出站通道中逐渐被加速到与动力轨同速,独立式小车厢底部从动轮下降与动力轨配合连接,独立式小车厢顶轴与出站通道顶轨脱离,完成变轨,使独立式小车厢被安置在动力轨上,跟随动力轨匀速前进。
[0018] 大运能直达轨交系统的运行方式在地下、路面、高架或建筑物间的连接通道或其他模式搭建的通道或开放式平台上运行。
[0019] 本发明的优点在于:采用成熟的动力系统与铁轨结合的动力轨,动力轨提供动能,小车被安置于动力轨的固定车位,能稳定、持续的运行,避免了每次停站所需的刹车与启动,大大节省了能耗,整个运行过程中没有相对位移,动力轨上的车距可以大幅缩小,从而大大提升了交通运能,整个变轨过程无需传统模式中的轨道间的来回切换,没有变轨不当的安全问题;可实现无缝换乘,直接坐在独立式小车厢上就完成整个换乘动作,解决了地铁换乘难的问题,大大节省了乘客的时间与劳力,达成了地下运行轨道间真正的网络化;以人为本,节省旅行时间,充分尊重每个旅行者的通行体念,大幅改善城市交通质量。[附图说明]
[0020] 图1是本发明的系统结构图;
[0021] 图2是本发明出站示意图;
[0022] 图3是本发明中通道与地面站台连接示意图;
[0023] 图4是本发明中独立式小式车厢的结构图;
[0024] 图5是本发明行进时示意图;
[0025] 图中:1.主通道 2.出站通道 3.入站通道 4.地面站台 5.动力轨6.独立式小车厢 7.可伸缩顶轴 8.顶轨;
[0026] 指定图1作为本发明的摘要附图;[具体实施方式]
[0027] 下面结合附图对本发明作进一步说明,这种系统的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0028] 大运能直达轨交系统是城市(包括城际交通)公共交通中的一种创新模式,该模式对传统的地铁运行模式进行了大幅改良,融合了地铁的大运能优势与出租车的舒适、直达功能,使未来城市交通能够实现:随到随走,一站直达,舒适高效。
[0029] 如图1所示,大运能直达轨交系统包括主通道、出站通道、入站通道及地面站台,出站通道和入站通道分别一端连接地面站台,一端连接主通道,形成联通结构;主通道中设有动力轨(动力装置包含直线电机、旋转电机及其他动能方式),配置独立式小车厢,动力轨持续匀速运动,独立式小车厢通过固定在动力轨上的固定车位,由动力轨带动独立式小车厢匀速向前,独立式小车厢顶部设有连接装置,如:可伸缩顶轴,与设置在出站通道及入站通道上方的顶轨对接完成变轨需要;
[0030] 本发明的主要创新点包括“三大创新”与“顶轨”设计:
[0031] 1、分包快运(相对于集运模式,即独立式小车厢);
[0032] 2、轨道动能(相对于车体动能,即动力轨);
[0033] 3、虫穴系统(相对于传统车站,即出站通道及入站通道与分体式车站);
[0034] 如图2所示,顶轨是指设置在入站通道及出站通道上方的轨道,完成独立式小车厢从“出入站通道”与动力轨之间的快速变轨需要,解决了“大型公共交通网络”中“快速变轨”的世界性交通问题,从而让快捷舒适的“分包快运”模式也具备了大规模运输能力,从而将“大运能直达轨交系统”推向了未来城市交通的主角,而不仅仅是一种补充。
[0035] 分包快运是指相对于集运模式而提出的,是指在大型公共交通中,摒弃大车箱,而施以小车厢,并以相同目的地为基础的快运模式,如图4所示,独立式小车厢中部设有前后或并排的双人座小车厢(或一人座,四人座或多人座,或货物车厢),这种模式的优势明显:舒适,高效,由于目的地的相同,可以实现一站直达,类似于出租车。但分包模式有个致命缺点:运能不足,无法担负起大型城市的大规模交通需要。针对此缺点,提出轨道动能:
[0036] 轨道动能:轨道动能对应的是传统模式的车体动能,也就是把动力系统由车辆携带改为轨道携带,将原有的大车箱变成“分包”的独立式小车厢,将地铁的动力系统与铁轨结合,组成一个持续不断,匀速运行的轨道,称之为动力轨。动力轨稳定、持续的运行,避免了每次停站所需的刹车与启动,大大节省了能耗。动力轨提供动能,而独立式小车厢不带主要动能,独立式小车厢可临时被安置在动力轨的相应车位,整个运行过程中小车间没有相对位移,车距可以大幅缩小,从而大大提升了交通运能。而进出站也只需要达成两个动作1、接入进站通道中的顶轨脱离动力轨。2、透过出站通道中的顶轨接入动力轨。这两个动作实质也就是:如何达成“在运动物体上的上下车”。
[0037] “出入站通道”系统就是连接车站与主通道之间的小型隧道,如图3所示,也就是本发明中的入站通道及出站通道。该通道一头与主通道隧道形成分岔口,一头直通地面,出站通道与入站通道可以形成“又”字形结构,下客后的独立式小车厢提供新的上客需求。
[0038] 针对传统的个人捷运系统的总体运输能力问题,其中要点是:小车模式下,运能大就需要大量小车在主通道上快速运行,但当其中部分小车需要变轨时,而部分仍需直行时,轨道来回切换的速度跟不上。
[0039] 本系统中动力轨的设计时速可以设定为每小时75公里,即每秒约21米,每辆独立式小车厢长2.5米,间距5米,也就是每7.5米一个车位,那么每秒21米相当于在每个变轨点每秒将通过约3辆小车,如图5所示。而任何现有的变轨系统都不可能在三分之一秒钟完成一个转换,而没有这样的变轨系统,大规模的小型化快速运行就无法实现,舒适直达的交通方式就因为运能不足而无法满足大型城市的公共交通。而本发明设计中的“动力轨”与“顶轨”模式组合解决了这个问题,需要继续运行的小车不升起“顶轴”,即不会连接到“顶轨”而继续前行,需要出站的小车事先升起“顶轴”,连接“顶轨”,完成变轨。整个变轨过程无需传统模式中,轨道间的来回切换,没有变轨不当的安全问题,从而创造性的解决了这个交通难题。
[0040] 本发明将达成城市交通中真正的网络化运行,由于地铁有不同路线,线路之间换乘极其不便,先下车,走换乘通道,然后再次候车、上车,而换乘难,换乘不便已是城市地铁的普遍状况。本发明可实现无缝换乘,当独立式小车厢必须在不同线路中转换时,直接坐在独立式小车厢上就能完成整个换乘动作。独立式小车厢将经由站台过渡转换到新的主通道中,整个过程中,独立式小车厢依靠顶轨运动行驶,避免旧模式中需要的下车,步行,再次候车,从而解决了时下地铁换乘难的问题,大大节省了乘客的时间与劳力,达成了地下运行轨道间真正的网络化。
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