个人快速交通系统包括根据需要提供个人交通服务的小型车辆。本发明 涉及这样的的个人快速交通系统，即，所述个人快速交通系统中的车辆通过 安装在轨道中或者车载的直线感应电动机(LIM)的推动功率沿着轨道基于 车轮行驶。通常，每辆车承载3名或4名乘客。因此，车辆紧凑并且轻，这 又允许PRT导轨(轨道)结构比传统的铁路系统(例如，传统的有轨电车或 地铁系统)轻。因此，PRT系统的建造成本比可选方案的结构成本低很多。 由于PRT系统视觉冲击小、产生的噪声小并且不产生本地空气污染，所以PRT 系统对环境更友好。另外，可以在现有建筑物内部建造PRT站。另一方面， 由于可以保持同等短的间隔距离(headway distance)/自由距离，所以PRT系 统的交通容量与现有的交通方式(例如，公交车和有轨电车)相当。

技术问题
通常，PRT系统包括用于控制速度和车辆之间的距离的速度控制系统。 硬件或通信故障、软件误差和失去功率会造成车辆控制失效。出于这个原因， 期望提供一种可靠并且安全的控制系统。
技术方案
根据一个方面，通过一种速度控制系统解决了以上和其它问题，当个人 快速交通系统中的一辆车或多辆车沿着轨道行驶时，所述速度控制系统用于 控制所述一辆车或多辆车的车辆速度，个人快速交通系统包括车辆推动力系 统，车辆推动力系统包括一个或多个电动机，每个电动机适于产生用于推动 一辆车或多辆车之一的推力，所述速度控制系统包括：
速度调节子系统，适于基于从车辆位置和/或速度传感器接收的一个或多 个传感器信号来控制由至少一个所述电动机产生的推力，从而控制一辆车或 多辆车的速度；
车辆控制系统，包括在所述每辆车中并且适于独立于速度调节子系统的 速度控制来激活安装在所述车辆上的紧急制动器。
在一个实施例中，提供了一种用于控制车辆速度的速度控制系统，其中， 个人快速交通系统包括轨道内部的车辆推动力系统，所述轨道内部的车辆推 动力系统包括沿着所述轨道设置的多个电动机，当所述车辆在所述电动机附 近时，每个电动机适于产生用于推动一辆车或多辆车之一的推力。
在另一个实施例中，提供了一种用于控制车辆速度的速度控制系统，其 中，个人快速交通系统包括车载型车辆推动力系统，其中，每辆车包括至少 一个所述电动机。车载推动通常成本较低并且电动机较少，虽然车载推动需 要向每辆车输送功率，但是车载推动便于平滑控制。
结果，通过速度调节子系统来执行车辆速度和车辆间距离的正常控制， 其中，速度调节子系统控制由电动机产生的推力，电动机放置在轨道中或者 放置在每辆车上。为了控制位于各个车辆下面或者位于各个车辆上的LIM或 多个LIM的推力，这种控制可以基于安装在轨道上或安装在车辆上的检测车 辆位置和速度的传感器，并且可以基于对每辆车产生速度命令的区域控制器。 可以经过有线或无线通信将速度命令发送给对应的电动机控制器或者安装有 车辆控制器的车辆。
每辆车包括车辆控制系统，车辆控制系统控制紧急制动器，例如，对导 轨进行作用的机械紧急制动器。优选地，车辆控制系统能够独立于由速度调 节系统执行的正常速度控制来操作，并且适于其自身主动激活紧急制动器， 优选地不需要输入功率，具体地不需要来自导轨的功率来激活紧急制动器。
这里描述的系统的优点在于，该系统使电动机的大小足以用于正常速度 调节，而不是使电动机足以用于强制进行紧急制动。该系统的优点还在于： 该系统包括这样一种紧急制动机构，该紧急制动机构以这样的方式被激活， 即，即使一些组件或者软件出现故障时也能够可靠地避免发生事故。
具体地讲，这里描述的系统的优点在于，该系统提供了一种避免使电源 和电动机成本翻倍的安全紧急制动机构。
这里描述的系统的另外的优点在于，该系统在大多数硬件、电源、通信 和软件的故障模式下确保安全制动。
在一些实施例中，速度调节子系统包括一个或多个电动机控制器，其中， 每个电动机控制器适于控制一个或多个电动机中的至少一个；至少一个区域 控制器适于接收所述传感器信号并且产生速度命令，所述速度命令使电动机 控制器调节对应车辆的速度。在轨道内部系统中，当区域控制器与传感器之 间的通信和/或区域控制器与电动机控制器之间的通信是基于有线通信时，提 供了特别可靠的通信。
在优选实施例中，紧急制动器包括预载弹簧，其中，只要一切正常运行， 预载弹簧就被预载压力(例如，液压)牵制。
车辆与紧急制动系统的通信通常是基于无线通信。然而，无线通信会出 现故障。因此，在一些实施例中，车辆控制系统接收重复出现的信号，例如， 周期性的OK信号，如果信号没有出现，则车辆控制系统在预置的延迟之后 激活紧急制动器。这里描述的系统的优点在于，该系统降低了由短期的临时 干扰引起的意外制动的风险。在一些实施例中，所述延迟是基于车辆速度， 使得车辆在预定距离内仍然能够停止。
在又一实施例中，车辆控制系统接收指示剩余自由距离的周期性消息， 即，指示允许车辆运动多远的消息。另外，车辆控制系统保留其自身的位置 和速度，并且确定是否要应用紧急制动器。例如，车辆能够通过导轨应答机 和轮子传感器来确定其自身的位置和速度。车辆控制系统计算车辆位置和速 度，并且基于剩余距离和当前速度来确定对制动的需要。
接收的消息可以指示直接作为相对距离的自由距离，例如，以米为单位 或其它合适的单位长度。可选地，接收的消息可以指示车辆前面的自由距离 的终点，从而提供独立于车辆的准确位置和速度并且独立于距离计算和数据 通信的任何延迟的实际自由距离的可靠指示。然而，应该理解，可以提供自 由距离的其它测量，例如，以当前车辆速度直到到达自由距离终点的行驶时 间等。
区域控制器、与车辆的通信或者电动机控制器或与车辆的无线通信的故 障将使新消息中止，所以允许的自由距离不再延伸，车辆将停止。该实施例 的优点在于，该实施例降低了由于暂时通信中断导致的不必要停止的风险。
通过需要两个指示在车辆控制系统认为距离不受约束之前的自由轨道距 离的传感器可以降低导轨传感器故障的影响。
也可以结合导轨中的标记通过一个或多个车轮上的传感器来测量位置和 速度。
通过引入具有不同软件或者相同硬件中的不同软件模块使区域控制器和 电动机控制器以及车辆控制器翻倍，可以消除软件误差的影响。
还可以通过包括在车辆控制器和制动器激活器之间的监视定时功能来进 一步降低车辆控制器中的故障的影响。如果车辆控制器没有发送OK信号， 则在预定延迟之后将使用制动器。
这里描述的实施例的有益效果包括：
—通过用于紧急制动而不依赖于外部的功率和命令的基于车辆的系统提 高了安全等级。
—由于随时可知的确定的自由距离降低了不必要的制动的风险。
—不需要使电源、电动机和通信信道翻倍。
—可以与使组件翻倍相结合来提高可靠性。
本发明涉及不同的方面，这些方面包括如上所述的控制系统以及后面的 车辆、快速交通系统和方法，每个方面产生一个或多个好处以及结合上述控 制系统描述的优点，每个方面具有与结合上述系统描述的实施例对应的一个 或多个实施例。
更具体地讲，根据另一方面，为个人快速交通系统提供了车辆，个人快 速交通系统包括车辆推动力系统，车辆推动力系统包括一个或多个电动机， 每个电动机适于产生用于推动车辆的推力，所述快速交通系统还包括速度调 节子系统，所述速度调节子系统适于控制由至少一个所述电动机产生的推力， 从而基于从车辆或者导轨中的位置和/或速度传感器接收的一个或多个传感 器信号来控制车辆速度。所述车辆包括：车辆速度控制系统，包括在所述车 辆中，并且适于独立于速度调节子系统的速度控制来激活安装在所述车辆上 的紧急制动器。
根据另一方面，一种个人快速交通系统包括如上所述的任何一种速度控 制系统。
根据又一方面，提供了一种当个人快速交通系统中的一辆车或多辆车沿 着轨道行驶时控制所述一辆车或多辆车的车辆速度的方法，个人快速交通系 统包括车辆推动力系统，车辆推动力系统包括一个或多个电动机，每个电动 机适于产生用于推动一辆车或多辆车的推力，所述方法包括以下步骤：
—至少检测一辆车或多辆车之一的位置；
—至少基于传感器信号控制由至少一个所述电动机产生的推力，从而控 制一辆车或多辆车的速度；
—提供包括在所述车辆中的车辆控制系统，所述车辆控制系统适于独立 于所述速度控制激活安装在所述车辆上的紧急制动器。
在上述方面的一些实施例中，个人快速交通系统包括轨道内部型车辆推 动力系统，所述轨道内部型车辆推动力系统包括沿着所述轨道设置的多个电 动机，当所述车辆在所述电动机附近时，每个电动机适于产生用于推动车辆 的推力。
在上述方面的可选实施例中，个人快速交通系统包括车载型车辆推动力 系统，车载型车辆推动力系统包括位于车辆上的一个或多个电动机。
根据又一方面，一种用于控制个人快速交通系统中的车辆速度的速度控 制系统，所述速度控制系统包括：
a)直线感应电动机，包括一个或多个原磁芯，每个原磁芯被布置成向沿 着轨道运动的车辆提供推动力；
b)一个或多个车辆位置传感器，位于导轨中或者位于每辆车上，适于至 少检测每辆车的车辆位置和/或速度/距离；
c)一个或多个电动机控制器，其中，每个电动机控制器适于控制直线感 应电动机的对应的一个或多个原磁芯；
d)区域控制器，适于基于从车辆位置传感器接收的数据确定预定区域内 的每辆车的位置，计算连续的两辆车之间的距离，并且产生用于使一个或多 个电动机控制器调节对应车辆的速度的车辆速度命令，从而保持连续车辆之 间的安全间隔距离和/或将在所述区域中的车流量最优化。
在一个实施例中，提供了一种速度控制系统，其中，所述速度控制系统 包括：
直线感应电动机，包括多个沿着轨道布置的原磁芯，车辆携载反馈盘；
多个电动机控制器，其中，电动机控制器沿着轨道布置。
在一个实施例中，提供了一种速度控制系统，其中，所述速度控制系统 包括：
直线感应电动机，包括布置在每辆车中的一个或多个原磁芯，轨道携载 反馈盘；
一个或多个电动机控制器，布置在每辆车中。
因此，根据又一方面，提供了一种控制个人快速交通系统中的车辆速度 的方法，所述个人快速交通系统具有直线感应电动机，直线感应电动机包括 用于产生对反馈盘的电磁推力的一个或多个原磁芯，所述原磁芯受到对应的 电动机控制器的控制，所述方法包括以下步骤：
a)检测对应车辆的位置和速度；
b)将检测的位置和速度传达给区域控制器；
c)基于检测的车辆位置通过区域控制器来计算车辆之间的距离；
d)根据车辆之间的计算距离，通过区域控制器指示至少一个电动机控制 器来调节至少一辆车的速度。
在一个实施例中，提供了一种控制车辆速度的方法，其中，直线感应电 动机包括沿着轨道布置的多个原磁芯，所述方法包括以下步骤：
—至少在原磁芯的每个位置检测各个车辆的位置；
—通过至少一个电动机控制器将检测的位置传达给区域控制器。
在一个实施例中，提供了一种控制车辆速度的方法，其中，一个或多个 原磁芯布置在每辆车中。
有益效果
因此，这里描述的方法和系统提供了对具有轨道内部型或车载型直线感 应电动机的个人快速交通系统中的多辆车的可靠并且有效的控制。具体地讲， 紧急制动器的可靠性并不是严格地依赖于紧急制动系统中的无线通信链路。
附图说明
从下面结合附图对优选实施例的描述中，本发明的这些和/或其它方面及 优点将变得清楚和更容易理解，在附图中：
图1和图2示意性地示出了具有轨道内部(in-track)型直线感应电动机 的个人快速交通系统的一部分的示例；
图3和图4示意性地示出了用于控制个人快速交通系统中的车辆速度的 速度控制系统的示例的更详细的视图；
图5和图6示出了由速度控制系统的电动机控制器执行的速度控制过程 的示例的流程图；
图7示出了由速度控制系统的区域控制器执行的速度控制过程的示例的 流程图；
图8示出了由速度控制系统的车辆控制器执行的速度控制过程的示例的 流程图；
图9和图10示意性地示出了用于控制个人快速交通系统中的车辆速度的 速度控制系统的示例；
图11和图12示出了由速度控制系统的电动机控制器执行的速度控制过 程的示例的流程图；
图13示出了由速度控制系统的区域控制器执行的速度控制过程的示例 的流程图；
图14示出了由速度控制系统的车辆控制器执行的紧急制动控制过程的 示例的流程图。
在图中，相同的标号表示相同或者相应的特征、元件、步骤等。另外， 当一个元件连接到另一个元件时，这两个元件不仅可以彼此直接连接，而且 可以经过中间元件彼此间接连接。

轨道内部型直线感应电动机
图1和图2示意性地示出了具有轨道内部型直线感应电动机的个人快速 交通系统的一部分的示例。个人快速交通系统包括轨道，轨道的一部分在图 1和图2中示出并用标号6表示。轨道通常形成网络，所述网络通常包括多 个并线、岔口和站。个人快速交通系统还包括多辆车，通常用标号1表示车 辆。图1示出了具有两辆车1a和1b的轨道部分6，而图2示出了一辆车1 的放大视图。即使图1中仅示出了两辆车，也应该理解，个人快速交通系统 可以包括任何数量的车辆。通常，每辆车通常包括由底盘或框架非动力轮 (framework carrying wheel)22支撑的客舱。在国际专利申请WO04/098970 中公开了PRT车辆的示例，上述申请的全部内容通过引用被包含于此。
如上所述，个人快速交通系统包括轨道内部型直线感应电动机，轨道内 部型直线感应电动机包括通常用标号5表示的多个原磁芯(primary core)，在 轨道6中/沿着轨道6周期性地布置原磁芯。在图1中，车辆1a和1b分别示 出在原磁芯5a和5b上方的位置。每辆车具有安装在车辆的底表面上的反馈 盘(reaction plate)7。反馈盘7通常是位于钢背板(backing plate)上的由铝、 铜等制成的金属板。
通过电动机控制器2来控制一个或多个原磁芯5，其中，电动机控制器2 将合适的AC功率供给到对应的原磁芯，从而控制用于使车辆加速或减速的 推力。当反馈盘位于原磁芯上方时，由原磁芯5对反馈盘7提供该推力。为 此，每个电动机控制器2包括向原磁芯5提供驱动功率的逆变器或者开关装 置，例如，用于转换电流(相位角调制)的固态继电器(SSR)。电动机控制 器2根据外部控制信号9控制驱动功率的电压/频率。通常，如果比如通量的 密度和频率之类的条件相同，则盘7和原磁芯5之间产生的电磁推力与盘和 原磁芯之间的气隙的面积成比例。电动机控制器可以位于每个原磁芯附近或 者可以位于更易于进行维修的箱子中。在后一种情况下，一个电动机控制器 可以被转换为控制几个原磁芯。轨道内部型直线感应电动机的优点在于，原 磁芯5和电动机控制器2安装在固定的轨道或者导轨上，从而避免了将电驱 动功率提供到车辆1的需求。
该系统还包括用于沿着轨道检测车辆的位置的多个车辆位置检测传感 器。在图1和图2的系统中，由适于检测位于对应的传感器附近的车辆的存 在的车辆位置传感器8来检测车辆位置。即使图1和图2中的车辆位置传感 器8示出为与多个原磁芯5一起沿着轨道6布置，但是车辆位置传感器的其 它位置也是可以的。具体地讲，如下面将更详细描述的，每辆车可以包括一 个或多个车辆位置传感器，使得每辆车向电动机控制器发送由车辆内的传感 器测量的位置和速度。
车辆位置传感器可以通过任何合适的检测机理来检测车辆的存在。在优 选的实施例中，车辆位置传感器还检测诸如车辆速度、方向和/或导轨标识的 ID之类的参数。
通常，应该理解，原磁芯可以沿着轨道以恒定间隔设置或者在原磁芯之 间具有变化的间隔。例如，在期望较高推动力的区域中，例如，在倾斜或者 在加速/减速区域(例如，在站的入口或出口处)，可以选择相应地较短的间 隔。应该理解，这里使用的术语推动和推动力意图表示为了加速、保持恒定 速度和减速的目的的推动力。
在一些实施例中，原磁芯5的布置周期，即，第一原磁芯的长度与第一 原磁芯和相邻的原磁芯之间的间隙的长度的总和基本上等于反馈盘7的长 度。这种布置防止因为由于反馈盘和原磁芯之间的有效气隙的改变引起的推 力波动而导致的车辆速度的颤动。应该理解，多个原磁芯的布置周期没有必 要严格等于反馈盘的长度，而是多个原磁芯的布置周期可以形成在反馈盘的 长度的例如±15％的误差范围内。此外，布置周期可以选择为小于反馈盘的 长度，例如，至少在轨道的一部分内，与例如反馈盘的长度的预定分数(例 如，1/2、1/3等)一样小。
该系统还包括用于控制PRT系统的至少预定部分或区域的操作的一个或 多个区域控制器10。例如，通过点对点通信、总线系统、计算机网络(例如， 局域网络(LAN))等按照有线通信的方式，每个区域控制器连接到区域控制 器10所控制的区域内的电动机控制器2的子集，从而允许对应的区域控制器 10内的每个电动机控制器2之间的数据通信。即使图1中仅描述了一个区域 控制器，也应该理解，PRT系统通常包括任何合适数量的区域控制器。系统 的不同部分/区域可以通过它们对应的区域控制器来控制，从而使得系统便利 的缩放以及对单个区域提供彼此独立的操作。此外，尽管图1和图2中没有 描述，但是每个区域控制器10可以被构造为多个独立的控制器，从而对区域 中的电动机控制器(例如轨道的，预定部分的电动机控制器)提供分布式控 制。可选地或者另外地，可以对每个区域提供多个区域控制器，从而通过重 复来提高可靠性，或者对不同组的区域控制器提供直接的通信路径。
如下面将更详细描述的，当区域控制器10从指示被检测车辆的位置和车 辆ID的电动机控制器接收合适的检测信号时，区域控制器10识别每辆车(1； 1a，1b)的位置。可选地，可以从车辆直接接收位置和速度。
另外，区域控制器计算如用车辆1a和车辆1b之间的由距离11指示的两 辆车之间的距离。因此，区域控制器10根据计算的两辆车之间的距离11来 确定车辆1a、车辆1b的各自的期望/建议速度，从而保持车辆之间的期望的 最小间隔距离或安全距离，并因此管理专用区域内的整体交通流量。因此， 区域控制器将关于被检测车辆的自由距离和期望/建议速度的信息返回被检 测车辆所处位置处的电动机控制器。可选地，区域控制器可以确定速度调节 的期望程度并且将相应的命令发送给电动机控制器。
可选地或者另外地，也可以基于确定的自由距离通过电动机控制器来计 算速度。因此，因为电动机控制器可以基于最后获知的车辆的自由距离来计 算速度，所以安全控制不依赖于与区域控制器不间断的通信。
PRT系统还包括连接到区域控制器10的中央系统控制器20，从而使得 在区域控制器和中央系统控制器20之间进行数据通信。中央系统控制器20 可以安装在PRT系统的控制中心内，并且可以被构造为检测并控制整个系统 的运行状态，可选地包括交通管理任务，例如，负荷预报、线路表、空车管 理、乘客信息等。
如下面将更详细描述的，每辆车1包括通常用13表示的车辆控制器，车 辆控制器用于控制车辆的运行。具体地讲，车辆控制器13控制安装在车辆1 中的一个或多个紧急制动器21的操作。即使可以使用其它类型的紧急制动 器，但是已经证明预载弹簧式的机械紧急制动器特别可靠，这是因为这种制 动器不需要电或者其它功率来激活，从而提供了失效保护紧急制动机构。在 这种预载弹簧紧急制动器中，例如通过液压或气压的方式使弹簧预载。通过 去除预载压力并由此引起弹簧扩张来启动(actuate)制动器，例如通过将一 个或多个制动块或制动夹压向轨道6和/或轮子22来激活(activate)制动器。
图3和图4示意性地示出了用于控制个人快速交通系统中的车辆速度的 速度控制系统的示例的更详细的视图。图3示出了基于轨道内的车辆位置检 测传感器的系统，图4示出了基于车载的车辆位置传感器的系统。
开始参照图3，如上所述，速度控制系统包括位于轨道(图3和图4中 没有明确示出)上的电动机控制器2和车辆位置传感器8、包括在车辆1中 的车辆控制器13以及区域控制器10。
电动机控制器2包括用于有线数据通信的通信调制解调器、用于经通信 电缆9向区域控制器10发送数据/从区域控制器10接收数据的收发机和/或另 一通信接口14。电动机控制器2还包括主控制模块16，主控制模块16根据 经调制解调器14从区域控制器10接收的指令向逆变器17或其它推力控制器 (例如，逆变器或开关装置)输出电压/频率命令。电动机控制器2还包括信 息处理模块15和逆变器17或开关装置，逆变器17或开关装置根据来自主控 制模块16的电压/频率命令将多相AC功率经过功率线24提供到对应的原磁 芯(在图3和图4中没有明确示出)。信息处理模块15和主控制模块16可以 被实现为单独的电路/电路板或者实现为一个电路/电路板(例如，实现为ASIC (专用集成电路))、合适的编程通用微处理器等。
当车辆在传感器8的预定附近时，车辆检测传感器8适于检测车辆1的 存在、方向、速度和ID，并且车辆检测传感器8适于将传感器信号传送到信 号处理电路15。车辆位置传感器8可以包括一个传感器或者多个单独的传感 器，例如，用于位置检测、速度等的单独的传感器。车辆位置传感器可以通 过任何合适的检测机理来检测车辆存在，例如，通过感应传感器、光学传感 器、应答机的方式、通过安装在车辆上的无线射频识别(RFID)标签、或者 任何其它合适的传感器或传感器的组合来检测车辆存在。在优选的实施例中， 车辆位置传感器还检测诸如，车辆速度、方向和/或车辆ID之类的参数。例 如，可以通过两个分隔开的传感器来检测车辆速度和方向，这两个分隔开的 传感器均检测车辆的存在，从而确定车辆到达对应传感器处的时间延迟。可 以通过RFID标签或者其它近程无线电通信的方式、通过条形码读取器或者 任何其它合适的机理来检测车辆ID。也可以使用其它类型的存在检测设备。
尽管其它布置也是可以的，但是检测传感器8的位置位于原磁芯5的预 定空间关系的范围内便于响应车辆的存在来控制原磁芯，例如，传感器被构 造为当车辆在原磁芯的预定附近(例如，在原磁芯上方的位置)时检测车辆。
通常，电动机控制器和逆变器或SSR可以与LIM布置成集成单元，或 者可以与LIM分开布置。例如，每个电动机控制器和逆变器/SSR可适于通过 切换对车辆所在位置的LIM的控制来控制几个LIM。这种布置降低了安装成 本，但是限制了在电动机控制器控制的轨道部分内可以同时控制的车辆的数 目。
在一些实施例中，每个电动机控制器(2；2a、2b)具有被分配给该电动 机控制器的唯一的ID，例如，唯一的编号，并且区域控制器10被构造为保 留在其区域内的电动机控制器的数据库，该数据库包括关于每个电动机控制 器(2；2a、2b)的ID和沿着轨道的位置的信息。结果，当每个电动机控制 器2与用于检测车辆存在和车辆ID的传感器8相关联时，区域控制器10在 从电动机控制器接收指示电动机控制器ID的检测信号和被检测车辆的车辆 ID时，可以基于接收的电动机控制器ID和车辆ID并且基于区域控制器数据 库中的存储的位置信息来识别每辆车(1；1a、1b)的位置。另外，区域控制 器可以利用数据库中的位置信息来计算两辆车之间的距离。
由于在图3的示例中包括传感器、电动机控制器和区域控制器的速度控 制回路涉及有线通信，所以速度控制的可靠性非常高。
电动机控制器还包括无线调制解调器或者其它无线通信接口23，其中， 无线调制解调器或者其它无线通信接口23适于经过无线发送机或收发机29 以及车辆的对应的无线接收机或收发机19与在电动机控制器附近的车辆1中 的车辆控制器13进行通信。例如，可以通过无线射频通信(具体地为近程无 线电通信)的方式经过任何合适的无线数据通信介质来执行无线通信。因此， 电动机控制器2基于从区域控制器10接收的信息、关于车辆前面与下一辆车 的确定的自由距离的信息来进行通信。例如，图1中的车辆1a保留关于与车 辆1b的确定的自由距离11的信息。因此，车辆控制器13在任何时间都保留 关于它与前面的车辆的自由距离的任何时间信息。例如，当车辆控制器13经 过下一个电动机控制器时，车辆控制器13接收关于更新后的自由距离的信 息，车辆控制器13更新存储的确定的自由距离。
所述车辆还包括用于检测车辆自身的位置和速度的车辆位置传感器28。 基于存储的关于确定的自由距离的信息并基于来自传感器28的传感器信号， 车辆控制器确定车辆1靠近该车辆的确定的自由距离的终点的时间，并且及 时地启动紧急制动器21，从而使得车辆在到达确定的自由距离的终点之前将 车辆停止。
传感器28可以基于用于检测车辆1的位置和速度的任何合适的机理。例 如，可以通过轮子传感器，例如通过计数每单位时间内一个或多个轮子的转 数，来检测车辆速度。可以通过检测沿着轨道设置的应答机的响应信号的无 线电收发机的方式、通过基于导航系统(例如，全球定位系统)的卫星的方 式、或者通过任何其它合适的检测机理来检测车辆位置。可选地或者另外地， 可以通过将检测的速度信号等结合来确定车辆位置。
如果在车辆靠近该车辆的当前确定的自由距离的终点之前，车辆控制器 13没有从电动机控制器接收到使车辆控制器更新其存储的确定的自由距离的 消息，则车辆控制器启动紧急制动器。
优点在于，车辆控制器13独立于电动机控制器和区域控制器的功能来控 制紧急制动器，从而提高了系统的安全性。另一方面，只要靠近该车辆的当 前确定的自由距离的终点之前，车辆控制器从下一个电动机控制器接收到了 更新的自由距离，则单个车辆位置传感器或者电动机控制器或者通信链路的 单个故障就没有必要引起紧急制动，从而避免不必要地中断系统的操作。
车辆控制器13还被构造为向紧急制动器21发送周期性的监视定时信号。 如果紧急制动器21在预定时间段内没有接收到监视定时信号，则紧急制动器 21被构造为自己启动，从而提供相对于车辆控制器13的故障的安全性。
除了在图4的系统中车辆的位置检测是基于车载位置检测器28之外，图 4的速度控制系统与图3的速度控制系统类似。因此，不需要轨道内部的车 辆位置传感器和相应的信号处理逻辑。因此，在图4的示例中，车辆控制器 13被构造为经过车辆的收发机19与电动机控制器的收发机29和无线通信接 口23向电动机控制器2发送车辆ID、当前车辆位置和速度。通信可以为车 辆与一个电动机控制器之间的点对点通信或者通过车辆的广播通信。例如， 车辆可以经过其收发机19周期性地广播它的ID、位置和速度，以使无线接 口范围内的电动机控制器接收到该车辆的ID、位置和速度。电动机控制器2 将接收到的数据发送给区域控制器10，从而使区域控制器确定车辆1的自由 距离11和相应的建议速度。即使仍然有可能，但是区域控制器10不需要依 赖于电动机控制器位置的数据库来确定车辆位置和自由距离，这是因为区域 控制器接收了来源于车辆的实际位置数据。如结合图3所描述的执行由区域 控制器10计算的自由距离和建议速度和/或速度调节命令与在车辆位置附近 的电动机控制器2之间的通信、通过电动机控制器2进行的速度控制、将来 自电动机控制器2的自由距离发送给车辆控制器13、紧急制动机理和监视定 时功能。
在可选实施例中，车辆可以将它的位置和速度经过无线通信直接发送给 区域控制器，并且区域控制器可以将自由距离直接发送给每辆车。
下面，现在将参照图5至图8并且继续参照图1至图2和图3至图4来 描述在此公开的速度控制系统的实施例执行的速度控制过程。
图5和图6示出了由速度控制系统的电动机控制器执行的速度控制过程 (例如，由如上所述的电动机控制器2的主控制模块16执行的过程)的示例 的流程图。
最初，在图5的示例中，该过程例如从轨道内部车辆位置传感器或者车 载车辆位置检测传感器接收(S50)关于在电动机控制器附近的车辆的位置信 息，从而确定是否有车辆在对应的原磁芯5的附近，并且确定被检测车辆的 ID。如果检测到车辆存在，则该过程将包括检测到车辆的指示和对应的车辆 ID以及(优选地)检测到的车辆速度和方向通过通信电缆9发送(S51)给 区域控制器10。接下来，该过程从区域控制器接收(S52)指示目标/建议车 辆速度和/或指示需要速度调节的速度命令以及指示被检测车辆前面的自由 距离的信息。基于该速度命令，该过程计算一个或多个电压/频率命令，并且 将这些命令提供给逆变器17(S53)。电压/频率的计算还可以基于从车辆位置 传感器接收到的被检测车辆的车辆速度的速度测量。基于测量的速度和接收 的目标速度，电动机控制器确定期望加速或减速的量，并且计算对应的电压/ 频率命令。因此，逆变器例如通过利用脉冲宽度调制技术或者基于相位角的 切换采用期望的频率产生期望的AC电压，并且将AC功率输送给直线感应 电动机的对应的原磁芯(5；5a、5b)。应该理解，可选地，可以通过区域控 制器来执行期望的加速/减速的计算。最后，在步骤S54中，电动机控制器将 接收的关于自由距离的信息发送给被检测车辆的车辆控制器。
在图6的示例中，如结合图5所述，该过程接收(S50)关于在电动机控 制器附近的车辆的位置信息，将包括车辆位置、速度和ID的车辆数据发送 (S51)给区域控制器10，并且接收(S52)速度命令。在图6的示例中，该 过程例如还通过涉及自由距离和安全速度的查询表的方式基于接收到的自由 距离来确定(S55)安全速度。可选地，该查询表还包括诸如车辆质量、外部 条件(例如，导轨梯度等)之类的参数。可选地或者另外地，可以基于用来 计算估计的制动距离的预定公式来执行所述确定步骤。制动距离的计算可以 基于LIM的制动能力和/或乘客舒适度限制，从而确保保持允许制动而不需要 调用紧急制动器的安全速度。
在一些实施例中，具体地讲，在单个电动机控制器控制一个以上LIM的 实施例中，至少只要车辆出现在轨道的受电动机控制器控制的部分内，电动 机控制器就可以存储接收的自由距离和/或接收的建议的车辆速度。因此，甚 至不依赖与区域控制器不间断的通信，也可以有效地并且可靠地执行速度控 制。
在步骤S56中，该过程确定安全速度是否小于接收到的建议速度。如果 安全速度小于建议速度，则该过程基于安全速度确定速度调节(S57)，从而 避免对不必要的紧急制动的需求。否则，该过程基于建议速度来确定速度调 节(S58)。通常，速度调节可以基于电动机控制器的比例、积分和微分(PID) 控制电路。PID控制电路可以确定推力等级(即，期望的加速时间、车辆质 量)，从而将速度调节到期望值。例如，可以通过测量车辆从站出发的过程中 的车辆加速性能来确定车辆质量，并且将车辆质量传达给对应的车辆控制器 或区域控制器和电动机控制器。计算的推力可能因附加因素例如，LIM的规 格、确保乘客舒适度的限制、导轨梯度等而被限制/修改。如上所述，基于确 定的速度调节，该过程计算一个或多个电压/频率命令，并且将所述命令提供 给逆变器17(S53)或者其它推力控制器。最后，在步骤S54中，电动机控 制器将接收到的关于自由距离的信息发送给被检测车辆的车辆控制器。
可选地，每个电动机控制器可以将速度和推力传达给下一个下游的控制 器，从而平稳地移交控制。
图7示出了由速度控制系统的区域控制器执行的速度控制过程的示例的 流程图。在初始步骤S61中，区域控制器10从电动机控制器或者车辆控制器 (2；2a、2b)接收数据，所述数据指示经过或者位于电动机控制器上的车辆 的车辆位置和车辆ID以及可选地速度和方向。基于位置信息并(可选的)基 于关于指定区域中的电动机控制器的区域控制器的数据库中存储的信息，区 域控制器计算(S62)车辆之间的相对距离，并且检查车辆是否保持最小间隔 距离。具体地讲，通过将计算的距离与可以取决于后面车辆的速度的预定安 全距离进行比较来确定是否保持了最小间隔距离。基于该距离信息，例如， 在站的出口，区域控制器为了要保持安全距离的车辆和为并线控制确定(S63) 建议速度。应该理解，区域控制器可以在区域内执行用于控制车辆速度的可 选或其它策略，从而确保保持最小距离间隔并且将系统的通过量和/或通过次 数最优化，并且确保弯路中的乘客舒适度。在步骤S64中，区域控制器将关 于建议速度和车辆前面的自由距离的信息发送给已经检测该车辆的电动机控 制器。应该理解，区域控制器可以将关于自由距离的信息与上面的速度命令 一起发送，或者作为单独的消息发送。在一个实施例中，区域控制器发送刚 好在当前车辆1a前面的车辆1b的位置，从而指示当前车辆1a前面的自由距 离11的终点。通常，车辆的自由距离可以被确定为车辆前面的未占用轨道的 长度，具体地为，沿着轨道与刚好在该车辆前面的第一其它车辆的距离/位置。
可选地或者另外地，为了发送建议速度，区域控制器可以确定建议速度 调节并且将对应的速度调节命令发送给电动机控制器。例如，如果前面的车 辆和后面的车辆之间的计算距离大于安全距离，则区域控制器10可以通过通 信电缆9向对应的电动机控制器2发送“提高速度”命令，从而使后面的车 辆加速，或者发送“相同速度”命令，从而使后面的车辆保持相同的速度。 另一方面，在计算距离比安全距离短的情况下，区域控制器10向后面车辆的 电动机控制器发送“降低速度”命令，从而使后面的车辆减速。
图8示出了由速度控制系统的车辆控制器执行的速度控制过程的示例的 流程图。在初始步骤S71中，车辆控制器检查车辆控制器是否已经从电动机 控制器接收到了指示自由距离的消息。如果车辆控制器已经接收到了这类消 息，则该过程进行到步骤S72。优选地，“自由距离”被传达为不受车辆运动 影响的自由距离的终点的位置。
在步骤S72中，即，当车辆控制器已经从电动机控制器接收到指示自由 距离的新消息时，车辆控制器更新指示确定的自由距离的值。在一个实施例 中，仅当已经通过从电动机控制器接收的至少两个传感器指示或者两条消息 确定了该确定的自由距离时，车辆控制器才更新自由距离。
在后面的步骤S75中，车辆控制器确定确定的自由距离是否小于车辆能 够制动的范围内的预定制动距离。预定制动距离可以为存储在车辆控制器内 的恒定距离或者是取决于例如当前车辆速度、车辆当前重量和/或其它参数 (例如，车辆在轨道上的位置、导轨/轨道梯度或天气条件)的距离。通常， 制动距离将小于如上所述用于正常速度调节的安全距离。如果确定的自由距 离大于制动距离，则该过程进行到步骤S76，否则该过程进行到步骤S74，在 步骤S74中，车辆控制器使得紧急制动器启动。
在步骤S76中，车辆控制器将监视定时信号发送给紧急制动器，从而指 示紧急制动器车辆控制器正在正常运行。接着，该过程返回步骤S71，从而 检查是否从已经接收到来自电动机控制器的消息。
当监视定时器被设计成只要车辆控制器周期性地找到监视定时器，监视 定时器就发送监视定时信号时，要确保在车辆控制器出现可能影响它的位置 和速度的计算的故障的情况下激活车辆制动器。
应该理解，紧急制动器的激活还可以基于另外的或者可选的标准。例如， 在没有从电动机控制器接收到信号和/或没有接收到更新的自由距离的情况 下，车辆控制系统可以在预定的延迟时间之后激活紧急制动器。所述延迟时 间可以取决于车辆的速度，使得车辆能够在预定距离内停止。
在本发明的上述示例性实施例中，由于通过气隙向附于车辆的反馈盘传 递推动功率，所以不需要向车辆提供功率。因此，不需要安装在传统的车载 型直线感应电动机上的功率提供装置和功率收集器的安装。
车载型直线感应电动机
图9和图10示意性地示出了具有车载型直线感应电动机的个人快速交通 系统的一部分的示例。个人快速交通系统包括轨道，图9和图10中示意性地 示出了轨道的一部分，并且用标号6表示轨道。轨道通常形成网络，所述网 络通常包括多个并线、岔口和站。个人快速交通系统还包括多辆车，通常用 标号1表示车辆。图9和图10示出了具有车辆1的轨道部分6。应该理解， 个人快速交通系统可以包括任何数量的车辆。通常，每辆车通常包括由底盘 或框架非动力轮22支撑的客舱。
如上所述，个人快速交通系统可以包括车载型直线感应电动机，车载型 直线感应电动机包括一个或多个通常用标号5表示的原磁芯，在各辆车中布 置原磁芯。每辆车具有安装在车辆中的一个或多个LIM。安装在轨道上的反 馈盘7通常是按照例如沿着轨道布置的连续板的形式位于钢背板上的由铝、 铜等制成的金属板。在这种实施例中，车辆例如经过合适的滑动接触从例如 导轨接收用于驱动LIM的功率。
如在下面将更详细描述的，每辆车1包括通常用13表示的用于控制车辆 运行的车辆控制器。
每个原磁芯5受电动机控制器2控制，电动机控制器2将合适的AC功 率提供给对应的原磁芯，从而控制用于使车辆加速或减速的推力。由原磁芯 5对反馈盘7提供所述推力。为此，每个电动机控制器2包括将驱动功率提 供给原磁芯5的逆变器或者开关装置。电动机控制器2根据从区域控制器10 到车辆控制器的外部控制信号9来控制驱动功率的电压/频率。接着，车辆控 制器将相关信号发送给电动机控制器。
在车载系统中，区域控制器经过无线通信与车辆控制器13进行通信。然 后，车辆控制器与电动机控制器2进行通信。即使图9和图10示出了作为具 有单独硬件的两个单独单元的车辆控制器和电动机控制器，但是应该理解， 车辆控制器和电动机控制器可以集成为单个单元乃至可以被实施为在同一硬 件上执行的两个程序。
通常，如果例如通量的密度和频率之类的条件相同，则在盘7和原磁芯 5之间产生的电磁推力与盘和原磁芯之间的气隙面积成比例。
车载直线感应电动机的优点在于，原磁芯5和电动机控制器2安装在车 辆上，从而得到了车辆沿着轨道平滑地运动。车载型的另一个优点是通常需 要较少的原磁芯和电动机控制器，这是因为每辆车携载自己的电动机控制器 和原磁芯，因此不用沿着整条轨道放置多个电动机控制器和原磁芯。
车载电动机的大小需要针对(并且可以提供)最大加速度和等级，于是 车载电动机具有更好的性能，从而减少对使用紧急制动器的应用。
该系统还可以包括用于检测车辆沿着轨道的位置的一个或多个车辆位置 检测传感器。可以通过如图9中所示的位置检测传感器8的方式在轨道中进 行所述位置检测，或者可以如图10中所示由车辆中的位置检测传感器28进 行位置检测感应。
在图9的系统中，通过车辆位置传感器8检测车辆位置，其中，车辆位 置传感器8适于检测在对应的传感器附近的车辆的存在。车辆位置传感器8 连接到区域控制器10并且将它们各自的检测信号发送给区域控制器。即使图 9中仅示出了一个车辆位置传感器8，但是应该理解，通常将存在一个以上的 传感器。
车辆位置传感器可以通过任何合适的检测机理来检测车辆存在。在优选 实施例中，车辆位置传感器还检测诸如车辆速度、方向和/或车辆ID之类的 参数。
用于位置和速度的车载传感器可以省去对导轨中的传感器的需求。
该系统还包括用于控制PRT系统中的至少预定部分或区域的操作的一个 或多个区域控制器10。通过点对点通信、总线系统、计算机网络(例如，局 域网络(LAN))等按照无线通信的方式，每个区域控制器与受区域控制器 10控制的区域内的车辆控制器13的子集进行通信，从而使得在车辆控制器 13和对应的区域控制器10之间进行数据通信。即使图9和图10仅描述了单 个区域控制器，也应该理解，PRT系统通常包括任何合适数量的区域控制器。 系统的不同部分/区域可以由它们各自的区域控制器控制，从而使得系统便利 的缩放以及对单个区域提供彼此独立的操作。此外，尽管图9和图10中没有 描述，但是每个区域控制器10可以被构造为多个独立的控制器，从而对区域 中的车辆控制器(例如，当前存在于轨道的一部分中的车辆)提供分布式控 制。可选地或者另外地，可以对每个区域提供多个区域控制器，从而通过重 复来提高可靠性。
如将在下面更详细描述的，在图10的示例中，当区域控制器10从车辆 控制器接收到指示被检测车辆的位置和车辆ID的合适的检测信号时，区域控 制器10识别每辆车的位置。
另外，区域控制器计算两辆车之间的距离。因此，区域控制器10根据计 算的两辆车之间的距离来确定两辆车的各自的期望/建议速度，从而在车辆之 间保持期望的最小间隔距离或安全距离，并且因此管理专用区域内的整体交 通流量。因此，区域控制器将关于被检测车辆的自由距离和期望/建议速度的 信息返回至车辆。可选地，区域控制器可以确定速度调节的期望程度，并且 将相应的命令发送给车辆。
可选地或者另外地，也可以基于确定的自由距离通过电动机控制器来计 算速度。因此，安全控制不依赖于与区域控制器的不间断的通信，这是因为 电动机控制器可以基于最后获知的车辆的自由距离来计算速度。
PRT系统还包括连接到区域控制器10的中央系统控制器20，从而使得 例如如图1的轨道内部系统所示在区域控制器和中央系统控制器20之间进行 数据通信。中央系统控制器20可以安装在PRT系统的控制中心，并且被构 造为检测和控制整个系统的运行状态，可选地包括交通管理任务，例如，负 荷预报、线路表、空车管理、乘客信息等。
具体地讲，车辆控制器13控制安装在车辆1内的一个或多个紧急制动器 21的操作。即使可以使用其它类型的紧急制动器，但是已经证明预载弹簧型 的机械紧急制动器特别可靠，因为这种制动器不需要电或者其它功率来激活， 从而提供了失效保护紧急制动机构。在这种预载弹簧紧急制动器中，例如通 过液压或气压的方式使弹簧预载。通过去除预载压力并由此引起弹簧扩张来 启动制动器，例如通过将一个或多个制动块或制动夹压向轨道6和/或轮子22 来激活制动器。
可选地或者另外地，在车载系统中，车载电动机5可以用作紧急制动器。 在这种实施例中，车辆可以包括连接到电动机5的车载能源(例如，电池)， 其中，该车载电源独立于电动机5的正常能量供应具有足够的提供紧急制动 所需要的容量，电动机5通常经过导轨/轨道接收其正常操作能量。
车辆控制器13包括用于经无线通信向区域控制器10发送数据/从区域控 制器10接收数据的收发机和/或其它通信接口14。车辆控制器13还包括信号 处理模块15。电动机控制器2还包括主控制模块16，主控制模块16根据车 辆控制器13经无线通信14从区域控制器10接收的指令向逆变器17或其它 推力控制器(例如，逆变器或开关装置)输出电压/频率命令。逆变器17或 开关装置根据来自主控制模块16的电压/频率命令将多相AC功率经过功率线 24提供到对应的原磁芯。信息处理模块15和主控制模块16可以被实现为单 独的电路/电路板或者实现为一个电路/电路板(例如，实现为ASIC(专用集 成电路))、合适的编程通用微处理器等。
区域控制器和车辆控制器之间的无线通信可以例如通过无线射频通信 (具体地为近程无线电通信)经过任何合适的无线数据通信介质来执行。因 此，车辆控制器13接收关于车辆前面到下一辆车的确定的自由距离的信息。 因此，在任何时候，车辆控制器13保留关于车辆前面的自由距离的信息。当 车辆控制器13随后接收关于自由距离的更新的信息时，车辆控制器13更新 存储的确定的自由距离。
车辆还包括用于检测自身位置和速度的车辆位置传感器28。基于关于确 定的自由距离的存储信息并且基于来自传感器28的传感器信号，车辆控制器 确定车辆1靠近该车辆的确定的自由距离的终点的时间，并且及时启动紧急 制动器21，从而使得车辆在到达确定的自由距离的终点之前停止。
传感器28可以基于任何合适的机理来检测车辆1的位置和速度。例如， 可以通过轮子传感器，例如通过计数每单位时间内一个或多个轮子的转数， 来检测车辆速度。可以通过检测沿着轨道设置的应答机的响应信号的无线电 收发机的方式、通过基于导航系统(例如，全球定位系统)的卫星的方式、 或者通过任何其它合适的检测机理来检测车辆位置。可选地或者另外地，可 以通过将检测的速度信号等结合来确定车辆位置。
如果在车辆靠近该车辆的当前确定的自由距离的终点之前，车辆控制器 13没有从区域控制器接收到使车辆控制器更新其存储的确定的自由距离的消 息，则车辆控制器启动紧急制动器。
优点在于，车辆控制器13独立于区域控制器的功能来控制紧急制动器， 从而提高了系统的安全性。另一方面，只要在靠近该车辆的当前确定的自由 距离的终点之前，车辆控制器接收到更新的自由距离，则单个车辆位置传感 器或者通信链路的一个故障就没有必要引起紧急制动，从而避免不必要地中 断系统的操作。
车辆控制器13还被构造为向紧急制动器21发送周期性的监视定时信号。 如果紧急制动器21在预定时间段内没有接收到监视定时信号，则紧急制动器 21被构造为自己启动，从而提供相对于车辆控制器13的故障的安全性。
车辆控制器13可以包括分别用于正常速度控制和紧急制动控制的单独 的功能模块602和603。因此，如果由于速度控制模块602中的故障而导致 正常速度控制失败，则紧急制动控制仍然起到其独立控制的作用。模块602 和603可以被实现为单独的硬件单元(例如，单独的ASIC)，或者实现为在 相同或者不同硬件上执行的单独的程序模块(例如，实现为两个独立的控制 程序)。具体地讲，车辆可以包括独立于电动机5的电源向车辆控制器13(或 者至少是紧急制动控制模块603)提供功率的单独的能源(例如，电池)604。
在可选实施例中，车辆的位置检测可以基于如图10中所示的连接到车辆 控制器13的车载位置检测传感器28。在图10中，车辆控制器将关于车辆的 信息传达给区域控制器，而在图9中，区域控制器将关于车辆的信息传达给 车辆控制器。因此，在图10的系统中，不需要轨道内部的车辆位置传感器。 因此，车辆控制器13被构造为将车辆ID、当前车辆位置和速度经无线通信 发送给区域控制器。该通信可以是车辆和区域控制器之一之间的点对点通信， 或者可以为车辆广播通信。例如，车辆可以经过它的收发机19周期性地广播 它的ID、位置和速度，以使无线接口范围内的电动机控制器接收到该车辆的 ID、位置和速度，从而使得区域控制器确定车辆的自由距离和相应的建议速 度。如前所述执行从区域控制器10到车辆控制器13的计算的自由距离和建 议速度和/或速度调节命令的通信、电动机控制器2的速度控制、紧急制动机 理和监视定时功能。
在下面，现在将参照图11至图14并且继续参照图9和图10来描述通过 在此公开的速度控制系统的实施例实现的速度控制过程。
图11和图12示出了由速度控制系统的基于车辆的车辆控制器和/或电动 机控制器执行的速度控制过程的示例的流程图。
图11示出了车载系统中的速度控制过程的第一示例。首先，该过程从区 域控制器接收(S52)指示目标/建议车辆速度和/或指示需要速度调节的速度 命令、以及指示车辆前面的自由距离的信息。基于速度命令，该过程计算一 个或多个电压/频率命令，并且将该命令提供给逆变器17(S53)。对电压/频 率的计算还可以基于从车辆位置传感器接收到的车辆的车辆速度的速度测 量。基于测量的速度和接收的目标速度，该过程确定期望的加速或减速的量， 并且对对应的电压/频率命令进行计算。因此，逆变器通过利用例如脉冲宽度 调制技术采用期望的频率产生期望的AC电压，并且将AC功率输送给直线 感应电动机的对应的原磁芯5。应该理解，期望的加速/减速的计算可以通过 车辆控制器和/或电动机控制器来执行。可选地，该过程可以通过区域控制器 来执行。
图12中示出的示例与图11中示出的过程类似。然而，在图12的示例中， 该过程还包括通过涉及自由距离和安全速度的查询表的方式基于接收的自由 距离来确定(S55)安全速度。可选地，查询表还包括诸如，车辆质量、外部 条件(例如导轨梯度等)的参数。可选地或者另外地，可以基于用来计算估 计的制动距离的预定公式来执行所述确定步骤。制动距离的计算可以基于 LIM的制动能力和/或乘客舒适度限制，从而确保保持允许制动而不需要调用 紧急制动器的安全速度。
在步骤S56中，该过程确定安全速度是否小于接收到的建议速度。如果 安全速度小于建议速度，则该过程基于安全速度确定速度调节(S57)，从而 避免对不必要的紧急制动的需求。否则，该过程基于建议速度来确定速度调 节(S58)。通常，速度调节可以基于电动机控制器的比例、积分和微分(PID) 控制电路。PID控制电路可以确定推力等级(即，期望的加速时间、车辆质 量)，从而将速度调节到期望值。例如，可以通过测量车辆从站出发的过程中 的车辆加速性能来确定车辆质量，并且将车辆质量传达给对应的车辆。计算 的推力可能因附加因素例如，LIM的规格、确保乘客舒适度的限制、导轨梯 度等而被限制/修改。如上所述，基于确定的速度调节，该过程计算一个或多 个电压/频率命令，并且将所述命令提供给逆变器17(S53)或者其它推力控 制器。
图13示出了由速度控制系统的区域控制器执行的速度控制过程的示例 的流程图。在初始步骤S61中，根据具体情况，区域控制器10从车辆控制器 13和/或基于轨道的传感器8接收数据，所述数据指示车辆位置和车辆ID， 以及可选的车辆的速度和方向。基于该位置信息和存储的关于预定区域内的 其它车辆的位置的信息，区域控制器计算(S62)车辆之间的相对距离，并且 检查车辆是否保持最小间隔距离。具体地讲，通过将计算的距离与预定的安 全距离进行比较来确定是保持还是没有保持最小间隔距离，其中，所述预定 安全距离可以取决于后面车辆的速度以及(可选的)取决于前面车辆的速度。 基于该距离信息，例如，在站的出口，区域控制器为了要保持安全距离的车 辆并为并线控制确定(S63)建议速度。应该理解，区域控制器可以在区域内 执行用于控制车辆速度的可选或其它策略，从而确保保持最小间隔距离并且 将系统的通过量和/或通过次数最优化，并且确保弯路中的乘客舒适度。在步 骤S64中，区域控制器将关于建议速度和车辆前面的自由距离的信息发送给 车辆。应该理解，区域控制器可以将关于自由距离的信息与上面的速度命令 一起发送，或者作为单独的消息发送。在一个实施例中，区域控制器发送刚 好在当前车辆前面的一辆车的位置，从而指示当前车辆前面的自由距离的终 点。通常，车辆的自由距离可以被确定为车辆前面的未占用轨道的长度，具 体地为，沿着轨道与刚好在该车辆前面的第一其它车辆的距离/位置。
可选地或者另外地，为了发送建议速度，区域控制器可以确定建议速度 调节并且将对应的速度调节命令发送给车辆控制器。例如，如果前面车辆和 后面车辆之间的计算距离大于安全距离，则区域控制器10可以通过无线通信 9发送“提高速度”命令，从而使后面的车辆加速，或者发送“相同速度” 命令，从而使后面的车辆保持相同的速度。另一方面，在计算距离比安全距 离短的情况下，区域控制器10发送“降低速度”命令，从而使后面的车辆减 速。
图14示出了由速度控制系统的车辆控制器执行的紧急制动控制过程的 示例的流程图。在初始步骤S71中，车辆控制器检查车辆控制器是否已经接 收到了指示自由距离的消息。如果车辆控制器已经接收到了这类消息，则该 过程进行到步骤S72。优选地，“自由距离”被传达为不受车辆运动影响的自 由距离的终点的位置。
在步骤S72中，即，当车辆控制器已经接收到指示自由距离的新消息时， 车辆控制器更新指示确定的自由距离的值。在一个实施例中，仅当已经通过 至少两个传感器指示或者两条消息确定了自由距离时，车辆控制器才更新自 由距离。
在后面的步骤S75中，车辆控制器确定确定的自由距离是否小于车辆能 够制动的范围内的预定制动距离。预定制动距离可以为存储在车辆控制器内 的恒定距离或者是取决于例如当前车辆速度、车辆当前重量和/或其它参数 (例如，车辆在轨道上的位置、导轨梯度或天气条件)的距离。通常，制动 距离将小于如上所述用于正常速度调节的安全距离。如果确定的自由距离大 于制动距离，则该过程进行到步骤S76，否则该过程进行到步骤S74，在步骤 S74中，车辆控制器使得紧急制动器启动。
在步骤S76中，车辆控制器将监视定时信号发送给紧急制动器，从而指 示紧急制动器车辆控制器正在正常运行。接着，该过程返回到步骤S71，从 而检查是否接收到了消息。
当监视定时器被设计成只要车辆控制器周期性地找到监视定时器，监视 定时器就发送监视定时信号时，要确保在车辆控制器出现可能影响它对位置 和速度的计算计算的故障的情况下激活车辆制动器。
应该理解，紧急制动器的激活还可以基于另外的或者可选的标准。例如， 在没有接收到来自电动机控制器的信号和/或没有接收到更新的自由距离的 情况下，车辆控制系统可以在预定延迟时间之后激活紧急制动器。所述延迟 时间可以取决于车辆的速度，使得车辆能够在预定的距离内停止。
尽管已经详细描述和示出了一些实施例，但是本发明不限于此，而是在 由权利要求限定的主题的范围内，也可以按照其它方式实施本发明。
这里描述的方法和控制系统，具体地讲，这里描述的车辆控制器、区域 控制器和电动机控制器，可以通过包含几个特殊元件的硬件的方式以及通过 适当编程的微处理器或者其它处理方式来实施。术语“处理”意味着包括适 合用于执行这里描述的例如通过执行编程代码的方式(例如，计算机可执行 指令)带来的功能的任何电路和/或装置。具体地讲，以上术语包括通用可编 程微处理器或者专用可编程微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电 路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、特殊目 的电路等或者它们的组合。
如果设备权利要求列举了几种装置，则这些装置中的几个可以通过一个 硬件和相同项的硬件(例如，适合的编程微处理器，一个或多个数字信号处 理器等)来实施。在互不相同的从属权利要求中陈述的或者在不同实施例中 描述的特定措施的基本事实不指示这些措施的组合不能带来优点。
应该强调的是，当在本说明书中使用术语“包括/包含”来说明存在所述 特征、整体、步骤或者组件时，不排除存在或添加一个或多个其它特征、整 体、步骤、组件或它们的组。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1、一种速度控制系统，当个人快速交通系统中的一辆车或多辆车沿着轨 道行驶时，所述速度控制系统用于控制所述一辆车或多辆车的车辆速度，个 人快速交通系统包括车辆推动力系统，车辆推动力系统包括一个或多个电动 机，每个电动机适于产生用于推动一辆车或多辆车之一的推力，所述速度控 制系统包括：
速度调节子系统，适于基于从车辆位置和/或速度传感器接收的一个或多 个传感器信号来控制由至少一个所述电动机产生的推力，从而控制一辆车或 多辆车的速度；
车辆控制系统，包括在所述一辆车或多辆车的每辆车中，并且适于独立 于速度调节子系统的速度控制来激活安装在所述车辆上的紧急制动器。
2、根据权利要求1所述的速度控制系统，其中，个人快速交通系统包括 轨道内部的车辆推动力系统，所述轨道内部的车辆推动力系统包括沿着所述 轨道设置的多个电动机，当所述车辆在所述电动机附近时，每个电动机适于 产生用于推动一辆车或多辆车之一的推力。
3、根据权利要求1所述的速度控制系统，其中，个人快速交通系统包括 车载型车辆推动力系统，其中，每辆车包括至少一个所述电动机。
4、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统，其 中，紧急制动器是包括摩擦咬合轨道的制动器构件的机械制动器。
5、根据权利要求4所述的速度控制系统，其中，紧急制动器包括通过预 载压力牵制的预载弹簧构件。
6、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统，其 中，传感器信号包括至少指示车辆速度和车辆位置的信号。
7、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统，其 中，推动力系统是包括一个或多个直线感应电动机的直线感应电动机系统， 其中，通过作用在反馈盘上的电磁力将产生的推力传达给车辆。
8、根据权利要求7所述的速度控制系统，其中，沿着轨道放置多个直线 感应电动机，其中，反馈盘安装在车辆上。
9、根据权利要求7所述的速度控制系统，其中，一个或多个直线感应电 动机放置在车辆上，其中，反馈盘安装在轨道上。
10、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，车辆控制系统适于从用于控制快速交通系统的至少一部分的区域控制 系统接收重复出现的信号。
11、根据权利要求10所述的速度控制系统，其中，重复出现的信号指示 车辆前面的自由距离的终点；其中，如果从当前位置到所述终点的距离小于 预定的阈值距离，则车辆控制系统适于激活紧急制动器。
12、根据权利要求10所述的速度控制系统，其中，重复出现的信号指示 所述车辆前面的自由距离，其中，车辆控制系统适于接收指示车辆速度和车 辆当前位置的传感器信号，并且适于基于速度、当前位置和自由距离来确定 需要激活紧急制动器。
13、根据权利要求10所述的速度控制系统，其中，只有当所述接收到的 重复出现的信号中的至少两个已经指示了所述自由距离时，车辆控制系统适 于将所述自由距离作为确定的自由距离。
14、根据权利要求10所述的速度控制系统，其中，车辆控制系统适于在 没有接收到所述重复出现的信号的情况下，在预定延迟的时间之后激活紧急 制动器。
15、根据权利要求14所述的速度控制系统，其中，所述延迟时间取决于 车辆的速度，使得车辆在预定距离内能够停止。
16、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，速度调节子系统包括一个或多个电动机控制器，其中，每个电动机控 制器适于控制一个或多个电动机中的至少一个；至少一个区域控制器适于接 收所述传感器信号并且产生速度命令，所述速度命令使电动机控制器调节对 应车辆的速度。
17、根据权利要求16所述的速度控制系统，其中，一个或多个电动机控 制器沿着轨道放置，其中，区域控制器适于向对应的电动机控制器发送速度 命令。
18、根据权利要求17所述的速度控制系统，其中，区域控制器适于向所 述电动机控制器发送关于位于所述电动机控制器附近的车辆前面的自由距离 的信息，其中，电动机控制器适于将所述信息发给所述车辆。
19、根据权利要求16所述的速度控制系统，其中，一个或多个电动机控 制器位于各个车辆中，其中，至少一个区域控制器适于将速度命令发送给对 应的车辆控制器，从而使得每个车辆控制器与对应的电动机控制器进行通信， 从而调节对应车辆的速度。
20、根据权利要求16所述的速度控制系统，其中，区域控制器适于将关 于车辆前面的自由距离的信息发送给所述车辆，并且从每辆车接收位置信息 和速度信息。
21、根据权利要求16所述的速度控制系统，其中，每个区域控制器和每 个电动机控制器分别由两个重复的子系统组成。
22、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，每辆车包括至少两个重复的车辆控制器。
23、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，车辆控制系统适于将重复重现的监视定时信号发送给紧急制动器，其 中，紧急制动器适于紧急制动器在预定时间段内没有从车辆控制系统接收到 监视定时信号时激活。
24、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，车辆控制系统包括监视定时模块，监视定时模块在车辆控制系统的操 作期间被周期性地找到，并且适于如果监视定时模块在预定时间段内没有被 找到则激活紧急制动器。
25、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，速度调节子系统包括：
a)直线感应电动机，包括一个或多个原磁芯，每个原磁芯被布置成向沿 着轨道运动的车辆提供推动力；
b)一个或多个车辆位置传感器，至少适于检测车辆的位置；
c)一个或多个电动机控制器，其中，每个电动机控制器适于控制一个或 多个对应的原磁芯；
d)区域控制器，适于基于从车辆位置传感器接收的数据确定预定区域内 的每辆车的位置，计算连续的两辆车之间的距离，并且产生用于使一个或多 个电动机控制器调节对应车辆的速度的车辆速度命令，从而保持连续车辆之 间的安全间隔距离和/或将在所述区域中的车流量最优化。
26、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，沿着轨道布置直线感应电动机和电动机控制器，其中，区域控制器适 于与电动机控制器进行通信。
27、根据权利要求1至权利要求3中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，直线感应电动机和电动机控制器包含在各辆车中，其中，区域控制器 适于与车辆控制器进行通信。
28、一种用于控制个人快速交通系统中的车辆速度的速度控制系统，所 述速度控制系统包括：
a)直线感应电动机，包括一个或多个原磁芯，每个原磁芯被布置成向沿 着轨道运动的车辆提供推动力；
b)一个或多个车辆位置传感器，至少适于检测车辆的位置；
c)一个或多个电动机控制器，其中，每个电动机控制器适于控制一个或 多个对应的原磁芯；
d)区域控制器，适于基于从车辆位置传感器接收的数据确定预定区域内 的每辆车的位置，计算连续的两辆车之间的距离，并且产生用于使一个或多 个电动机控制器调节对应车辆的速度的车辆速度命令，从而保持连续车辆之 间的安全间隔距离和/或将在所述区域中的车流量最优化。
29、根据权利要求28所述的速度控制系统，其中，每个电动机控制器包 括推力控制器，推力控制器用于向对应的原磁芯的接线端提供多相交流电压， 控制电路适于：
经过通信将车辆检测数据发送给区域控制器；
经过所述通信从区域控制器接收车辆速度命令；
对推力控制器产生电压/频率命令。
30、根据权利要求29所述的速度控制系统，其中，所述通信是有线连接。
31、根据权利要求29所述的速度控制系统，其中，电动机控制器包括控 制电路，推力控制器集成为单个单元。
32、根据权利要求31所述的速度控制系统，其中，沿着轨道布置多个这 样的单元。
33、根据权利要求32所述的速度控制系统，其中，这样的集成单元之一 位于直线感应电动机的原磁芯的每个位置处。
34、根据权利要求33所述的速度控制系统，其中，每个原磁芯布置为包 括原磁芯和电动机控制器的集成单元。
35、根据权利要求29至权利要求34中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，每个电动机控制器包括至少一个通信单元，所述至少一个通信单元用 于通过发送车辆信息数据和通过接收车辆速度命令来提供与区域控制器的数 据通信，其中，控制电路还适于基于从区域控制器接收的速度命令向推力控 制器产生电压/频率命令。
36、根据权利要求29至权利要求34中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，区域控制器适于基于从预定区域内的位置传感器接收的数据来管理数 据库，所述数据库中存储了关于在该区域内的每辆车的车辆位置、速度、方 向和ID的信息，其中，区域控制器适于确定车辆位置，并且适于基于确定的 车辆位置计算车辆之间的距离，其中，区域控制器适于通过将车辆ID和区域 控制器已经从其接收到所述数据的电动机控制器的ID关联来确定车辆位置。
37、根据权利要求28所述的速度控制系统，其中，每个电动机控制器包 括用于向对应的原磁芯的接线端提供多相交流电压的推力控制器，其中，电 动机控制器适于与车辆控制器进行通信，其中，车辆控制器适于向区域控制 器发送数据，
其中，车辆控制器包括控制电路，所述控制电路适于：
经过通信连接向区域控制器发送车辆检测数据；
经过所述通信连接从区域控制器接收车辆速度命令；
向推力控制器产生电压/频率命令。
38、根据权利要求37所述的速度控制系统，其中，所述通信连接是无线 连接。
39、根据权利要求37和权利要求38中的任何一项所述的速度控制系统， 其中，每个车辆控制器包括至少一个通信单元，所述至少一个通信单元用于 通过发送车辆信息数据和通过接收车辆速度命令来提供与区域控制器的数据 通信，其中，控制电路还适于基于从区域控制器接收的速度命令向推力控制 器产生电压/频率命令。
40、根据权利要求29至权利要求34、权利要求37和权利要求38中的 任何一项所述的速度控制系统，其中，车辆位置传感器适于至少检测车辆位 置和车辆速度，其中，控制电路还适于基于接收的车辆速度命令和车辆速度 数据来确定电压/频率命令。
41、根据权利要求29或权利要求37所述的速度控制系统，其中，推力 控制器是用于基于由控制电路产生的电压/频率命令将多相交流功率提供给 对应的原磁芯的逆变器。
42、根据权利要求28至权利要求34、权利要求37和权利要求38中的 任何一项所述的速度控制系统，其中，每个车辆位置传感器适于提供一项或 多项关于以下内容的信息：车辆位置、车辆速度、车辆方向和车辆ID。
43、根据权利要求28至权利要求34、权利要求37和权利要求38中的 任何一项所述的速度控制系统，其中，区域控制器适于基于从预定区域内的 位置传感器接收的数据来管理数据库，所述数据库中存储了关于在该区域内 的每辆车的车辆位置、速度、方向和ID的信息，其中，区域控制器适于确定 车辆位置，并且适于基于确定的车辆位置计算车辆之间的距离。
44、根据权利要求28至权利要求34、权利要求37和权利要求38中的 任何一项所述的速度控制系统，其中，区域控制器适于向每辆车发送安全距 离的终点位置，其中，车辆被编程为在对应安全距离的终点之前激活紧急制 动器。
45、一种用于个人快速交通系统的车辆，所述个人快速交通系统包括推 动力系统，推动力系统包括一个或多个电动机，每个电动机适于产生用于推 动车辆的推力，所述快速交通系统还包括速度调节子系统，所述速度调节子 系统适于控制由至少一个所述电动机产生的推力，从而基于从对应的车辆位 置和/或速度传感器接收的一个或多个传感器信号来控制车辆速度；所述车辆 包括：车辆速度控制系统，包括在所述车辆中，并且适于独立于速度调节子 系统的速度控制来激活安装在所述车辆上的紧急制动器。
46、根据权利要求45所述的用于个人快速交通系统的车辆，其中，个人 快速交通系统包括轨道内部型车辆推动力系统，所述轨道内部型车辆推动力 系统包括沿着轨道放置的多个电动机，车辆适于沿着轨道运动，其中，车辆 包括反馈盘，每个电动机适于利用反馈盘产生推力，用于当所述车辆在所述 电动机附近时推动所述车辆。
47、根据权利要求45所述的用于个人快速交通系统的车辆，其中，个人 快速交通系统包括车载型车辆推动力系统；其中，车辆包括一个或多个电动 机。
48、一种个人快速交通系统，包括如权利要求1至权利要求3中的任何 一项限定的速度控制系统。
49、一种当个人快速交通系统中的一辆车或多辆车沿着轨道行驶时控制 所述一辆车或多辆车的车辆速度的方法，个人快速交通系统包括车辆推动力 系统，车辆推动力系统包括一个或多个电动机，每个电动机适于产生用于推 动一辆车或多辆车的推力，所述方法包括以下步骤：
至少检测一辆车或多辆车之一的位置；
至少基于传感器信号控制由至少一个所述电动机产生的推力，从而控制 一辆车或多辆车的速度；
提供包括在所述车辆中的车辆控制系统，所述车辆控制系统适于独立于 所述速度控制激活安装在所述车辆上的紧急制动器。
50、一种控制个人快速交通系统中的车辆速度的方法，所述个人快速交 通系统具有直线感应电动机，直线感应电动机包括用于向反馈盘产生电磁推 力的一个或多个原磁芯，所述原磁芯受对应的电动机控制器控制，所述方法 包括以下步骤：
a)检测各个车辆的位置和速度；
b)将检测的位置和速度传达给区域控制器；
c)通过区域控制器基于检测的车辆位置计算车辆之间的距离；
d)根据计算的车辆之间的距离通过区域控制器指示至少一个电动机控制 器来调节至少一辆车的速度。