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一种轨道交通组织管理系统及方法

文献发布时间:2023-06-19 11:54:11


一种轨道交通组织管理系统及方法

技术领域

本发明涉及超轻型轨道交通技术领域,尤其是涉及一种轨道交通组织管理系统及方法。

背景技术

在城市轨道交通运营过程中,每天的派车班次和时间间隔都是提前制定,一般而言都是一直执行一个统一的排班表,在节假日等特殊情形时才会对排班表进行调整,以减少派车压力,也固定时间,让人们能大致知道车辆到达相应站点的时间,从而提前安排自己的时间。

然而这样的排班方式存在较大缺陷,一旦出现意外时间导致轨道交通延迟或者停运时,就需要工作人员重新排班,降低效率;同时在低峰时容易出现车辆空载的情况,浪费资源;而在高峰时,又因承载力不够,加上交通拥堵,出行体验不佳;而对于乘客来说,现有的轨道交通也存在诸多不便,在乘客想要出行的时间不一定刚好赶上发车时间,就只能提前或延后,既浪费乘客时间,又容易耽误乘客事情,同时即使计划了时间,但是也可能因为乘车人员过多而无法上车,导致乘客无法按预期时间出行。

发明内容

为了解决上述问题,本发明提供一种轨道交通组织管理系统及方法,能根据乘客的出行需求实时派遣车辆,提升了乘客出行的方便性,同时采用轨道交通车辆运载乘客,定时定点定速定向,不会出现拥堵,出行效率可以得到有效保障。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案:

一种轨道交通组织管理系统,包括:

移动客户端,供客户上传乘车信息并接收车辆信息;

车辆,运输客户;

车辆运营控制单元,其监察车辆状态、控制车辆的启动或停止、运行速度、车门及安全门的开启或关闭、故障应急处理、车辆测速定位;

线路运营控制单元,其检查线路安全运营状态、控制线路实施变轨作业和安全信息发布;

中央控制系统,其采集各车辆、线路实时状态数据以及移动客户端上传的乘车信息,进行计算调度,确定合适车辆和运行线路,并将车辆信息发送至移动客户端,并能下发指令至车辆运营控制单元,对车辆进行控制。

更进一步地,所述移动客户端上传客户的乘车人员信息、拟乘车起始站点及到达站点信息、拟乘车时间信息、出行模式信息,且所述移动客户端接收中央控制系统返回的车辆信息和运行线路信息。

更进一步地,所述出行方式包括紧急出行、包车出行、拼车出行。

更进一步地,还包括站台监测系统,所述站台监测系统检测到车辆到达站台后,将信息传递给中央控制系统,由中央控制系统传递停车及开启车门的指令到车辆运营控制单元。

更进一步地,所述车辆运营控制单元还包括救援系统,所述救援系统在车辆正常运行时处于休眠状态,而在接收到呼救车辆发车的信息后,所述中央控制系统将校核呼救车辆故障信息,核对无误后激活应急救援系统,由救援车辆的车辆运营控制单元接替呼救车辆的车辆运营控制单元对呼救车辆进行控制。

更进一步地,还包括车载计算机控制系统,通过车载计算机控制系统发送指令到中央控制系统,由中央控制系统将车辆内的设备控制权限授权给移动客户端。

一种上述轨道交通组织管理系统的运行方法,包括如下步骤:

客户通过移动客户端上传乘车信息至中央控制系统;

中央控制系统获取整个系统内的车辆、站台、线路信息,进行计算筛选出最合适的车辆、运行线路及行驶时间信息,然后将推荐方案信息下发至移动客户端供客户确认;

若客户确认,则视为乘车合约成立,由中央控制系统下发指令至对应的车辆运营控制单元、线路运营控制单元及站台监测系统,以完成合约;

若客户不予确认,则返回初始预约状态,由客户重新提交乘车信息至中央控制系统;

若客户取消预约,则中央控制系统结束相关计算和调配工作。

更进一步地,所述车辆到达起始站时,站台监测系统检测到车辆到达信息,并传输至中央控制系统,所述中央控制系统汇总站台监测系统及车辆运营控制单元的信息确认安全后,下发指令至车辆运营控制单元控制车辆开启车门或授权给移动客户端开启车门;

乘客上车落座系好安全带后,触发车门关闭,所述车辆运营控制单元向中央控制系统发出车辆安全和待发车指令,同时站台监测系统和线路营运控制单元向中央控制系统发送安全信号,中央控制系统接收到上述安全信号后,再向车辆运营控制单元下发出发指令;

在车辆到达终点站后,站台监测系统及车辆运营控制单元向中央控制系统发送安全确认信息,中央控制系统再向车辆运营控制单元下发开启车门指令,乘客下车。

更进一步地,在车辆运行过程中,车辆控制权限分为以下三种:

一级控制权限:中央控制系统具有一级控制权限,直接下发指令至车辆运营控制单元对车辆进行控制;

二级控制权限:救援系统具有二级控制权限,在呼救车辆触发救援系统时,救援车辆的车辆运营控制单元接替呼救车辆的运营控制单元对呼救车浪进行控制,其中每辆车上均安装有可以发送呼救信号或接收其它车辆发出的求救信号的移动多媒体客户端,在车辆故障时,中央控制系统可以直接就近调派车辆进行救援;

三级控制权限:预约乘车客户的移动客户端具有三级控制权限,其通过车载计算机控制系统上传请求至中央控制系统,由中央控制系统授权车辆运营控制单元的部分控制权限至移动客户端,由客户自己控制车辆内的设备。

本发明的有益效果如下:

1.乘客根据自己的出行需求,自己通过移动客户端上传乘车信息,中央控制系统为乘客匹配合适的车辆,并安排车辆定时运载乘客到达目的地,一人一座,能有效避免乘车的拥挤,同时也能让乘客定制个性化的出行方案,方便乘客出行;

2.采用轨道交通车辆运载乘客,即建立有单独的轨道运行,不会与现有的汽车抢道,车辆在路上不会发生拥堵的情况,出行时间能得到有效保障,即能达到车辆运行无障碍、准时、定点、高效的效果,确保人们出行的迅捷与安全;

3.乘客有多种出行方式可以选择,满足乘客舒适、快速或经济等方面的各种需求,适应性更广,同时也有利于疫情防控新常态下的公共交通出行安全,即乘客可以选择出行方式,例如包车出行,防止疫情扩散,而在发现疫情时,应对也更为方便;

4.车辆在行驶过程中有多种控制模式,能使车辆适应不同的情境,提升车辆运行的安全性与方便性;

5.车辆的调派及行驶速度等,由中央控制系统自动计算进行,人工智能化程度高,且调派合理。

附图说明

图1是管理系统运行流程示意图;

图2是车辆与轨道配合简化结构示意图;

图3是车辆与轨道配合正面结构示意图;

图4是转向架简化结构俯视图;

图5是图4中A向结构示意图;

图6是图5中B向结构示意图;

图7是图4中C向结构示意图;

图8是图7中D向结构示意图;

图9是牵引装置结构示意图;

图10是构架与侧架配合简化结构示意图;

图11是构架结构示意图;

图12是侧架侧面结构示意图;

图13是侧架俯视结构示意图;

图14是侧架与构架配合结构示意图;

图15是轨道直接设置在地面结构示意图;

图16是轨道架设在空中结构示意图;

图17是轨道铺设示例图;

图18是变轨前后结构示意图简图;

附图标记:1-车辆,101-车身蒙皮,102-车体,103-座椅,104-蓄电池箱,2- 转向架,201-车轮,2011-传动轴,202-构架,2021-连接部,2022-壁板,2023-凹槽,203-侧架,2031-架体,2032-承载鞍,2033-安装座接口,2034-安装端头,204- 牵引装置,2041-一级减速器,2042-牵引电机,2043-安装座,2044-水箱,205-传动装置,206-纵向牵引拉杆,207-第一减震装置,208-第二减震装置,3-轨道,301- 轨条,302-翼梁,303-支撑主梁,304-视频监控器。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“连通”应做广义理解,例如,可以是固定连通,也可以是可拆卸连通,或一体地连通;可以是机械连通,也可以是电连通;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

本实施例提供一种轨道交通组织管理系统,包括:

移动客户端,供客户上传乘车信息并接收车辆信息,例如手机、智能手表或平板等常见电子设备;

车辆,在轨道上行驶以运输客户到达目的地;

车辆运营控制单元,其检测车辆各设备情况以监察车辆的安全状态、控制车辆的启动或停止、运行速度、车门及安全门的开启或关闭、故障应急处理、车辆测速定位;

线路运营控制单元,其检查线路安全运营状态、控制线路实施变轨作业和安全信息发布;

中央控制系统,其采集各车辆、线路实时状态数据以及移动客户端上传的乘车信息,进行计算调度,确定合适车辆和运行线路,并将车辆信息发送至移动客户端,并能下发指令至车辆运营控制单元,对车辆进行控制。

具体地,移动客户端上传客户的乘车人员信息、拟乘车起始站点及到达站点信息、拟乘车时间信息、出行模式信息,且移动客户端接收中央控制系统返回的车辆信息和运行线路信息,即接收车辆信息的同时,还接收规划的行走线路信息、行驶需要的时间信息。

而为了贴合乘客的实际出行需求,出行方式包括紧急出行、包车出行、拼车出行,紧急出行可以提高车辆的速度,快速到达目的地,即可以实现点对点的高速直达,节省乘车时间,例如在建设轨道时,对于机场、车站及医院,可以设立单独的站点,并规划到达这些站点的高速线路,以在紧急情况下快速到达这些地方,节省宝贵的时间;而包车出行,则不接受拼车,经由该客户上传了乘客信息的人员乘坐,享受私家车般的体验,而拼车出行,则可以与他人拼车,共同分担车费,降低乘车费用负担,从而贴合了不同人群的出行需求。

当然,根据上述需求,在进行轨道的具体设计时,可以根据使用环境,选择将其设置为环形、上下多层型,以环形为例,请参见图17、图18所示,在环形轨道周围布设多个站点,并可以将轨道设置为2条或多条,即至少设置2条车辆行驶方向相反的轨道,当然跟现有的高速公路类似,每个方向还可以根据需求设置单独的高速轨道、普通轨道、低速轨道等,而这些轨道为固定轨道,相应地,也设置变轨轨道,在每个站点之间通过变轨装置来连接各个站点与固定轨道,变轨装置可以选用现有的平移变轨装置,在车辆需要进入或离开站点时,变轨装置平行移动连接不同的轨道。当然,车辆在哪个位置,则可以通过车辆的定位系统来进行判定,在此不再进行赘述。

在一种可能的实施方式中,该系统还包括站台监测系统,该站台监测系统不仅监测站台内的安全状态,还能对进出车辆进行检测,在检测到车辆到达站台后,将车辆信息及站台安全信息传递给中央控制系统,当中央控制系统确认站台及车辆安全后,由中央控制系统传递停车及开启车门的指令到车辆运营控制单元,而且站台监测系统与车辆运营控制单元上传的车辆定位信息配合,能共同确认车辆的位置,从而使得车辆定位更为准确。

在一种可能的实施方式中,该系统还包括救援系统,救援系统在车辆正常运行时处于休眠状态,而在接收到呼救车辆发车的信息后,中央控制系统将校核呼救车辆故障信息,核对无误后激活应急救援系统,由救援车辆的车辆运营控制单元接替呼救车辆的车辆运营控制单元对呼救车辆进行控制。

即在中央控制系统收到呼救车辆发出的信息时,将紧急调配距离最近的、符合救援要求的救援车辆实施救援作业。救援车辆靠近呼救车辆时,呼救车辆的车辆运营控制单元由救援车辆的车辆运营控制单元接替,由救援车辆对呼救车辆进行救援。当然也可以在载客车辆上安装独立的救援系统,使车辆可以彼此之间进行紧急救援,提升车辆的运营安全性,即每辆车上均安装有可以发送呼救信号或接收其它车辆发出的求救信号的移动多媒体客户端,在车辆故障时,中央控制系统可以直接就近调派车辆进行救援,从而无需从站台单独调派救援车辆,提升了紧急救援的效率,减小了安全隐患。

在一种可能的实施方式中,该系统还包括车载计算机控制系统,通过车载计算机控制系统发送请求到中央控制系统,由中央控制系统将车辆运营控制单元的部分控制权限授权给移动客户端,例如车上的音响、空调、照明灯等内部不影响车辆运行安全的设备。

请参见图1所示,上述轨道交通组织管理系统的运行方法如下:

客户通过移动客户端上传乘车信息至中央控制系统;

中央控制系统获取整个系统内的车辆、站台、线路信息,进行计算筛选出最合适的车辆、运行线路及行驶时间信息,然后将推荐方案信息下发至移动客户端供客户确认;

若客户确认,则视为乘车合约成立,由中央控制系统下发指令至对应的车辆运营控制单元、线路运营控制单元及站台监测系统,以完成合约;

若客户不予确认,则返回初始预约状态,由客户重新提交乘车信息至中央控制系统;

若客户取消预约,则中央控制系统结束相关计算和调配工作。

在履行合约时,站台监测系统检测到车辆到达信息,并将车辆信息和站台安全信息传输至中央控制系统,中央控制系统汇总站台的安全信息及车辆运营控制单元上传的车辆安全信息,确认安全后,再下发指令至车辆运营控制单元控制车辆开启车门或授权给移动客户端开启车门;

乘客上车落座系好安全带后,触发车门关闭,车辆运营控制单元向中央控制系统发出车辆安全和待发车指令,同时站台监测系统和线路营运控制单元向中央控制系统发送安全信号,中央控制系统接收到上述安全信号后,再向车辆运营控制单元下发出发指令;

在车辆到达终点站后,站台监测系统及车辆运营控制单元向中央控制系统发送安全确认信息,中央控制系统再向车辆运营控制单元下发开启车门指令,乘客下车。

而在车辆故障时,救援系统启动,并传达呼救信息到中央控制系统,中央控制系统就近调度救援车辆进行救援,并控制救援车辆的车辆运行控制单元接替呼救车辆运营控制单元对车辆进行控制。

同时,乘客或司机通过车载计算机控制系统发送请求指令至中央控制系统,中央控制系统控制移动客户端接收车辆运营控制单元的部分控制权限对车辆进行控制,以取得车辆的临时控制权利,应对突发的变故或者乘客的一些乘车娱乐需求。

具体来说,车辆控制权限分为以下三种:

一级控制权限:中央控制系统具有一级控制权限,直接下发指令至车辆运营控制单元对车辆进行控制;

二级控制权限:救援系统具有二级控制权限,在呼救车辆触发救援系统时,救援车辆的车辆运营控制单元接替呼救车辆的运营控制单元对呼救车浪进行控制,其中每辆车上均安装有可以发送呼救信号或接收其它车辆发出的求救信号的移动多媒体客户端,在车辆故障时,中央控制系统可以直接就近调派车辆进行救援;

三级控制权限:预约乘车客户的移动客户端具有三级控制权限,其通过车载计算机控制系统上传请求至中央控制系统,由中央控制系统授权车辆运营控制单元的部分控制权限至移动客户端,由客户自己控制车辆内的设备,例如空调、照明设备、音响等。

而上述车辆为轨道交通车辆,可以避开地面私家车辆的拥挤,同时又可以根据需求进行定制,而由上述描述可知,上述车辆,必然为小体量的轨道车辆,才能避免在出行人少时,造成资源的浪费,现例举一种满足本发明的轨道交通组织管理模式需求的车辆。

请参见图2、图3所示,该车辆1包括车体102、转向架2及车身蒙皮101,还包括与车辆1适配的具有2根轨条301的轨道3,2根轨条301并排设置,车体102 下端下沉位于2根轨条301之间,且车体102的重心位于轨条301的上表面下方,转向架2包括与轨条301接触带动车体102移动的车轮201,而车体102下端则由轨条301限位、导向并进行保护,防止车辆1在行驶过程中脱轨。

其中,为了适配车体102的结构,在加强车体102的承载能力的同时,减小车体102的重量,可以使车体102底板为折弯成凵型的钢板,当然U型或其它形状也是可以的,只要便于使用且能将车体102重心下放至轨条301表面下方即可。

当然,车辆1的主蓄电池箱104相对其他制式轨道交通车辆的电池箱较轻,大约在350kg左右,为了降低车辆1的整体重心,本实施例主蓄电池箱104设置在车体102底部,即使其位于轨道3与车体102之间。具体来说,本实施例中车体102 的底板位于轨条301的上表面下方,且车体102底板的上表面(即车辆1的地板) 与轨条301的上表面之间的高度差≥150mm,当然这是不包含蓄电池箱104的厚度的,蓄电池箱104位于车体102下方,即其顶部与轨条301上表面的高度差是大于150mm 的,从而有效降低车体102重心,而根据车体102的结构及转向架2的结构来说,车体102底板的上表面与轨条301的上表面之间的高度差大约在200mm左右。

而目前常用的转向架2一般是由2个整体贯穿构架202的轴与钢轮构成轮对,据此提供滚动关系,这就导致转向架2的重心位于轨条301上方,对此,本实例选择在车体102前后两端各设置一转向架2,请参见图4-14所示,转向架2包括构架 202,而与现有技术一样,车体102通过旁承安装在构架202上,同时转向架2上也设置双效制动器、刹车副等常规必须部件,在此便不再进行赘述,而本实施例与现有技术的不同之处在于,转向架2还包括侧架203、牵引电机2042、由牵引电机2042 驱动转动的一级减速器2041、与一级减速器2041的输出端连接的差速器、与差速器的输出端连接的二级减速器、由二级减速器驱动转动的车轮201其中牵引电机2042 与一级减速器2041构成牵引装置204,当然牵引装置204还可以包括调节输出扭矩的电磁离合器,即如果安装电磁离合器,则可以使一级减速器2041有2种扭矩输出模式,一种是高速(输出转速较高,此时牵引电机2042处于较低的电流驱动常态) 输出状态,主要为车辆1保持较高的匀速行驶状态下的驱动模式;一种是低速输出状态(输出转速较低,此时牵引电机2042处于较高的电流驱动状态),主要为车辆 1起步、较大角度爬坡状态下,提高电机输出扭矩时的模式,而电磁离合器的设置为常规技术,在此不再进行赘述;差速器、二级减速器构成传动装置205,将牵引装置 204的动力传输至车轮201,从而带动车轮201转动;

其中,车轮201的数量可以根据车辆1的需求来设置,例如4个、8个等,而为了对转向架2进行详尽说明,本实施例以4个车轮201为例来进行说明,在车轮201 设置为4个时,一级减速器2041设置有2个(对称设置在牵引电机2042前后两侧)、差速器设置有2个(位于一级减速器2041两侧)、二级减速器设置4个(每个差速器的2个输出端各连接一个二级减速器)、车轮201设置4个(每个车轮201由一个二级减速器带动转动),当然,顺便一提,在本实施例这种情况中可以为每个车轮201都加装刹车副来辅助进行刹车制动,在使用时,牵引电机2042转动,带动其前后2个对称的一级减速器2041运转,而差速器的输入端与一级减速器2041的输出端连接,使得差速器随着运转,差速器的输出端与二级减速器的输入端连接,使得二级减速器也随之运转,从而带动车轮201转动,驱动车辆1移动。在布置时,牵引电机2042居中,一级减速器2041位于牵引电机2042前后两侧,差速器位于一级减速器2041前后两侧,二级减速器位于差速器左右两侧,通过差速器与二级加速器配合逐渐拉高二级减速器的输出轴高度,使得与二级减速器的输出轴连接的车轮 201处于较高的水平高度,即牵引电机2042、一级减速器2041、二级减速器的结构重心低于车轮201轴心线,使得转向架2的整体结构重心下移,低于轨道3的水平面,即在使用时,只有车轮201是与轨道3相接,且位于轨道3水平面上的,而其它位于轨道3水平面下的部分重量重,能有效提升转向架2运行的稳定性,降低脱轨的风险。

其中,牵引电机2042可以设置为1个或2个,当设置为2个时,则2个一级减速器2041各连接一个牵引电机2042进行驱动,此时就需要控制2个牵引电机2042 保持转速输出同步,这就导致2台牵引电机2042的有效功率分配存在较大的不确定性,使得功率输出曲线会呈现周期性波动特征。对此,本实例选择使用一台牵引电机2042来同步驱动2个一级减速器2041,即可以在该牵引电机2042与2个一级减速器2041之间设置齿轮来转换,使得2个一级减速器2041同步进行转动,例如在牵引电机2042的输出轴上设置一锥齿轮,并设置一与锥齿轮啮合的传动齿轮,传动齿轮中心固定连接一转轴,将该转轴两端分别与2个一级减速器2041的端部进行连接,从而使得2个一级减速器2041能同步转动,当然其它的齿轮设置方式也是可以的,只要能带动2个一级减速器2041同步进行转动即可。

其中,构架202包括内凹形成凹槽2023的壁板2022及设置在壁板2022两端的连接部2021,即可使构架202呈U型设置,凹槽2023是构架202的最低处,而侧架 203设置有2个,且侧架203分别位于构架202前后两侧,由构架202对2个侧架 203进行有机连接,侧架203的重心也位于车轮201的轴心连线下方,当然在有多个车轮201时,则相应对构架202、侧架203进行增减排布即可,其中,侧架203与连接部2021底部之间设置有第一减震装置207,在使用时,可以利用第一减震装置207 来调整转向架2整体结构的共振频率,在减轻结构重量的同时,降低共振时的交变应力影响,提高构架202和侧架203的使用寿命。

其中,对于整个转向架2来说,最重的部分集中在牵引装置204处,本发明将牵引电机2042、一级减速器2041放置在构架202的凹槽2023内,并使其与位于构架202两侧的侧架203固定连接,当然,构架202的底部明显在侧架203底部的下方,同时在牵引电机2042、一级减速器2041底部设置第二减震装置208,该第二减震装置208底部与构架202底部固定连接,即可以将牵引电机2042及2个一级减速器2041集成在一个安装板或其它结构上,并在该结构的两侧设置安装座2043,然后在侧架203上设置安装座接口2033,利用安装座2043及安装座接口2033将牵引装置204固定在侧架203上,然后将其底部固定在第二减震装置208上,并使一级减速器2041的输出轴直接从设置侧架203侧(构架202呈U型设置,即从构架202没有侧壁的2个侧面伸出)与差速器连接。其中,第二减震装置208与第一减震装置 207一样,可以选用常规的弹性元器件,例如碟簧、折叠弹簧、扁簧、空气弹簧、液压减震器等,当然也可以将其混合进行使用,而本实施例中,为了便于安装,并提升减震能力,可以使第一减震装置207为由减震弹簧与液压减震器组合形成的弹簧液压减震器,即减震弹簧固定在液压减震器上方,减震弹簧顶部与构架202固定连接,液压减震器底部与侧架203固定连接,而第二减震装置208可以选用为空气弹簧,便于安装并控制其性能参数与车体102重量匹配,具体来说,在安装时,先将构架202安放在组装工作平台上,先放置空气弹簧于构架202底板上,此时空气弹簧不充气,再将牵引电机2042及一级减速器2041组合安装好后,吊运放置在空气弹簧上,侧架203分别从构架202两侧平移向构架202靠拢,调整对准轴心后,将侧架203与牵引电机2042及一级减速器2041的组合用螺栓连接好,之后再安装弹簧液压减震器,安装时,弹簧液压减震器处于预压缩状态,安装好后,可以根据车体102的自重、载重合计来调节弹簧液压减震器的性能参数的合理取值范围,在选值时,在对应垂直高度差上的减震性能最佳为选择标准。

在使用时,通过第二减震装置208将牵引电机2042总成的重量传导至构架202,并由第一减震装置207分配至侧架203,改变了转向架2主要部件结构重心的支撑点,从而优化了独立悬挂轴系的(即车轮201的直接传动轴2011)径向扭矩工况。当然,牵引电机2042在使用过程中会散发大量的热量,为了对牵引电机2042进行降温,可以为牵引电机2042设置冷却装置,并将冷却装置设置在构架202上,以辅助降低转向架2的重心,同时,也可以将冷却装置设置为2个对称的水箱2044,分别安装在牵引电机2042两侧,以平衡转向架2两侧的重量,提升转向架2的稳定性。而为了提升牵引电机2042的驱动能力,还为牵引电机2042适配有驱动电池组,驱动电池组包括电池控制器和充电控制器,驱动电池组根据设计重量平衡分配,并固定在构架下沉的凹槽外侧壁上,其重量小于主蓄电池箱104的重量,当然,驱动电池组的瞬时电流较大,能够满足牵引电机频繁启停时和爬坡时的瞬时大电流输入要求。

其中,侧架203包括架体2031、位于架体2031两端的安装轴头端盖2034及承载鞍2032,架体2031可以设置为一筒型的轴箱,将差速器、二级减速器均安装在轴箱内,其中安装轴头端盖2034在架体2031两端各设置1个,并凸出于架体2031顶部,车轮201中心固定连接有带动车轮201转动的传动轴2011,传动轴2011通过轴承与安装轴头端盖2034连接,并且二级减速器的输出轴也延伸至安装轴头端盖2034 内与传动轴2011连接,由二级减速器带动转动,而承载鞍2032则可以设置2个或多个,此处以4个为例,此时,在架体2031两端各对称设置2个,即也可以理解为架体2031两侧各设置有2个承载鞍2032,第一减震装置207底部通过销接的方式安装在承载鞍2032上,顶部也通过销接的方式安装在连接部2021上,在使用时,通过承载鞍2032将牵引电机2042总成的重量传导至构架202,并由承载鞍2032分配至侧架203,改变了转向架2主要部件结构重心的支撑点。

其中,侧架203两端对称设置2根纵向牵引拉杆206,纵向牵引拉杆206与一端与侧架203铰接,另一端与构架202铰接,构架202的两个连接部2021之间还可以设置横向支撑杆,横向支撑杆内部还可以中空设置,以便走线,同时纵向牵引拉杆 206与横向支撑杆还能进行纵向和横向的力学传导和结构性能补强。

同时,目前常用的车辆1转向架2所使用的构架202和侧架203几乎都是钢板焊接或者为铸钢件,不仅体积大,重量也大,而这些重量都要由车轮201承担最后传递给轨道3,这就造成车轮201会受到较大的压力,不仅传动轴2011容易断裂损坏,而且会消耗更多的动力来进行驱动。而本实施例中,选择将构架202采用薄钢板整体冲压成型的方式来制作,即冲压内凹形成带有筋条的凹槽2023,使得构架202 的结构紧凑,在满足使用强度需求的同时,重量轻,相对于传统构架202也能减少能源的消耗。

当然,从上述描述可以明显看出,构架202凹陷下沉的部分,即凹槽2023的下部是位于轨道3的2根轨条301之间的,使得转向架2的整体重心降低至轨道3的上表面下方,与车体102配合,使得车体102及转向架2的整体重心均转移至轨道3 水平面的下方,从而能有效提升车体102运行的安全性与稳定性,防止车体102脱轨。而根据车体102的结构及转向架2的结构来说,车体102底板的上表面与轨条 301的上表面之间的高度差大约在200mm左右较为适宜。

2个这样的转向架2具有8个独立悬挂轴系,相当于轴重仅560kg,仅为标准铁路轨道车辆轴重的1/20左右,使得车辆1整体重量大幅度减轻,具体来说,以设置9张座椅103的车辆1为例,其自重量≤3.5t,满载负荷≤1t,使得车辆1的满载重量≤4.5t,同时车辆的最小转弯半径可以到15m,最大爬坡坡度450‰(静风条件下),当然如果座椅数量小于9,那就更轻了。与之相对地,对于轨道3的承载能力要求也降低了,轨道3可以包括2条并排设置的轨条301,轨条301呈空心设置其内部形成空心腔体,车辆1的车轮201与轨条301接触带动车辆1移动,从而有效降低轨道3 的自重量,降低轨道3架设与制造的成本。

具体来说,可以使轨条301的断面为环形或水滴形,在加强轨条301的承载能力,也有效减轻了轨道3的重量,使得轨条301的架设更为便利,节省了轨道3架设的成本。请参见图15、图16所示,其中图15为在地面铺设轨道结构示意图,图 16为在空中架设轨道结构示意图,轨道3由2条并排设置的轨条301组成,轨道3 还包括若干支撑主梁303、及固定在支撑主梁303两侧的翼梁302,轨条301固定在翼梁302远离支撑主梁303一端,翼梁302自与支撑主梁303连接处倾斜向上且朝着远离支撑主梁303的方向延伸,使得支撑主梁303上表面与轨条301中心连线之间具有较高的距离,以与车辆1的下沉式结构配合。还可以在翼梁302与轨条301 之间设置支杆305,305可以设置为空心圆杆,以减轻重量,利用支杆305进一步增加支撑主梁303上表面与轨条301中心连线之间的距离,提升车辆行驶的稳定性。当然,轨条301、支撑主梁303、翼梁302均可以由不锈钢制成,轻量又具有极好的承载能力。当然,在进行轨道3的具体设计时,可以根据使用环境,选择将其设置为环形、上下多层型,以环形为例,请参见图15、图16所示,在环形轨道3周围布设多个站点,并可以将轨道3设置为2条或多条,即至少设置2条车辆1行驶方向相反的轨道3,当然跟现有的高速公路类似,每个方向还可以根据需求设置单独的高速轨道、普通轨道、低速轨道等,而这些轨道3为固定轨道,相应地,也设置变轨轨道,在每个站点之间通过变轨装置来连接各个站点与固定轨道,变轨装置可以选用现有的平移变轨装置,在车辆1需要进入或离开站点时,变轨装置平行移动连接不同的轨道3。当然,车辆1在哪个位置,则可以通过车辆1的定位系统来进行判定,在此不再进行赘述。

而轨道和车辆均采用超轻型结构设计,为这种交通模式带来了以下优点:

1.轨道基础承载压力小,使得车辆、站场设施、轨道线路的投资总价均可以相应较低;

2.建设成本较普通的轨道交通建设而言,成本大幅度降低,施工速度有效提高,对社会资源(例如道路占用、施工打围等)的使用和影响均很小;

3.车辆体量稍小,座位设置少,有优于私家车的乘坐体验,即相对私家车而言,更为快捷、安全、高效、个性化,同时也不堵车,因此乘车费用也参照当地出租车的运营收费标准稍高,较一般的公共交通运营的经济效益要高;

4.就轨道线路的支撑基础-基桩而言,基桩设置在景区或城际线路的混凝土浇筑基础的上平面或地平面以下约1000mm处即可,其环境影响极小,环保标准极高,更符合绿水青山的环保理念,而线路改造和搬迁后,地表植被恢复简单,对生态环境几乎无影响;

5.城市内规划设计的轨道线路可以借用原路灯的基础进行放大,或借用原有建筑物的基础补强,涉及的拆迁补偿、征地费用和建设成本极低;

6.轨道不仅可以设置为贴近地表,也可以采用全线架空设计,不与传统公路交通和现有的制式轨道交通争夺路权,可以作为现行公共交通的有效补充形式,能够极大缓解社会公众的个性化出行需要;

7.可以将现有的轨道车辆自动驾驶技术应用在车辆上,通过中央控制系统对车辆的驾驶进行控制,确保车辆能运行无障碍、无事故,准时、定点、高效,同时,在城市中车辆设计时速可达80Km-120Km,城际车辆设计时速可达120Km-160Km(亦可采用超高速设计,设计时速超过240Km),景区设计时速一般为20Km-60Km;由于采用低重心双轨制超轻型设计,交通运营安全性极高,也不用担心出现脱轨的问题。

当然,为了进行更好地控制,可以设置数据库来储存各种数据以便查询统计,例如车辆数据库、线路数据库、站点数据库及通信数据库、用户数据库、检修段数据库,其中,车辆数据库可以利用分布式存储技术,保存和及时更新系统内每一辆有效注册的车辆信息,包括该车辆包含的车体、转向架,牵引电机和充放电装置、储能装置、各类传感器信号数据、检定合格数据和故障列表信息和相应处置数据等等;线路数据库可以利用分布式存储技术,保存和及时更新系统内全部已建成和在建线路信息,包括音视频信号数据库和故障数据模型,各类型传感器相关数据信息 (包括但不限于传感器位置信息,类型信息,数据信息,监测数据和数据反馈模型等等)和轨道数据(包括各类型换轨轨道、变轨轨道及其动作装置信息等等);站点数据库可以利用分布式存储技术,保存和及时更新系统内已运营站台和在建站台的数据信息,包括但不限于站点位置,运营状态(例如人流量,安检信息,多媒体数据),突发事故状态等等音视频和其他类型数据信息;通信数据库可以利用分布式存储技术,保存和及时更新车辆设备终端(主要包括车内音视频和多媒体终端、照明、空调、应急通信等)和客户端信息传递的各类数据信息;用户数据库可以利用分布式存储技术,保存和及时更新用户预约乘车使用记录和出行模式及习惯,并根据客户要求预设出行数据模型(例如客户在工作日,以固定时间固定上下车站点的预定数据,进行长约服务等)以便利用大数据和人工智能技术,提前分析客流类型和模式,及时调整系统运营效率,在降低能源消耗的同时,满足系统运力需要;检修段数据库可以利用分布式存储技术,保存和及时更新每一辆超轻轨车辆的定检和临检的所有零部件数据,确保每一辆车辆的安全运营状态。通过上述数据库的配合,还可以建立AI模型,形成综合信息数据库,提升系统的智能性,同时还可以在每个数据库之间设置安全防火墙,以保证数据的安全性与有效性,同时这些数据库的数据可以由中央控制系统调用,提升出行安全、出行效率。

以下举例说明轨道交通组织关系系统的具体使用方法:

某客户先利用手机端APP软件(可以在开发软件时设置相应权限,例如必须实名注册,才能订票等,在把控乘客身份的同时,也能强化乘客守信的力度)提供如下订票信息:拟乘车站点、拟乘车时间、拟到达站点、乘车人员信息(实名制)。上述信息传递至中央控制系统(可以由中控中心的计算机搭载),由中央控制系统根据轨道线路状况及轨道线路上的车辆运营情况,结合该乘客设定的起始站和到达站的信息,和附近适合乘客出行的车辆信息,计算出乘客的出发站点与出发时间,并将车辆信息一起反馈至乘客手机APP,乘客确认后,即视为合约成立。中央控制系统即刻调配承运车辆,在和乘客约定的时间,到达乘客指定乘车的站点;乘客到站点,可以使用手机APP开启车辆车门(指定车门、指定乘员坐席,一票一座),也可以使用无感乘车选项(即由站点的监控系统自动识别乘客身份信息,控制车辆开门),全部乘客落座后系好安全带,即可触发车门关闭,并给中央控制系统发出车辆安全状态和待发车指令。同时站台监测系统将给出安全发车指令至中央控制系统,上述指令齐备后,车辆出发;轨道监测装置指令识别正常,车辆将按照中央控制系统计算安排的最优路线,正常行使至乘客指定的到达站点。车辆到达指定站台后,站台监测系统、车辆运营控制单元将发出指令,指令正常状态下,中央控制系统将发出开启车门的指令,提示乘客拿好随身携带物品,扶老携幼、安全下车。

以上所述,仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,本发明的专利保护范围以权利要求书为准,凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化,同理均应包含在本发明的保护范围内。

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06120113091464