定制出行城市交通系统中的车辆换轨层技术方案

技术领域

一种定制出行城市交通系统中的车辆换轨层技术方案，尤其是解决包括几千万人口超大城市在内所有城市市民上下班难题的定制出行城市交通系统中的车辆换轨层技术方案。

背景技术

伴随着城市化的发展，城市交通的拥堵也越来越严重，以至于使世界包括中国大部分城市的交通在上下班期间近乎瘫痪。

发明人在发明《一种城市交通系统和方法》（发明号ZL201610071046.1）中提出了一种城市交通系统和方法。这种交通系统提出了一种车辆轻型窄体、乘坐“预约直达”、车辆集中统一控制的轨道交通系统方案。但该发明并没有提出完整的定制出行城市交通系统方案。同时，该交通方案需要建设大量轨道，但现代城市街道拥挤，轨道除去简化结构外，只能分层建设，这就带来了交通系统中车辆如何在运行过程中更换轨层运行的问题。

发明内容

本发明采用轨道作为交通系统的“路”，而且采用上单轨和下单轨构成“路”的技术。和现有平铺双轨道构成的“铁路”不同，本发明由上下单轨构成“路”。为了有所区别，本说明将这种由上下单轨构建的“路”称为“轨路”，而将上轨或下轨称为“轨道”。

本发明的任务是要创建一种定制出行城市交通系统及其中的车辆换轨层技术方案，这个技术方案能够满足定制出行城市交通系统的车辆在自动控制运行中的换轨需要。

本发明首先要创建一个定制出行城市交通系统，在这个基础上发明车辆换轨层技术方案，满足定制出行城市交通系统高效率运输的需要。

定制出行城市交通系统是一种本质区别于现有公共交通系统的交通体系。其最本质的区别在于：第一，定制出行城市交通系统的主要承运对象是包括几千万人口超大城市在内所有城市的数量大、乘车窗口时间短、携带物轻的能较快速上下车的上下班乘客，交通系统的运输效率要远高于现有的“公交”。第二，公共交通系统的线路、车站、行车时间是公交公司确定的，乘客唯一的权力是去适应它。而定制出行城市交通系统则相反，交通系统是按照乘客的“出发地、目的地、出发时间”需要“定制”的出行方案。而且：首先所有乘客都是从出发地直达目的地；其次乘客每次出行的运行方案都是经过大型计算机群优选的“定制”出行方案。第三，公交系统对于乘客而言是“有车有位就上车，没车无位再等车”的“机会被动”乘车机制；而定制出行城市交通系统则是预约直达乘车，是“计划主动”乘车机制。第四，定制交通在为乘客定制交通方案的同时安排车辆，车辆既能满足1个人乘车的需要，也要满足更多人同时乘车的需要。第五，定制出行城市交通系统是通过交通系统集中统一控制下无人操控的自动交通，在大部分主干路段实现传送带式高效率运输，满足超高运输效率的需要。

概括起来定制出行城市交通系统的发明任务是要发明一种适用于包括超大城市在内的所有城市的超高运输效率的按照乘客的“出发地、目的地、出发时间”需要经过大型计算机群优选“定制”的直达目的地的系统性城市交通方案。

本发明的任务是要发明有本质特征的定制出行城市交通系统的同时发明与之配套的换轨层技术方案。

本发明是这样实现的：

1. 定制出行城市交通系统至少配套设计建设有以下子系统：

（1）有以大型计算机（服务器）群为核心的【城市交通管理控制中心】；【城市交通管理控制中心】既是交通信息的管理中心，也是城市交通方案的规划中心和实时调整中心，还是整个城市交通系统的控制中心。（2）以位置信息和设备状态信息传感器、控制设备和通信信道为核心的【信息神经系统】。（3）以轨路、车站轨道、备用轨道为核心的【轨道系统】。（4）以车站和基础车辆、列车为核心的【车站和车辆设备系统】。（5）以乘客互动终端、信道、受理单元、结算单元为核心的【乘用管理系统】。（6）以维护、维修、升级改造部门为核心的【运行保障系统】。（7）以车辆库、编组站为核心的【辅助车站设备系统】。

这里所述的七个至少系统构建了定制出行城市交通系统的基本架构，对完成本发明任务起架构支撑作用，缺少其中任何系统本发明定制出行城市交通系统都无法稳定持久地运行。

2. 定制出行城市交通系统至少实施以下系统层级的技术方案。

2.1道路采用轨道交通技术方案。

2.1.1轨道交通方案对定制出行城市交通系统目标的实现非常重要。

（1）轨道交通技术方案仅占用有限的道路空间。轨道将车辆及轨道自身限制在有限的空间范围之内，为有限空间中设计建造多条和多层轨道路铺平了道路，也为车辆上天入地创造了条件，在拥挤的城市中尤为重要。

（2）轨道交通技术方案实现轨道独占，确保无系统外车辆的行驶干扰。系统内的所有车辆只接受本系统的控制，其行驶路径、速度及交叉通行等完全可以由定制出行城市交通系统独立自主控制。

（3）轨路的封闭性、独立性和道路建设的自主性，使系统内的轨道、车辆、控制和采样终端更符合定制出行城市交通系统的统一技术标准和要求，更容易实现系统内的互联互通、更容易实现无人自动运行，更容易进行集中统一控制。

2.1.2采用上下单轨技术方案。

定制出行城市交通系统的轨道方案，一个实施例采用上下单轨构建的轨路：

（1）不建路基，用不同的上轨道和下轨道直接架设使用。定制出行城市交通系统车辆是轻载窄体车辆，轨道承载轻，使单轨在无路基下有足够的承载强度来保证安全运行。（2）工厂化批量化预制生产上轨道和下轨道。

上下单轨技术方案的优势：（1）有最好的抗风、抗侧翻性能。（2）“轨路”方案有最小的视觉侧截面，有最易设计、最易安装、对城市市容“光污染”影响最小的优势。（3）占地少好安装，可以充分利用现有道路两侧的上方空间、绿化地上方空间、河道上方空间建设轨路。（4）轨道由工厂批量预制；相同安全性下，建设成本最低，最经济。

2.2所有乘客全部预约乘车。

2.2.1在定制出行城市交通系统中，所有乘客出行都必须向【城市交通管理控制中心】进行预约申请，确认后按确认的时间和车站计划乘车。

2.2.2乘客预约时需要至少向【城市交通管理控制中心】提供下述信息：

（1）已注册乘客代码；（2）出发地和目的地车站； （3）同出发时间段、同出发地和目的地车站的乘客数量；（4）出发时间的允许范围。

【城市交通管理控制中心】确认预约的信息则至少包括：

（1）已注册乘客代码；（2）上车车站名；（3）上车车站的上车站侧信息，即从车站的哪侧上车；（4）列车号、车门号和座位号；一个单侧上车的一个实施例，标注“先上车乘客坐内侧位”提示；（5）上车时间和最晚发车时间。

2.2.3预约确认信息中至少不包括的信息。

【城市交通管理控制中心】发给乘客的预约确认信息是根据发明目标确定的。其中既包括必须包含的信息，也有不能包含的信息内容。显然这些不能包含的内容一定是交通系统使用的而且根据实现运行情况会改变的内容。预约确认信息中不包含的内容至少有：运行路径信息、速度信息和到达目的地的时间信息。路经、速度、到达时间是定制出行城市交通系统自主动态确定的关键技术内容。

2.2.4【城市交通管理控制中心】对待用和在运车辆的编组、运行、控制有完全的控制权。

定制出行城市交通系统通过预约乘车，至少达到：

（1）使【城市交通管理控制中心】拥有充分的时间提前进行运行方案的规划和车辆准备；更为重要的是：给预约乘客发布确认信息时，一定是在【城市交通管理控制中心】已经落实车辆、车站、运行方案后才实施的；换言之，这种依赖高科技手段实施的预约乘车总是“已经落实方案”的精准实施，而不是“未落实方案的争取实现”。

（2）使【城市交通管理控制中心】能将同一上车时间段中的所有“同一出发地和同一目的地”的乘客以及“同一出发地”但“目的地”可以通过中途计划“拆分”的乘客统一编组在同一列车中；实现运输效率的最大化。

（3）每一个乘客的预约申请之时，都将是一个新的交通运行方案诞生之时。因为从绝对意义上看，城市交通方案始终是在调整变化的。预约提供了更长时间周期内的计划性，而计划时间越长，交通运行方案的优化就越彻底。

（4）预约乘车，实现了乘客出行的完全计划性。现在意义上的“公共交通”完全是不可计划的出行，是靠不断加码的“提前出门”来换取“准时到达目的地”的计划性很差的出行。定制出行城市交通系统从根本上把乘客“时间不可控出行”变革为按预约“精准计划出行”。乘客原本无法计划、无法利用的候车时间，换车时间都变成了乘客可以支配的计划时间。

2.3所有乘客乘坐的列车全部都是由出发地直达目的地的“定制专列”。

2.3.1定制出行城市交通系统“定制专列”至少有的技术特征：

（1）乘客有专座在乘客要求的出发时间窗口内按乘客要求的始发站直达目的地；

（2）每个乘客乘坐列车的运行路线、速度等运行方案是【城市交通管理控制中心】为每一列列车按最高运行效率的原则专门定制的；

（3）每列“专列”都有自己的列车号；

（4）乘客有可以计划的出行时间、上车地点和上车路径。

2.3.2定制出行城市交通系统采用“乘客直达目的地”技术方案的主要理由和优势：

“乘客直达目的地”的技术方案对短时间内完成几百万通勤市民上下班出行有十分关键的作用。

（1）直达避免换乘、中途停车带来的时间浪费、运载工具浪费。

（2）乘客“从出发地直达目的地”的选择，促成了乘客在获取快捷和便利的同时，也完全向【城市交通管理控制中心】让渡了“对列车运行路径、运行速度”的控制权力，使【城市交通管理控制中心】可以完全自主地进行运输过程的统一控制。这为城市交通系统自主制定最优路径、最佳运行速度提供了主动权和依据，为人、车在时间坐标中的有序排队提供了可靠的技术支撑，为【城市交通管理控制中心】精准规划乘客、车辆在每一条运输能力饱和的轨道上有序均衡排队行驶提供了保障，从而在理论上和实践上实现理想的传送带式乘客运输。

（3）直达降低了对轨道、车站的建设要求。乘客直达目的地后，车站变成单纯的出发地和目的地，没有中途客也没有中转客，而且是出发乘客和到达乘客不见面的车站；车站不再需要乘客候车大厅，不再需要秩序管理，为车站走进可用空间有限的社区、工厂、学校、医院奠定了技术基础。

2.4【城市交通管理控制中心】对整个定制出行城市交通系统运行实行集中统一控制和管理的技术方案。

2.4.1实行集中统一控制技术方案的理由。

在定制出行城市交通系统中采用【城市交通管理控制中心】对整个交通运行系统实行集中统一控制的技术方案。采用这个技术方案是基于：第一，城市交通系统是一个互相依存、互相影响、互相配合的系统，除去不影响自身以外的控制由自己的控制完成以外，均由【城市交通管理控制中心】集中统一控制，保证系统高效率远行。第二，现代计算器服务器技术拥有集中统一控制全市交通系统的运算能力、管理能力。

2.4.2集中统一控制技术方案至少有的技术特征：

（1）在用车辆包括待命车辆均集中由【城市交通管理控制中心】统一控制；其控制至少包含：车辆的前进、倒退、停止、加速、减速、耦合、拆分。

（2）在运行和待命车辆的档案信息、状态信息、位置信息由【城市交通管理控制中心】实时、精准、全面掌握：①在运行和待命车辆的档案信息、状态信息、位置信息以可验证的方式通过专用信道直接上传【城市交通管理控制中心】。②【城市交通管理控制中心】实时准确全面掌握运行中车辆、列车在轨路中的精确位置。

实时掌握运行中车辆、列车在轨路中的精确位置在定制出行城市交通系统极为关键。【城市交通管理控制中心】只有时刻全面精准掌握车辆的位置信息，才能在其集中统一控制下，将高速运行的列车精准排序在轨路上安全运行。【城市交通管理控制中心】不仅要实时掌握还要准确掌握和全面掌握。为了达到“准确掌握”车辆位置信息的目标，定制出行城市交通系统不仅确保位置坐标自身的准确，还要通过多个位置信息的相互验证来保证位置信息的可靠。一个实施例至少采用三重位置信息采集系统方案，保证车辆位置信息始终精准可靠：

第一层措施，通过卫星定位系统定标车辆位置。系统中每辆车辆，包括列车、头车辆和基础车辆上均安装有卫星定位终端，且都有与【城市交通管理控制中心】传送信息的双向专用信道。一个实施例，通过在车辆中普遍安装北斗卫星定位终端，采用北斗地基增强系统提供的广域实时分米级、厘米级定位精度服务。在城市交通系统配套建设地基增强站、基准站网络、数据处理系统、运营服务平台、数据播发系统、车辆终端。基准站接受卫星导航信号后，通过数据处理系统形成相应信息，经由卫星、广播实时播发到车辆上的车辆终端，实现精准定位。北斗导航全球实测定位精度均值为2.34米，通过地基增强系统、精密单点定位最高厘米级定位服务。这个定位精度，足可以满足定制出行城市交通系统的分米级控制需要。卫星定位信息是基于卫星坐标的位置信息。

第二层措施，在轨路上安装物理位置传感器。物理位置传感器的一个实施例，每辆车辆上都安装有代表自己身份的电子标签或光学身份标签，而在轨路上至少是在车辆运行的轨路上，每隔一定距离在物理位置上安装有光学的或者电学电子标签或光学身份标签的“读出装置”。“读出装置”有唯一的编码，有专门的双向信道与【城市交通管理控制中心】通信。每辆车路过时，“读出装置”会自动读出车辆代码上传【城市交通管理控制中心】。由于这些“读出装置”的安装地代表一个确定的物理位置，而且可以做到非常精准，因此当【城市交通管理控制中心】获取某车辆通过确定编号“读出装置”位置时，一方面可以修正由其位置信息信道传递的位置信息，另一方面，还可以验证其它位置信息系统是否工作正常，一旦发现位置信息偏离允许值，系统会立即采取应急预案。应急预案的一个实施例，切换“位置信息”获取渠道，安排修理。【城市交通管理控制中心】还通过换向器、【车辆升降换轨梯】等设施及时报告位置信息，这些设备的位置信息也相当于在轨路上安装物理位置传感器，具有物理位置的同等可靠性。

第三层措施，每辆车辆、列车的前方和后方至少安装有光学或电学的测距装置，测量前方和后方车辆间的相对位置信息。这些相对位置距离信息也会通过专门信道传到【城市交通管理控制中心】，再与交通系统标定的距离进行比较和修正。光学测距装置的一个实施例是用红外光测距技术制造的红外测距终端，电学测距装置的一个实施例是超声波测距技术制造的雷达测距终端。测距终端分别安装在每辆车的前部和后部，由【城市交通管理控制中心】统一控制。测距终端测量的是车辆间的相对距离，是防止车辆相撞的一道防线。车辆一旦发现相互距离非正常低于安全距离会自动向【城市交通管理控制中心】报警的同时按应急预案采取紧急措施。

定制出行城市交通系统是个超高效率的系统，通过这样一些车辆位置精准测量、精准校验修正，让【城市交通管理控制中心】始终掌握车辆的精准位置信息，保证在车辆、列车间仅有几十米间距离还能以每小时上百公里的速度安全可靠运行。

（3）定制出行城市交通系统中的所有人工服务均按【城市交通管理控制中心】集中统一指令完成，且在完成后按规程以电子程序方式报告。一个实施例，车辆在一路段发生故障，由人工维修，系统已经开通备用轨路，对这段轨路进行封锁并切换为人工管理路段；维修人员根据【城市交通管理控制中心】指令进行维修；维修结束后，再通过专用终端用规定程序和方法完成后续操作，最后由【城市交通管理控制中心】恢复该路段的正常运行。

（4）乘客在乘坐列车中将拥有紧急状态干预措施，但所有措施在通信信道仍然完好且不会立即产生严重后果的前提下，所有干预措施仍然由【城市交通管理控制中心】通过信道远控实施。

2.5“按预约准时派列车到预定车站接送乘客”的控制任务在【城市交通管理控制中心】运行控制中列为优先保障级控制事件；按预约准时派列车到预定车站接送乘客被【城市交通管理控制中心】列为控制中的优先保障任务。

在定制出行城市交通系统的实际运行中，由于车辆故障、紧急情况等特殊原因造成运行规划的实时调整是不可避免的。在这种频繁的变化中，如果没有出发车辆的优先保障措施，就有可能出现乘客预约的列车无法在约定的时间到达约定车站的情况；也可能出现下客车辆长期占用车站，接容车辆无法进站，造成车站混乱……这些情况一旦出现，整个城市交通系统就会陷入混乱，甚至无法运行。更为重要的是，一旦在乘客心中产生预约时间不可靠的先例，必然导致乘客提前到车站候车，还有人没有准时上车造成车站秩序混乱。为此，定制出行城市交通系统采用“乘客准时上车优先保障”的列车运行高优先级调度方案。这个技术方案的核心是：【城市交通管理控制中心】会不惜一切代价保住出发车辆准时到站迎接乘客。

定制出行城市交通系统的乘客全部都是预约上车的，而且“预约”中的关键要素是约定了乘客的上车时间和上车地点，但并没有约定行车路径、速度和到达目的地的时间。因此，定制出行城市交通系统【城市交通管理控制中心】在控制决策优先级设计中，会把“确保应约列车准时到达指定车站接送乘客”列为最高优先级任务来保证。这就意味着，必要时，系统会对可能影响准时接客的列车自动采取包括路径绕行、减缓运行速度等一切可以运用的手段，甚至安排即将到站的列车在联络轨路网中绕行，也要腾空车站保证预约车辆按时进站接客，从而确保出发车辆准时到达乘客的出发地车站。

2.6 所有乘客乘坐的列车和列车运行方案都是由【城市交通管理控制中心】依据整体运输效率最佳为出发点和归宿点，为每列车的乘客量身定制的。

2.6.1量身定制出行方案的技术特征。

【城市交通管理控制中心】为每列列车的乘客量身定制出行方案的技术特征是：

（1）根据乘客的乘车预约，【城市交通管理控制中心】会为每列列车的乘客“量身定制”一列“出发时间、出发地和目的地”符合乘客要求的将乘客从出发地直接送达目的地的有专座的“专列”。该列车成为所有乘坐乘客的“专列”是因为：①出发时间是乘客需要的；②每个乘客都有专座；③按乘客需要的出发地直达需要的目的地。

（2）根据乘客的预约申请，【城市交通管理控制中心】会自动为乘客乘坐的每列“专列”“量身定制”一个整体最高运行效率的承运方案。该承运方案中包括何时以何速度、何路径运行等详细的运行方案，而且还会根据实际运行情况及时调正运行方案，始终让整个城市交通系统的运行方案处于计算机系统认定的最高效状态，也同样让每列“专列”始终处于最高效的运行状态。

2.6.2定制出行城市交通系统为每个乘客每次出行定制承运方案的机制设计。

从定制出行城市交通系统看，城市交通系统与乘客之间有约束力的约定至少有两条：

第一，出发信息即出发车站和出发时间窗口：①出发时间窗口为何时至何时；②上车地点和乘坐位置为：什么车站什么上车侧的什么车门上车，坐何座位。

第二，列车的目的地信息。

这两条内容既是城市交通系统与乘客之间的约定，也是制定最佳承运方案的基础，是一定要实现的。

由于定制出行城市交通系统是一个面向每天都有变化、时时刻刻都需要调整运行方案的实时运行交通系统，因此，系统以何种规格的车辆、以何路径以及运行过程的何种措施和方案都是【城市交通管理控制中心】从提高整体运输效率为出发点实时制定、实时执行的。从城市交通系统的角度看，每时每刻为每个乘客量身定制“专列”和每时每刻为每辆车辆制定最佳运输方案是系统程序化的正常运行流程。从乘客的角度，从系统外部的角度看，乘客每次出行的列车、每次出行的路径、速度都可能是不同的，都是【城市交通管理控制中心】为每一个乘客量身定制的“专列”。

2.7 以轻载、快捷、巨量的人与物为列车主要承运对象，专注承运符合要求的通勤乘客和合规快递。

定制出行城市交通系统的承运对象不像现有公共交通那样，追求解决所有乘客的出行需要，比如要解决携带重物、大物件的乘客乘车问题；再比如要解决行动不便乘客，如老弱病残乘客乘车问题；而定制出行城市交通系统只集中解决乘客中能够快速上下车的、数量最大的、出行时间最集中的最难解决的上下班乘客的上下班难题。其中“轻载”是指列车承载的“人”和“携带物”的总重符合轻载范围；“快捷”是指列车承载的“人”能够快速上车和下车；“巨量”是指列车承载的对象是巨量的乘客群。

定制出行城市交通系统的主要承运对象是：

2.7.1便携轻、小物体的通勤市民——这其中主要是城市上下班期间通勤出行的市民群即“通勤乘客”。为了实现定制出行城市交通系统“巨量承运”“安全出行”“高效运行”“快速上下车”……的发明目标，定制出行城市交通系统明确限制车辆的载重量，明确限制乘客和携带物体的体形和体积。超胖乘客、老弱病残乘客、行动不便乘客及携带超重、超大物品的乘客明确不列入定制出行城市交通系统的承运范围。

这里定义的“通勤乘客”主要是指有一定出行规律的、主体是上下班工作劳动的市民。其中，“勤”可以认为是出勤工作的人，是上班族的必须行为；“通”代表这种出行经常发生，也代表这种出行有很强的规律性。

2.7.2 承运对象——小件快递，亦即“合规快递”。“合规快递”是指 “货物品种、大小、重量、包装等所有要求” 符合城市交通系统有关规定的快递物品。一个实施例，单件不超过300kg、体积不超过设计值且包装符合要求的轻货物。承运快递的列车车厢可以是专用的。

2.8 满足定制出行城市交通系统要求的承运车辆技术方案。

车辆方案需要满足发明目标的要求，至少满足：首先，定制出行城市交通系统是个系统，车辆必须是标准化的，可以互换和组合的；其次，车辆必须适应承运对象不固定的特点，即乘客的预约申请既可能是1人，也可能是10人；再次，车辆体形有利于进至离乘客更近的位置。

车辆在投运前是基础车辆状态，不称为列车。车辆只有经过城市交通管理中心编组有明确乘客或小件快递后，经过交通系统正式命名且投运后才成为列车，每列列车都有专门的列车编号，会在通知乘客时说明，并在列车使用的全过程中保持其唯一性和有效性。

2.8.1窄体轻型可编组通用车辆的设计方案。

定制出行城市交通系统的车辆为：小型、窄体、轻载车辆。车辆分为列车和基础车辆。每辆基础车辆乘客为标准两人，并排座位，两侧均有车门；车体为两人坐的宽度，整体为轻型窄体车，每辆车（含基础车辆和头车辆）均为无人操作车辆，均有自身独立的动力系统、信息神经系统和受【城市交通管理控制中心】统一操控的操控系统；每辆车（含基础车辆和头车辆）都可以在【城市交通管理控制中心】的控制下切换为主控制模式――控制整列列车模式，也可以切换为被控制模式；无论头车辆还是基础车辆均可进行“前进、后退”、“加速、减速”、“停止、前进”等操作；车辆上的车门也由【城市交通管理控制中心】实施终极控制，但本地有紧急处理的互锁装置：在列车停车期间本地控制有优先权，而车门关闭且由乘客确认开始运行后切换为【城市交通管理控制中心】直接控制；车辆前方和后方均安装有标准化的拆分和耦合挂勾；乘客上车前扫码等操作的信息也将传到【城市交通管理控制中心】判断和处理。每辆基础车辆均有独立的动力系统并直接接受【城市交通管理控制中心】统一操控。当基础车辆经过【城市交通管理控制中心】编组成为列车后，每辆列车中的第一列车（以下简称头车辆）均有流线形车头，以减小运行中的空气阻力。一列投入运行的列车根据载客需要可由1辆、2辆、……N辆【基础车辆】构成，构成列车后，整列列车将被切换至列车统一控制模式。定制出行城市交通系统采用这个车辆设计方案达到了车辆载客量可大可小、有标准化构造、可进社区单位的设计目标。

基础车辆设计载荷的一个实施例：乘客和携带物最大重量为：人体重80kg，携带物20kg，即一辆乘坐2人的基础车辆纯最大载荷设计参考值为：2×（80+20）=200kg。按照这个实施例，体重超过80kg的乘客需要乘坐其他交通工具――当然，这是一个留待方案实施后再决定的具体参数问题。乘客体重的限制指标会影响所有车辆和轨路的承重设计。

头车辆也是通用基础车辆，是每列车都必须配备的车辆。头车辆长度的一个实施例是基础车辆的一倍，其特征是，当有多列短列车在中途耦合为长列车时，车门距离一致，仅在头车辆处有一个车门位不需要开启；头车辆长度是基础车辆的一倍便于多列列车耦合后停靠长站台车站时，车门距离符合统一标准。

2.8.2基础车辆长度、宽度和高度的设计方案。

车辆外形尺寸涉及上下车站中站台的长短、高矮、大小，涉及车辆运行时的最小间隔，还涉及轨道间的距离和轨道两侧预留的设计宽度。这些技术参数应在项目实施时通过技术标准确定。这里以一个实施例为例作出说明：参考一辆奥迪车辆的宽度数据作为基础车辆的设计参考；奥迪A6L的宽度为1.88m，但可并坐3人，高度为1.475m，是小车中比较宽大的车型，以这个参数作定制出行城市交通系统车辆的宽度指标是豪华定位。据此，一个实施例：基础车辆、头车辆的车辆宽度为1.88m，基础车辆含挂钩及间隙长度1.5m，头车辆加流线形罩含挂钩及间隙长度3.0m，是两辆基础车辆的长度，高度亦适当加高0.2m至1.7m。以此为例，由头车辆+3辆基础车辆编组的列车（乘客最大量8人），长度为3辆（基础车辆）×1.5m（长度/辆）+3m（头车辆长度）=7.5m，该值也可以作为一城市设计用列车最大载客量及最长列车的额定长度参考值。

一个轨路实施例，利用道路两侧护林带上方的空间建设由上下轨为基本轨路架构的轨路网：依据车辆高度是1.7m的估值，加上轨道和附加机构高度，预设上轨与下轨之间的垂直距离为2.5m，那么，一条道路两侧在护林上方5m的空间内可以建造每侧2路共计4路的轨路。

一个实施例，不同城市规模对应列车最大载客量和列车额定长度有不同的标准：小城市列车的最大载客量为4人（由头车辆+1辆基础车辆编组），列车额定长度4.5m；中型超大型城市列车的最大载量为8~12人（由4~6辆基础车辆编组），列车额定长度7.5~10.5m；超大型城市16人（由8辆基础车辆编组），列车额定长度13.5m。

2.8.5车门和站台技术方案。

定制出行城市交通系统为实现上下车的快速便捷，每辆【基础车辆】均为两侧开门，相当于每个乘客都有上下车的专有车门。每列车编组完成后，车门之间有完全相同的间隔距离，便于标准化建设车站隔离门和上车自动验放系统。

乘客上下车的车站有两种站台型式，一种是在列车的左右两侧都有上车时供乘客等待的站台，列车到达后可以从左右两侧车门同时上车和下车。车上左右两个侧座位各有自己的唯一座位号码。当根据预约乘客在列车两侧上车的车站乘车时，【城市交通管理控制中心】会自动在乘客预约确认的信息中，将乘客应从哪侧站门进站、在何车门上车、何座位号入坐，何时出发等详细信息通知乘客，而且一定将乘客安排至靠座位侧的门上车。这是因为【城市交通管理控制中心】在制定列车编组计划时，已经掌握该乘客上车车站是否为双侧上车的信息。当列车停靠只能在一侧上车的车站时，【城市交通管理控制中心】会自动在告知乘客的预约确认信息中，提示由“何侧上车”且有“ 先到乘客坐内侧座位”的提示。亦即，先进入车内的乘客坐内侧座位，后上车的乘客坐在车辆靠门侧的座位，从而减少上车时因为座位对号造成的时间延迟。单侧上车在定制出行城市交通系统中也能有序上下车，同样因为【城市交通管理控制中心】在制定列车编组计划时，已经掌握该乘客上车车站是单侧上车的信息。采用这个发明，无论车站是单侧上车车站还是双侧上车车站，乘客乘坐秩序都不会发生混乱。

为了解决乘客有序上车的问题，一个实施例，定制出行城市交通系统在车站设计有乘客自动验放装置。一个实施例，乘客验放装置至少有：乘客上车至少必须经过一道属于车站的自动门，而且在该门明显的位置上显示有“待上车乘客的明确信息”：乘客代码、列车号、车门号等，还有验证乘客身份的身份验证系统。列车到达车站且停稳后，车站隔离门上的乘客身份验证系统会立即开始验证待上车的乘客身份。验证系统的一个实施例是，车站隔离门上安装有与【城市交通管理控制中心】联网的人脸识别系统，在列车到达车站乘客经人脸识别验放后，车站的隔离门和列车上的车门会同时打开完成验放。人流较多的大车站，一个实施例还建有入站口的验放系统装置，只验放即将登车乘客进站。一个实施例，人脸识别系统安装在列车门口，在车站无隔离门时在车门口按人脸放行上车，有隔离门时，在隔离门按人脸识别后隔离门和车门同时放行。

2.9定制出行城市交通系统的列车预约编组方案。

【城市交通管理控制中心】根据城市规模和运能设计要求确定以下两种编组方案之一但不限于这两种方案作为编组技术方案和方法。

2.9.1“预约实时编组+实时调整”技术方案。

预约实时编组技术方案是指【城市交通管理控制中心】每收到乘客预约乘车申请，都会立即进行列车编组计划作业，是“实时”的无间隔的工作模式。在这种技术方案下接收到乘客的乘车预约申请，会立即调取预约申请进行编组安排，将同一时间段出发的属于同一出发地和同一目的地或可以通过拆分实现的不同目的地的乘客编制在同一列列车，然后由【城市交通管理控制中心】进行列车组建和列车运行方案调整。一旦经过大型计算器系统完成对新运行方案的编制，就会通知乘客“何时”在“何车站”“何车门”乘坐“何次列车”—―建立起一个初建的编组列车，这个列车有了系统专有的列车号。同样，由于本发明采用预约方式乘车，因此，【城市交通管理控制中心】调取的乘客乘坐申请中，还可能有满足该申请要求的未出发列车。定制出行城市交通系统【城市交通管理控制中心】在落实乘客新的预约申请时，会首先检索满足要求的未出发列车；若有，会在确保已发“预约确认信息”不改变的前提下，加座或加挂基础车辆，将新申请乘客编入原有列车中重新制订列车运行计划，计划完成后再向新乘客发出“预约确认信息”―—完成本技术方案中“+实时调整”的任务。这个方法乘客体验好，但对【城市交通管理控制中心】的处理能力要求更高。

2.9.2“预约间隔编组+实时调整”技术方案。

对一个大城市特别是超大型城市的交通系统来说，乘坐定制出行城市交通系统列车的预约申请单总量是巨量的，但具体到某一个“出发车站”的申请可能是零星的。如果【城市交通管理控制中心】采取来一个“预约单”就立即编制交通计划，就无法将后续预约单中的同出发地乘客编组到同一列车。为解决这课题，采用“预约间隔编组+实时调整”的技术方案。

根据城市规模和运能设计要求确定预约编组间隔时间指标。在这种技术方案下，【城市交通管理控制中心】接收到乘车预约申请时，并不一定立即进行编组安排，而是按预约编组间隔时间指标设定的时间间隔定时去调取乘客的预约申请，然后将这个时间段的乘客申请进行集中编组：属于同一出发地和同一目的地或可以通拆分作业的不同目的地的乘客编制在同一列列车，然后由【城市交通管理控制中心】进行列车组建和列车运行方案调整。一旦【城市交通管理控制中心】落实新运行方案，就会通知乘客“何时”在“何车站”“何车门”乘坐“何次列车”—―建立起一个初建的编组列车，这个列车有了系统专有的列车号。由于定制出行城市交通系统采用预约方式乘车，因此，【城市交通管理控制中心】调取的后续乘客乘坐申请时，还会有满足该申请要求的未出发列车。定制出行城市交通系统【城市交通管理控制中心】在落实乘客新预约申请时会首先检索满足要求的未出发列车；若有，会在确保不改变已申请乘客“预约确认信息”的前提下，加座或加挂基础车辆，将新申请乘客编入原有列车中重新制订列车运行计划。据此，再向新乘客发出“预约确认信息”―—完成本技术方案中“+实时调整”的列车编组任务。在这个技术方案中，预约编组间隔时间越长，实时编组调整越小，对交通系统的调整压力越小，但乘客的约车感觉会越不方便。一个实施例，预约编组间隔时间指标为5～30秒。

2.10定制交通提高运输效率的技术措施。

2.10.1通过技术措施缩短从生活社区门及工作单位门到车站的距离。

这个技术措施不仅提高了总体的运输效率，还极大改善了出行的途中秩序和上车车站的上车秩序。

（1）区别于其他交通系统的车辆标准、乘车标准和轨路标准：车辆实施两人座窄体技术标准；乘客限制为体重不超标、仅携带轻物品、能快速上车下车的不属地方乘车规定中定义的“老、弱、病、残”的乘客标准；轨路采用无路基有支撑上下轨道技术标准。

将车辆限制为两人座宽度，车辆技术参数是轻载窄体；乘客要求是健康且体重符合标准。一个实施例，所述轻物品是指不超过20kg的物品，乘客限重不超80kg。以此实施例计算，一辆基础车辆的载荷（按2人计）不超过200kg，即使由头车辆+3辆基础车辆构建的列车最大载荷也不超1吨。一个实施例，轨路采用工厂分别按上轨技术标准和下轨技术标准批量生产的轨道建设，有简洁的侧视截面，间隔20m至50m有支撑架，可以铺进社区、楼群和工作单位院内。

（2）轨路铺进生活社区内部和工作单位院内。车辆窄体轻载设计标准使轨路建设不再需要路基，驱动电源的电压等级降低，一个实施例采用600Ⅴ标准，车身宽不超过2m，加上采用动力学上稳定的节省空间的上下轨道方案，使轨路沿途的空间需要降低，确保了轨路铺进生活社区内部和工作单位院内目标的实现。

（3）车站建到楼房边。定制出行城市交通系统乘客采用预约直达技术方案后，对于乘客而言，车站不是起点站就是终点站，不再有中途客和换乘客，车站不再是传统意义的出门乘车、转车的公共“候车”地，而是即来即走的“通道”。于是，定制出行城市交通系统车站也会方便地跟随轨路进生活社区内部和工作单位院内，车站建到楼边甚至靠近楼房的阳台。

这些技术措施，拉近了乘客和车站之间的距离，使乘客更容易精准控制从生活社区门及工作单位门到车站的在途时间。

2.10.2通过技术措施实现乘客高速上下车。

乘客高速上下车对整个交通系统的高效率非常重要。定制出行城市交通系统采取了以下措施：

（1）清晰乘车信息可以保证乘客快速准确找到上车点。保证乘客可以更快到达上车点，并在站台车门位置的提示下快速精准找到需要的上车位。

（2）定制出行城市交通系统的车站是“遍布分散”设计，列车都是“专车”，上车的车站不再是现在意义上的大车站，而是的一到站就可以上车的“通道”车站；每个乘客都有专用车门供上下车，即使单侧上下车的车站，也是两个乘客一个专有车门，上车时总是先到先上，提供了上下车的快速通道。

（3）上车时，车站离乘客更近的设计，使乘客到车站上车的时间更精准，而且待上车的列车都是空车，没有下车乘客，结果，在车站的乘客都是待上车的，都有自己的专有车门位置，不会拥挤、不会有交叉，自然秩序会井然，上车就可以快速；下车时，车站一定是空的，有利于快速下车。

（4）定制出行城市交通系统承运对象不包括老弱病残等行动不便乘客，在极好外部条件支撑下，完全可以实现快速上下车。

2.10.3通过技术措施实现乘客自觉精准排队出行。

面对一个巨量的集中运输任务，若运输中秩序不好，都挤在一起，堵在一起，就不可能高效率完成。定制出行城市交通系统通过有效的技术措施，保证每个乘客全部都根据大型计算机的精准排序，有序精准排队出行。

【城市交通管理控制中心】在大型计算机群支持下进行预约申请落实作业，是非常严肃承诺过程，因此，一旦向乘客发布确认信息，就相当于法律合同的双方确认。这时，【城市交通管理控制中心】至少已经精准落实了下述技术措施：①乘客乘坐的车辆已经编组完成或者肯定可以在规定的时间内编组完成。②乘客乘坐的列车出发计划是根据出发车站的运能经过精准排队后落实的，而且出发车辆准时发车是优先得到保障的，乘客只要按预约时间乘车，乘客就已经随列车的精准排队而自动精准排队。

定制出行城市交通系统通过【城市交通管理控制中心】根据总体运输计划精准排队后告知乘客的约车方案，从根本上改变了乘客出行开始到上车前这段时间的出行内涵，将现在出行时需要到车站“候车”的“不可计划等车时间”，变成了按照预约的“有计划上车”，使“候车”这个“不可计划的等车时间”变成乘客的“可计划时间”。

2.10.4应用技术措施实现乘客自觉通过竞争完成出门提前量的精准排队。

（1）建立“高峰出行的容忍窗口时间”和“预约净容忍时间”设计指标。

为了把这个技术方案说明清楚，先建立以下概念：

“出行计划时间”即乘客自出发地到达目的地的经验时间。由于乘客每次出行都是“定制”的“专列”，在途中的路径和速度并不固定，因此“出行计划时间”并不是一个绝对值，分钟以内的偏差是可能的，但也由于定制出行城市交通系统效率非常高，多数出行全程不超过十几分钟时间，分钟内的偏差是可以容忍的。

“高峰出行的容忍窗口时间”和“预约净容忍时间”。乘客上班下班有一个容忍的时间段指标。比如：某乘客上班时间是上午8：30，在途时间即“出行计划时间”是20分钟，乘客自己认为早上7：00出门是可以容忍的。这里早上7：00至8：30之间的1小时30分钟（合90分）是该乘客的“高峰出行的容忍窗口时间”；但该乘客还需去掉在途时间20分钟，最后90分钟减20分钟后的70分钟是该乘客的“预约净容忍时间”。该乘客在这70分钟的“预约净容忍时间”内能够坐上预约的“专列”出发都是可以“容忍”的，亦即在早上7：00至8：10之间的任何时间约车成功，就不会耽误上班。

（2）建立【城市交通管理控制中心】预约乘车决策程序中的优先级技术措施，实现乘客通过竞争精准排队确定出门提前时间。

定制出行城市交通系统投入运行后，乘客通过【城市交通管理控制中心】提供的参考数据或经过自身的乘坐实践的经验可以得到“出行计划时间”。乘客根据“计划到达时间”可以反向推定“允许的出发时间范围”。这个设计充分利用了乘客“预约”竞争中自发产生的机制力量实现了自主计划乘客最终按交通系统要求自觉排队的目标。

【城市交通管理控制中心】在依据乘客预约申请自动编制交通运行计划时，会遵循下述决策程序规范：

a、按乘客预约申请时间顺序落实预约出行计划，先申请先落实。

b、在相同预约申请时间段中，优先落实出行距离较远乘客的“定制专列”计划。由于在运输高峰期间乘客出行密度非常大，加上交通系统中各分系统的交叉影响，先安排和后安排构成的出行计划可能会完全不同。远距离乘客在途时间长，错过安排的窗口，就可能耽误远程乘客的乘车计划。【城市交通管理控制中心】对同一出发时间窗口乘客的预约申请进行安排时，总是首先按照出行距离远近排队，“距离远的优先”定制预约乘客的“专列”计划。

c、【城市交通管理控制中心】处理乘客预约申请的排队决策机制中，对“允许的出发时间范围”内“无法安排的预约申请”采取“无效作废”的技术对策。城市交通系统无法在乘客申请的“允许的出发时间范围”内落实预约乘车申请时，【城市交通管理控制中心】会在通知乘客“本次申请失败”的同时，取消该乘客本次申请的任务。这时乘客要么放弃乘坐列车，要么重新申请，但重新申请带来的后果是“申请时间的排序”就不再是原先的排序位置，而是新的排序位置。由于上下班高峰期间，申请出行的乘客多，时间差一点，已经插入排队的申请人可能非常多。于是就产生了一种机制：促使乘客一定会采用下述策略进行预约申请：①尽量扩大预约申请中的“允许的出发时间范围”。这个时间范围扩大显然会提高申请成功的机率。比申请失败后再申请可靠。②提前预约申请。这两结果正是系统需要的竞争排队结果。

d、推出常住市民乘客的“长周期常态乘车预约”服务。一个实施例，常住乘客可以申请“乘车周计划”、“乘车月计划”、“乘车季计划”……。在预约期内，乘客可以在每周的七天内选择每天“允许的出发时间范围”、起始站、目的地站，包括不乘坐的时间。一旦预约成功，在预约期内不再需要每天预约。一个预约实施例，以一个较短的一个月为预约时长，让乘客有机会通过竞争获得更好的出行安排机会。【城市交通管理控制中心】还允许乘客取消某时间段中的预约计划，但要增加预约计划必须重新竞争。

以上技术措施给定制出行城市交通系统带来了由内在机制确定的乘客出行自动排队效果：无论“允许的出发时间范围”扩大，还是“提前预约申请”，还是制定长期出行计划，都为【城市交通管理控制中心】创造了更加宽的精准排队、精准规划的时间和空间，为定制出行城市交通系统制定出更合理、更高效的运行方案提供了技术保障。

2.11建立主干轨路网，实现主干轨路高速传送带式运输的技术方案。

2.11.1通过轨路网技术方案提高运输效率的原理。

分析研究现有交通系统低效率的原因发现：一条只能由一辆车行驶的道路上（最典型的是轨道）密排车辆的行车速度不是由车辆自身的品质决定的，而是受该道路最慢车辆的速度控制的。在密排车辆行驶的一条轨道上，任何路段只要有其中一辆低速车辆挡道，所有后面行驶的车辆都会被低速同步，是“最低速绝对决定”的模式，与车辆性能好坏近乎没有关系。要让密排在一条轨道上的车辆全部高速运行，唯一的办法是：让该轨道的所有车辆在保持安全间距的前提下，全部以同一个标准的速度同步高速运行。

2.11.2实现部分轨高效率运输的发明途径。

在一个交通系统中，慢速行驶、减速行驶、临时停车……是必不可少的形态，是不可能避免的。定制出行城市交通系统不是试图否定这些必须存在的形态，而是通过建立建设高速主干轨路网措施解决：第一，每条主干轨路网高速轨路都设定额定运行高速速度；第二，在【城市交通管理控制中心】的集中统一控制下，定额高速度运行的主干轨路上，车辆全部按高速标准近似均速恒距运行；第三，通过【城市交通管理控制中心】的集中统一控制将城市交通运量的绝大多数运输量（一个实施例80%以上）都由主干轨路网高速度运行道路承载。第四，在运输高峰在其他轨网的全力配合下，通过【城市交通管理控制中心】的集中统一控制，车辆可以通过动态耦合将主干网轨路上的列车耦合为超长列车以传送带方式高速运行。其中，将所有必须低速度运行的、变速度运行的、变轨的作业和行驶，均由联络轨路网及其它专门的轨网完成，又将待驶入主干网车辆提前准备，并及时腾空待驶出主干网列车的轨路空间。

定制出行城市交通系统在其他轨网的全力配合下，通过【城市交通管理控制中心】的集中统一和精准控制，车辆可以通过动态耦合将主干网轨路上的列车耦合为超长列车以传送带方式高速运行。

2.12 建立联络轨路网，完成保障主干网轨路高速运输的任务。

联络网是列车驶离主干网后减速行驶或者加速准备进入主干网的协调轨路网。从城市交通系统的整体上看，由于联络网中的列车在行驶速度和行驶路径上自由度比较大，是运行计划调整自由度最大的轨路网，因此，联络网除去缓冲功能外，还承担整个城市交通系统需要的调整功能。

联络网是主干网进入社区、单位、学校前的轨路网。联络网轨路像毛细血管一直延伸到更靠近乘客工作和居住的地方，总长度远比主干网轨路长。更长、更广的联络网轨路不仅实现通达目标、调整目标，还通过实时列车路径、速度调整实现车辆的高效行驶布局。

2.13列车耦合和列车拆分作业技术方案。

定制出行城市交通系统中会有很多设施运能不匹配的问题。一个实例，工作单位拥有建立长站台的条件，即“工作车站”站台长；而生活区的可以建车站的空间小，宜建短站台。定制出行城市交通系统的技术方案是，根据建站条件，可以建长车站的地方建长车站，不便建长车站的地方就建短车站，再通过途中的拆分和耦合完成列车和车站的匹配。再一个实例，一些设施比如【车辆升降换轨梯】可以停靠的列车比较短，如何实现短设施运送长列车，也需要拆分和耦合。

2.13.1定制出行城市交通系统的耦合作业。列车耦合是将原先的两列或者多列不同出发地但到达同一目的地的列车，在【城市交通管理控制中心】的精准规划和控制下，在“预先计划的轨路”上自动耦合连接在一起构成一辆新的组合列车，以下简称组合列车为“大列车”。耦合作业完成将不同出发地但有相同目的地的列车编组在一起、将乘客直接送达拥有长车站站台的同一目的地的技术方案。

2.13.2列车拆分作业是将原先由同一出发地开出的由多列带头车辆待拆分列车组成的“大列车”在【城市交通管理控制中心】的精准规划和控制下，在“预先计划的轨路”上自动拆分成两列或者多列带头车辆的到达不同目的地的列车，完成将相同出发地但有不同目的地的列车经过有计划拆分作业，用分拆后的列车分别将乘客直接送达各自不同目的地的技术方案。

2.13.3列车运行至“设施”前拆分“设施”后耦合实现长列车与短“设施”匹配的作业方案，其中“设施”是类似【车辆升降换轨梯】这样可以运送列车或车辆的设施。一列超出“设施”运载长度的列车，在【城市交通管理控制中心】的精准规划和控制下，在进入“设施”前先拆分，拆分后的列车分段分别由“设施”送至出口再耦合为原先的列车继续执行运输任务的作业。

2.13.4耦合和拆分作业的车辆连接技术方案。

每辆车辆的前方还是后部的标准位置均安装有支持车辆拆分作业和耦合作业的自动挂勾，且挂勾带远方解锁和闭锁装置，能在【城市交通管理控制中心】集中统一控制下，进行：“电磁吸合→闭锁”和“解锁→电磁释放”操作。

耦合和拆分作业需要车辆间的远控连接发明技术的支持。车辆连接技术方案至少包含以下技术。

列车和列车之间的连接装置。定制出行城市交通系统的列车和列车之间的连接装置至少有以下特征：

（1）是由【城市交通管理控制中心】集中统一控制的。（2）耦合和拆分根据指令全自动完成。（3）带闭锁指令和操作，耦合时：耦合→耦合完成→闭锁；拆分时：拆分解锁→拆分。

所述连接装置的一个实施例，耦合和拆分机构由强电磁构件构成。

耦合时两辆列车或车辆靠近，在【城市交通管理控制中心】下达耦合命令后，车辆电磁铁立即产生强大的磁吸力，这时，只要两辆待耦合车辆一接近就会吸合，内部机构就会趁势耦合在一起，然后由电控机械闭锁装置和程序闭锁程序进行自动的闭锁操作，防止中途脱开产生事故。完成连接耦合后在【城市交通管理控制中心】的控制下自动将各列列车的运行控制权向整列列车的主列车移交，由主列车实施对耦合后的列车的集中统一控制。如果还有列车需要耦合，则重复这个耦合作业过程。

拆分时“大列车”会严格按照【城市交通管理控制中心】的精准控制，在“预先计划的轨路”上按运行计划在【城市交通管理控制中心】控制下先将待拆分列车间的程序闭锁程序和电控机械闭锁装置进行解锁操作，然后再通过电磁释放原先耦合在一起的列车，再将列车运行控制权分别移交至独立运行的列车上，依次再将一列列车进行拆分。最终，将“大列车”拆分为需要的列车，在【城市交通管理控制中心】的精准控制下，驶向各自的目的车站。

3. 定制出行城市交通系统的换轨层技术方案。

定制出行城市交通系统是一种超高效率的交通系统，要求交通系统中的每一个组成部分都具备高效率的技术特征。定制出行城市交通系统为了充分利用城市空间，在很多路段建设有多层的轨路。乘客从出发地到直达目的地可能会经过不同“轨层”的轨路。列车必须在【城市交通管理控制中心】的集中控制下通过换轨作业，将列车从其中一层轨路运行到另一轨层上。定制出行城市交通系统至少有以下换轨层技术方案。

3.1联络线缓坡换轨层技术方案。

联络线缓坡换轨层技术方案是在不同层轨路间建一条坡度符合设计要求的换轨层联络轨路连接起来，且在轨路叉口安装有【轨道换向装置】。需要换轨作业时，【城市交通管理控制中心】会在列车到达叉口前将【轨道换向装置】切换到换轨层联络线上将列车引导至需要的轨层上。

这个技术方案中的换轨层联络轨路是有坡度的。首先要求所有行驶的车辆能够在有坡度的轨路上行驶。

3.1.1爬坡和下坡能力主要有以下技术指标：

第一，在车辆的极限载荷和该区段最高运行速度下的爬坡坡度指标；

第二，在车辆的极限载荷下安全下坡的坡度指标；

第三，乘客在标准运行速度下爬坡和下坡生理感受度满足设计要求。

3.1.2通过定制出行城市交通系统驱动车轮组技术方案提高车辆的爬坡能力和下坡能力。

上下轨紧抱柔性轮组驱动设计，使车辆在上坡和下坡时，车轮和轨路间有满足需要的摩擦力。

图1是定制出行城市交通系统下轨道和车轮组配合的实施例示意图。图中（11）是下轨道；（12）是支撑架示意图，通过角度调整机构与车辆悬架连接，且包含驱动轮组的动力传导机构；（13）是驱动轮组的前右轮示意图，外包耐磨损柔性材料外胎（17）；（16）是后右驱动轮组的后轮示意图，外包耐磨损柔性材料外胎（20）；（14）是右侧向限位轮，是无驱动的被动车轮，保证前右驱动轮（13）和后右驱动轮（16）在任何时候都不会磨擦轨道；（18）是右侧向限位轮，是无驱动的被动车轮，保证前左侧驱动轮（19）和后左侧驱动轮在任何时候都不会磨擦轨道；（15）是驱动轮组及其支撑架安装在车辆底部悬架上后，具有垂直方向的伸缩量，用于自动调整上下轨之间可能存在的距离误差。（Q）代表这辆车的重心；（ⅴ）表示车辆前进的方向；（g）表示车辆重力的方向。一个实施例，一辆基础车辆或一辆头车辆至少有4组车轮组，即前后两侧都有车轮组。

图1中，（13）、（16）、（19）等驱动轮不一定都是有动源的主驱动轮，有的可以是被动轮，根据设计需要确定。这些驱动轮的轴心可以组成一个虚拟平面。这个虚拟平面可以看成与下轨道平面基本平行。在定制出行城市交通系统的所有车辆中都设计安装有车辆下轨体姿态自动调整机构。下轨体姿态自动调整机构分别与支撑架（12）和车辆悬架相连接，其中有电动角度调整装置，可以调整固定乘客座位的车辆悬架的地板平面与驱动轮的轴心组成虚拟平面的夹角。电动角度调整装置的一个实施例是用步进电机进行进退控制。一个实施例角度控制在市场有成熟商品。

图1中，定制出行城市交通系统下轨道和车轮组的一个实施例技术方案，至少有以下的技术特征：

a、轨道截面是T字形，且中部较高；优势：低成本且T字造形长轨向下承重特性好，上轨即使有故障车辆也不易倒翻。b、下轨道不通动力电电源；优势：安全。c、车轮采用由多个轮组成的车轮组结构。图1实施例采用每个车轮组由两个车轮构成，左右两侧各有一组。从基础车辆或头车辆上看左右各一个轮组仅仅是车辆的一组前轮而已。左右两侧车辆和上轨车轮一起在弹性构件作用下紧贴轨道，又在左右侧限位轮的紧抱下提高了动力驱动的控制性能和刹车性能。

图2是定制出行城市交通系统上轨道和车轮组配合的实施例示意图。（21）是上轨道；（22）是车辆动力的驱动电源供电线路；（23）和（24）是右侧带柔性外胎驱动轮实施例示意图，以一夹角形式与右侧上轨道相抱；（33）和（35）是左侧带柔性外胎驱动轮实施例示意图，以一夹角形式与左侧上轨道相抱；（25）和（34）是支撑架示意图，与车辆上方可升降可张合构架连接，且包含驱动轮组的动力传导机构；图2上轨构架实施例是可以张开后下伸，作脱离上轨道的操作；车辆投运时，在车内控制机构操控下，上轨构架先张开后再上伸，再抱紧，完成投运准备。（26）和（31）是安装在上轨道中间部位的动力供电电源的两个电极，通过绝缘隔离层和外部驱动电源供电线路（22）相连接；车辆通过电刷（27）和（30）从外部电源中获得动力电源；（29）是动力供电电源接收和控制机构，有保证电刷电极在动态运行中良性接触的结构措施（一个实施例有弹性伸缩机构保障）；（28）是车辆的车顶机构示意图，其中至少包括升降控制机构、动力驱动传导装置；车顶机构通过上轨体姿态自动调整机构与车辆骨架相连接；（32）是电源的绝缘隔离保护体；四个双向箭头分别代表驱动轮组构架可以进行张开操作和上下方向的弹性伸缩运动。

图2中，（23）、（24）右侧带柔性外胎驱动轮和（33）、（35）左侧带柔性外胎驱动轮总称为上轨轮组。上轨轮组的驱动轮不一定都是有动源的主驱动轮，有的可以是被动轮。上轨轮组的轴心平分线可以组成一个虚拟平面。这个虚拟平面可以看成与上轨道平面基本平行。在定制出行城市交通系统的所有车辆中都设计安装有车辆上轨体姿态自动调整机构。上轨体姿态自动调整机构分别与车顶机构（28）与车辆骨架相连接，其中有电动角度调整装置，可以调整固定乘客座位的车辆悬架的地板平面与驱动轮的轴心平分线组成一个虚拟平面的夹角。

图1和图2实施例提供了车辆驱动轮紧抱上轨和下轨的技术方案。使车辆获得了很好的爬坡和下坡技术性能。爬坡和下坡技术性能越好，换坡联络线轨路就可以越短，占用的场地越小。

3.1.3车辆安装姿态传感器（陀螺仪）进行姿态自动调整，始终保持车辆在上坡和下坡时垂直姿态，提高乘客上下坡过程的舒适性。这里定义一个车辆姿态的概念。车辆姿态控制的目标是乘客乘坐的舒适性。车辆在运行中，无论上坡还是下坡，车辆应始终保持水平姿态，也即和重力方向垂直的状态对乘客的乘车感受最好。因此，这里以车辆中地板平面与水平面的夹角或以车辆中地板平面与重力间的夹角来衡量车辆的姿态。

姿态传感器（陀螺仪）是一种运动惯性原理制造的传感器，按装到车辆上后，可以准确测量并输出姿态偏移量，其中包括车辆座位固定地板平面与重力方向的夹角偏差量。定制出行城市交通系统的车辆采用多轮驱动，上驱动轮组的转轴中心线的平分线平面和下驱动轮的转轴平面与车辆重力方向（图1中的g方向）的夹角，可以分别通过上轨体姿态自动调整机构和下轨体姿态自动调整机构进行精准控制。当车辆运行在上坡或下坡轨路上时，姿态传感器发出的姿态偏移信号经过车内自动控制单元的处理后，会自动分别控制上轨体姿态自动调整机构和下轨体姿态自动调整机构，完成车辆内部姿态的自动调整，确保车辆座位固定地板平面与重力方向的始终垂直，也即始终保持车辆的前进方向（ⅴ）与重力方向（g）垂直，为乘客提供更好的乘车体验。每辆头车辆、基础车辆和一体化车辆上均安装有车辆姿态传感器及上轨体姿态自动调整机构和下轨体姿态自动调整机构；自动调整机构是以姿态传感器输出的车辆座位固定地板平面与重力方向的夹角偏差量自动分别控制上轨体姿态自动调整机构和下轨体姿态自动调整机构达到车辆无论爬坡还是下坡，均保持车辆座位固定地板平面与重力方向的夹角为90度。

3.2【车辆升降换轨梯】换轨层技术方案。

3.2.1【车辆升降换轨梯】技术方案。

图3是【车辆升降换轨梯】的实施例示意图。（52）是可以升降车辆、列车的升降电梯，由【城市交通管理控制中心】集中统一控制；当其中一列待换轨层列车根据【城市交通管理控制中心】的精准控制从其中一条轨路驶入【车辆升降换轨梯】后，【车辆升降换轨梯】会自动根据运行计划升或降至目的轨层，待换轨层的列车就可以快速到达目的轨层，完成了换轨作业；升降电梯轨路有动力电源和通信信道。（53）是一列开进【车辆升降换轨梯】等待换轨层作业的待换轨列车示意图，待换轨列车停放在升降电梯（52）上。（54）是一个三轨层【车辆升降换轨梯】实施例示意图；（51）、（55）、（56）、（57）、（58）、（59）是进出【车辆升降换轨梯】的轨路示意图，其中每条轨路都与城市交通系统中相关轨层的轨路相连，在升降电梯（52）升至目的轨层时，这些轨路中总有一层轨路和升降电梯中的轨路相连接。

3.2.2【车辆升降换轨梯】至少有的技术特征是：

（1）【车辆升降换轨梯】的升、降、停止全部由【城市交通管理控制中心】集中统一控制；

（2）【车辆升降换轨梯】每一层的进出口都有轨路和每一层的交通系统轨路相连接；

（3）【车辆升降换轨梯】梯内有停放设计长度列车的轨路，且轨路中有驱动列车及基本车辆运行的动力电源；

（4）【车辆升降换轨梯】内有符合交通系统标准的通信信道，可以和【城市交通管理控制中心】进行双向通信。

3.2.3“【车辆升降换轨梯】+换轨辅轨”的换轨技术方案。

【车辆升降换轨梯】受建设位置的限制，很多地方建设不了适用于较长列车的换轨梯。“【车辆升降换轨梯】+换轨辅轨”的换轨技术方案，就是在【城市交通管理控制中心】的集中统一控制下，通过【车辆升降换轨梯】入口处的“换轨辅轨”处拆分再在【车辆升降换轨梯】出口“换轨辅轨”处耦合，实现列车长度与【车辆升降换轨梯】的匹配，最终完成换轨路升降作业。

定制出行城市交通系统中至少有所述【车辆升降换轨梯】，采取所述“【车辆升降换轨梯】+换轨辅轨”的换轨技术方案：在【城市交通管理控制中心】的集中统一控制下，通过【车辆升降换轨梯】入口处的“换轨辅轨”处拆分再在【车辆升降换轨梯】出口“换轨辅轨”处耦合，实现列车长度与【车辆升降换轨梯】的匹配，最终通过【车辆升降换轨梯】的升降作业完成换轨路运行任务。

3.3 轨路大转弯技术方案。

很多楼群空间很窄，要进楼群轨路需要大转弯90°，角度或者不足或者更大。列车转弯的角度是有限制的，过小时就转不过来。为此在定制出行城市交通系统中还设计有【车辆大转弯轨梯】，专门解决转弯角度不匹配难题。定制出行城市交通系统中至少有【车辆大转弯轨梯】。在【车辆大转弯轨梯】中的轨路能够在【城市交通管理控制中心】的集中统一控制下大角度旋转。当列车或车辆组开进【车辆大转弯轨梯】后，在【城市交通管理控制中心】的集中统一控制下旋转需要的角度至轨路朝向需要的轨路方向为止。方向到位后列车就可以驶向需要方向的轨路上，完成了大转弯。由于本发明车辆，【车辆大转弯轨梯】需要的空间并不大。一个实施例由一辆头车辆构成的列车仅3m，头车辆+两辆基础车辆构成的列车也才6m，这样的空间在一层楼高或二层楼高地方还是非常容易规划设计的。

3.4换轨层设施地点的选择。

3.4.1换轨层设施建设的原因。

（1）定制出行城市交通系统主要将应用老城市中，将充分发挥车辆窄小的优势，充分利用现有道路两旁上方的空间，多层建设轨路是不可避免的，多层建设势必需要换层作业。

（2）轨路最好平直，平直的轨路有利于高速运行和安全运行。但城市中有大量的立交桥，还有南北方向和东西方向的轨路会影响轨路平直和建设，如果都各建一层，很多层资源就会浪费。如要把各层资源都利用起来就需要换轨层设施。

3.4.2换轨层设施地点的选择。

（1）在主干轨路网出入口处建设换轨层设施。换轨层设施不会建在高速的主干轨路网，但离开主干轨路网的车辆和驶入主干轨路网的车辆往往需要通过换轨才能实现联络网轨路和主干网轨路之间的连通。因此定制出行城市交通系统一个技术特征是：在主干轨路网的出口附近和主干轨路网的进口附近规划和建设换轨层设施。其中换轨层设施包括采用联络线缓坡换轨技术方案和【车辆升降换轨梯】换轨层技术方案。

（2）在交通枢纽处建设换轨层设施。交通枢纽是居民人口密集区和工作单位密集区，车辆的汇聚和分流的规模大，建设换轨层设施有利于分流和汇聚。定制出行城市交通系统一个技术特征是：在交通枢纽处建设换轨层设施。

（3）更多地选择城市一般无法利用的空域建设轨路和换轨层设施。由于定制出行城市交通系统没有中途乘客，因此完全可以把轨路建在水渠上方，林区上方，高过立交桥的上方，这些地方空间开阔，建设什么样的设施都有条件。特别是定制出行城市交通系统采用上下单轨方案，架高时仅是支撑架的提升，成本增加有限。显然，这些地方是换轨层设施位置选择的重要方向。

通过以上系统性的技术措施，不仅建立起了全新的定制出行城市交通系统，还在定制出行城市交通系统中发明了在运行车辆换轨层行驶的技术方案。

一种定制出行城市交通系统的车辆换轨层技术方案，至少有以大型计算机或服务器群为核心的【城市交通管理控制中心】，至少有以位置信息和设备状态信息传感器、控制设备和通信信道为核心的【信息神经系统】，至少有以轨路、车站轨道、备用轨道为核心的【轨道系统】，至少有以车站和基础车辆、列车为核心的【车站和车辆设备系统】，至少有以乘客互动终端、信道、受理单元、结算单元为核心的【乘用管理系统】，至少有以维护、维修、升级改造部门为核心的【运行保障系统】至少有以车辆库、编组站为核心的【辅助车站设备系统】，其特征是：

a. 道路采用轨道交通技术方案；

b. 所有乘客都通过预约且在所述【城市交通管理控制中心】确认后按预约的约定乘车；

c. 所有乘客均根据预约通过定制专车由出发地直接送达目的地；

d. 整个交通运行系统由所述【城市交通管理控制中心】实行集中统一控制；

e. 按预约准时派列车到预定车站接送乘客被【城市交通管理控制中心】列为控制中的优先保障任务；

f. 所有乘客乘坐列车的运行方案都是由所述【城市交通管理控制中心】以交通系统整体高运输效率为出发点为每列乘客量身定制的；

g. 每条主干轨路网高速轨路都设定额定运行高速速度，在所述【城市交通管理控制中心】的集中统一控制下，车辆全部按高速标准近似均速恒距运行；

h. 每辆头车辆、基础车辆和一体化车辆上均安装有车辆姿态传感器及上轨体姿态自动调整机构和下轨体姿态自动调整机构；自动调整机构是以姿态传感器输出的车辆座位固定地板平面与重力方向的夹角偏差量为调节量，自动控制上轨体姿态调整机构和下轨体姿态调整机构，达到车辆无论爬坡还是下坡，均保持车辆座位固定地板平面与重力方向的夹角为90度；

i. 每辆车辆的前方还是后部的标准位置均安装有支持车辆拆分作业和耦合作业的自动挂勾，且自动挂勾带远方解锁和闭锁装置，能在【城市交通管理控制中心】集中统一控制下，进行：“电磁吸合至闭锁”和“解锁至电磁释放”的操作；

j. 定制出行城市交通系统中至少有所述【车辆升降换轨梯】，采取所述“【车辆升降换轨梯】+换轨辅轨”的换轨技术方案：在【城市交通管理控制中心】的集中统一控制下，通过【车辆升降换轨梯】入口处的“换轨辅轨”处拆分再在【车辆升降换轨梯】出口“换轨辅轨”处耦合，实现列车长度与【车辆升降换轨梯】的匹配，最终通过【车辆升降换轨梯】的升降作业完成换轨路运行任务。

一种定制出行城市交通系统的车辆换轨层技术方案中的列车采用以传送带方式高速运行的技术方案，其特征是：通过所述【城市交通管理控制中心】的集中统一控制，至少有车辆通过动态耦合将主干网轨路上的列车耦合为超长列车以传送带方式高速运行。

一种定制出行城市交通系统的车辆换轨层技术方案，其特征是：在主干网轨路中至少有经过科学规划设置的所述“额定速度的区段”，所述【城市交通管理控制中心】会集中统一控制所有驶入“额定速度按变化曲线变化规律变速的区段”的车辆除微调整外，按所述变化曲线变化规律变速行驶，保持所有在该轨段行驶的车辆均按相同的速度变化规律行驶。

一种定制出行城市交通系统的车辆换轨层技术方案中车辆与下轨道之间至少有由轨道左右侧驱动车轮组和左右侧被动限位轮，其特征是：

a. 一个由支撑架固定的每侧驱动车轮组是由两个外包耐磨损柔性材料外胎的驱动轮构成的；

b. 驱动车轮组和限位轮的轴向有大于60°小于120°的夹角。

一种定制出行城市交通系统的车辆换轨层技术方案中的所述【车辆升降换轨梯】至少有升降车辆的升降电梯（52）、有与城市交通系统中相关轨层连接的出口轨路，其特征是：

a. 所述【车辆升降换轨梯】的升、降、停止全部由所述【城市交通管理控制中心】集中统一控制；

b. 所述【车辆升降换轨梯】每一层的进出口都有轨路和每一层的交通系统轨路相连接；

c. 所述【车辆升降换轨梯】梯内有停放设计长度列车的轨路，且轨路中有驱动列车及基本车辆运行的动力电源；

d. 所述【车辆升降换轨梯】内有符合交通系统标准的通信信道，可以和所述【城市交通管理控制中心】进行双向通信。

附图说明

图1是定制出行城市交通系统下轨道和车轮组配合的实施例示意图。图中（11）是下轨道；（12）是支撑架示意图；（13）是驱动轮组的前右轮示意图；（16）是后右驱动轮组的后轮示意图；（14）是右侧向限位轮；（18）是右侧向限位轮；（15）是驱动轮组及其支撑架安装在车辆底部悬架上后，具有垂直方向的伸缩量，用于自动调整上下轨之间可能存在的距离误差。(Q)代表这辆车的重心；(ⅴ)表示车辆前进的方向；(g)表示车辆重力的方向。

图2是定制出行城市交通系统上轨道和车轮组配合的实施例示意图。（21）是上轨道；（22）是车辆动力的驱动电源供电线路；（23）和（24）是右侧带柔性外胎驱动轮实施例示意图，以一夹角形式与右侧上轨道相抱；（33）和（35）是左侧带柔性外胎驱动轮实施例示意图，以一夹角形式与左侧上轨道相抱；（25）和（34）是支撑架示意图；（26）和（31）是安装在上轨道中间部位的动力供电电源的两个电极，通过绝缘隔离层和外部驱动电源供电线路（22）相连接；车辆通过电刷（27）和（30）从外部电源中获得动力电源；（29）是动力供电电源接收和控制机构，有保证电刷电极在动态运行良性接触的结构措施；（28）是车辆的车顶机构示意图；（32）是电源的绝缘隔离保护体；两个双向箭头代表驱动轮组构架可以进行张开操作。

图3是【车辆升降换轨梯】的实施例示意图。（52）是可以升降车辆、列车的升降电梯；（53）是一列开进【车辆升降换轨梯】等待换轨层作业的待换轨列车示意图；（54）是一个三轨层【车辆升降换轨梯】实施例示意图；（51）、（55）、（56）、（57）、（58）、（59）是进出【车辆升降换轨梯】的轨路示意图。

图4是通过姿态传感器控制自动调整机构实现车辆姿态满足乘客乘坐需要的辅助说明图。图中，驱动轮（35）、（33）、（23）、（24）是车辆的一组上轨轮组的示意图；（A）是驱动轮（35）、（33）轴心线夹角平分线和驱动轮（23）、（24）轴心线夹角平分线构成的虚拟平面；（21）是上轨道的示意图；（11）是下轨道示意图；（B）是下轨轮组驱动轮轴心线构成的虚拟平面；（g）代表车辆的重力方向；（a）是经过车辆的上轨姿态自动调整后车辆中乘客乘坐的车厢保持和重力方向垂直（水平方向）后自动调整机构中角度调整机构调整后呈现有夹角的方向；（b）是经过车辆的下轨姿态自动调整后车辆中乘客乘坐的车厢保持和重力方向垂直（水平方向）后自动调整机构中角度调整机构调整后呈现有夹角的方向。

具体实施方式

本发明具体实施方式实际要从两个方面入手：

第一，通过定制出行城市交通系统的具体实施方式，达到定制出行城市交通系统的发明目标。

第二，在完成定制出行城市交通系统发明目标的前提下完成作为定制出行城市交通系统技术方案组成部分的换轨层技术具体实施方式。

要实现定制出行城市交通系统的目标，首先需要把城市交通技术方案作为一个相互影响、相互保障的系统工程，有计划有目标地分步骤协调实施。定制出行城市交通系统的实施显然与城市规模有关，规模大的城市可以实施，那么规模小的城市一定可以实施，反之，规模小的城市可以实施的技术方案在规模大的城市就不一定能够实施。在以下定制出行城市交通系统具体实施方式的说明中，将以2000万以上人口的超大型城市作为发明实施例展开说明—―也就是定制出行城市交通系统适用于包括超大城市在内的所有城市。以下是定制出行城市交通系统的具体实施方式。

一、建立起至少拥有以下子系统的城市交通系统。

（1）【城市交通管理控制中心】；（2）【信息神经系统】；（3）【轨道系统】；（4）【车站和车辆设备系统】；（5）【乘用管理系统】；（6）【运行保障系统】；（7）【辅助车站设备系统】。

这些子系统（名称“中心”、“系统”）对发明实施达到目标起看关键性的作用，而且其中的【乘用管理系统】实际上是【城市交通管理控制中心】软件中的一个组成部分。

二、在定制出行城市交通系统具体实施方式中至少实施以下基础性技术方案：

（一）“轨道交通”技术方案。

轨道交通在具体实施方式的技术特征在于：定制出行城市交通系统轨道交通与其他交通系统完全隔离，【城市交通管理控制中心】对轨路上运行的车辆进行完全独立自主的管理和控制。

（二）“预约乘车”技术方案。在具体实施方式中的所有乘客都是经过提前预约程序的市民，都是根据【城市交通管理控制中心】统一确认，安排在约定时间、约定地点、约定车次、约定上车侧、约定车门和座位乘车的乘客。

（三）“直达目的地”技术方案。

所有乘客均乘坐的列车都是由【城市交通管理控制中心】给列车中乘客“量身定制”的“专列”。专列在【城市交通管理控制中心】集中控制下将乘客由出发地直接送达目的地。

“乘客经预约直达目的地”的具体实施方式，对短时间内完成几百万市民上下班出行有十分关键的作用：

（1）“预约和直达”避免换乘带来的时间浪费。

（2）乘客“预约和直达”乘车使具体实施方式取得了列车运行阶段的全部控制权。

乘客“预约和直达”乘车，在乘客取得出行快捷和便利的同时，也完全向【城市交通管理控制中心】让渡了对列车运行路径、运行速度等的控制权力，使【城市交通管理控制中心】在具体实施方式中可以完全自主地对所有乘客的出行进行统一管理和控制：

①为具体实施方式自主制定最优路径、最佳运行速度、最好运营方案提供了主动权和依据；②为人、车在时间坐标中的有序排队提供了可靠的技术支撑；③为【城市交通管理控制中心】精准规划乘客、车辆在每一条运输能力饱和的轨道上有序均衡地排队行驶提供了保障；从而在理论上和实践上实现了理想的传送带式乘客运输。

（3）乘客出行“预约和直达”、“计划出行”、车辆“轻载和窄体”等技术措施，降低了“轨道”和“车站”建设对场地的要求。“轨路”“车站”进社区、工厂、学校、医院，进到离乘客最近的地方成为可能。

（4）车站成为单纯的始发站和终点站。车站中仅有的乘客，一是等待下趟列车的有自己专有车门上车的乘客；若列车已在等侯乘客，乘客上车即开走；二是刚下车准备出站的乘客—―车站迎来空前的井然的秩序，车站不再是“候车”处，而是过往行人的“通道”。

（四）【城市交通管理控制中心】对整个具体实施方式实行集中统一控制的技术方案。在定制出行城市交通系统实施例技术方案中，所有已投运行设备、车辆、装置均由【城市交通管理控制中心】集中统一控制；所有运行信息、位置信息均由【城市交通管理控制中心】管理；【城市交通管理控制中心】拥对乘客预约的决定权和信息发布权。

列车和车辆在定制出行城市交通系统中始终由【城市交通管理控制中心】集中统一控制。这种集中统一控制至少有以下特征：第一，【城市交通管理控制中心】始终精准掌握整个交通系统的车辆位置信息、装备完好情况、控制指令执行结果等等一切与控制相关的信息；第二，整个交通系统在【城市交通管理控制中心】大型计算机（群）的精准控制下实现整个交通系统的最高效率运行，特别是列车在主干网实现均衡的、传送带式的高速高效运行；第三，【城市交通管理控制中心】自主地应对运行中的各种实时调整。

（五）运行方案调整和修正的技术方案。

在交通系统的实际运行中，乘客上车时到站可能会延误、上车和下车动作迟钝造成上下车过程可能会过长；还有，由于车辆故障、紧急情况等特殊原因，车辆实际运行方案可能会偏离原先制定的交通方案……。这些“不确定”改变在交通系统的实际运行中是“确定”存在的常态。显然，运行过程中运行方案的修正和调整是不可避免的，是一种常态操作。具体实施方式在调整中至少采用以下技术方案：

（1）系统只承诺乘客的出发时间和出发地点，不承诺运行路径、运行速度和到达时间的技术方案，为过程调整预留了充分的时间空间和路径空间。

（2）联络网建设和并预留有充足的调整资源，包括轨路资源和调整预案。

（六）城市交通系统实施“优先保障乘客按预约时间和地点上车”的决策优先级措施。

定制出行城市交通系统的乘客全部都是预约上车的乘客，而且“预约”中，【城市交通管理控制中心】只约定了乘客的上车时间和上车地点，并不约定行车路径和到达目的地的时间。只要城市交通系统始终保证乘客“出发时间”和“出发地”的精准，就能带动整个交通系统运行的精准。为此，具体实施方式在控制决策技术方案中，将“保证出发列车按时正点进入指定车站接客”列为最高优先级加以保证。大型计算机（群）总会通过车辆速度和路径的再规划保证预约列车准时进站迎接乘客。

（七）【城市交通管理控制中心】精准控制主干网轨路上行驶的所有车辆始终按轨路额定速度高速运行；确保系统内更长的运输里程保持高速度运行。采用交通系统的集中统一控制技术方案，保满载时段车辆精准排队高速行驶；采用各功能轨路网配合和互相支撑技术方案，保主干高速网满负荷承担最大量运输任务，将交通效率提至极致。

（1）实施例主干网行驶的车辆始终在【城市交通管理控制中心】统一管控下运行在每条轨路的“轨路额定速度”上。主干网轨路的“轨路额定速度”都有相对的高速度。一个实施例轨路的额定速度为50km/h至200km/h，是本发明具体实施方式通过【城市交通管理控制中心】的统一精准控制承担主要运输量的轨路网，也是所有轨路中设计标准最高、最平直的轨路。具体实施方式至少采取以下技术措施：

第一，具体实施方式根据轨路环境、条件建设多规格“轨路额定速度”的主干轨路，把主干轨路扩展到更广的区域。

具体实施方式根据城市布局对主干网轨路进行精细规划。首先保证高等级、跨区域长距离主干网的优先规划。这些长距离主干网承载较远程乘客的运输任务，最能反映系统的先进水平。其次，尽可能从系统的角度规划好主干网轨路和联络网轨路的占比关系和互相间的支持关系。

第二，让主干网承担更多的运输里程。主干网是整个城市交通系统中保持高速运行的轨路网。在具体实施方式中，通过对整个轨路网的科学规划和设计，再通过以大型计算机群为核心的【城市交通管理控制中心】精准控制，确保运营列车总运行里程中的大部分行程都在主干网中完成。比如，一个实施例有超过80％以上的行程运行在主干轨路网中，那么，这个城市交通系统的运输效率会十分高。

第三，强化其他轨网对于主干网的保障作用，确保主干网中车辆、高速、高效。

为了保证主干网的运输效率能达最高水平，在轨路设计建设上，优先将最平直的路段资源优先规划设计为主干网轨路。在运行保障的决策程序上，主干网运行的优先级最高，其他轨路网如联络网等运行决策时都会围绕保障主干网进行。

 （2）具体实施方式按照总体规划和布局，均衡建设车站和其它设施。一个实施例，车站是直接连通大楼过道的，而轨路则与楼边的列车升降梯相连接。列车进楼区后通过列车升降梯到达所在层的“楼层车站”――乘客的家门口。一个具体实施方式，在城区现有道路的两侧的绿化带上方建立了两层轨路，其中上层作为较低额定速度的主干网轨路，下层作为联络网轨路；在开阔路口建【车辆升降换轨梯】便于列车换轨运行。一个具体实施方式，在城区现有道路的两侧的绿化带上方规划两层轨路空间，其中上层（或下层）作为南北向轨路，下层（或上层）作为东西向轨路，低级主干网轨路；在开阔路口建【车辆升降换轨梯】便于列车换轨运行。

三、具体实施方式至少实施以下提高运输效的几个关键技术方案。

（一）通过【城市交通管理控制中心】以下具体实施方式实现乘客自觉精准排队上车：

（1）通过城市道路旁绿化带上空等地方广建轨路，将车站和轨道建到社区和单位，拉近了乘客和车站之间的距离，使乘客更容易控制从出发地到车站的在途时间。

（2）乘客全部预约乘车，在城市交通系统优先保证出发车辆准时发车的措施保障下，乘客只要精准计划好出行时间，按时到达车站就能准时上车出发。

（3）乘客在【城市交通管理控制中心】的精准排序、精细计划下，分配落实到预约乘车的时间。显然，这个经过预约确定的“上车时间”代表【城市交通管理控制中心】对全体乘客的精准排队。因此只要乘客严格按预约时间精准到车站，就相当于乘客已经自觉精准排队上车。

（4）具体实施方式通过【城市交通管理控制中心】根据总体运输计划精准排队的“预约措施”，从根本上改变了乘客出行开始到上车前这段时间的出行内涵，将现在出行时需要到车站“候车”的“不可计划等车时间”，变成了按照预约“有计划上车”，使“候车”这个“不可计划的等车时间”变成乘客的“可计划时间”。结果，加上车站离乘客近，乘客不再需要提前出门候车，而是精准按计划上车——实现了由【城市交通管理控制中心】预约实现的排序，完成了乘客流的有序排队。

（二）通过【城市交通管理控制中心】以下具体实施方式实现乘客出行计划的精准排队：高效和可计划的城市交通为乘客通过“高峰出行的容忍窗口时间”、“净容忍时间”和“出行计划时间”反推出预约申请中的“允许的出发时间范围”，最后在【城市交通管理控制中心】精准计划下实现乘客出行计划的竞争性精准排队。

在本发明具体实施方式中，【城市交通管理控制中心】在依据乘客预约申请编排交通运行方案时，采用下述判定优先级决策：

a、按申请时间顺序落实出行计划，先申请先落实。

b、乘客申请的“允许的出发时间范围”内，城市交通系统无法安排申请人的乘车申请时，【城市交通管理控制中心】会清除本次申请标识的同时通知乘客“本次申请失败”。这时乘客要么放弃乘坐列车，要么重新申请，但重新申请带来的后果是“申请时间的排序”就不再是原先的排序位置，由于上下班高峰期间，申请出行的乘客多，时间差一点，已经插入排队申请人可能非常多。

c、相同条件下优先安排长距离的乘客出行。初看这种优先没有意义，因为都在同一申请时间档内。但在实际上差别很大。关键原因是，对于一个几千万人口的超大型城市来说，在上下班高峰期间，即使是几秒钟的间隔时间，也可能有几十万以至于上百万条申请，而每一条申请的安排都会占去一定的轨路资源、车辆资源，以至于后安排的申请要排队到很久后才能落实。

这种预约机制迫使乘客一定会采用下述策略进行预约申请：

①尽量扩大预约申请中的“允许的出发时间范围”。这个时间范围扩大显然会提高申请成功的机率。比申请失败后再申请可靠。②提前预约申请。

d、允许常客预约申请长周期乘坐计划。可以选择：周乘坐计划、月乘坐计划以至于更长时间的计划。城市中的常住乘客是城市交通系统的优先保证对象。有这种长久有效的乘坐计划无论对乘客还是对城市交通系统都是有利的，因为可以提高各方的计划性。

以上技术措施给定制出行城市交通系统带来了由内在机制确定的乘客出行自动排队效果：无论“允许的出发时间范围”扩大，还是“提前预约申请”，还是制定长期出行计划，都为【城市交通管理控制中心】创造了更加宽的精准排队、精准规划的时间和空间，为城市交通系统制定出更合理、更高效的运行方案提供了技术保障。

四、具体实施方式中的换轨层具体实施方式。

具体实施方式根据交通系统的科学规划，在需要换轨的主干网出入口附近，交通枢纽附近及设计需要的地方建立换轨层设施，保证交通系统在任何时候都畅通高效。

（一）联络线缓坡换轨层技术方案。

在不同层轨路间建一条坡度符合设计要求的换轨层联络轨路连接起来，且在轨路叉口安装有【轨道换向装置】。需要换轨作业时，【城市交通管理控制中心】会在列车到达叉口前将【轨道换向装置】切换到换轨层联络线上将列车引导至需要的轨层上。

这个技术方案实施中至少有两个关键：第一，由于换轨层联络轨路是有坡度的，要求车辆本身具备爬坡或下坡的技术品质。第二，要有设计建设连接不同轨层轨路的联络线轨路，要有空间位置。具体实施方式的实施例至少采用了下述技术方案，实现列车能够在【城市交通管理控制中心】集中统一控制下无障碍地完全换轨层任务。

（1）具体实施方式中车辆采用上下轨紧抱柔性轮组设计，每个车轮都会贡献极大的轨-轮之间摩擦力，极大提高了车辆的爬坡能力和下坡能力。这个能力提高反映在车辆能在更大坡度条件下正常运行。

（2）具体实施方式中的车辆普遍安装由姿态传感器（陀螺仪）自动控制的上轨体姿态自动调整机构和下轨体姿态自动调整机构，完成车辆内部姿态的自动调整。自动调整机构是以姿态传感器输出的车辆座位固定地板平面与重力方向的夹角偏差量自动分别控制上轨体姿态自动调整机构和下轨体姿态自动调整机构达到车辆无论爬坡还是下坡，均保持车辆座位固定地板平面与重力方向的夹角为90度。

图4是通过姿态传感器控制自动调整机构实现车辆姿态满足乘客乘坐需要的辅助说明图。图中，驱动轮（35）、（33）、（23）、（24）是车辆的一组上轨轮组的示意图；（A）是驱动轮（35）、（33）轴心线夹角平分线和驱动轮（23）、（24）轴心线夹角平分线构成的虚拟平面；（21）是上轨道的示意图；（11）是下轨道示意图；（B）是下轨轮组驱动轮轴心线构成的虚拟平面；（g）代表车辆的重力方向；（a）是经过车辆的上轨姿态自动调整后车辆中乘客乘坐的车厢保持和重力方向垂直亦即水平方向后自动调整机构中角度调整机构调整后呈现有夹角的方向；（b）是经过车辆的下轨姿态自动调整后车辆中乘客乘坐的车厢保持和重力方向垂直亦即水平方向后自动调整机构中角度调整机构调整后呈现有夹角的方向。

车辆中安装的姿态传感器会在乘客乘坐的车厢不处水平状态时输出姿态偏离信息，车辆自动控制装置就会快速灵敏作出上轨角度调整机构角度调整指令，直至车厢呈现动态水平，给乘客以最好的乘坐体验：无论上坡还是下坡，坐位始终保持水平。

（二）【车辆升降换轨梯】换轨层技术方案。

根据总体规划在无法实施联络线换轨层技术方案的地方建设【车辆升降换轨梯】，在【城市交通管理控制中心】集中统一控制下，配套完成车辆运行中的换轨层作业。

具体实施方式在比较拥挤的城区根据规划建设【车辆升降换轨梯】。在拥挤的城区特别是较老的城区，可以利用的空间往往在高空，多层轨路是舒展轨路网的必须选择。因而【车辆升降换轨梯】是最适用的设施。而且较多实施“【车辆升降换轨梯】+换轨辅轨”的换轨技术方案。

五、以2600万以上人口的超大型城市作为本发明的具体实施方式作进一步说明。

以下通过在2600万人口实施本发明的实施例进一步说明发明的具体实施方式、实施过程、实施效果。

（一）具体实施方式的设计目标指标：

1、具体实施方式所在城市规模：2600万以上人口的超大型城市。

2、乘运对象：（1）携带轻小物品的通勤市民，不含老弱病残及体重超当地乘车标准乘客。（2）符合重量和尺寸要求的快递物品。

3、市民日平均出行距离和总里程指标。

超大城市平均每人每日出行里程参考《北京市第五次交通综合调查报告》（2016-07-14），北京市市民日平均出行距离为8.1公里，日出行次数为2.75次。本具体实施方式选择8.1km作为市民日平均出行距离的设计指标。那么，该城市市民日平均出行总里程为：

2600（万人）×8.1（公里）＝21060（万公里）……［4-1］。

以极限从严作为设计基础，在21060万公里总里程中设计有20%的里程是通过私家车、地铁、公交车完成的，实施城市市民有总里程的80%采用定制出行城市交通系统出行。且集中通过上班高峰和下班高峰两次实施，那么，采用定制出行城市交通系统日单峰出行总里程依据［4-1］是：

21060（万公里）×80%÷2＝8424（万公里）…………［4-2］。

去除不上下班的离退休老龄人、未成年人，去除近距离行走上班的市民，设定实施城市市民出行总里程中的有30%市民选用定制出行城市交通系统上班和下班。那么，上班或下班市民总人次为：

2600×0.30＝780（万人）………………………［4-3］。

本具体实施方式推算时，以［4-2］式里程总量计算出行量，人数多时人均里程数减小，人数少时人均里程数增，严酷程度不受影响。

具体实施方式城市日均单峰出行里程为［4-2］式总里程与［4-3］式总人数之比：

8424（万公里）÷780（万人）=10.8（km/人）……［4-4］。

4、主干网和联络网平均速度。

具体实施方式的主干网有多种“轨路额定速度”的轨路。通过【城市交通管理控制中心】的集中统一控制，确保乘客出行总里程中有80%是在主干网中运行的。在下述说明中简化使用下述参数：乘客出行总里程中80%是在主干网中运行，其余20%在联络网中运行。主干网列车平均速度为100km／h≈1.67km／min。联络网列车平均速度为20km/h≈0.33 km/min。

5、乘客平均上下车时间。

具体实施方式选择1.5min（90s）作为上下车的平均值，这个参数也可以看成列车进站的最小间隔，简称“车辆进站最小间隔”。

6、市民上班或下班的日平均单峰运输时长，以下简称“峰运时长“指标。

市民上班或下班的日平均单峰运输时长指标是完成设定城市在上班高峰或下班高峰运送乘客任务的总时长。这个总时长是由下述设定为前提的：①总时长是从第一个乘客从始发站出发开始至最后一个乘客到达目的地的时间间隔。②高峰时间内，只要运输系统允许，乘客可以不间断出发。③乘客被集中在极限的时间窗口中有序满负荷运送。

市民上班或下班的日平均“峰运时长”指标是与城市大小相关的指标，大城市距离远，指标时间长。本实施例指标选择为：90min。

7、主干网列车高速运行时段的最小行车间距。

在运输高峰期间：通过城市交通控制中心大型计算机的精准规划和有效控制，可以实现列车间行驶距离基本相等，可以看成乘客被均匀排列在轨道上流动。以头车辆+3辆基础车辆构建的8座列车为实施例，列车长0.0075km。由于列车是轻载列车，在100km/h速度下，选择车辆间距为0.03km是安全的。列车自长0.0075km加0.03km制动距离共计0.0375km，按8位乘客计，平均每个乘客间最小安全排距距离为：

（制动距离+车辆长度）/车辆人位数

＝0.0375/8＝0.0046875（km/人） ……………………［4-5］。

（二）具体实施方式的推算参数。

1、主干网单峰日在途时间。

主干网单峰在途平均时间是具体实施方式乘客由［4-4］式计算的“日均单峰出行里程”为10.8km、主干网里程占比80%和主干网平均速度100km／h≈1.67km／min可以推算出主干网单峰在途平均时间时间为：

日均单峰出行里程×占比/平均速度=10.8 ×80%/1.67≈5.17min………［4-6］。

2、联络网单峰日在途时间。

联络网日单峰在途平均时间是具体实施方式乘客由［4-4］式计算的“日均单峰出行里程”为10.8km、里程占比20%和联络网平均速度20km／h≈0.33 km/min可以推算出联络网单峰日在途时间为：

日均单峰日出行里程×占比/平均速度=10.8×20%/0.33≈6.55 min………［4-7］。

3、乘客单峰日平均在途时间。

单峰日平均在途时间是具体实施方式乘客，在主干网和联络网日在途平均时间之和再加上车平均时间。推算依据：（1）按［4-6］主干网单峰在途时间为5.17min；（2）按［4-7］联络网单峰在途时间为6.55 min；（3）乘客平均上下车时间1.5min。

单峰日平均在途时间为：

主干网时间+联络网时间+上下车时间=5.17 +6.55 +1.5 =13.22 min………［4-8］。

4、峰运期每公里主干轨路可运送的乘客数。

峰运期每公里主干轨路可运送的乘客数是在“峰运时长”内、运行速度为平均值、按最小安全距离均衡排列运行时，每公里主干轨路可运送的乘客数。

具体实施方式“峰运期每公里主干轨路可运送的乘客数”是依据实施例下述参数计算的：（1）主干网轨路的平均速度为：100km／h≈1.67km／min；（2）“峰运时长”为：90min；（3）据［4-4］日均单峰出行里程的80%计算出日均单峰主干网出行里程为：10.8×80%=8.64（km/人）。（4）平均每个乘客间的最小安全距离为：0.0046875（km/人）。

若在90 min 的“峰运时长”内，平均有单峰主干网出行里程8.64km是按0.0046875（km/人）/距离1个乘客均匀排行，传送带式按1.67km／min的速度高速前行。那么，从“峰运时长”90min第1秒第1个乘客进入这8.64km的主干轨路开始至最后“峰运时长”90min最后秒最后1个乘客移出这8.64km轨路之间共运送的乘客人数。这里，最后1秒的最后1人必须是移出主干轨路的总次数中应减去1次。于是就有公式：

〔（峰运时长×主干网轨路的平均速度）/主干轨长-1〕/最小安全距离

=〔（90×1.67/8.64）-1〕/ 0.0046875≈3498（人/km）………［4-9］。

5、峰运期每公里联络轨路可运送的乘客数。

峰运期每公里联络轨路可运送的乘客数是在“峰运时长”内、运行速度为联络网平均速度值、按最小安全排距距离均衡排列运行时，每公里主干轨路可运送的乘客数。

本具体实施方式实施例“峰运期每公里联络轨路可运送的乘客数”是依据实施例下述参数计算的：（1）联络轨路的平均速度为：20km／h≈0.33 km/min；（2）“峰运时长”为：90min；（3）平均每个乘客间最小安全排距距离为：0.0046875km/人。（4）据［4-4］日均单峰出行里程的20%计算出日均单峰联络网出行里程为：10.8×20%=2.16（km/人）。

若在90 min 的“峰运时长”内，平均有单峰联络网出行里程2.16km是按0.0046875（km/人）距离1个乘客均匀排行，传送带式按0.33km／min的速度高速前行。那么，从“峰运时长”90min第1秒第1个乘客进入这2.16km的联络轨路开始至最后“峰运时长”90min最后秒最后1个乘客移出这2.16km轨路之间共运送的乘客人数。这里，最后1秒的最后1人必须是移出联络轨路的总次数中应减去1次。于是就有公式：

〔（峰运时长×联络网轨路的平均速度）/联络轨长-1〕/最小安全距离

=〔（90×0.33/2.16）-1〕/ 0.0046875≈2941（人/km）………［4-10］。

（三）具体实施方式的保障技术要求。

定制出行城市交通系统是个系统工程，城市交通效能的有效发挥取决于所有系统之间的相互配合和相互保障。任何一个环节的瓶颈都有可能影响系统的正常工作。这些保障技术要求本质上是交通系统中各关键设施相互匹配的最低要求。特别是车站数量和分布，主干网轨路的布局和长度，联络网轨路的布局和长度更是匹配的重点。

1、建设主干网轨路长度要求。

计算依据：（1）主干网承担总运输里程80%的运输任务；（2）依据式［4-9］峰运期每公里主干轨路可运送的乘客数为3498（人/km）；（3）上班或下班“单峰人次”依据［4-3］为：780（万人次）；由于【城市交通管理控制中心】通过集中统一调控可以保证交通系统总运输里程的80%由主干网承担，而且还保证主干网行驶的列车均衡排列按“轨路额定速度”运行。因此，主干网轨路的至少长度应为“单峰人次”除峰运期每公里主干轨路可运送的乘客数，即主干网轨路的至少长度为：

单峰人次/峰运期每公里主干轨路可运送的乘客数

=780（万人次）/3498（人/km）≈2230km………………［4-12］。

2、建设联络网轨路长度要求。

计算依据：（1）联络网承担总运输里程20%的运输任务；（2）依据式［4-10］峰运期每公里联络轨路可运送的乘客数为2941（人/km）；（3）上班或下班“单峰人次”依据［4-3］为：780（万人次）；

由于【城市交通管理控制中心】通过集中统一调控可以保证交通系统总运输里程的20%由联络网承担。因此，联络网轨路的至少长度应为“单峰人次”除峰运期每公里联络轨路可运送的乘客数，即联络网轨路的至少长度为：

单峰人次/峰运期每公里联络轨路可运送的乘客数

=780（万人次）/2941（人/km）≈2652km………………［4-13］。

由于联络网中有一部分轨路要作为应急网中的轨路，因此，还需要在2652km的基础上增加。主干网2230km和联络网2652km轨路都是最小值。这些轨路长度对于对于每个方向接近或超过80km的拥有2600万人口的超大型城市来说是不困难的。因为若将轨路总长（2230+2652）增加一倍至10000km轨路，除2个方向（东西方向和南北方向）各80km的商仅为125条，再分出南北向和东西向只有62.5条，如果每条路旁每侧两层，左右各两条可建4条，就更容易规划和设计。

具体实施方式：包含换轨层实施技术方案的定制出行城市交通系统，在2600万人口超大型城市中，在1.5小时（90min）高峰运营窗口时间内，仅用13.22 分钟的在途时间，将780万上班或下班乘客全部送达距出发地10.8km的目的地。

发明的效果

一、定制出行城市交通系统至少可以给城市交通带来以下关键性变革：

第一， 城市“公交”理念的变革。

城市交通理念将由“乘客适应运营公交”的“乘客适应公交”理念，变革为“公交按乘客出行私人定制”的“为乘客定制公交”的理念。

第二，车站功能的变革。

公共交通中的车站由“候车处”变革为“乘客通道”。车站派来的是专为乘客定制的“专列”。乘客上车时专车门专车座，下车时车站就是一个空置的下客通道，无交叉上下车的乘客。

第三，乘客出行计划性的变革。

乘客出行由“完全无法计划的等车、挤车、换车”的“盲目性出行”变革为“预约出行，计划乘车，专车直达”的“全计划出行”。目前的出行：提前从出家门（单位门）到车站等车，再挤车，再换车无法计划。“定制出行城市交通系统”则是乘客“提前预约”，再按预约“计划出行”，再乘坐“专列”直达目的地，全过程“计划”。

第四，车辆行驶秩序的变革。

车辆由“无序争抢秩序”变革为“高速和变速专轨集中统一控制秩序”。“定制出行城市交通系统”在交通系统集中统一控制下，高速轨上始终高速，整个交通秩序在集中统一控制下，高效有序。

第五，乘运对象定位的变革。

“公交”定位由“包揽所有乘客出行”的“全能拥挤公交”，变革为“主攻乘客数量巨大、出行时间集中、影响城市发展”难题的“上下班高效定制交通”。

二、通过车辆运行中换轨层的技术方案解决了定制出行城市交通系统必须解决的多轨路层交通系统中的车辆换轨层行驶难题，保障了总体发明目标的实现。

三、发明方案达到了下述总体发明效果：

具体实施方式说明：包含换轨层实施技术方案的定制出行城市交通系统，在2600万人口超大型城市中，在1.5小时高峰运营窗口时间内，仅用13.22 分钟的在途时间，将780万上班或下班乘客全部送达距出发地10.8km的目的地，达到了包含换轨层实施技术方案的超高运输效率的定制出行城市交通系统的设计目标。适用于包括超大城市在内的所有城市的目标，经过大型计算机群对定制交通方案的精细优选，完成了按照乘客的“出发地、目的地、出发时间”需要直达目的地的发明任务。

一种定制出行城市交通系统的车辆换轨层技术方案，通过预约乘车和交通系统大型计算机群精确计算规划和精准控制，为每个乘客“量身定制”运输效率最高的直达目的地的“定制专列”，发明了适用于包含超大型城市在内的所有城市的超高运输效率的定制出行城市交通系统。本发明又通过系统的车辆换轨层技术方案解决了拥挤城市建轨路和换轨路层的保障难题，保障了整个定制出行城市交通系统的高效率运行。技术方案可以解决包含超大城市在内的所有城市的市民上下班出行难题。