專利名稱：具有直線感應(yīng)電動機的個人快速交通系統(tǒng)中的用于控制和安全制動的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由直線感應(yīng)電動機推動的所謂個人快速交通系統(tǒng)(被稱作
"PRT")中的速度控制，具體地為安全制動，更具體地講，本發(fā)明涉及這樣 一種方法和裝置，該方法和裝置相對于硬件、軟件和通信中的故障非常堅固。
背景技術(shù)：
個人快速交通系統(tǒng)包括根據(jù)需要提供個人交通服務(wù)的小型車輛。本發(fā)明 涉及這樣的的個人快速交通系統(tǒng)，即，所述個人快速交通系統(tǒng)中的車輛通過 安裝在軌道中或者車載的直線感應(yīng)電動機(LIM)的推動功率沿著軌道基于 車輪行駛。通常，每輛車承載3名或4名乘客。因此，車輛緊湊并且輕，這 又允許PRT導(dǎo)軌(軌道)結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)的鐵路系統(tǒng)(例如，傳統(tǒng)的有軌電車或 地鐵系統(tǒng))輕。因此，PRT系統(tǒng)的建造成本比可選方案的結(jié)構(gòu)成本低很多。 由于PRT系統(tǒng)視覺沖擊小、產(chǎn)生的噪聲小并且不產(chǎn)生本地空氣污染，所以PRT 系統(tǒng)對環(huán)境更友好。另外，可以在現(xiàn)有建筑物內(nèi)部建造PRT站。另一方面， 由于可以保持同等短的間隔距離(headway distance ) /自由距離，所以PRT系 統(tǒng)的交通容量與現(xiàn)有的交通方式(例如，公交車和有軌電車)相當(dāng)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題
通常，PRT系統(tǒng)包括用于控制速度和車輛之間的距離的速度控制系統(tǒng)。 硬件或通信故障、軟件誤差和失去功率會造成車輛控制失效。出于這個原因， 期望提供一種可靠并且安全的控制系統(tǒng)。
技術(shù)方案
根據(jù)一個方面，通過一種速度控制系統(tǒng)解決了以上和其它問題，當(dāng)個人 快速交通系統(tǒng)中的一輛車或多輛車沿著軌道行駛時，所述速度控制系統(tǒng)用于 控制所述一輛車或多輛車的車輛速度，個人快速交通系統(tǒng)包括車輛推動力系統(tǒng)，車輛推動力系統(tǒng)包括一個或多個電動機，每個電動機適于產(chǎn)生用于推動
一輛車或多輛車之一的推力，所述速度控制系統(tǒng)包括
速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，適于基于從車輛位置和/或速度傳感器接收的一個或多 個傳感器信號來控制由至少一個所述電動機產(chǎn)生的推力，從而控制一輛車或
多輛車的速度；
車輛控制系統(tǒng)，包括在所述每輛車中并且適于獨立于速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的 速度控制來激活安裝在所述車輛上的緊急制動器。
在一個實施例中，提供了一種用于控制車輛速度的速度控制系統(tǒng)，其中， 個人快速交通系統(tǒng)包括軌道內(nèi)部的車輛推動力系統(tǒng)，所述軌道內(nèi)部的車輛推 動力系統(tǒng)包括沿著所述軌道設(shè)置的多個電動機，當(dāng)所述車輛在所述電動機附 近時，每個電動機適于產(chǎn)生用于推動一輛車或多輛車之一的推力。
在另一個實施例中，提供了一種用于控制車輛速度的速度控制系統(tǒng)，其 中，個人快速交通系統(tǒng)包括車載型車輛推動力系統(tǒng)，其中，每輛車包括至少 一個所述電動機。車載推動通常成本較低并且電動機較少，雖然車載推動需 要向每輛車輸送功率，但是車載推動便于平滑控制。
結(jié)果，通過速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)來執(zhí)行車輛速度和車輛間距離的正?？刂?， 其中，速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)控制由電動機產(chǎn)生的推力，電動機放置在軌道中或者
放置在每輛車上。為了控制位于各個車輛下面或者位于各個車輛上的LIM或 多個LIM的推力，這種控制可以基于安裝在軌道上或安裝在車輛上的檢測車 輛位置和速度的傳感器，并且可以基于對每輛車產(chǎn)生速度命令的區(qū)域控制器。 可以經(jīng)過有線或無線通信將速度命令發(fā)送給對應(yīng)的電動機控制器或者安裝有 車輛控制器的車輛。
每輛車包括車輛控制系統(tǒng)，車輛控制系統(tǒng)控制緊急制動器，例如，對導(dǎo) 軌進行作用的機械緊急制動器。優(yōu)選地，車輛控制系統(tǒng)能夠獨立于由速度調(diào) 節(jié)系統(tǒng)執(zhí)行的正常速度控制來操作，并且適于其自身主動激活緊急制動器， 優(yōu)選地不需要輸入功率，具體地不需要來自導(dǎo)軌的功率來激活緊急制動器。
這里描述的系統(tǒng)的優(yōu)點在于，該系統(tǒng)使電動機的大小足以用于正常速度 調(diào)節(jié)，而不是使電動機足以用于強制進行緊急制動。該系統(tǒng)的優(yōu)點還在于 該系統(tǒng)包括這樣一種緊急制動機構(gòu)，該緊急制動機構(gòu)以這樣的方式被激活， 即，即使一些組件或者軟件出現(xiàn)故障時也能夠可靠地避免發(fā)生事故。
具體地講，這里描述的系統(tǒng)的優(yōu)點在于，該系統(tǒng)提供了一種避免使電源和電動機成本翻倍的安全緊急制動機構(gòu)。
這里描述的系統(tǒng)的另外的優(yōu)點在于，該系統(tǒng)在大多數(shù)硬件、電源、通信 和軟件的故障模式下確保安全制動。
在一些實施例中，速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括一個或多個電動機控制器，其中，
每個電動機控制器適于控制一個或多個電動機中的至少一個；至少一個區(qū)域
控制器適于接收所述傳感器信號并且產(chǎn)生速度命令，所述速度命令使電動機
控制器調(diào)節(jié)對應(yīng)車輛的速度。在軌道內(nèi)部系統(tǒng)中，當(dāng)區(qū)域控制器與傳感器之
間的通信和/或區(qū)域控制器與電動機控制器之間的通信是基于有線通信時，提
供了特別可靠的通信。
在優(yōu)選實施例中，緊急制動器包括預(yù)載彈簧，其中，只要一切正常運行， 預(yù)載彈簧就被預(yù)載壓力(例如，液壓)牽制。
車輛與緊急制動系統(tǒng)的通信通常是基于無線通信。然而，無線通信會出 現(xiàn)故障。因此，在一些實施例中，車輛控制系統(tǒng)接收重復(fù)出現(xiàn)的信號，例如， 周期性的OK信號，如果信號沒有出現(xiàn)，則車輛控制系統(tǒng)在預(yù)置的延遲之后 激活緊急制動器。這里描述的系統(tǒng)的優(yōu)點在于，該系統(tǒng)降低了由短期的臨時 干擾引起的意外制動的風(fēng)險。在一些實施例中，所述延遲是基于車輛速度， 使得車輛在預(yù)定距離內(nèi)仍然能夠停止。
在又一實施例中，車輛控制系統(tǒng)接收指示剩余自由距離的周期性消息， 即，指示允許車輛運動多遠的消息。另外，車輛控制系統(tǒng)保留其自身的位置 和速度，并且確定是否要應(yīng)用緊急制動器。例如，車輛能夠通過導(dǎo)軌應(yīng)答機 和輪子傳感器來確定其自身的位置和速度。車輛控制系統(tǒng)計算車輛位置和速 度，并且基于剩余距離和當(dāng)前速度來確定對制動的需要。
接收的消息可以指示直接作為相對距離的自由距離，例如，以米為單位 或其它合適的單位長度?？蛇x地，接收的消息可以指示車輛前面的自由距離 的終點，從而提供獨立于車輛的準(zhǔn)確位置和速度并且獨立于距離計算和數(shù)據(jù) 通信的任何延遲的實際自由距離的可靠指示。然而，應(yīng)該理解，可以提供自 由距離的其它測量，例如，以當(dāng)前車輛速度直到到達自由距離終點的行駛時 間等。
區(qū)域控制器、與車輛的通信或者電動機控制器或與車輛的無線通信的故 障將使新消息中止，所以允許的自由距離不再延伸，車輛將停止。該實施例 的優(yōu)點在于，該實施例降低了由于暫時通信中斷導(dǎo)致的不必要停止的風(fēng)險。通過需要兩個指示在車輛控制系統(tǒng)認(rèn)為距離不受約束之前的自由軌道距 離的傳感器可以降低導(dǎo)軌傳感器故障的影響。
也可以結(jié)合導(dǎo)軌中的標(biāo)記通過一個或多個車輪上的傳感器來測量位置和速度。
電動機控制器以及車輛控制器翻倍，可以消除軟件誤差的影響。
還可以通過包括在車輛控制器和制動器激活器之間的監(jiān)視定時功能來進
一步降低車輛控制器中的故障的影響。如果車輛控制器沒有發(fā)送OK信號， 則在預(yù)定延遲之后將使用制動器。
這里描述的實施例的有益效果包括
一通過用于緊急制動而不依賴于外部的功率和命令的基于車輛的系統(tǒng)提
一由于隨時可知的確定的自由距離降低了不必要的制動的風(fēng)險。 一不需要使電源、電動^L和通信信道翻倍。 一可以與使組件翻倍相結(jié)合來提高可靠性。
本發(fā)明涉及不同的方面，這些方面包括如上所述的控制系統(tǒng)以及后面的 車輛、快速交通系統(tǒng)和方法，每個方面產(chǎn)生一個或多個好處以及結(jié)合上述控 制系統(tǒng)描述的優(yōu)點，每個方面具有與結(jié)合上述系統(tǒng)描述的實施例對應(yīng)的 一個 或多個實施例。
更具體地講，根據(jù)另一方面，為個人快速交通系統(tǒng)提供了車輛，個人快 速交通系統(tǒng)包括車輛推動力系統(tǒng)，車輛推動力系統(tǒng)包括一個或多個電動機， 每個電動機適于產(chǎn)生用于推動車輛的推力，所述快速交通系統(tǒng)還包括速度調(diào) 節(jié)子系統(tǒng)，所述速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)適于控制由至少一個所述電動機產(chǎn)生的推力， 從而基于從車輛或者導(dǎo)軌中的位置和/或速度傳感器接收的一個或多個傳感 器信號來控制車輛速度。所述車輛包括車輛速度控制系統(tǒng)，包括在所述車 輛中，并且適于獨立于速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的速度控制來激活安裝在所述車輛上 的緊急制動器。
根據(jù)另一方面， 一種個人快速交通系統(tǒng)包括如上所述的任何一種速度控
制系統(tǒng)。
根據(jù)又一 方面，提供了 一種當(dāng)個人快速交通系統(tǒng)中的 一輛車或多輛車沿 著軌道行駛時控制所述一輛車或多輛車的車輛速度的方法，個人快速交通系統(tǒng)包括車輛推動力系統(tǒng)，車輛推動力系統(tǒng)包括一個或多個電動機，每個電動
機適于產(chǎn)生用于推動一輛車或多輛車的推力，所述方法包括以下步驟 一至少檢測 一 輛車或多輛車之 一 的位置；
一至少基于傳感器信號控制由至少一個所述電動機產(chǎn)生的推力，從而控 制 一輛車或多輛車的速度；
一提供包括在所述車輛中的車輛控制系統(tǒng)，所述車輛控制系統(tǒng)適于獨立 于所述速度控制激活安裝在所述車輛上的緊急制動器。
在上述方面的 一些實施例中，個人快速交通系統(tǒng)包括軌道內(nèi)部型車輛推 動力系統(tǒng)，所述軌道內(nèi)部型車輛推動力系統(tǒng)包括沿著所述軌道設(shè)置的多個電 動機，當(dāng)所述車輛在所述電動機附近時，每個電動機適于產(chǎn)生用于推動車輛 的推力。
在上述方面的可選實施例中，個人快速交通系統(tǒng)包括車載型車輛推動力 系統(tǒng)，車載型車輛推動力系統(tǒng)包括位于車輛上的 一個或多個電動機。
根據(jù)又一方面， 一種用于控制個人快速交通系統(tǒng)中的車輛速度的速度控 制系統(tǒng)，所述速度控制系統(tǒng)包括
a) 直線感應(yīng)電動機，包括一個或多個原磁芯，每個原磁芯,皮布置成向沿 著軌道運動的車輛提供推動力；
b) —個或多個車輛位置傳感器，位于導(dǎo)軌中或者位于每輛車上，適于至 少檢測每輛車的車輛位置和/或速度/距離；
c) 一個或多個電動機控制器，其中，每個電動機控制器適于控制直線感 應(yīng)電動才幾的對應(yīng)的一個或多個原石茲芯；
d) 區(qū)域控制器，適于基于從車輛位置傳感器接收的數(shù)據(jù)確定預(yù)定區(qū)域內(nèi) 的每輛車的位置，計算連續(xù)的兩輛車之間的距離，并且產(chǎn)生用于使一個或多 個電動機控制器調(diào)節(jié)對應(yīng)車輛的速度的車輛速度命令，從而保持連續(xù)車輛之 間的安全間隔距離和/或?qū)⒃谒鰠^(qū)域中的車流量最優(yōu)化。
在一個實施例中，提供了一種速度控制系統(tǒng)，其中，所述速度控制系統(tǒng) 包括
直線感應(yīng)電動機，包括多個沿著軌道布置的原磁芯，車輛攜載反饋盤； 多個電動機控制器，其中，電動機控制器沿著軌道布置。 在一個實施例中，提供了一種速度控制系統(tǒng)，其中，所述速度控制系統(tǒng) 包括直線感應(yīng)電動機，包括布置在每輛車中的一個或多個原磁芯，軌道攜載
反饋盤；
一個或多個電動機控制器，布置在每輛車中。
因此，根據(jù)又一方面，提供了一種控制個人快速交通系統(tǒng)中的車輛速度 的方法，所述個人快速交通系統(tǒng)具有直線感應(yīng)電動才幾，直線感應(yīng)電動才幾包4舌 用于產(chǎn)生對反饋盤的電磁推力的一個或多個原磁芯，所述原磁芯受到對應(yīng)的 電動機控制器的控制，所述方法包括以下步驟
a) 4企測對應(yīng)車輛的位置和速度；
b) 將檢測的位置和速度傳達給區(qū)域控制器；
c) 基于檢測的車輛位置通過區(qū)域控制器來計算車輛之間的距離；
d )根據(jù)車輛之間的計算距離，通過區(qū)域控制器指示至少一個電動機控制
器來調(diào)節(jié)至少 一輛車的速度。
在一個實施例中，提供了一種控制車輛速度的方法，其中，直線感應(yīng)電
動機包括沿著軌道布置的多個原》茲芯，所述方法包括以下步驟 一至少在原磁芯的每個位置檢測各個車輛的位置； 一通過至少 一個電動機控制器將檢測的位置傳達給區(qū)域控制器。 在一個實施例中，提供了一種控制車輛速度的方法，其中， 一個或多個
原磁芯布置在每輛車中。 有益效果
因此，這里描述的方法和系統(tǒng)提供了對具有軌道內(nèi)部型或車載型直線感 應(yīng)電動機的個人快速交通系統(tǒng)中的多輛車的可靠并且有效的控制。具體地講， 緊急制動器的可靠性并不是嚴(yán)格地依賴于緊急制動系統(tǒng)中的無線通信鏈路。


從下面結(jié)合附圖對優(yōu)選實施例的描述中，本發(fā)明的這些和/或其它方面及 優(yōu)點將變得清楚和更容易理解，在附圖中
圖1和圖2示意性地示出了具有軌道內(nèi)部(in-track)型直線感應(yīng)電動機 的個人快速交通系統(tǒng)的 一部分的示例；
圖3和圖4示意性地示出了用于控制個人快速交通系統(tǒng)中的車輛速度的 速度控制系統(tǒng)的示例的更詳細的視圖5和圖6示出了由速度控制系統(tǒng)的電動機控制器執(zhí)行的速度控制過程的示例的流程圖7示出了由速度控制系統(tǒng)的區(qū)域控制器執(zhí)行的速度控制過程的示例的 流程圖8示出了由速度控制系統(tǒng)的車輛控制器執(zhí)行的速度控制過程的示例的 流程圖9和圖IO示意性地示出了用于控制個人快速交通系統(tǒng)中的車輛速度的 速度控制系統(tǒng)的示例；
圖11和圖12示出了由速度控制系統(tǒng)的電動機控制器執(zhí)行的速度控制過 程的示例的流程圖13示出了由速度控制系統(tǒng)的區(qū)域控制器執(zhí)行的速度控制過程的示例 的流程圖14示出了由速度控制系統(tǒng)的車輛控制器執(zhí)行的緊急制動控制過程的 示例的流程圖。
在圖中，相同的標(biāo)號表示相同或者相應(yīng)的特征、元件、步驟等。另外， 當(dāng)一個元件連接到另一個元件時，這兩個元件不僅可以彼此直接連接，而且
4九道內(nèi)部型直線感應(yīng)電動枳j
圖1和圖2示意性地示出了具有軌道內(nèi)部型直線感應(yīng)電動機的個人快速 交通系統(tǒng)的一部分的示例。個人快速交通系統(tǒng)包括軌道，軌道的一部分在圖 1和圖2中示出并用標(biāo)號6表示。軌道通常形成網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng)絡(luò)通常包括多 個并線、岔口和站。個人快速交通系統(tǒng)還包括多輛車，通常用標(biāo)號l表示車 輛。圖l示出了具有兩輛車la和lb的軌道部分6，而圖2示出了一輛車1 的放大視圖。即使圖1中僅示出了兩輛車，也應(yīng)該理解，個人快速交通系統(tǒng) 可以包括任何數(shù)量的車輛。通常，每輛車通常包括由底盤或框架非動力輪 (framework carrying wheel) 22支撐的客搶。在國際專利申請WO04/098970 中公開了 PRT車輛的示例，上述申請的全部內(nèi)容通過引用被包含于此。
如上所述，個人快速交通系統(tǒng)包括軌道內(nèi)部型直線感應(yīng)電動機，軌道內(nèi) 部型直線感應(yīng)電動機包括通常用標(biāo)號5表示的多個原磁芯(primary core ),在 軌道6中/沿著軌道6周期性地布置原磁芯。在圖1中，車輛la和lb分別示
具體實施方式
出在原磁芯5a和5b上方的位置。每輛車具有安裝在車輛的底表面上的反饋 盤(reaction plate ) 7。反饋盤7通常是位于鋼背板(backing plate )上的由鋁、 銅等制成的金屬板。
通過電動機控制器2來控制一個或多個原磁芯5,其中，電動機控制器2 將合適的AC功率供給到對應(yīng)的原磁芯，從而控制用于使車輛加速或減速的 推力。當(dāng)反饋盤位于原磁芯上方時，由原磁芯5對反饋盤7提供該推力。為 此，每個電動機控制器2包括向原磁芯5提供驅(qū)動功率的逆變器或者開關(guān)裝 置，例如，用于轉(zhuǎn)換電流(相位角調(diào)制)的固態(tài)繼電器(SSR)。電動機控制 器2根據(jù)外部控制信號9控制驅(qū)動功率的電壓/頻率。通常，如果比如通量的 密度和頻率之類的條件相同，則盤7和原磁芯5之間產(chǎn)生的電磁推力與盤和 原磁芯之間的氣隙的面積成比例。電動機控制器可以位于每個原磁芯附近或 者可以位于更易于進行維修的箱子中。在后一種情況下， 一個電動機控制器 可以被轉(zhuǎn)換為控制幾個原》茲芯。軌道內(nèi)部型直線感應(yīng)電動才幾的優(yōu)點在于，原 磁芯5和電動機控制器2安裝在固定的軌道或者導(dǎo)軌上，從而避免了將電驅(qū) 動功率提供到車輛1的需求。
該系統(tǒng)還包括用于沿著軌道檢測車輛的位置的多個車輛位置檢測傳感 器。在圖1和圖2的系統(tǒng)中，由適于檢測位于對應(yīng)的傳感器附近的車輛的存 在的車輛位置傳感器8來檢測車輛位置。即使圖1和圖2中的車輛位置傳感 器8示出為與多個原磁芯5 —起沿著軌道6布置，但是車輛位置傳感器的其 它位置也是可以的。具體地講，如下面將更詳細描述的，每輛車可以包括一 個或多個車輛位置傳感器，使得每輛車向電動機控制器發(fā)送由車輛內(nèi)的傳感 器測量的位置和速度。
車輛位置傳感器可以通過任何合適的;^測機理來4企測車輛的存在。在優(yōu) 選的實施例中，車輛位置傳感器還檢測諸如車輛速度、方向和/或?qū)к墭?biāo)識的 ID之類的參數(shù)。
通常，應(yīng)該理解，原萬茲芯可以沿著軌道以恒定間隔設(shè)置或者在原》茲芯之 間具有變化的間隔。例如，在期望較高推動力的區(qū)域中，例如，在傾斜或者 在加速/減速區(qū)域(例如，在站的入口或出口處)，可以選擇相應(yīng)地較短的間 隔。應(yīng)該理解，這里使用的術(shù)語推動和推動力意圖表示為了加速、保持恒定 速度和減速的目的的推動力。
在一些實施例中，原磁芯5的布置周期，即，第一原磁芯的長度與第一原磁芯和相鄰的原磁芯之間的間隙的長度的總和基本上等于反饋盤7的長 度。這種布置防止因為由于反饋盤和原磁芯之間的有效氣隙的改變引起的推 力波動而導(dǎo)致的車輛速度的顫動。應(yīng)該理解，多個原磁芯的布置周期沒有必 要嚴(yán)格等于反饋盤的長度，而是多個原磁芯的布置周期可以形成在反饋盤的 長度的例如± 15%的誤差范圍內(nèi)。此外，布置周期可以選擇為小于反饋盤的 長度，例如，至少在軌道的一部分內(nèi)，與例如反饋盤的長度的預(yù)定分?jǐn)?shù)(例 如，1Z2、 1/3等) 一樣小。
該系統(tǒng)還包括用于控制PRT系統(tǒng)的至少預(yù)定部分或區(qū)域的操作的一個或 多個區(qū)域控制器IO。例如，通過點對點通信、總線系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)(例如， 局域網(wǎng)絡(luò)(LAN))等按照有線通信的方式，每個區(qū)域控制器連接到區(qū)域控制 器10所控制的區(qū)域內(nèi)的電動機控制器2的子集，從而允許對應(yīng)的區(qū)域控制器 10內(nèi)的每個電動機控制器2之間的數(shù)據(jù)通信。即使圖1中僅描述了一個區(qū)域 控制器，也應(yīng)該理解，PRT系統(tǒng)通常包括任何合適數(shù)量的區(qū)域控制器。系統(tǒng) 的不同部分/區(qū)域可以通過它們對應(yīng)的區(qū)域控制器來控制，從而使得系統(tǒng)便利 的縮放以及對單個區(qū)域提供彼此獨立的操作。此外，盡管圖1和圖2中沒有 描述，但是每個區(qū)域控制器IO可以被構(gòu)造為多個獨立的控制器，從而對區(qū)域 中的電動機控制器(例如軌道的，預(yù)定部分的電動機控制器)提供分布式控 制?？蛇x地或者另外地，可以對每個區(qū)域提供多個區(qū)域控制器，從而通過重 復(fù)來提高可靠性，或者對不同組的區(qū)域控制器提供直接的通信路徑。
如下面將更詳細描述的，當(dāng)區(qū)域控制器IO從指示被檢測車輛的位置和車 輛ID的電動機控制器接收合適的檢測信號時，區(qū)域控制器10識別每輛車(1; la， lb)的位置?？蛇x地，可以從車輛直接接收位置和速度。
另夕卜，區(qū)域控制器計算如用車輛la和車輛lb之間的由距離11指示的兩 輛車之間的距離。因此，區(qū)域控制器10根據(jù)計算的兩輛車之間的距離11來 確定車輛la、車輛lb的各自的期望/建議速度，從而保持車輛之間的期望的 最小間隔距離或安全距離，并因此管理專用區(qū)域內(nèi)的整體交通流量。因此， 區(qū)域控制器將關(guān)于被檢測車輛的自由距離和期望/建議速度的信息返回被檢 測車輛所處位置處的電動機控制器?？蛇x地，區(qū)域控制器可以確定速度調(diào)節(jié) 的期望程度并且將相應(yīng)的命令發(fā)送給電動機控制器。
可選地或者另外地，也可以基于確定的自由距離通過電動機控制器來計 算速度。因此，因為電動機控制器可以基于最后獲知的車輛的自由距離來計算速度，所以安全控制不依賴于與區(qū)域控制器不間斷的通信。
PRT系統(tǒng)還包括連接到區(qū)域控制器10的中央系統(tǒng)控制器20，從而使得 在區(qū)域控制器和中央系統(tǒng)控制器20之間進行數(shù)據(jù)通信。中央系統(tǒng)控制器20 可以安裝在PRT系統(tǒng)的控制中心內(nèi)，并且可以被構(gòu)造為檢測并控制整個系統(tǒng) 的運行狀態(tài)，可選地包括交通管理任務(wù)，例如，負(fù)荷預(yù)報、線路表、空車管
理、乘客信息等。
如下面將更詳細描述的，每輛車1包括通常用13表示的車輛控制器，車 輛控制器用于控制車輛的運行。具體地講，車輛控制器13控制安裝在車輛1 中的一個或多個緊急制動器21的操作。即使可以使用其它類型的緊急制動 器，但是已經(jīng)證明預(yù)載彈簧式的機械緊急制動器特別可靠，這是因為這種制 動器不需要電或者其它功率來激活，從而提供了失效保護緊急制動機構(gòu)。在 這種預(yù)載彈簧緊急制動器中，例如通過液壓或氣壓的方式使彈簧預(yù)載。通過 去除預(yù)載壓力并由此引起彈簧擴張來啟動(actuate)制動器，例如通過將一 個或多個制動塊或制動夾壓向軌道6和/或輪子22來激活(activate )制動器。
圖3和圖4示意性地示出了用于控制個人快速交通系統(tǒng)中的車輛速度的 速度控制系統(tǒng)的示例的更詳細的視圖。圖3示出了基于軌道內(nèi)的車輛位置檢 測傳感器的系統(tǒng)，圖4示出了基于車載的車輛位置傳感器的系統(tǒng)。
開始參照圖3,如上所述，速度控制系統(tǒng)包括位于軌道(圖3和圖4中 沒有明確示出)上的電動機控制器2和車輛位置傳感器8、包括在車輛1中 的車輛控制器13以及區(qū)域控制器10。
電動機控制器2包括用于有線數(shù)據(jù)通信的通信調(diào)制解調(diào)器、用于經(jīng)通信 電纜9向區(qū)域控制器10發(fā)送數(shù)據(jù)/從區(qū)域控制器10接收數(shù)據(jù)的收發(fā)機和/或另 一通信接口 14。電動機控制器2還包括主控制模塊16，主控制模塊]6根據(jù) 經(jīng)調(diào)制解調(diào)器14從區(qū)域控制器IO接收的指令向逆變器17或其它推力控制器 (例如，逆變器或開關(guān)裝置)輸出電壓/頻率命令。電動機控制器2還包括信 息處理模塊15和逆變器17或開關(guān)裝置，逆變器17或開關(guān)裝置根據(jù)來自主控 制模塊16的電壓/頻率命令將多相AC功率經(jīng)過功率線24提供到對應(yīng)的原磁 芯(在圖3和圖4中沒有明確示出)。信息處理模塊15和主控制模塊16可以 被實現(xiàn)為單獨的電路/電路板或者實現(xiàn)為一個電路/電路板(例如，實現(xiàn)為ASIC (專用集成電路))、合適的編程通用微處理器等。
當(dāng)車輛在傳感器8的預(yù)定附近時，車輛^^測傳感器8適于^^測車輛1的存在、方向、速度和ID，并且車輛檢測傳感器8適于將傳感器信號傳送到信 號處理電路15。車輛位置傳感器8可以包括一個傳感器或者多個單獨的傳感 器，例如，用于位置檢測、速度等的單獨的傳感器。車輛位置傳感器可以通 過任何合適的4企測機理來4企測車輛存在，例如，通過感應(yīng)傳感器、光學(xué)傳感 器、應(yīng)答機的方式、通過安裝在車輛上的無線射頻識別(RFID)標(biāo)簽、或者 任何其它合適的傳感器或傳感器的組合來檢測車輛存在。在優(yōu)選的實施例中， 車輛位置傳感器還^^測諸如，車輛速度、方向和/或車輛ID之類的參數(shù)。例 如，可以通過兩個分隔開的傳感器來4全測車輛速度和方向，這兩個分隔開的 傳感器均^企測車輛的存在，從而確定車輛到達對應(yīng)傳感器處的時間延遲?？?以通過RFID標(biāo)簽或者其它近程無線電通信的方式、通過條形碼讀取器或者 任何其它合適的機理來檢測車輛ID。也可以使用其它類型的存在檢測設(shè)備。
盡管其它布置也是可以的，但是檢測傳感器8的位置位于原磁芯5的預(yù) 定空間關(guān)系的范圍內(nèi)便于響應(yīng)車輛的存在來控制原磁芯，例如，傳感器被構(gòu) 造為當(dāng)車輛在原^t芯的預(yù)定附近(例如，在原^磁芯上方的位置)時檢測車輛。
通常，電動機控制器和逆變器或SSR可以與LIM布置成集成單元，或 者可以與LIM分開布置。例如，每個電動機控制器和逆變器/SSR可適于通過 切換對車輛所在位置的LIM的控制來控制幾個LIM。這種布置降低了安裝成 本，但是限制了在電動機控制器控制的軌道部分內(nèi)可以同時控制的車輛的數(shù) 目。
在一些實施例中，每個電動機控制器(2; 2a、 2b)具有被分配給該電動 機控制器的唯一的ID，例如，唯一的編號，并且區(qū)域控制器10被構(gòu)造為保 留在其區(qū)域內(nèi)的電動機控制器的數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫包括關(guān)于每個電動機控制 器(2; 2a、 2b)的ID和沿著軌道的位置的信息。結(jié)果，當(dāng)每個電動機控制 器2與用于檢測車輛存在和車輛ID的傳感器8相關(guān)聯(lián)時，區(qū)域控制器10在 從電動機控制器接收指示電動機控制器ID的檢測信號和被檢測車輛的車輛 ID時，可以基于接收的電動機控制器ID和車輛ID并且基于區(qū)域控制器數(shù)據(jù) 庫中的存儲的位置信息來識別每輛車(1; la、 lb)的位置。另外，區(qū)域控制 器可以利用數(shù)據(jù)庫中的位置信息來計算兩輛車之間的距離。
由于在圖3的示例中包括傳感器、電動機控制器和區(qū)域控制器的速度控 制回路涉及有線通信，所以速度控制的可靠性非常高。
電動機控制器還包括無線調(diào)制解調(diào)器或者其它無線通信接口 23，其中，無線調(diào)制解調(diào)器或者其它無線通信接口 23適于經(jīng)過無線發(fā)送機或收發(fā)機29 以及車輛的對應(yīng)的無線接收機或收發(fā)機19與在電動機控制器附近的車輛1中 的車輛控制器13進行通信。例如，可以通過無線射頻通信(具體地為近程無 線電通信)的方式經(jīng)過任何合適的無線數(shù)據(jù)通信介質(zhì)來執(zhí)行無線通信。因此， 電動機控制器2基于從區(qū)域控制器IO接收的信息、關(guān)于車輛前面與下一輛車 的確定的自由距離的信息來進行通信。例如，圖1中的車輛la保留關(guān)于與車 輛lb的確定的自由距離11的信息。因此，車輛控制器13在任何時間都保留 關(guān)于它與前面的車輛的自由距離的任何時間信息。例如，當(dāng)車輛控制器13經(jīng) 過下一個電動機控制器時，車輛控制器13接收關(guān)于更新后的自由距離的信 息，車輛控制器13更新存儲的確定的自由距離。
所述車輛還包括用于檢測車輛自身的位置和速度的車輛位置傳感器28。 基于存儲的關(guān)于確定的自由距離的信息并基于來自傳感器28的傳感器信號， 車輛控制器確定車輛1靠近該車輛的確定的自由距離的終點的時間，并且及 時地啟動緊急制動器21，從而使得車輛在到達確定的自由距離的終點之前將 車輛停止。
傳感器28可以基于用于檢測車輛1的位置和速度的任何合適的機理。例 如，可以通過輪子傳感器，例如通過計數(shù)每單位時間內(nèi)一個或多個輪子的轉(zhuǎn) 數(shù)，來檢測車輛速度?？梢酝ㄟ^檢測沿著軌道設(shè)置的應(yīng)答機的響應(yīng)信號的無 線電收發(fā)機的方式、通過基于導(dǎo)航系統(tǒng)(例如，全球定位系統(tǒng))的衛(wèi)星的方
可以通過將檢測的速度信號等結(jié)合來確定車輛位置。
如果在車輛靠近該車輛的當(dāng)前確定的自由距離的終點之前，車輛控制器 13沒有從電動機控制器接收到使車輛控制器更新其存儲的確定的自由距離的 消息，則車輛控制器啟動緊急制動器。
優(yōu)點在于，車輛控制器13獨立于電動機控制器和區(qū)域控制器的功能來控 制緊急制動器，從而提高了系統(tǒng)的安全性。另一方面，只要靠近該車輛的當(dāng) 前確定的自由距離的終點之前，車輛控制器從下一個電動機控制器接收到了 更新的自由距離，則單個車輛位置傳感器或者電動機控制器或者通信鏈路的 單個故障就沒有必要引起緊急制動，從而避免不必要地中斷系統(tǒng)的操作。
車輛控制器13還被構(gòu)造為向緊急制動器21發(fā)送周期性的監(jiān)視定時信號。 如果緊急制動器21在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到監(jiān)視定時信號，則緊急制動器21被構(gòu)造為自己啟動，從而提供相對于車輛控制器13的故障的安全性。
除了在圖4的系統(tǒng)中車輛的位置檢測是基于車載位置檢測器28之外，圖 4的速度控制系統(tǒng)與圖3的速度控制系統(tǒng)類似。因此，不需要軌道內(nèi)部的車 輛位置傳感器和相應(yīng)的信號處理邏輯。因此，在圖4的示例中，車輛控制器 13被構(gòu)造為經(jīng)過車輛的收發(fā)機19與電動機控制器的收發(fā)機29和無線通信接
口 23向電動機控制器2發(fā)送車輛ID、當(dāng)前車輛位置和速度。通信可以為車 輛與一個電動機控制器之間的點對點通信或者通過車輛的廣播通信。例如，
車輛可以經(jīng)過其收發(fā)機19周期性地廣播它的ID、位置和速度，以使無線接 口范圍內(nèi)的電動機控制器接收到該車輛的ID、位置和速度。電動機控制器2 將接收到的數(shù)據(jù)發(fā)送給區(qū)域控制器10，從而使區(qū)域控制器確定車輛1的自由 距離ll和相應(yīng)的建議速度。即使仍然有可能，但是區(qū)域控制器10不需要依 賴于電動機控制器位置的數(shù)據(jù)庫來確定車輛位置和自由距離，這是因為區(qū)域 控制器接收了來源于車輛的實際位置數(shù)據(jù)。如結(jié)合圖3所描述的執(zhí)行由區(qū)域 控制器10計算的自由距離和建議速度和/或速度調(diào)節(jié)命令與在車輛位置附近 的電動機控制器2之間的通信、通過電動機控制器2進行的速度控制、將來 自電動機控制器2的自由距離發(fā)送給車輛控制器13、緊急制動機理和監(jiān)視定 時功能。
在可選實施例中，車輛可以將它的位置和速度經(jīng)過無線通信直接發(fā)送給 區(qū)域控制器，并且區(qū)域控制器可以將自由距離直接發(fā)送給每輛車。
下面，現(xiàn)在將參照圖5至圖8并且繼續(xù)參照圖1至圖2和圖3至圖4來 描述在此公開的速度控制系統(tǒng)的實施例執(zhí)行的速度控制過程。
圖5和圖6示出了由速度控制系統(tǒng)的電動機控制器執(zhí)行的速度控制過程 (例如，由如上所述的電動機控制器2的主控制模塊16執(zhí)行的過程)的示例 的流程圖。
最初，在圖5的示例中，該過程例如從軌道內(nèi)部車輛位置傳感器或者車 載車輛位置檢測傳感器接收(S50)關(guān)于在電動機控制器附近的車輛的位置信 息，從而確定是否有車輛在對應(yīng)的原i茲芯5的附近，并且確定纟皮4全測車輛的 ID。如果檢測到車輛存在，則該過程將包括檢測到車輛的指示和對應(yīng)的車輛 ID以及(優(yōu)選地)檢測到的車輛速度和方向通過通信電纜9發(fā)送(S51 )給 區(qū)域控制器10。接下來，該過程從區(qū)域控制器接收(S52)指示目標(biāo)/建議車 輛速度和Z或指示需要速度調(diào)節(jié)的速度命令以及指示被檢測車輛前面的自由距離的信息。基于該速度命令，該過程計算一個或多個電壓/頻率命令，并且
將這些命令提供給逆變器17(S53)。電壓/頻率的計算還可以基于從車輛位置 傳感器接收到的被檢測車輛的車輛速度的速度測量?；跍y量的速度和接收 的目標(biāo)速度，電動機控制器確定期望加速或減速的量，并且計算對應(yīng)的電壓/ 頻率命令。因此，逆變器例如通過利用脈沖寬度調(diào)制技術(shù)或者基于相位角的
切換采用期望的頻率產(chǎn)生期望的AC電壓，并且將AC功率輸送給直線感應(yīng) 電動才幾的對應(yīng)的原^t芯(5; 5a、 5b )。應(yīng)該理解，可選地，可以通過區(qū)i或控 制器來執(zhí)行期望的加速/減速的計算。最后，在步驟S54中，電動機控制器將 接收的關(guān)于自由距離的信息發(fā)送給被檢測車輛的車輛控制器。
在圖6的示例中，如結(jié)合圖5所述，該過程接收(S50)關(guān)于在電動機控 制器附近的車輛的位置信息，將包括車輛位置、速度和ID的車輛數(shù)據(jù)發(fā)送 (S51 )給區(qū)域控制器10，并且接收(S52)速度命令。在圖6的示例中，該 過程例如還通過涉及自由距離和安全速度的查詢表的方式基于接收到的自由 距離來確定(S55)安全速度?？蛇x地，該查詢表還包括諸如車輛質(zhì)量、外部 條件(例如，導(dǎo)軌梯度等)之類的參數(shù)?？蛇x地或者另外地，可以基于用來 計算估計的制動距離的預(yù)定公式來執(zhí)行所述確定步驟。制動距離的計算可以
基于LIM的制動能力和/或乘客舒適度限制，從而確保保持允許制動而不需要 調(diào)用緊急制動器的安全速度。
在一些實施例中，具體地講，在單個電動機控制器控制一個以上LIM的 實施例中，至少只要車輛出現(xiàn)在軌道的受電動機控制器控制的部分內(nèi)，電動 機控制器就可以存儲接收的自由距離和/或接收的建議的車輛速度。因此，甚 至不依賴與區(qū)域控制器不間斷的通信，也可以有效地并且可靠地執(zhí)行速度控 制。
在步驟S56中，該過程確定安全速度是否小于接收到的建議速度。如果 安全速度小于建議速度，則該過程基于安全速度確定速度調(diào)節(jié)(S57)，從而 避免對不必要的緊急制動的需求。否則，該過程基于建議速度來確定速度調(diào) 節(jié)(S58)。通常，速度調(diào)節(jié)可以基于電動機控制器的比例、積分和微分(PID) 控制電路。PID控制電路可以確定推力等級(即，期望的加速時間、車輛質(zhì) 量)，從而將速度調(diào)節(jié)到期望值。例如，可以通過測量車輛從站出發(fā)的過程中 的車輛加速性能來確定車輛質(zhì)量，并且將車輛質(zhì)量傳達給對應(yīng)的車輛控制器
或區(qū)域控制器和電動機控制器。計算的推力可能因附加因素例如，LIM的規(guī)格、確保乘客舒適度的限制、導(dǎo)軌梯度等而被限制/修改。如上所述，基于確 定的速度調(diào)節(jié)，該過程計算一個或多個電壓/頻率命令，并且將所述命令提供
給逆變器17 (S53)或者其它推力控制器。最后，在步驟S54中，電動機控 制器將接收到的關(guān)于自由距離的信息發(fā)送給被;險測車輛的車輛控制器。
可選地，每個電動機控制器可以將速度和推力傳達給下一個下游的控制 器，從而平穩(wěn)地移交控制。
圖7示出了由速度控制系統(tǒng)的區(qū)域控制器執(zhí)行的速度控制過程的示例的 流程圖。在初始步驟S61中，區(qū)域控制器IO從電動機控制器或者車輛控制器 (2; 2a、 2b)接收數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)指示經(jīng)過或者位于電動機控制器上的車輛 的車輛位置和車輛id以及可選地速度和方向?；谖恢眯畔⒉?可選的)基 于關(guān)于指定區(qū)域中的電動機控制器的區(qū)域控制器的數(shù)據(jù)庫中存儲的信息，區(qū) 域控制器計算(S62)車輛之間的相對距離，并且檢查車輛是否保持最小間隔 距離。具體地講，通過將計算的距離與可以取決于后面車輛的速度的預(yù)定安 全距離進行比較來確定是否保持了最小間隔距離?；谠摼嚯x信息，例如， 在站的出口 ，區(qū)域控制器為了要保持安全距離的車輛和為并線控制確定(S63 ) 建議速度。應(yīng)該理解，區(qū)域控制器可以在區(qū)域內(nèi)執(zhí)行用于控制車輛速度的可 選或其它策略，從而確保保持最小距離間隔并且將系統(tǒng)的通過量和/或通過次 數(shù)最優(yōu)化，并且確保彎路中的乘客舒適度。在步驟S64中，區(qū)域控制器將關(guān) 于建議速度和車輛前面的自由距離的信息發(fā)送給已經(jīng)檢測該車輛的電動機控 制器。應(yīng)該理解，區(qū)域控制器可以將關(guān)于自由距離的信息與上面的速度命令 一起發(fā)送，或者作為單獨的消息發(fā)送。在一個實施例中，區(qū)域控制器發(fā)送剛 好在當(dāng)前車輛la前面的車輛lb的位置，從而指示當(dāng)前車輛la前面的自由距 離11的終點。通常，車輛的自由距離可以被確定為車輛前面的未占用軌道的 長度，具體地為，沿著軌道與剛好在該車輛前面的第一其它車輛的距離/位置。
可選地或者另外地，為了發(fā)送建議速度，區(qū)域控制器可以確定建議速度 調(diào)節(jié)并且將對應(yīng)的速度調(diào)節(jié)命令發(fā)送給電動機控制器。例如，如果前面的車 輛和后面的車輛之間的計算距離大于安全距離，則區(qū)域控制器IO可以通過通 信電纜9向?qū)?yīng)的電動機控制器2發(fā)送"提高速度"命令，從而使后面的車 輛加速，或者發(fā)送"相同速度"命令，從而使后面的車輛保持相同的速度。 另一方面，在計算距離比安全距離短的情況下，區(qū)域控制器10向后面車輛的 電動機控制器發(fā)送"降低速度"命令，從而使后面的車輛減速。圖8示出了由速度控制系統(tǒng)的車輛控制器執(zhí)行的速度控制過程的示例的 流程圖。在初始步驟S71中，車輛控制器檢查車輛控制器是否已經(jīng)從電動機 控制器接收到了指示自由距離的消息。如果車輛控制器已經(jīng)接收到了這類消 息，則該過程進行到步驟S72。優(yōu)選地，"自由距離"被傳達為不受車輛運動 影響的自由距離的終點的位置。
在步驟S72中，即，當(dāng)車輛控制器已經(jīng)從電動機控制器接收到指示自由 距離的新消息時，車輛控制器更新指示確定的自由距離的值。在一個實施例 中，僅當(dāng)已經(jīng)通過從電動機控制器接收的至少兩個傳感器指示或者兩條消息 確定了該確定的自由距離時，車輛控制器才更新自由距離。
在后面的步驟S75中，車輛控制器確定確定的自由距離是否小于車輛能 夠制動的范圍內(nèi)的預(yù)定制動距離。預(yù)定制動距離可以為存儲在車輛控制器內(nèi) 的恒定距離或者是取決于例如當(dāng)前車輛速度、車輛當(dāng)前重量和/或其它參數(shù) (例如，車輛在軌道上的位置、導(dǎo)軌Z軌道梯度或天氣條件)的距離。通常， 制動距離將小于如上所述用于正常速度調(diào)節(jié)的安全距離。如果確定的自由距 離大于制動距離，則該過程進行到步驟S76,否則該過程進行到步驟S74，在 步驟S74中，車輛控制器使得緊急制動器啟動。
在步驟S76中，車輛控制器將監(jiān)視定時信號發(fā)送給緊急制動器，從而指 示緊急制動器車輛控制器正在正常運行。接著，該過程返回步驟S71,從而 檢查是否從已經(jīng)接收到來自電動機控制器的消息。
當(dāng)監(jiān)視定時器被設(shè)計成只要車輛控制器周期性地找到監(jiān)視定時器，監(jiān)視 定時器就發(fā)送監(jiān)視定時信號時，要確保在車輛控制器出現(xiàn)可能影響它的位置 和速度的計算的故障的情況下激活車輛制動器。
應(yīng)該理解，緊急制動器的激活還可以基于另外的或者可選的標(biāo)準(zhǔn)。例如， 在沒有從電動機控制器接收到信號和/或沒有接收到更新的自由距離的情況 下，車輛控制系統(tǒng)可以在預(yù)定的延遲時間之后激活緊急制動器。所述延遲時 間可以取決于車輛的速度，使得車輛能夠在預(yù)定距離內(nèi)停止。
在本發(fā)明的上述示例性實施例中，由于通過氣隙向附于車輛的反饋盤傳 遞推動功率，所以不需要向車輛提供功率。因此，不需要安裝在傳統(tǒng)的車載 型直線感應(yīng)電動機上的功率提供裝置和功率收集器的安裝。
車載型直線感應(yīng)電動機
圖9和圖IO示意性地示出了具有車載型直線感應(yīng)電動機的個人快速交通系統(tǒng)的一部分的示例。個人快速交通系統(tǒng)包括軌道，圖9和圖IO中示意性地
示出了軌道的一部分，并且用標(biāo)號6表示軌道。軌道通常形成網(wǎng)絡(luò)，所述網(wǎng) 絡(luò)通常包括多個并線、岔口和站。個人快速交通系統(tǒng)還包括多輛車，通常用 標(biāo)號l表示車輛。圖9和圖IO示出了具有車輛1的軌道部分6。應(yīng)該理解， 個人快速交通系統(tǒng)可以包括任何數(shù)量的車輛。通常，每輛車通常包括由底盤 或框架非動力輪22支撐的客艙。
如上所述，個人快速交通系統(tǒng)可以包括車載型直線感應(yīng)電動機，車載型 直線感應(yīng)電動機包括一個或多個通常用標(biāo)號5表示的原》茲芯，在各輛車中布 置原磁芯。每輛車具有安裝在車輛中的一個或多個LIM。安裝在軌道上的反 饋盤7通常是按照例如沿著軌道布置的連續(xù)板的形式位于鋼背板上的由鋁、 銅等制成的金屬板。在這種實施例中，車輛例如經(jīng)過合適的滑動接觸從例如 導(dǎo)軌接收用于驅(qū)動LIM的功率。
如在下面將更詳細描述的，每輛車1包括通常用13表示的用于控制車輛 運行的車輛控制器。
每個原磁芯5受電動機控制器2控制，電動機控制器2將合適的AC功 率提供給對應(yīng)的原磁芯，從而控制用于使車輛加速或減速的推力。由原磁芯 5對反饋盤7提供所述推力。為此，每個電動機控制器2包括將驅(qū)動功率提 供給原磁芯5的逆變器或者開關(guān)裝置。電動機控制器2沖艮據(jù)從區(qū)域控制器10 到車輛控制器的外部控制信號9來控制驅(qū)動功率的電壓/頻率。接著，車輛控 制器將相關(guān)信號發(fā)送給電動機控制器。
在車載系統(tǒng)中，區(qū)域控制器經(jīng)過無線通信與車輛控制器13進行通信。然 后，車輛控制器與電動機控制器2進行通信。即使圖9和圖IO示出了作為具 有單獨硬件的兩個單獨單元的車輛控制器和電動機控制器，但是應(yīng)該理解， 車輛控制器和電動機控制器可以集成為單個單元乃至可以被實施為在同一硬 件上執(zhí)行的兩個程序。
通常，如果例如通量的密度和頻率之類的條件相同，則在盤7和原磁芯 5之間產(chǎn)生的電磁推力與盤和原磁芯之間的氣隙面積成比例。
車載直線感應(yīng)電動機的優(yōu)點在于，原磁芯5和電動機控制器2安裝在車 輛上，從而得到了車輛沿著軌道平滑地運動。車載型的另一個優(yōu)點是通常需 要較少的原磁芯和電動機控制器，這是因為每輛車攜載自己的電動機控制器 和原磁芯，因此不用沿著整條軌道放置多個電動機控制器和原磁芯。車載電動機的大小需要針對(并且可以提供)最大加速度和等級，于是 車載電動機具有更好的性能，從而減少對使用緊急制動器的應(yīng)用。
該系統(tǒng)還可以包括用于檢測車輛沿著軌道的位置的一個或多個車輛位置
檢測傳感器?？梢酝ㄟ^如圖9中所示的位置檢測傳感器8的方式在軌道中進 行所述位置檢測，或者可以如圖10中所示由車輛中的位置檢測傳感器28進 行位置4企測感應(yīng)。
在圖9的系統(tǒng)中，通過車輛位置傳感器8檢測車輛位置，其中，車輛位 置傳感器8適于檢測在對應(yīng)的傳感器附近的車輛的存在。車輛位置傳感器8 連接到區(qū)域控制器IO并且將它們各自的檢測信號發(fā)送給區(qū)域控制器。即使圖 9中僅示出了一個車輛位置傳感器8，但是應(yīng)該理解，通常將存在一個以上的
傳感器。
車輛位置傳感器可以通過任何合適的^^測機理來^^測車輛存在。在優(yōu)選 實施例中，車輛位置傳感器還檢測諸如車輛速度、方向和/或車輛ID之類的參數(shù)。
用于位置和速度的車載傳感器可以省去對導(dǎo)軌中的傳感器的需求。 該系統(tǒng)還包括用于控制PRT系統(tǒng)中的至少預(yù)定部分或區(qū)域的操作的一個 或多個區(qū)域控制器IO。通過點對點通信、總線系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)(例如，局 域網(wǎng)絡(luò)(LAN))等按照無線通信的方式，每個區(qū)域控制器與受區(qū)域控制器 10控制的區(qū)域內(nèi)的車輛控制器13的子集進行通信，從而使得在車輛控制器 13和對應(yīng)的區(qū)域控制器IO之間進行數(shù)據(jù)通信。即使圖9和圖IO僅描述了單 個區(qū)域控制器，也應(yīng)該理解，PRT系統(tǒng)通常包括任何合適數(shù)量的區(qū)域控制器。 系統(tǒng)的不同部分/區(qū)域可以由它們各自的區(qū)域控制器控制，從而使得系統(tǒng)便利 的縮放以及對單個區(qū)域提供彼此獨立的操作。此外，盡管圖9和圖IO中沒有 描述，但是每個區(qū)域控制器IO可以被構(gòu)造為多個獨立的控制器，從而對區(qū)域 中的車輛控制器(例如，當(dāng)前存在于軌道的一部分中的車輛)提供分布式控 制?？蛇x地或者另外地，可以對每個區(qū)域提供多個區(qū)域控制器，從而通過重 復(fù)來提高可靠性。
如將在下面更詳細描述的，在圖10的示例中，當(dāng)區(qū)域控制器10從車輛 控制器接收到指示被檢測車輛的位置和車輛ID的合適的檢測信號時，區(qū)域控 制器IO識別每輛車的位置。
另外，區(qū)域控制器計算兩輛車之間的距離。因此，區(qū)域控制器10根據(jù)計算的兩輛車之間的距離來確定兩輛車的各自的期望/建議速度，從而在車輛之 間保持期望的最小間隔距離或安全距離，并且因此管理專用區(qū)域內(nèi)的整體交 通流量。因此，區(qū)域控制器將關(guān)于被檢測車輛的自由距離和期望/建議速度的 信息返回至車輛。可選地，區(qū)域控制器可以確定速度調(diào)節(jié)的期望程度，并且 將相應(yīng)的命令發(fā)送給車輛。
可選地或者另外地，也可以基于確定的自由距離通過電動機控制器來計 算速度。因此，安全控制不依賴于與區(qū)域控制器的不間斷的通信，這是因為 電動機控制器可以基于最后獲知的車輛的自由距離來計算速度。
PRT系統(tǒng)還包括連接到區(qū)域控制器10的中央系統(tǒng)控制器20，從而使得 例如如圖1的軌道內(nèi)部系統(tǒng)所示在區(qū)域控制器和中央系統(tǒng)控制器20之間進行 數(shù)據(jù)通信。中央系統(tǒng)控制器20可以安裝在PRT系統(tǒng)的控制中心，并且被構(gòu) 造為檢測和控制整個系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可選地包括交通管理任務(wù)，例如，負(fù) 荷預(yù)報、線路表、空車管理、乘客信息等。
具體地講，車輛控制器13控制安裝在車輛1內(nèi)的一個或多個緊急制動器 21的操作。即使可以使用其它類型的緊急制動器，但是已經(jīng)證明預(yù)載彈簧型 的機械緊急制動器特別可靠，因為這種制動器不需要電或者其它功率來激活， 從而提供了失效保護緊急制動機構(gòu)。在這種預(yù)載彈簧緊急制動器中，例如通 過液壓或氣壓的方式使彈簧預(yù)載。通過去除預(yù)載壓力并由此引起彈簧擴張來 啟動制動器，例如通過將一個或多個制動塊或制動夾壓向軌道6和/或輪子22 來激活制動器。
可選地或者另外地，在車載系統(tǒng)中，車載電動才幾5可以用作緊急制動器。 在這種實施例中，車輛可以包括連接到電動機5的車載能源(例如，電池)， 其中，該車載電源獨立于電動機5的正常能量供應(yīng)具有足夠的提供緊急制動 所需要的容量，電動機5通常經(jīng)過導(dǎo)軌/軌道接收其正常操作能量。
車輛控制器13包括用于經(jīng)無線通信向區(qū)域控制器10發(fā)送數(shù)據(jù)/從區(qū)域控 制器IO接收數(shù)據(jù)的收發(fā)機和Z或其它通信接口 14。車輛控制器13還包括信號 處理模塊15。電動機控制器2還包括主控制模塊16，主控制模塊16根據(jù)車 輛控制器13經(jīng)無線通信14從區(qū)域控制器IO接收的指令向逆變器17或其它 推力控制器(例如，逆變器或開關(guān)裝置)輸出電壓/頻率命令。逆變器17或 開關(guān)裝置根據(jù)來自主控制模塊16的電壓/頻率命令將多相AC功率經(jīng)過功率線 24提供到對應(yīng)的原磁芯。信息處理模塊15和主控制模塊16可以被實現(xiàn)為單獨的電路/電路板或者實現(xiàn)為一個電路/電路板(例如，實現(xiàn)為ASIC (專用集 成電路))、合適的編程通用微處理器等。
區(qū)域控制器和車輛控制器之間的無線通信可以例如通過無線射頻通信 (具體地為近程無線電通信)經(jīng)過任何合適的無線數(shù)據(jù)通信介質(zhì)來執(zhí)行。因 此，車輛控制器13接收關(guān)于車輛前面到下一輛車的確定的自由距離的信息。 因此，在任何時候，車輛控制器13保留關(guān)于車輛前面的自由距離的信息。當(dāng) 車輛控制器13隨后接收關(guān)于自由距離的更新的信息時，車輛控制器13更新 存儲的確定的自由距離。
車輛還包括用于檢測自身位置和速度的車輛位置傳感器28?；陉P(guān)于確 定的自由距離的存儲信息并且基于來自傳感器28的傳感器信號，車輛控制器 確定車輛1靠近該車輛的確定的自由距離的終點的時間，并且及時啟動緊急 制動器21,從而使得車輛在到達確定的自由距離的終點之前停止。
傳感器28可以基于任何合適的機理來檢測車輛1的位置和速度。例如， 可以通過輪子傳感器，例如通過計數(shù)每單位時間內(nèi)一個或多個輪子的轉(zhuǎn)數(shù)， 來檢測車輛速度?？梢酝ㄟ^檢測沿著軌道設(shè)置的應(yīng)答機的響應(yīng)信號的無線電 收發(fā)機的方式、通過基于導(dǎo)航系統(tǒng)(例如，全球定位系統(tǒng))的衛(wèi)星的方式、
以通過將檢測的速度信號等結(jié)合來確定車輛位置。
如果在車輛靠近該車輛的當(dāng)前確定的自由距離的終點之前，車輛控制器 13沒有從區(qū)域控制器接收到使車輛控制器更新其存儲的確定的自由距離的消 息，則車輛控制器啟動緊急制動器。
優(yōu)點在于，車輛控制器13獨立于區(qū)域控制器的功能來控制緊急制動器， 從而提高了系統(tǒng)的安全性。另一方面，只要在靠近該車輛的當(dāng)前確定的自由 距離的終點之前，車輛控制器接收到更新的自由距離，則單個車輛位置傳感 器或者通信鏈路的 一 個故障就沒有必要引起緊急制動，從而避免不必要地中 斷系統(tǒng)的操作。
車輛控制器13還被構(gòu)造為向緊急制動器21發(fā)送周期性的監(jiān)視定時信號。 如果緊急制動器21在預(yù)定時間段內(nèi)沒有接收到監(jiān)視定時信號，則緊急制動器 21被構(gòu)造為自己啟動，從而提供相對于車輛控制器13的故障的安全性。
車輛控制器13可以包括分別用于正常速度控制和緊急制動控制的單獨 的功能模塊602和603。因此，如果由于速度控制模塊602中的故障而導(dǎo)致正常速度控制失敗，則緊急制動控制仍然起到其獨立控制的作用。模塊602 和603可以被實現(xiàn)為單獨的硬件單元(例如，單獨的ASIC),或者實現(xiàn)為在 相同或者不同硬件上執(zhí)行的單獨的程序模塊(例如，實現(xiàn)為兩個獨立的控制 程序)。具體地講，車輛可以包括獨立于電動機5的電源向車輛控制器13 (或 者至少是緊急制動控制模塊603 )提供功率的單獨的能源(例如，電池)604。
在可選實施例中，車輛的位置檢測可以基于如圖10中所示的連接到車輛 控制器13的車載位置檢測傳感器28。在圖10中，車輛控制器將關(guān)于車輛的 信息傳達給區(qū)域控制器，而在圖9中，區(qū)域控制器將關(guān)于車輛的信息傳達給 車輛控制器。因此，在圖10的系統(tǒng)中，不需要軌道內(nèi)部的車輛位置傳感器。 因此，車輛控制器13被構(gòu)造為將車輛ID、當(dāng)前車輛位置和速度經(jīng)無線通信 發(fā)送給區(qū)域控制器。該通信可以是車輛和區(qū)域控制器之一之間的點對點通信， 或者可以為車輛廣播通信。例如，車輛可以經(jīng)過它的收發(fā)機19周期性地廣播 它的ID、位置和速度，以使無線接口范圍內(nèi)的電動機控制器接收到該車輛的 ID、位置和速度，從而使得區(qū)域控制器確定車輛的自由距離和相應(yīng)的建議速 度。如前所述執(zhí)行從區(qū)域控制器10到車輛控制器13的計算的自由距離和建 議速度和/或速度調(diào)節(jié)命令的通信、電動機控制器2的速度控制、緊急制動機 理和監(jiān)視定時功能。
在下面，現(xiàn)在將參照圖11至圖14并且繼續(xù)參照圖9和圖IO來描述通過 在此公開的速度控制系統(tǒng)的實施例實現(xiàn)的速度控制過程。
圖11和圖12示出了由速度控制系統(tǒng)的基于車輛的車輛控制器和/或電動 機控制器執(zhí)行的速度控制過程的示例的流程圖。
圖11示出了車載系統(tǒng)中的速度控制過程的第一示例。首先，該過程從區(qū) 域控制器接收(S52)指示目標(biāo)/建議車輛速度和/或指示需要速度調(diào)節(jié)的速度 命令、以及指示車輛前面的自由距離的信息?；谒俣让睿撨^程計算一 個或多個電壓/頻率命令，并且將該命令提供給逆變器17(S53)。對電壓/頻 率的計算還可以基于從車輛位置傳感器接收到的車輛的車輛速度的速度測 量?；跍y量的速度和接收的目標(biāo)速度，該過程確定期望的加速或減速的量， 并且對對應(yīng)的電壓/頻率命令進行計算。因此，逆變器通過利用例如脈沖寬度 調(diào)制技術(shù)采用期望的頻率產(chǎn)生期望的AC電壓，并且將AC功率輸送給直線 感應(yīng)電動機的對應(yīng)的原石茲芯5。應(yīng)該理解，期望的加速/減速的計算可以通過 車輛控制器和/或電動機控制器來執(zhí)行?？蛇x地，該過程可以通過區(qū)域控制器來執(zhí)行。
圖12中示出的示例與圖11中示出的過程類似。然而，在圖12的示例中， 該過程還包括通過涉及自由距離和安全速度的查詢表的方式基于接收的自由 距離來確定(S55)安全速度?？蛇x地，查詢表還包括諸如，車輛質(zhì)量、外部 條件(例如導(dǎo)軌梯度等)的參數(shù)?？蛇x地或者另外地，可以基于用來計算估 計的制動距離的預(yù)定公式來執(zhí)行所述確定步驟。制動距離的計算可以基于 LIM的制動能力和/或乘客舒適度限制，從而確保保持允許制動而不需要調(diào)用 緊急制動器的安全速度。
在步驟S56中，該過程確定安全速度是否小于接收到的建議速度。如果 安全速度小于建議速度，則該過程基于安全速度確定速度調(diào)節(jié)(S57),從而 避免對不必要的緊急制動的需求。否則，該過程基于建議速度來確定速度調(diào) 節(jié)(S58)。通常，速度調(diào)節(jié)可以基于電動機控制器的比例、積分和微分(PID) 控制電路。PID控制電路可以確定推力等級(即，期望的加速時間、車輛質(zhì) 量)，從而將速度調(diào)節(jié)到期望值。例如，可以通過測量車輛從站出發(fā)的過程中 的車輛加速性能來確定車輛質(zhì)量，并且將車輛質(zhì)量傳達給對應(yīng)的車輛。計算
的推力可能因附加因素例如，LIM的規(guī)格、確保乘客舒適度的限制、導(dǎo)軌梯 度等而被限制Z修改。如上所述，基于確定的速度調(diào)節(jié)，該過程計算一個或多 個電壓/頻率命令，并且將所述命令提供給逆變器17 (S53)或者其它推力控制器。
圖13示出了由速度控制系統(tǒng)的區(qū)域控制器執(zhí)行的速度控制過程的示例 的流程圖。在初始步驟S61中，根據(jù)具體情況，區(qū)域控制器IO從車輛控制器 13和/或基于軌道的傳感器8接收數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)指示車輛位置和車輛ID， 以及可選的車輛的速度和方向?；谠撐恢眯畔⒑痛鎯Φ年P(guān)于預(yù)定區(qū)域內(nèi)的 其它車輛的位置的信息，區(qū)域控制器計算(S62)車輛之間的相對距離，并且 檢查車輛是否保持最小間隔距離。具體地講，通過將計算的距離與預(yù)定的安 全距離進行比較來確定是保持還是沒有保持最小間隔距離，其中，所述預(yù)定
基于該距離信息，例如，在站的出口，區(qū)域控制器為了要保持安全距離的車 輛并為并線控制確定(S63)建議速度。應(yīng)該理解，區(qū)域控制器可以在區(qū)域內(nèi) 執(zhí)行用于控制車輛速度的可選或其它策略，從而確保保持最小間隔距離并且 將系統(tǒng)的通過量和Z或通過次數(shù)最優(yōu)化，并且確保彎路中的乘客舒適度。在步驟S64中，區(qū)域控制器將關(guān)于建議速度和車輛前面的自由距離的信息發(fā)送給 車輛。應(yīng)該理解，區(qū)域控制器可以將關(guān)于自由距離的信息與上面的速度命令 一起發(fā)送，或者作為單獨的消息發(fā)送。在一個實施例中，區(qū)域控制器發(fā)送剛 好在當(dāng)前車輛前面的一輛車的位置，從而指示當(dāng)前車輛前面的自由距離的終 點。通常，車輛的自由距離可以被確定為車輛前面的未占用軌道的長度，具 體地為，沿著軌道與剛好在該車輛前面的第一其它車輛的距離/位置。
可選地或者另外地，為了發(fā)送建議速度，區(qū)域控制器可以確定建議速度 調(diào)節(jié)并且將對應(yīng)的速度調(diào)節(jié)命令發(fā)送給車輛控制器。例如，如果前面車輛和 后面車輛之間的計算距離大于安全距離，則區(qū)域控制器IO可以通過無線通信 9發(fā)送"提高速度"命令，從而使后面的車輛加速，或者發(fā)送"相同速度" 命令，從而使后面的車輛保持相同的速度。另一方面，在計算距離比安全距 離短的情況下，區(qū)域控制器10發(fā)送"降低速度，，命令，從而使后面的車輛減 速。
圖14示出了由速度控制系統(tǒng)的車輛控制器執(zhí)行的緊急制動控制過程的 示例的流程圖。在初始步驟S71中，車輛控制器檢查車輛控制器是否已經(jīng)接 收到了指示自由距離的消息。如果車輛控制器已經(jīng)接收到了這類消息，則該 過程進行到步驟S72。優(yōu)選地，"自由距離"被傳達為不受車輛運動影響的自 由距離的終點的位置。
在步驟S72中，即，當(dāng)車輛控制器已經(jīng)接收到指示自由距離的新消息時， 車輛控制器更新指示確定的自由距離的值。在一個實施例中，僅當(dāng)已經(jīng)通過 至少兩個傳感器指示或者兩條消息確定了自由距離時，車輛控制器才更新自 由距離。
在后面的步驟S75中，車輛控制器確定確定的自由距離是否小于車輛能 夠制動的范圍內(nèi)的預(yù)定制動距離。預(yù)定制動距離可以為存儲在車輛控制器內(nèi) 的恒定距離或者是取決于例如當(dāng)前車輛速度、車輛當(dāng)前重量和/或其它參數(shù) (例如，車輛在軌道上的位置、導(dǎo)軌梯度或天氣條件)的距離。通常，制動 距離將小于如上所述用于正常速度調(diào)節(jié)的安全距離。如果確定的自由距離大 于制動距離，則該過程進行到步驟S76，否則該過程進行到步驟S74,在步驟 S74中，車輛控制器使得緊急制動器啟動。
在步驟S76中，車輛控制器將監(jiān)視定時信號發(fā)送給緊急制動器，從而指 示緊急制動器車輛控制器正在正常運行。接著，該過程返回到步驟S71，從而檢查是否接收到了消息。
當(dāng)監(jiān)視定時器被設(shè)計成只要車輛控制器周期性地找到監(jiān)視定時器，監(jiān)視 定時器就發(fā)送監(jiān)視定時信號時，要確保在車輛控制器出現(xiàn)可能影響它對位置 和速度的計算計算的故障的情況下激活車輛制動器。
應(yīng)該理解，緊急制動器的激活還可以基于另外的或者可選的標(biāo)準(zhǔn)。例如， 在沒有接收到來自電動機控制器的信號和/或沒有接收到更新的自由距離的 情況下，車輛控制系統(tǒng)可以在預(yù)定延遲時間之后激活緊急制動器。所述延遲 時間可以取決于車輛的速度，使得車輛能夠在預(yù)定的距離內(nèi)停止。
盡管已經(jīng)詳細描述和示出了一些實施例，但是本發(fā)明不限于此，而是在 由權(quán)利要求限定的主題的范圍內(nèi)，也可以按照其它方式實施本發(fā)明。
這里描述的方法和控制系統(tǒng)，具體地講，這里描述的車輛控制器、區(qū)域
適當(dāng)編程的微處理器或者其它處理方式來實施。術(shù)語"處理"意味著包括適 合用于執(zhí)行這里描述的例如通過執(zhí)行編程代碼的方式(例如，計算機可執(zhí)行 指令)帶來的功能的任何電路和/或裝置。具體地講，以上術(shù)語包括通用可編
程微處理器或者專用可編程微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、專用集成電 路(ASIC)、可編程邏輯陣列(PLA)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、特殊目 的電路等或者它們的組合。
如果設(shè)備權(quán)利要求列舉了幾種裝置，則這些裝置中的幾個可以通過一個 硬件和相同項的硬件(例如，適合的編程微處理器， 一個或多個數(shù)字信號處 理器等)來實施。在互不相同的從屬權(quán)利要求中陳述的或者在不同實施例中 描述的特定措施的基本事實不指示這些措施的組合不能帶來優(yōu)點。
應(yīng)該強調(diào)的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語"包括/包含"來說明存在所述 特征、整體、步驟或者組件時，不排除存在或添加一個或多個其它特征、整 體、步驟、組件或它們的組。
權(quán)利要求
1、一種速度控制系統(tǒng)，當(dāng)個人快速交通系統(tǒng)中的一輛車或多輛車沿著軌道行駛時，所述速度控制系統(tǒng)用于控制所述一輛車或多輛車的車輛速度，個人快速交通系統(tǒng)包括車輛推動力系統(tǒng)，車輛推動力系統(tǒng)包括一個或多個電動機，每個電動機適于產(chǎn)生用于推動一輛車或多輛車之一的推力，所述速度控制系統(tǒng)包括速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，適于基于從車輛位置和/或速度傳感器接收的一個或多個傳感器信號來控制由至少一個所述電動機產(chǎn)生的推力，從而控制一輛車或多輛車的速度；車輛控制系統(tǒng)，包括在所述一輛車或多輛車的每輛車中，并且適于獨立于速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)的速度控制來激活安裝在所述車輛上的緊急制動器。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度控制系統(tǒng)，其中，個人快速交通系統(tǒng)包括 軌道內(nèi)部的車輛推動力系統(tǒng)，所述軌道內(nèi)部的車輛推動力系統(tǒng)包括沿著所述 軌道設(shè)置的多個電動機，當(dāng)所述車輛在所述電動機附近時，每個電動機適于 產(chǎn)生用于推動一輛車或多輛車之一的推力。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的速度控制系統(tǒng)，其中，個人快速交通系統(tǒng)包括 車載型車輛推動力系統(tǒng)，其中，每輛車包括至少一個所述電動機。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求3所述的速度控制系統(tǒng)，其中，緊急制動 器是包括摩擦咬合軌道的制動器構(gòu)件的機械制動器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的速度控制系統(tǒng)，其中，緊急制動器包括通過預(yù) 載壓力牽制的預(yù)載彈簧構(gòu)件。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求5中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)，其 中，傳感器信號包括至少指示車輛速度和車輛位置的信號。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求6中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)，其 中，4偉動力系統(tǒng)是包4舌一個或多個直線感應(yīng)電動才幾的直線感應(yīng)電動片幾系統(tǒng)， 其中，通過作用在反饋盤上的電磁力將產(chǎn)生的推力傳達給車輛。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的速度控制系統(tǒng)，其中，沿著軌道放置多個直線 感應(yīng)電動機，其中，反饋盤安裝在車輛上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的速度控制系統(tǒng)，其中， 一個或多個直線感應(yīng)電 動機放置在車輛上，其中，反饋盤安裝在軌道上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求9中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，車輛控制系統(tǒng)適于從用于控制快速交通系統(tǒng)的至少一部分的區(qū)域控制 系統(tǒng)接收重復(fù)出現(xiàn)的信號。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的速度控制系統(tǒng)，其中，重復(fù)出現(xiàn)的信號指示車輛前面的自由距離的終點；其中，如果從當(dāng)前位置到所述終點的距離小于 預(yù)定的闊值距離，則車輛控制系統(tǒng)適于激活緊急制動器。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO至權(quán)利要求11中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，重復(fù)出現(xiàn)的信號指示所述車輛前面的自由距離，其中，車輛控制系統(tǒng) 適于接收指示車輛速度和車輛當(dāng)前位置的傳感器信號，并且適于基于速度、 當(dāng)前位置和自由距離來確定需要激活緊急制動器。
13、 根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的速度控制系統(tǒng)，其中，只有當(dāng)所述接 收到的重復(fù)出現(xiàn)的信號中的至少兩個已經(jīng)指示了所述自由距離時，車輛控制 系統(tǒng)適于將所述自由距離作為確定的自由距離。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10至權(quán)利要求13中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，車輛控制系統(tǒng)適于在沒有接收到所述重復(fù)出現(xiàn)的信號的情況下，在預(yù) 定延遲的時間之后激活緊急制動器。
15、 根據(jù)權(quán)利要求14所述的速度控制系統(tǒng)，其中，所述延遲時間取決于 車輛的速度，使得車輛在預(yù)定距離內(nèi)能夠停止。
16、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求15中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括一個或多個電動機控制器，其中，每個電動機控 制器適于控制一個或多個電動機中的至少一個；至少一個區(qū)域控制器適于接 收所述傳感器信號并且產(chǎn)生速度命令，所述速度命令使電動機控制器調(diào)節(jié)對 應(yīng)車輛的速度。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的速度控制系統(tǒng)，其中， 一個或多個電動機控 制器沿著軌道放置，其中，區(qū)域控制器適于向?qū)?yīng)的電動機控制器發(fā)送速度命令。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的速度控制系統(tǒng)，其中，區(qū)域控制器適于向所 述電動機控制器發(fā)送關(guān)于位于所述電動機控制器附近的車輛前面的自由距離 的信息，其中，電動機控制器適于將所述信息發(fā)給所述車輛。
19、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的速度控制系統(tǒng)，其中， 一個或多個電動機控 制器位于各個車輛中，其中，至少一個區(qū)域控制器適于將速度命令發(fā)送給對應(yīng)的車輛控制器，從而使得每個車輛控制器與對應(yīng)的電動機控制器進行通信， 從而調(diào)節(jié)對應(yīng)車輛的速度。
20、 根據(jù)權(quán)利要求16至權(quán)利要求19中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，區(qū)域控制器適于將關(guān)于車輛前面的自由距離的信息發(fā)送給所述車輛， 并且從每輛車接收位置信息和速度信息。
21、 根據(jù)權(quán)利要求16至權(quán)利要求20中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，每個區(qū)域控制器和每個電動機控制器分別由兩個重復(fù)的子系統(tǒng)組成。
22、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求21中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，每輛車包括至少兩個重復(fù)的車輛控制器。
23、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求22中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，車輛控制系統(tǒng)適于將重復(fù)重現(xiàn)的監(jiān)視定時信號發(fā)送給緊急制動器，其 中，緊急制動器適于緊急制動器在預(yù)定時間段內(nèi)沒有從車輛控制系統(tǒng)接收到 監(jiān)視定時信號時激活。
24、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求23中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，車輛控制系統(tǒng)包括監(jiān)視定時模塊，監(jiān)視定時模塊在車輛控制系統(tǒng)的操 作期間被周期性地找到，并且適于如果監(jiān)視定時模塊在預(yù)定時間段內(nèi)沒有被 找到則激活緊急制動器。
25、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求24中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)包括a) 直線感應(yīng)電動機，包括一個或多個原磁芯，每個原磁芯被布置成向沿 著軌道運動的車輛提供推動力；b) —個或多個車輛位置傳感器，至少適于檢測車輛的位置；c) 一個或多個電動機控制器，其中，每個電動機控制器適于控制一個或 多個對應(yīng)的原》茲芯；d) 區(qū)域控制器，適于基于從車輛位置傳感器接收的教:據(jù)確定預(yù)定區(qū)域內(nèi) 的每輛車的位置，計算連續(xù)的兩輛車之間的距離，并且產(chǎn)生用于使一個或多 個電動機控制器調(diào)節(jié)對應(yīng)車輛的速度的車輛速度命令，從而保持連續(xù)車輛之 間的安全間隔距離和/或?qū)⒃谒鰠^(qū)域中的車流量最優(yōu)化。
26、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求25中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，沿著軌道布置直線感應(yīng)電動機和電動機控制器，其中，區(qū)域控制器適 于與電動機控制器進行通信。
27、 根據(jù)權(quán)利要求1至權(quán)利要求25中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)，其中，直線感應(yīng)電動機和電動機控制器包含在各輛車中，其中，區(qū)域控制器 適于與車輛控制器進行通信。
28、 一種用于控制個人快速交通系統(tǒng)中的車輛速度的速度控制系統(tǒng)，所 述速度控制系統(tǒng)包括a) 直線感應(yīng)電動機，包括一個或多個原》茲芯，每個原磁芯被布置成向沿 著軌道運動的車輛提供推動力；b) —個或多個車輛位置傳感器，至少適于檢測車輛的位置；c) 一個或多個電動機控制器，其中，每個電動機控制器適于控制一個或 多個對應(yīng)的原,茲芯；d) 區(qū)域控制器，適于基于從車輛位置傳感器接收的數(shù)據(jù)確定預(yù)定區(qū)域內(nèi) 的每輛車的位置，計算連續(xù)的兩輛車之間的距離，并且產(chǎn)生用于使一個或多 個電動機控制器調(diào)節(jié)對應(yīng)車輛的速度的車輛速度命令，從而保持連續(xù)車輛之 間的安全間隔距離和Z或?qū)⒃谒鰠^(qū)域中的車流量最優(yōu)化。
29、 根據(jù)權(quán)利要求25至權(quán)利要求28中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，每個電動機控制器包括推力控制器，推力控制器用于向?qū)?yīng)的原磁芯 的接線端提供多相交流電壓，控制電路適于經(jīng)過所述通信從區(qū)域控制器接收車輛速度命令； 對推力控制器產(chǎn)生電壓/頻率命令。
30、 根據(jù)權(quán)利要求29所述的速度控制系統(tǒng)，其中，所述通信是有線連接。
31、 根據(jù)權(quán)利要求29至權(quán)利要求30中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，電動機控制器包括控制電路，推力控制器集成為單個單元。
32、 根據(jù)權(quán)利要求31所述的速度控制系統(tǒng)，其中，沿著軌道布置多個這 樣的單元。
33、 根據(jù)權(quán)利要求32所述的速度控制系統(tǒng)，其中，這樣的集成單元之一 位于直線感應(yīng)電動才幾的原》茲芯的每個位置處。
34、 根據(jù)權(quán)利要求33所述的速度控制系統(tǒng)，其中，每個原磁芯布置為包 括原磁芯和電動機控制器的集成單元。
35、 根據(jù)權(quán)利要求29至權(quán)利要求34中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，每個電動機控制器包括至少一個通信單元，所述至少一個通信單元用于通過發(fā)送車輛信息數(shù)據(jù)和通過接收車輛速度命令來提供與區(qū)域控制器的數(shù) 據(jù)通信，其中，控制電路還適于基于從區(qū)域控制器接收的速度命令向推力控 制器產(chǎn)生電壓/頻率命令。
36、 根據(jù)權(quán)利要求29至權(quán)利要求35中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，區(qū)域控制器適于基于從預(yù)定區(qū)域內(nèi)的位置傳感器接收的數(shù)據(jù)來管理數(shù)向和ID的信息，其中，區(qū)域控制器適于確定車輛位置，并且適于基于確定的 車輛位置計算車輛之間的距離，其中，區(qū)域控制器適于通過將車輛ID和區(qū)域 控制器已經(jīng)從其接收到所述數(shù)據(jù)的電動機控制器的ID關(guān)聯(lián)來確定車輛位置。
37、 根據(jù)權(quán)利要求25至權(quán)利要求28中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，每個電動機控制器包括用于向?qū)?yīng)的原磁芯的接線端提供多相交流電 壓的推力控制器，其中，電動機控制器適于與車輛控制器進行通信，其中， 車輛控制器適于向區(qū)域控制器發(fā)送數(shù)據(jù)，—其中，車輛控制器包括控制電路，所述控制電路適于 經(jīng)過通信連接向區(qū)域控制器發(fā)送車輛檢測數(shù)據(jù)； 經(jīng)過所述通信連接從區(qū)域控制器接收車輛速度命令； 向推力控制器產(chǎn)生電壓/頻率命令。
38、 根據(jù)權(quán)利要求37所述的速度控制系統(tǒng)，其中，所述通信連接是無線連接。
39、 根據(jù)權(quán)利要求37至權(quán)利要求38中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，每個車輛控制器包括至少一個通信單元，所述至少一個通信單元用于 通過發(fā)送車輛信息數(shù)據(jù)和通過接收車輛速度命令來提供與區(qū)域控制器的數(shù)據(jù) 通信，其中，控制電路還適于基于從區(qū)域控制器接收的速度命令向推力控制 器產(chǎn)生電壓/頻率命令。
40、 根據(jù)權(quán)利要求29至權(quán)利要求39中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，車輛位置傳感器適于至少檢測車輛位置和車輛速度，其中，控制電路 還適于基于接收的車輛速度命令和車輛速度數(shù)據(jù)來確定電壓/頻率命令。
41、 根據(jù)權(quán)利要求29或權(quán)利要求37所述的速度控制系統(tǒng)，其中，推力 控制器是用于基于由控制電路產(chǎn)生的電壓/頻率命令將多相交流功率提供給 對應(yīng)的原磁芯的逆變器。
42、 根據(jù)權(quán)利要求25至權(quán)利要求41中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)，其中，每個車輛位置傳感器適于提供一項或多項關(guān)于以下內(nèi)容的信息車輛 位置、車輛速度、車輛方向和車輛ID。
43、 根據(jù)權(quán)利要求25至權(quán)利要求42中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，區(qū)域控制器適于基于從預(yù)定區(qū)域內(nèi)的位置傳感器接收的數(shù)據(jù)來管理數(shù)向和ID的信息，其中，區(qū)域控制器適于確定車輛位置，并且適于基于確定的 車輛位置計算車輛之間的距離。
44、 根據(jù)權(quán)利要求25至權(quán)利要求43中的任何一項所述的速度控制系統(tǒng)， 其中，區(qū)域控制器適于向每輛車發(fā)送安全距離的終點位置，其中，車輛被編 程為在對應(yīng)安全距離的終點之前激活緊急制動器。
45、 一種用于個人快速交通系統(tǒng)的車輛，所述個人快速交通系統(tǒng)包括推 動力系統(tǒng)，推動力系統(tǒng)包括一個或多個電動機，每個電動機適于產(chǎn)生用于推 動車輛的推力，所述快速交通系統(tǒng)還包括速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，所述速度調(diào)節(jié)子 系統(tǒng)適于控制由至少 一個所述電動機產(chǎn)生的推力，從而基于從對應(yīng)的車輛位 置和/或速度傳感器接收的一個或多個傳感器信號來控制車輛速度；所述車輛 包括車輛速度控制系統(tǒng)，包括在所述車輛中，并且適于獨立于速度調(diào)節(jié)子 系統(tǒng)的速度控制來激活安裝在所述車輛上的緊急制動器。
46、 根據(jù)權(quán)利要求45所述的用于個人快速交通系統(tǒng)的車輛，其中，個人 快速交通系統(tǒng)包括軌道內(nèi)部型車輛推動力系統(tǒng)，所述軌道內(nèi)部型車輛推動力 系統(tǒng)包括沿著軌道放置的多個電動機，車輛適于沿著軌道運動，其中，車輛 包括反饋盤，每個電動機適于利用反饋盤產(chǎn)生推力，用于當(dāng)所述車輛在所述 電動^/U付近時推動所述車輛。
47、 根據(jù)權(quán)利要求45所述的用于個人快速交通系統(tǒng)的車輛，其中，個人 快速交通系統(tǒng)包括車載型車輛推動力系統(tǒng)；其中，車輛包括一個或多個電動 機。
48、 一種個人快速交通系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求1至權(quán)利要求44中的任何 一項限定的速度控制系統(tǒng)。
49、 一種當(dāng)個人快速交通系統(tǒng)中的一輛車或多輛車沿著軌道行駛時控制 所述一輛車或多輛車的車輛速度的方法，個人快速交通系統(tǒng)包括車輛推動力 系統(tǒng)，車輛推動力系統(tǒng)包括一個或多個電動機，每個電動機適于產(chǎn)生用于推 動一輛車或多輛車的推力，所述方法包括以下步驟至少4企測一輛車或多輛車之一的位置；至少基于傳感器信號控制由至少一個所述電動機產(chǎn)生的推力，從而控制一輛車或多輛車的速度；提供包括在所述車輛中的車輛控制系統(tǒng)，所述車輛控制系統(tǒng)適于獨立于 所述速度控制激活安裝在所述車輛上的緊急制動器。
50、 一種控制個人快速交通系統(tǒng)中的車輛速度的方法，所述個人快速交 通系統(tǒng)具有直線感應(yīng)電動機，直線感應(yīng)電動機包括用于向反饋盤產(chǎn)生電》茲推 力的一個或多個原磁芯，所述原磁芯受對應(yīng)的電動機控制器控制，所述方法 包括以下步驟a) 檢測各個車輛的位置和速度；b) 將檢測的位置和速度傳達給區(qū)域控制器；c) 通過區(qū)域控制器基于檢測的車輛位置計算車輛之間的距離；d) 根據(jù)計算的車輛之間的距離通過區(qū)域控制器指示至少一個電動機控制 器來調(diào)節(jié)至少一輛車的速度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種速度控制系統(tǒng)，當(dāng)個人快速交通系統(tǒng)中的一輛車或多輛車沿著軌道行駛時，所述速度控制系統(tǒng)用于控制所述一輛車或多輛車的車輛速度，個人快速交通系統(tǒng)包括車輛推動力系統(tǒng)，車輛推動力系統(tǒng)包括一個或多個電動機，每個電動機適于產(chǎn)生用于推動一輛車或多輛車之一的推力。所述速度控制系統(tǒng)包括速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)，適于基于從車輛位置和/或速度傳感器接收的一個或多個傳感器信號來控制由至少一個所述電動機產(chǎn)生的推力，從而控制一輛車或多輛車的速度；車輛控制系統(tǒng)，包括在所述一輛車或多輛車的每輛車中，并且適于獨立于速度調(diào)節(jié)子系統(tǒng)來激活安裝在所述車輛上的緊急制動器。
文檔編號B61L27/04GK101443220SQ200780016989
公開日2009年5月27日 申請日期2007年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月11日
發(fā)明者李善郁, 趙炯珉, 金宇濟, 金敬訓(xùn) 申請人:Posco公司