專利名稱：無線網(wǎng)絡控制的軌道交通系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于公共交通領域，涉及一種通過短距離無線網(wǎng)絡收集和傳遞路況信息控 制行車的交通系統(tǒng)。
背景技術：
隨著人口密集地區(qū)家庭轎車的日益普及，在提供交通便利的同時，也造成嚴重的 社會和經(jīng)濟問題，首當其中的是擁堵問題。目前，我國乃至世界大中城市的地面交通均面 臨車輛不斷增加的擁堵問題。解決的辦法是擴展道路、汽車限行、公交優(yōu)先等措施，仍然是 治標不治本。城市交通擁堵造成人們的出行成本很高，如交通效率下降、燃料消耗上升及 時間成本；其次是污染問題，大量的轎車在人口密集的道路上運行會造成嚴重的空氣和噪 音污染，提高排放水平、研制低噪音汽車并不能從根本上解決污染問題；還有溫室氣體CO2 的排放問題；其他問題諸如每年發(fā)生的大量交通事故、中心地區(qū)停車難的問題、不可再生資 源-石油的消耗問題等等。地下鐵路具有運量大、快速、無污染等優(yōu)點，但也存在建設成本 居高不下、地鐵線路少、地鐵站點相距較遠、換成次數(shù)較多、舒適性差(相對轎車而言)等缺 點。地面公交存在速度慢、需要多次換乘、舒適性差、擠占路面交通、存在尾氣污染等缺點。 為此，迫切需要在人口密集的中心城市發(fā)展一種新型快速交通系統(tǒng)來克服這些問題。無論采取哪種交通形式，人口密集地區(qū)的交通主要是解決人員的出行問題，為此 本發(fā)明以解決人員出行為出發(fā)點，在不影響目前已有交通的情況下，發(fā)明出一條新型、安 全、舒適、快速、環(huán)保、智能化公共交通系統(tǒng)，并有希望替代目前的交通出行模式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有交通出行的不足，提供一種安全、舒適、快速、環(huán)保、智 能化的交通系統(tǒng)。本發(fā)明的無線網(wǎng)絡控制的軌道交通系統(tǒng)，由微型電動車輛、軌道、轉向島、車站和 智能化交通管理系統(tǒng)組成。其中，微型電動車輛采用電力驅動，任何時間都在軌道上或在車站上運行，其行 駛依靠車載電子信息處理系統(tǒng)接受路段信息后控制運行每輛車輛設計載客1-6名；由總 控制中心給予唯一識別號。其中，軌道連接成網(wǎng)狀系統(tǒng)，微型電動車輛從一網(wǎng)點可以通過軌道線到達另一個 網(wǎng)點，交叉點為轉向島，任何一個方向來的微型電動車輛通過數(shù)個轉向島可以通往任何另 一個方向；軌道由路段組成，每一個路段均設置路段狀態(tài)探測器和信息無線發(fā)射裝置，并具 有唯一識別號。其中，車站任何適合設置車站的地方都可設置車站，間距500-2000米，每個車站 具有上下車功能，車站上有電子信息系統(tǒng)操控裝置；其中，智能化交通系統(tǒng)由中央控制系統(tǒng)、路段監(jiān)控子系統(tǒng)、車載信息處理子系統(tǒng)、 轉向島管理子系統(tǒng)、車站管理子系統(tǒng)組成。具有車輛調(diào)度、設備監(jiān)測、信息通訊、故障診斷、突發(fā)事故處理、用戶服務等功能；任何在軌道上行駛的微型電動車輛均可受其控制；所述交通系統(tǒng)，乘客到達車站(可根據(jù)乘客的預約，在指定的時間預留空車)由車 站提供運營的微型車輛供乘客乘坐；如無空車可用時，乘客可以在車站的用戶終端上輸入 目的地，等待，智能交通管理系統(tǒng)會將最近的空車或駛向同一目的地的車輛調(diào)度到該車站， 同時用戶終端會在乘客的電子車票上寫入被調(diào)度車輛的編碼，告知等待時間，微型車輛到 達車站后會先驗證電子車票的編碼，驗證成功后允許乘客上車。微型車輛根據(jù)乘客設定的 目的地和即時收到的路況信息，計算出最佳行駛線路，自動駛向目的地。本發(fā)明所述的微型電動車輛，車輛長度與目前的小型轎車相近，長度為1.5-6.5 米，寬1. 5-1. 8米，高1. 2-1. 5米，設計最高時速可達80 100km/h,加速度為1. 5-2. 7m/s2， 減速度1. 5-2. 5m/s2，爬坡能力為0-15°。行駛在軌道上的車輛的重量在100_2000kg之間。 采用直流變頻電機驅動，電力供應來自于所行駛的軌道。微型電動車為單一車輛。車輛圖 形見1。本發(fā)明所述軌道為封閉道路中的軌道，由地面、地上、地下道路中的軌道組成；行人、動物、外來車輛和物品不能進入軌道所在的封閉道路。地上道路通過高架橋 架設，其軌道所在的高度一般在20m以下；且一般設立在人行道、道路綠地上方，與道路方 向平行或垂直穿越道路。不得干擾空中的通訊線路、輸電線路、樹木、行人的行走、地表道路 的交通；也可以利用高樓之間的間隙架設高架軌道或地面軌道。地面交通主要利用道路旁 的空地、樓宇之間的空地鋪設，可用于設立方便乘客上下的車站。由于高架上行駛的是微型 車輛、重量輕，對高架的強度要求不高，支撐柱之間的距離也較大。所采用的軌道為雙軌或 單軌。正常情況下，采用單軌工字型橋梁，這種橋梁工藝制造簡單、質量可靠。來往雙向軌 道可以在一個高架上，也可以分開。見圖2。軌道也可鋪設在地下或半地下，主要根據(jù)行駛 的地形而定。地下或半地下隧道主要用于一些不能架設地面高架也無地表道路可用、在穿 越中心馬路時設立。所述封閉軌道鋪設在由多個井字型組成的交通線路上，井字形的大小一般為 2000mX2000m，根據(jù)道路具體情況可以適當?shù)卣{(diào)整。每條線路為單向，線路的交叉處為轉向 島，該線路可以無限延伸，以覆蓋主要的交通地段。線路上的行駛車輛的數(shù)量也沒有具體限 制。交通網(wǎng)絡中的線路分成若干個路段，路段之間緊密相連。路段分成行駛路段、轉向段和停車路段。不同路段的長度不一。行駛路段一般長 為lO-lOOm，轉向路段的長度一般為2-10m，停車路段根據(jù)地理空間情況，隨意設定。每個路 段安裝有傳感器。實時檢測路段在某一時刻是否有車輛通過，車輛編號、方向和速度等，該 信息由路段所安裝的微處理器處理后通過無線發(fā)出并通過有線網(wǎng)絡匯總到附近的車站和 中央控制系統(tǒng)，路段微處理機可以接受附近車站、中央總控制系統(tǒng)發(fā)來的信息，如限速、禁 行等信息，并通過無線發(fā)射出去，用于控制通過該路段的車輛并實現(xiàn)控制中心與車輛之間 的信息交換。每一個路段安裝時由中央控制系統(tǒng)給予一個固定的、唯一的識別號。當車輛收到 附近路段發(fā)出的無線信號時，就會與車輛電腦內(nèi)的數(shù)據(jù)庫匹配，獲得這些路段的特征信息， 如長度、位置等信息，并確定車輛在電子地圖中的位置。整個網(wǎng)絡線路由具有不同識別號的 路段組成。網(wǎng)絡路段延伸時，只需給新增加的路段以新的識別號，以及更新電子地圖，車輛 就可以行使到新增路段。在行駛路段中，行駛的高速車輛在這個路段內(nèi)可以完全停止下來。在車輛運行過程中，車輛至少需要確認收到前方2-6個路段傳感器發(fā)出的無線信號，以判 斷車輛是繼續(xù)高速前進、限速還是停車。在收到的前方路段信號是轉向路段時，車輛需要減 速到10-20km/h后進入轉向路段。由行駛路段進入車站到停車路段時，車輛會在最后一個 行駛路段減速至5-20km/h后進入，進入停車路段時，停車雷達開始工作，車輛低速行駛至 靠在一起為止，以盡量多的?？恳恍┸囕v。交通網(wǎng)絡線路的路線圖見3。所述轉向島在交通線路的交叉點上，本發(fā)明的交通網(wǎng)絡通過頻繁轉向實現(xiàn)大流量 交通。利用所建立的交通網(wǎng)絡，即使在流量較大的網(wǎng)點，也可以通過周邊的網(wǎng)絡實現(xiàn)快速通 行。轉向島設計成圓周形，連接4條線，2進2出，這樣任何一個方向駛來的車輛可以在圓周 內(nèi)實現(xiàn)直行、左或右行操作。見圖6。轉向的控制環(huán)島的半徑在IOm左右，環(huán)島內(nèi)的路段較 短(2-10m)，環(huán)島附近路段和環(huán)島內(nèi)路段采集的信號匯集到環(huán)島中的控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)按 照目前道路的信號管理系統(tǒng)操作轉向機構，改變軌道方向并給出信號指示。進入環(huán)島前的 車輛給環(huán)島控制器發(fā)送轉向請求，并在接受到轉向信號后依次按照信號指示進入環(huán)島(類 似于紅綠燈)，從而保證轉向的車輛之間不會發(fā)生碰撞。為了提高通過速度，環(huán)島中央控制 器可以分別檢測附近道路行駛的車輛情況，轉向要求，調(diào)整信號的長短，實現(xiàn)車輛快速通過 環(huán)島。轉向操作需要依靠轉向島的軌道，通過設置轉向器，調(diào)整軌道角度，完成轉向操作。本發(fā)明所述車站不但是乘客上下車的地方，也是局部網(wǎng)絡控制中心。在井字形路 線中，兩個相鄰交叉點中間的路段設置上下車站。一個井字形車站可以設置4個上下車站。 在交通線路內(nèi)的居民離某個最近車站的距離控制在500-1000米之內(nèi)。上下車站的形狀見 圖4、5。在一個車站內(nèi)設置無線路由器，由停駛在車站的車輛及路過的車輛可以從無線路由 器收集到目前局部交通運行情況以及路況信息，為即將乘坐的乘客尋找最佳行駛路線、傳 遞信息給控制中心。大型車站(一級車站)工作人員需要完成幫助乘客設定目的地、協(xié)助 上下車、檢查車輛、附近路線控制、調(diào)度空駛車輛、處理突發(fā)事件等任務；小型車站(二級車 站)的工作人員主要任務是協(xié)助乘客上下車、設定目的地、向上級車站傳遞信息等。路段中的傳感器由線圈傳感器、磁阻傳感器、壓力傳感器、光學傳感器組成，用來 收集路段內(nèi)的信息和發(fā)出無線信號；每個路段安裝無線路由發(fā)射器和傳感器，每個轉向島安裝轉向控制系統(tǒng)；微型電動車中安裝的電子裝置，包括接受和發(fā)送無線信號的計算機、電子地圖、 無人駕駛軟件、動力控制系統(tǒng)、與中央控制系統(tǒng)聯(lián)系的通訊設施、短距離防撞雷達；中央控制系統(tǒng)負責交通網(wǎng)絡區(qū)域內(nèi)的總體管理，車輛總調(diào)度、路段車輛運行信息 匯總，但不具體控制車輛的行駛。所述自動化控制系統(tǒng)具體實現(xiàn)為乘客在車站將目的地輸入車輛計算機，計算機 根據(jù)預裝的電子交通圖和在車站收集到的網(wǎng)絡信息選擇合適的行駛路線，車輛在整個行駛 過程中，實時無線接收近距離2-6個路段內(nèi)的信息，并通過車載計算機調(diào)整線路，駛向目的 地。當車輛進入某一行駛路段時，該路段的傳感器將收集到的信息通過無線發(fā)射器實 時發(fā)射出去。該信息可以顯示有車輛通過、行駛的方向、車速、車輛識別號信息，后續(xù)車輛收 到這個信號后，將顯示該路段被占用，其他車輛將不會進入該路段。該路段的車輛駛過后， 被傳感器感應到，該路段就會通過無線網(wǎng)絡發(fā)送空閑信號，后面車輛才可以進入該路段；車輛行駛到轉向島前，發(fā)出轉向請求信號，該請求通過無線網(wǎng)絡在轉向島控制系統(tǒng)中排隊，轉向島按照目前的紅綠燈規(guī)則在不同時間段開放不同的路段，路段通過無線發(fā) 射器，發(fā)送路段被占用、占用時間等信息，等待轉向的車輛接受到允許轉向的指令后，才能 通過，從而完成轉向。轉向島有兩種運行模式(1)紅綠燈模式，類似傳統(tǒng)的十字路口的紅綠燈管理交通辦法，轉向島按固定周 期，在所有的軌道連接的組合之間進行切換，同時通過無線網(wǎng)絡對附近的車輛發(fā)送實時的 切換狀態(tài)信息，車輛接收這些信息后，車載信息處理系統(tǒng)會選擇何時進入轉向島。(2)應答模式，車輛在接近轉向島時，先向轉向島發(fā)送通往某個方向的請求，轉向 島管理系統(tǒng)會根據(jù)先后順序排列這些請求，并形成軌道切換機構的切換次序，然后通過無 線網(wǎng)絡發(fā)送給車輛應答信息，告知車輛在何時進入轉向島，等待轉向的車輛接收到允許轉 向的指令后，才能通過，從而完成轉向。為了提高路段內(nèi)車輛數(shù)，車輛上的防撞雷達可以探測到前后車輛的距離，在自動 駕駛儀上設定一個安全距離，可以保證不發(fā)生撞車，根據(jù)路段的傳感器可以得到這個路段 內(nèi)車輛數(shù)量，根據(jù)路段的承載能力和安全距離等因素確定一個路段內(nèi)的車輛數(shù)量上限，當 達到這一上限時會發(fā)出此路段被占用的信號，計劃通過此路段的車輛可以選擇減速等待或 繞行，從而提高路段車輛的行駛數(shù)量。如果路段內(nèi)發(fā)生事故，車輛沒有通過，傳感器會始終 發(fā)出此路段被占用的信號。另外，中央控制中心將該段設置為不可用，后續(xù)車輛會繞行。實 際運行時，傳感器檢測到的信號通過無線路由發(fā)射，發(fā)射距離一般為短距離(3km之內(nèi))，后 面駛來的車輛不需要接受網(wǎng)絡內(nèi)所有路段的信息，只需要始終實時接收近距離2-6個路段 內(nèi)的信息即可實現(xiàn)高速行駛。接受到的信息，由行駛車輛電腦通過匹配內(nèi)在的電子線路圖 做出加速、減速、限速、勻速、停車等動作，如果收不到前方規(guī)定路段的信號，車輛將該路段 判斷為禁行，車輛會自動停止，直至收到信號為止。為了實現(xiàn)智能化控制，車輛速度在低于 5km/h時，其控制由車輛自身帶有的雷達控制，以不撞上前方的車輛，同時保持車輛距離在 0. 5米之間，有利于緊湊停車；速度達到5km/h時，由接受到的路由器信號控制。另外設置 兩種控制模式(1)中央控制在線路出現(xiàn)異常時，中央控制系統(tǒng)或車站管理子系統(tǒng)可通過 無線網(wǎng)絡路由器發(fā)出指令信號，車輛完全按照控制系統(tǒng)的指令行駛；(2)車輛駕駛人控制 具有駕駛能力的駕駛人在中央控制系統(tǒng)授權的情況下，將車輛的自動行駛模式改為手動模 式，人為駕駛。軌道上的車輛多數(shù)時間處于運行狀態(tài)。乘客下車后，空車由車站額調(diào)度人員安排 新的乘客，前往下一個目的地，這樣車輛不會在車站停留，占用車站空間。在沒有乘客時，車 站調(diào)度人員可以通過信息網(wǎng)絡收集附近車站的運行信息，將空車調(diào)往附近需要的車站。另 外，可以根據(jù)交通的流量調(diào)整整個網(wǎng)絡的車輛，在人員密集時，由中央控制中心多投入交通 網(wǎng)絡一些車輛，人員稀少時，回收一些空駛的車輛。本交通網(wǎng)絡不需要24h運行，夜間是檢 修和維護時間，同時也不影響附近居民休息。部分空車回庫，部分空車被調(diào)往交通流量比較 大的車站待第二天運營使用。本發(fā)明與現(xiàn)有交通比較的優(yōu)點充分利用現(xiàn)有低層空間和地下空間，盡量不占用地面(主要使用樓間、綠化帶、人 行道上的低層空間以及少量空閑地面、地下空間)、造價低(使用載數(shù)人的微型車和承載能 力有限的高架軌道)、舒適(實現(xiàn)點到點的運輸，有乘轎車般的感受)、快速(設計時速最高達到100km/h，一般運行時速要達到60km/h)、大流量(從一個地點到另一個地點，不一 定按照最短的路線行駛、車行電腦可以選擇附近空閑的線路行駛、解決單一軌道的流量問 題)、自動化(無人駕駛交通，只需要輸入目的地，路線由車載電腦自動按照最佳路線完成、 行駛時只需接受前方附近路段的信息，不需要同步獲知整個網(wǎng)絡的路段信息)、上下車方便 (車站距離可以設置的很短，網(wǎng)絡區(qū)域內(nèi)的居民可以在不超過IOOOm的范圍內(nèi)找到車站)、 安全(封閉路線單向行駛、有多種安全措施)、無大氣污染(使用電力驅動)、低能耗、低噪 音(夜間停駛)、遮光影響有限、與目前的地面、地下、輕軌線路不沖突、不存在停車問題(微 型軌道車根據(jù)客流需求情況，隨時調(diào)度、不會有大量車輛停留在一個站點)、交通網(wǎng)絡可以 隨時延伸、軌道車輛的總數(shù)量可以隨時加入或減少、不需要總控制室控制等特點。


圖1-1、車輛示意圖
圖1-2、車輛電子信息控制系統(tǒng)
圖2-1、高架軌道示意圖
圖2-2、路段電子信息控制系統(tǒng)
圖3、交通網(wǎng)絡路線示意圖
圖4-1、轉向島示意圖
圖4-2、轉向島電子信息控制系統(tǒng)
圖5、車站在網(wǎng)絡中的位置示意圖
圖6-1、車站示意圖
圖6-2、車站電子信息控制系統(tǒng)
圖7、電子信息控制流程圖
具體實施例方式通過以下具體實施例進一步說明本發(fā)明。實施例1、無線網(wǎng)絡軌道交通系統(tǒng)如所在地區(qū)的交通面積為400平方公里，按照2000mX2000m的井字號的方式，可 以附設100個井字，大約設置110轉向島，310車站。微型車輛用金屬合金制作；走行系統(tǒng)車輪為橡膠輪胎以減少行走噪音，分為走 行輪、導向輪和穩(wěn)定輪；車輛的電源來自所接觸的電網(wǎng)；列車以最快速度100km/h運行，車 輛大小長度為3-4. 5米，寬1. 5-1. 8米，高1. 2-1. 5米。車輛上安裝有電控系統(tǒng)(接受和 發(fā)射設備、電腦、電子地圖、車輛控制部分)、動力部分、安全設施。軌道采用目前成熟的單軌軌道，可以節(jié)省空間，且遮光影響最低；軌道分為行 駛、轉向、停車軌道。軌道又分為若干路段，行駛路段由于車輛行駛，長度一般為20-100m ； 轉向路段由于車輛轉彎，長度I-IOm ；停車路段用于車輛停靠，長度l_5m。路段之間采用無 縫連接。每段軌道上均有傳感器，這些傳感器與無線發(fā)射器連接，通過短距離無線通訊發(fā)射 出軌道的實時狀態(tài)。車站根據(jù)地形，設置空中車站和地面或地下車站。普通的車站的設計有可以?？?2-10輛車輛的車站。運行時，車站設置1-2名專人。控制功能車站，大小與普通車站一樣， 另設置區(qū)域路段的控制室，人員配備2-4人。
轉向車輛在軌道上運行到達不同的目的地，需要頻繁轉向。轉向由每個轉向島的 控制系統(tǒng)控制。車輛行駛到轉向島前，發(fā)出轉向請求，該請求通過無線網(wǎng)絡在轉向島控制系 統(tǒng)中排隊，轉向島按照目前的紅綠燈規(guī)則在不同時間段開放不同的路段(讓路段發(fā)射裝置 發(fā)射路段被占用及占用時限、或可以通過及通過時限的信息，同時操控轉向設備)。等待轉 向的車輛接受到允許轉向的指令后(轉向路段可以通行)，才能通過，從而完成轉向。交通網(wǎng)絡總控制中心該中心并不參與軌道上車輛的運行，但發(fā)揮總調(diào)度和控制 作用。如將車輛添加到交通網(wǎng)絡中或從交通網(wǎng)絡中撤走，統(tǒng)計和觀察總的車輛運行情況，指 揮故障車輛撤離，緊急情況的處置等作用。無線網(wǎng)絡交通運行時，乘客根據(jù)就近的原則到達車站，不必關注車輛的行駛方向， 刷卡上車，設定目的地，車輛即運行，中間不需要干預車輛，到達目的地后，下車，車輛自動 扣除乘客的乘車費用，乘客離去。實施例2、無線網(wǎng)絡交通軌道系統(tǒng)的控制乘客中必有一位接受過無線網(wǎng)絡交通控制培訓的人員，用于處理交通異常情況。無線網(wǎng)絡交通的控制分為2級控制，中央控制系統(tǒng)進行全區(qū)域內(nèi)控制，屬于1級控 制；行駛在軌道上的車輛由該區(qū)域的具有控制功能的車站監(jiān)控屬于2級控制。一般情況下， 進行2級控制，由控制本區(qū)域內(nèi)的車站發(fā)出本區(qū)域內(nèi)的車輛控制指令。軌道異常時，傳感器發(fā)出異常信號，車站控制中心收到該信號，判斷信號的真?zhèn)危?發(fā)出控制指令；同時行駛在附近軌道的車輛接受信號，車輛停止自動前進，接受2級控制。車輛異常時，車輛發(fā)送信息給行駛在該路段的微處理器并將該信息傳輸?shù)杰囌究?制室，車站控制室與乘車人員溝通、排除故障、控制車輛撤離現(xiàn)場或等待救援交通擁堵處理當一個車站乘車人超出車輛數(shù)量時，車站給上級車站或總控制中 心發(fā)送車輛需求信息，由上級車站或總中心統(tǒng)一調(diào)度空駛車輛前往，滿足乘車人的需求。 也可以采取同一方向多人乘坐的方式，增加車載人數(shù)。當某一車站空駛車輛超過該車站的 容量時，空駛車輛調(diào)出到需要車站，控制車站首先滿足本區(qū)域的交通需求，當還存在富裕 時，可根據(jù)總控制中心發(fā)出信息，車站將該停駛在車站的車輛調(diào)度到需求目的地。故障車輛的處置對于不能自身行走的故障車輛，可以由牽引車輛牽引出。維護夜間本交通網(wǎng)絡停止運行，其交通運力由地面公共交通承擔。在夜間進行車 輛檢修和路段維護，調(diào)度空車輛到人員密集地區(qū)等待第二天的運營實施例3、VIP乘客的無線網(wǎng)絡軌道交通服務對于經(jīng)常需要在市內(nèi)乘車的乘客，可以設置預定的方式。乘客成為會員后，乘客乘 車前可以通過電話、網(wǎng)絡、手機短信等方式通過總控制中心提前預定某一車站某一時刻的 車輛，車站根據(jù)交通情況決定是否預留車輛。預定成功，乘客在規(guī)定時間到達后，即可即時 乘車離去，不必等待。乘客遇其他事情可以隨時取消預定。這樣可以確保乘客在營業(yè)時間 內(nèi)隨時用到車輛。等于乘客擁有一輛隨時可以乘坐的軌道車輛，且不必關心道路擁擠、停車 難等目前常見的問題。實施例4、大流量時軌道的布網(wǎng)設計頻繁轉向會影響車輛的行駛速度；單一方向的行駛，運力有限。為此在城市交通 擁擠區(qū)域，設置同一方向、長距離、多個平行軌道，且中間不設轉向島，達到大流量交通的目 的。這種設計尤其適合穿越城市的車輛。根據(jù)城市的規(guī)模和人口分布可以在東西、南北方向設置多組平行軌道。實際運行時，如果乘客需要從城北穿越市中心到城南，乘客設定目的地上車后，車 輛會自動匯集到城北的某一個大型轉向島上，由轉向島根據(jù)路況將車輛分配到某個平行軌 道上行駛，車輛直接穿越城市中心到達城南，中間不停頓，然后通過城南的大型轉向島導入 到城南的道路路段中，完成目的地的到達。實施例5城際間多車串行當本發(fā)明的無線網(wǎng)絡軌道交通系統(tǒng)發(fā)展到一定程度的時候，可以在城際間建設通 用軌道，將相鄰城市的軌道交通連接起來。微型車輛在城際間這種長距離軌道上運行時，會 變換一下運行模式，由原來的單車獨立運行變成由幾輛車前后串聯(lián)、拼接成一輛小型列車 來運行，車輛控制系統(tǒng)也切換為對應的模式，由其中一輛車接管整列車的控制權。通過這 種模式可以減少空氣阻力、共享能源、降低費用、使車輛更適合長距離運行。一個城市中要 去往另一個城市的乘客分別乘坐微型車輛來到設立在城市邊緣的轉換車站，只要湊夠足夠 數(shù)量的車輛就可以串接成列車，到達另一個城市后，列車再分離為獨立的車輛進入當?shù)氐?軌道交通系統(tǒng)，駛往目的地。乘坐本軌道交通系統(tǒng)進行城際間旅行的優(yōu)點是免去了在車站 換乘的等待，相比鐵路出行更加自由靈活，大大節(jié)約了時間。本發(fā)明所描述的具體實施僅僅是對本發(fā)明做一示例說明，在實際實施時，技術人 員可以做各種各樣的修改或補充完善，但不會偏離本發(fā)明的精神或超過所附權利要求書所 定義的內(nèi)容。
權利要求
一種由路段發(fā)出信息，通過無線網(wǎng)絡進行通訊并控制車輛行駛的軌道交通系統(tǒng)，所述交通系統(tǒng)由微型電動車輛、軌道、轉向島、車站和智能交通管理系統(tǒng)組成，其中微型電動車輛采用電力驅動，任何時間都在軌道上運行或?？?，其運行依靠路段提供的信息和車載電子信息系統(tǒng)自動控制；其中軌道由不同長度的路段組成，每個路段具有探測器和信息傳輸裝置，路段無縫連接成網(wǎng)狀系統(tǒng)；其中轉向島設置在軌道交叉點任何一個方向來的微型電動車輛可以通過一個或多個轉向島通往任何一個方向；其中車站任何適合設置車站的地方都可設置車站，沿軌道分布；供乘客上下車，車站設有交通管理子系統(tǒng)，可監(jiān)控和管理一定區(qū)域的軌道運行狀況；其中智能交通管理系統(tǒng)由計算機自動控制，對車輛進行指揮調(diào)度，監(jiān)控各子系統(tǒng)的運行狀況，為乘客提供預約，通訊，查詢等服務。其組成包括中央控制系統(tǒng)、路段監(jiān)控子系統(tǒng)、車載信息處理子系統(tǒng)、轉向島管理子系統(tǒng)、車站管理子系統(tǒng)等。車輛與路段、轉向島、車站之間通過無線網(wǎng)絡進行通訊，路段、轉向島、車站、中央控制系統(tǒng)之間通過有線網(wǎng)絡進行通訊。該管理系統(tǒng)具有狀態(tài)顯示，指揮調(diào)度，指引方向，控制操作功能等作用；任何在軌道上行駛的微型電動車輛均受其控制；所述交通系統(tǒng)，乘客到達車站，車站提供運營的微型車輛供乘客乘坐；如無空車可用時，乘客可以在車站的用戶終端上輸入目的地，等待；智能交通管理系統(tǒng)會將最近的空車或駛向同一目的地的車輛調(diào)度到該車站，同時用戶終端會在乘客的電子車票上寫入被調(diào)度車輛的編碼，告知等待時間；微型車輛到達車站后會先驗證電子車票的編碼，驗證成功后允許乘客上車，微型車輛根據(jù)乘客設定的目的地和即時收到的路況信息，計算出最佳行駛線路，自動駛向目的地。
2.根據(jù)權利要求1所述的交通系統(tǒng)，其特征在于，所述微型電動車輛，每輛車輛設計載 客4名(最大6名)，分前后2排座位，每排座位坐2人，車輛長度與目前的小型轎車相近， 長度為3-4. 5米，寬1. 5-1. 8米，高1. 2-1. 5米，設計最高時速可達80_100km/h，加速度為 1. 5-2. 7m/s~2，減速度1. 5-2. 5m/s~2，爬坡能力為0-15°，行駛在軌道上的車輛的重量在 IOOkg到2000kg之間，采用直流變頻電機驅動，電力供應來自于所行駛的軌道或車載電池； 微型電動車輛安裝有車載信息處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)預裝網(wǎng)絡交通電子地圖，根據(jù)乘客設定的 目的地和在車站即時收到的路況信息，計算出最佳行駛線路。微型車輛在行駛過程中，會收 集前方路段發(fā)出的實時信息，自動完成加速、減速、轉向、停車操作。在正常情況下，微型車 輛都處于車載計算機控制的無人駕駛模式，在緊急情況下改為以下2種控制模式(1)中央控制中央控制系統(tǒng)或車站管理子系統(tǒng)可通過無線網(wǎng)絡路由器發(fā)出指令信 號，車輛完全按照控制系統(tǒng)的指令行駛；(2)駕駛員手動控制具有駕駛能力的駕駛員在中央控制系統(tǒng)授權的情況下將車輛的 自動行駛模式改為手動模式，由人來駕駛。
3.根據(jù)權利要求1所述的交通系統(tǒng)，其特征在于，所述軌道為封閉軌道，由地面軌道、 空中軌道、地下隧道組成；處于安全方面的考慮，所述軌道為封閉設計，行人、動物、外來物 品不能進入軌道；其中，空中軌道的高度在20m以下，設立在人行道、道路綠地上方，高樓之間的間隙；地面軌道鋪設在道路旁的空地、樓宇之間的空地；地下隧道鋪設在地下或半地下，根據(jù)行駛的 地形而定，地下隧道設立在不便架設空中軌道和地上軌道的路段；軌道按路段進行劃分，每段都裝有傳感器監(jiān)測路段狀況包括路段內(nèi)是否有車輛，車 輛的速度、位置信息，路段內(nèi)設備的運行情況等，并將這些信息通過無線網(wǎng)絡發(fā)給附近的車 輛，通過有線網(wǎng)絡發(fā)給車站管理子系統(tǒng)和中央控制系統(tǒng)；路段監(jiān)控子系統(tǒng)由傳感器、微處理器、無線發(fā)射器組成，其中傳感器可采用線圈傳感 器、磁阻傳感器、壓力傳感器、光學傳感器等；
4.根據(jù)權利要求1所述的轉向島，其特征在于，轉向島設立軌道的交叉點處，轉向島的 軌道切換機構可將微型車輛導向不同方向的軌道，切換機構由轉向島管理子系統(tǒng)控制。轉 向島的半徑為3-15m，轉向島內(nèi)的路段長度為2-10m，轉向島設計成圓周形，連接4個方向的 線路，2進2出，任何一個方向駛來的車輛在圓周內(nèi)實現(xiàn)直行、左或右行；轉向島有兩種運行模式(1)紅綠燈模式，類似傳統(tǒng)十字路口的紅綠燈管理交通辦法，轉向島按固定周期，在所 有的軌道連接的組合之間進行切換，同時通過無線網(wǎng)絡對附近的車輛發(fā)送實時的切換狀態(tài) 信息，車輛接收這些信息后，車載信息處理系統(tǒng)會選擇何時進入轉向島。(2)應答模式，車輛在接近轉向島時，先向轉向島發(fā)送通往某個方向的請求，轉向島管 理系統(tǒng)會根據(jù)先后順序排列這些請求，并形成軌道切換機構的切換次序，然后通過無線網(wǎng) 絡發(fā)送給車輛應答信息，告知車輛在何時進入轉向島，等待轉向的車輛接收到允許轉向的 指令后，才能通過，從而完成轉向。
5.根據(jù)權利要求1所述的車站，其特征在于，車站設置在相鄰兩個轉向島的中間位置， 間距500-2000米；一個井字形線路可在每條邊上設置1個共4個上下車站，車站內(nèi)設置無 線路由器，停駛在車站的車輛可以從無線路由器收集到目前交通運行情況以及路況信息； 車站內(nèi)設有用戶終端，為乘客提供乘車、查詢、通訊等服務。
6.根據(jù)權利要求1所述的智能交通管理系統(tǒng)，其特征在于，可完全由計算機自動控制， 也可隨時進行人為干預，智能交通管理系統(tǒng)的職能包括車輛調(diào)度、設備監(jiān)測、信息通訊、故 障診斷、突發(fā)事故處理、用戶服務等；中央控制系統(tǒng)給網(wǎng)絡中每個路段和車輛都分配了一個 固定且唯一的識別號，系統(tǒng)根據(jù)這個識別號對車輛和路段進行監(jiān)控和管理；智能交通管理 系統(tǒng)會根據(jù)軌道交通的運行狀況對空車進行調(diào)配，例如在早晨將一部分空車調(diào)往聚居區(qū)， 在傍晚將一部分空車調(diào)往商業(yè)區(qū)。
7.根據(jù)權利要求1所述的軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，所述微型車輛運行具體實現(xiàn) 計算機根據(jù)預裝的電子地圖和在車站收集到的路況信息選擇合適的行駛路線，車輛在整個 行駛過程中，實時接收近距離2-6個路段內(nèi)的信息，并通過車載計算機調(diào)整線路，駛向目的 地；傳感器隨時收集路段內(nèi)是否有車輛、車輛速度、位置、識別號等信息，并通過無線網(wǎng)絡 發(fā)射出去。車輛進入該路段時，傳感器傳出的信號顯示該路段被占用，后續(xù)車輛收到這個信 號后，將不會進入該路段。車輛駛過該路段后，被傳感器及時感應到，該路段就會通過無線 網(wǎng)絡發(fā)送空閑信號，后續(xù)車輛接收到該信號方可進入該路段；通過以上措施實現(xiàn)安全行駛。
8.根據(jù)權利要求7所述的交通系統(tǒng)，其特征在于，當需要提高通行能力時，在車輛進 入行駛路段時，根據(jù)路段的承載能力和安全距離因素確定路段內(nèi)的車輛數(shù)量上限值，當達到這一上限值時傳感器才會發(fā)出此路段被占用的信號，計劃通過此路段的車輛可以選擇加 速、減速、限速、勻速或停車動作。也可以多人搭乘一輛車的形式來提高運力，在車站車輛有 限時，同一方向的乘客可以搭乘同一輛車，行駛中，乘客在不同的車站下車；也可以在車輛 運行中，接受附近車站發(fā)出的信息，如有同一目的地的乘客，且車輛沒有滿員，微型車輛就 近進入車站，拉上乘客，直到滿員為止。在車站或車庫環(huán)境下，當車輛速度在低于5km/h時，車輛由車載防撞雷達控制，保持車 輛間距離在0. 5米左右，緊湊停車。
9.根據(jù)權利要求1所述的網(wǎng)絡，其特征在于，樹形的網(wǎng)絡結構，中央控制系統(tǒng)為網(wǎng)絡總 節(jié)點，車站為網(wǎng)絡子節(jié)點，車載信息處理系統(tǒng)和路段監(jiān)測子系統(tǒng)為網(wǎng)絡終端。無線路由器設 在各個車站內(nèi)，信號覆蓋車站附近范圍的路段。路段傳感器通過網(wǎng)絡發(fā)送的路段信息先匯 總在車站的子系統(tǒng)，進行初步處理，然后各個車站將信息發(fā)送給中央控制系統(tǒng)；中央控制系 統(tǒng)發(fā)出的指令和整合的路況信息先發(fā)送給各車站，再由車站發(fā)送給網(wǎng)絡終端。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種通過無線網(wǎng)絡收集和傳遞路況信息控制車輛行駛的軌道交通系統(tǒng)。所述交通系統(tǒng)由封閉道路上路段組成的軌道、轉向島、車站、微型電動車輛和智能交通管理系統(tǒng)組成。車輛行駛控制依靠車輛與軌道上路段的信息交換完成。該系統(tǒng)具有與目前交通系統(tǒng)不沖突、充分利用地面、地上和地下空間、轎車般的舒適、快速、容量大、不產(chǎn)生廢氣、環(huán)境污染輕、車站密度大、不需換乘、自動駕駛等優(yōu)點，適合城市、人口密集地區(qū)、景點、車站、機場、碼頭等地的人員出行。
文檔編號B61L27/00GK101905702SQ20101018990
公開日2010年12月8日 申請日期2010年6月2日 優(yōu)先權日2010年6月2日
發(fā)明者孫運吉, 魏敏吉 申請人:魏敏吉