CN101480954A - 采用流动车站系统沿途不停站的高速铁路系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种采用流动车站系统沿途不停站的高速铁路系统，打破了现代高速铁路系统的传统模式，列车沿途不停站，将各车站上下客货的任务交由主干线以外的流动车站系统来完成。当主干线上的高速列车驶近某车站时，装载着准备上车客货的流动车厢按时平行同向启动，逐渐加速，直至与高速列车同步，通过定位锁紧使流动车厢和高速列车连成一体，在两者之间完成上下客货；然后装载着下车客货的流动车厢逐渐减速，停止，下车。本发明实现了主干线上仅有各车次高速列车的全程高速行驶，这就形成了全新的运行格局，解决了系统提速同停站减速的矛盾，有利于大幅度提速，增加车次班次，使系统布局、调度管理、运行效率和运输能力，均获根本改善和显著提高。

Description

采用流动车站系统沿途不停站的高速铁路系统

I.所属技术领域

本发明专利是在当代高速铁路现有技术基础上，采用流动车站的新型模式，实现列车全程不停站的一种高速铁路系统的设计方案。

II.背景技术

为建成高速铁路，近些年各国技术不断更新。

(一)为了实现高速，首先从制约速度的角度进行研究。

(A)制约列车速度的硬因素是：

(1)动力运转性能；

(2)粘着性能；

(3)制动性能；

(4)运行平稳性；

(5)集电性能；

(6)列车控制。

(B)制约列车速度的软因素是：

(1)舒适度；

(2)环境标准；

(3)成本。

(二)各国在高速铁路的设计中，针对上述制约因素研究提高速度的技术措施。包括：

粘着性能的改善；

制动性能和行车保安系统的改善；

提高列车走行的安全性和平稳性的研究；

提高曲线和道岔通过速度的研究；

提高动力性能和改善集电性能的研究；

在提高速度的同时最大限度降低成本和保护环境的研究等等。

近年来，上述研究导致各国高速铁路时速的进一步提高和全程运行时间的进一步缩短。

(三)本发明专利则是以上述技术研究为着眼点，从全新的视野出发，提供同各国传统的高速铁路系统完全迥异的全新的高速铁路系统的设计方案。

(A)近代的高速铁路，已经采用了若干世界一流的高新技术，一般设计时速已达350千米/小时的高速度。

但是，由于传统的铁路系统模式的制约，要再进一步缩短高速铁路全程的运行周期，已经十分困难。所谓制约，是指列车的高速行驶，同沿途停靠各站所需的减速、刹车、停站，以及起动，加速等等之间的矛盾。即是说，沿途停靠的车站越多，高速铁路的整体运行效率就越受到制约。反之，为此又不得不限制沿途车站的设置。这又使高速铁路沿线地区，没法抓住由于高速铁路的建设，而为他们带来的重大发展机遇。

(B)本发明专利采用流动车站高速铁路系统的设计方案，既可以确保高速铁路沿线设置所需车站。又能使高速列车全程(从始发站至终点站)全速行驶，中途不停靠任何车站；而各车站上下客货的任务，则由主干线轨道以外的流动车站来实现。

(四)本发明专利同当代高速铁路系统设计技术以及相关专利技术有着质的区别，中途不停站，实现高速列车的全速运行，从而进一步显著缩短高速铁路的运行周期，提高其整体运行效率这一点是显而易见的。

另外，本发明专利也有别于某些专利技术。

譬如，专利号97108441.6；专利名称：追车、甩车高速铁路运输系统，也是研究中途不停站的高铁系统。但其所用的方法却完全不同。该专利使用追车适时进入主干线轨道并加速，直至同高速列车对接，从而实现“上客”；又利用高速列车抛下甩车以实现“下客”。这种上下客货的方法，都要在主干线轨道上来完成。利用追车和甩车在主干线轨道上下车的方法由于有速度的突变，不利于平稳上下乘客；再有，追车和甩车每到一站，都要驶入主干线轨道，实现上下客货，这会造成整个铁路系统调度、控制上极大的复杂性，对于设计高效、安全的系统十分不利。而本专利的上下客货的方法，是由主干线轨道以外的流动车站来完成。自始至终不让任何车辆进入主干线。这就确保了整个高速铁路主干线轨道可进行高速、无干扰、无障碍设计。有了这样一条不需列车中途停靠，而又没有任何车辆进入干扰的主干线轨道，将为这种高速铁路的设计提供高效、简化、安全、控制容易、管理方便、调度灵活的设计条件。就利于高速铁路更加合理的布局，使之承载更多的运行车次和班次，发挥最大的运输效能。

`相信有关领导和设计专家中的有识之士，对本发明专利定能引起重视。可以预见，本发明专利一经采用，必然会对我国高速铁路系统设计开创崭新的格局。

III.发明内容

(一)本发明专利的基本内容：

本专利提出了高速铁路系统的新设计方案。

高速铁路系统可以设置若干车站，高速列车在主干线轨道上全程全速行驶，中途不停靠任何车站；而流动车站可以在对于主干线无任何干扰的前提下，实现沿途车站平稳、可靠、安全的上下客货任务。

(A)流动车站由两部分构成。

(1)流动车站轨道是设置于主干线轨道一侧的固定轨道。它同主干线轨道平行等距。(主干线轨道是指高速列车全速行驶的干线轨道)

(2)流动车厢可在流动车站轨道上行驶。流动车厢的作用是装载运送上下车的客货，实现上下车。

下面，结合附图对发明内容加以说明。附图中符号为：

1—主干线轨道；

2—流动车站轨道；

3—流动车厢；

4—高速列车。

(B)利用流动车站上下乘客货物的方法和步骤。

采用流动车站上下客货的动作流程，由控制系统实现自动或半自动控制。

(1)当主干线轨道上的高速列车4驶近车站时，满载客货的流动车厢3在流动车站轨道2上准时同向启动，逐渐加速，直至达到与主干线上行驶的高速列车4同步。(参看附图1)

(2)接着，在流动车厢3与主干线轨道1上的高速列车4之间，实现找正、定位、锁紧。这时流动车厢3和高速列车4的相应车厢成为一体并连通。紧接着，流动车厢3和高速列车4的相应车门同时打开。

乘客和货物在两者之间(流动车厢3和高速列车4的对应车厢之间)流动，实现上下车。即需要上车的乘客从流动车厢3平稳进入高速列车4；需要下车的乘客从高速列车4平稳进入流动车厢3。(参看附图2)

(注：上下客货的过程中，主干线上的高速列车4，仍处于高速行驶中，但由于它与流动车厢3同步，相对速度为零，且两者已锁紧为一体，乘客上下车的感觉，同他们在高速列车4其它的车厢内走动时的感觉一样，感到平稳)。

(3)当客货上下完毕，高速列车4的对应车厢与流动车厢3分别关门，然后，流动车厢3和高速列车4的对应车厢间的锁紧解除。流动车厢3满载下车的客货逐渐减速直至停止。客货出站。(参见附图3)

(二)本专利应注意的几个技术问题

本发明方案的策略是立足于在关键环节采用先进技术从而换来高速铁路系统设计的最佳整体效果。

虽然所涉及的技术问题一般不涵盖尖端技术，但对相关的技术问题应提出严格适度的要求，以确保整个系统的可靠性。

(A)关于同步。即实现主干线上高速列车的相应车厢与流动车站轨道上流动车厢的运动同步问题。现代，机车的机械、液压、电气变速系统，可以实现有级或无级调速，并实现自动同步控制。技术设计时应对同步精度提出适当要求。实际上两者间对位，并非全赖于同步精度，因为锁紧前两者还有找正定位。另外，在锁紧后上下客货期间，在设计上应使流动车厢的速度能适应(牵就)高速列车的速度，或者在此时段，流动车厢可直接由高速列车统一牵引。

(B)关于找正、定位和锁紧；关于各步骤动作的自动控制和互锁。

(1)同自动同步控制一样，技术设计阶段，可以选择机械、电气、液压等不同的找正、定位、锁紧手段。

在上下客货阶段，将高速列车与流动车厢两者定位锁紧，这对于安全至关重要。因此，设计时：①要确定定位锁紧一定的精度要求，使锁紧可靠，确实。②要防止“过定位”。因为高速列车和流动车厢分别在各自的轨道上运行着，现在要实现两者的锁紧，在设计上，就要考虑避免其中可能的相互干涉。必要时，可考虑让流动车厢的车体可以允许获得一定程度的浮动(纵向和横向的浮动。)

(2)自动控制和联锁。

本方案要求实现启动、加速、同步、找正定位，锁紧、车厢开门、车厢关门、解除锁紧、减速、停止等动作程序的自动或半自动控制。

但为确保安全，确保万无一失，应在某些顺序、动作之间进行互锁(联锁)。

譬如，

只有在找正、定位确认后，才能启动锁紧程序。

锁紧确认后，才能打开两边车厢门；

上下客货完成后(公共通道无人时)，才能启动两边车厢门的关闭程序(此动作也可由人控)；

两边车厢门关闭均确认后，才能启动解除锁紧装置等等。

(C)关于流动车站轨道的设置。

流动车站轨道的设置应视客货流量、车站地理环境、车站规模等因素而定。流动车站轨道可为一条或多条，彼此平行。

流动车站轨道也可设计为环形通道型式。流动车厢返回的方向可以同进入时同向，也可异向，视流动车站的规模和设置而定。

(D)新兴城市(城镇)发展兴旺起来之后，可以在已有的高速铁路上另外新建车站。

这些车站的建立，可以在高铁路设计和建造阶段预留位置，亦可视发展考虑追加。以适应高速铁路沿线地区的发展需要。

(三)本发明专利的特点

现代，高速列车越是高速化，它同因沿途停站而必要的减速、刹车等的差异就越大。两者(提速和停站减速)的矛盾日益激化，这就严重地制约着铁路的进一步高速化。

而本发明不但可以实现主干线上高速列车中途不停站(全程全速)，而且也由于通过流动车站上下客货并不需要有任何车辆进入主干线轨道，因而不仅各站沿途完全能够实现平稳上下客货的任务，更能实现高速列车无停顿、无障碍的直通行驶。这对整个高速铁路系统将会带来不可估量的优越性。

(A)主干线上列车的高速性能将不受制约，比起传统的高速铁路系统，高速化更能充分的发挥，从而收到大大缩短全程运行时间的显著效果。

举两个实例加以对此：

[实例一]京津高速铁路

建成通车时间：2008年8月；

距离：120千米(公里)

时速：350千米/小时；

全程时间：30分钟；

车站：5个

分析比较：若当初采用本专利的设计方案，可使全程时间由30分钟缩短为21分钟。这就可以使京津高速铁路的运行效率提高30％。

[实例二]京沪高速铁路(这是集众多高科技于一体的震动世界的宏大工程)：

开工：2008年4月；

总投资：2200亿元；

设计时速：350千米/小时；

全长：1318千米；

预计完工：2013年；

车站：21个；

全程时间：5小时(300分钟)。

分析对比：若按本专利的设计方案设计系统，可使这条京沪高速铁路全程运行时间由5小时(300分钟)缩短为3小时46分(226分钟)，整整缩短74分钟。从而提高运行效率32.7％。

(B)由于主干线上只有单一的高速列车运行，这就大大减化了铁路系统的调度、管理，使系统高效、精简。而且也更能确保安全。

(C)舒缓了沿途车站的设置限制，甚至使新兴城镇事后补建车站成为可能，使高速铁路的综合经济效益和社会效益显著提高。

(D)可改善铁路系统的布局，使之可以承载更多的车次和班次，从而使高速铁路能发挥出最大的运输效能。

IV.附图说明

说明书附图1，表示在获取高速列车驶近车站的信号后，运行在流动车站轨道上的流动车厢3准时同向启动逐渐加速行驶；

说明书附图2，表示流动车厢3已达到与驶来的高速列车4同步运行；

说明书附图3，表示在流动车厢3和高速列车4之间完成上下客货之后，流动车厢逐渐减速返回。

V.具体实施方式

本发明专利提出了一种高速铁路系统的新设计方案。

其要点是：

一、用流动车站系统来完成上下客货；

二、主干线上无任何车辆，高速列车在主干线上全程、不停顿、无阻碍高速运行。这就意味着一种高速铁路系统新格局的诞生。

下面按时间流程，说明通过流动车站系统来完成上下客货的具本实施方式。整个动作流程实现自动或半自动控制。每一动作程序之间，确保准确及可靠的啣接，严控必须在上一动作程序完成并确认之后，才能启动下一动作程序。当行驶在主干线上的高速列车驶近本站—准时同向启动流动车厢，并逐渐加速—流动车厢和高速列车两者达到运动同步—两者找正、定位、锁紧—两者连成一体—两者同时打开车门—上车的客货由流动车厢进入高速列车同时下车的客货由高速列车进入流动车厢——上下车完毕——两者同时关闭车门—两者解除锁紧——高速列车继续向前高速行驶同时流动车厢逐渐减速—停止—客货下车—出站。

Claims (5)

1.一种采用流动车站的中途不停站的高速铁路系统。

其特征是：高速列车在主干线轨道上以设计时速，从始发站到终点站，全程高速运行，中途不停靠车站；而靠主干线以外的流动车站来实现上下客货的任务。

流动车站及任何车辆均不得进入主干线轨道；

流动车站由流动车站轨道和流动车厢组成，流动车站轨道是设置在主干线轨道一侧的固定轨道，流动车站轨道与主干线轨道平行等距；流动车厢可在流动车站轨道上运行；流动车厢用来装载运送上下车的客货，以便于实现上下车。

流动车站上下客货采用以下方法。

当主干线轨道上行驶的高速列车到站前，满载客货的流动车厢准时同向启动，逐渐加速，直至与高速列车实现同步行驶。

接着，在流动车厢与高速列车的对应车厢之间实现找正、定位和锁紧，这时流动车厢和高速列车的相应车厢成为一体并连通。接着，流动车厢和高速列车的对应车厢打开车门，实现客货上下车，即流动车厢中要上车的客货进入高速列车车厢，高速列车中要下车的客货则进入流动车厢；上下客货完成后，流动车厢和高速列车对应车厢的车门分别关闭，流动车厢和高速列车对应车厢间解除锁紧，流动车厢满载准备下车的客货逐渐减速，停止，客货下车，出站。

2、根据权利要求1所述的采用流动车站中途不停站的高速铁路系统，其特征是：

流动车站轨道可为一条或多条平行轨道；

流动车站轨道也可为封闭环形轨道；

组成流动车厢的车厢数量，可为一个或多个；

流动车厢带有小型动力、传动调速和制动装置；

流动车厢返程可与前进时同向或异向；

车站(指原有车站)的进站口和出站口可以设于同一地方或分置两处。

3、根据权利要求1所述的采用流动车站中途不停站的高速铁路系统。

其特征是：

流动车站高速铁路系统应设自动控制系统；

控制系统应能对权利要求1中提到的动作顺序实施严格控制，以确保动作顺序的可靠性和准确性；控制系统应包括联锁功能，以确保上一动作程序完成并确认之后，才能进入下一动作程序。

本方案要求实现启动、加速、同步、找正定位，锁紧、车厢开门、车厢关门、解除锁紧、减速、停止等动作程序的自动或半自动控制。

但为确保安全，确保万无一失，应在某些顺序、动作之间进行互锁(联锁)。

譬如，

只有在找正、定位确认后，才能启动锁紧程序。

锁紧确认后，才能打开两边车厢门；

上下客货完成后(公共通道无人时)，才能启动两边车厢门的关闭程序(此动作也可由人控)；

两边车厢门关闭均确认后，才能启动解除锁紧装置等等。

4、根据权利要求1所述的采用流动车站中途不停站的高速铁路系统，其特征是：传统的高速铁路系统模式，沿途车站是提速的最大障碍，而本专利，对于沿线车站的设置并无太多局限；而且，在高速铁路已建成投入运营之后，还可补建新的车站，新车站可以按原设计的预留建设，也可新设计新建设。

5、根据权利要求1所述的采用流动车站中途不停站的高速铁路系统，其特征是：主干线轨道上除高速列车行驶外，无任何车辆进入；高速列车在主干线轨道上无任何停留；高速铁路系统的整体设计应有质的提升：同传统的高速铁路系统相比，系统的设计布局应更趋合理；管理、调度体系设计应更精简、高效；主干线设计通过能力可显著提升，主干线的设计承载应更加饱满；铁路系统车次和班次应大幅增加，系统整体的运输效能应能大幅提高。

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