CN101992784A - 一种新型轨道交通方法及其系统 - Google Patents

Abstract

本发明是在对过山车、轻轨、风力太阳能等绿色发电、智能电网、物联网各自的优长进行组合，并借鉴架空索道、导弹原理后所设计的一种交通方式，由于放弃重力来增加车轮与轨道之间的粘着力的传统交通方式，采用轮轨合为一体或者采用夹持的滚轮，通过气压弹簧、电磁或液压来增加轮轨之间的粘着力，车辆只是个承载体，因此大大简化了轨道系统、动力系统和车辆的结构，降低了轨道建设、动力和车辆制造维护成本，由于车速的提高不再受轮轨粘着力的限制，因此交通系统也可以像电脑的摩尔定律一样，速度越来越快，成本越来越低，并且本发明具有自发电功能，属绿色低碳交通，运行线路设置于空中或者密闭的管道或隧道，无外来干扰，单向运行，非常适合自动化运行。

Description

一种新型轨道交通方法及其系统 

技术领域

本发明属一种交通系统，具体是一种新型轨道交通方法及其系统。 

背景技术

快捷的交通工具在社会进步中扮演着极其重要的角色，最近几年，高速铁路建设如火如荼，今年9月28日，中国国产“和谐号”CRH380A新一代高速动车组，在沪杭高铁从杭州到上海虹桥试运行途中，最高时速达到4166公里，再次刷新世界铁路运营试验最高速。这一速度又一次证明中国高铁已全面领先世界。报道鼓舞人心但它具有以下几个无法克服的弊病：1，平面交通，与人畜争道，不可预测性事件极多，运行环境复杂，操控困难，耗费大量人力物力，且不安全，事故多难以实现自动化；2，下坡须依靠发动机作负功，且坡度过大不能行驶；3，特别是车速越快，则车辆须底盘越重，否则会引起打滑、制动、转向失灵造成事故，且道路建设成本也会越高、占地面积越大，导致车辆成本、能耗、道路建设成本成倍增长。所以当前车速的提高是以增加车辆制造成本、能耗、污染、道路建设成本及占地面积为前提的，是用巨大的付出与代价换取的，是不可持续的发展模式。 

汽车方面，为什么要用一顿半的钢铁才能把70公斤的人从一个地方拉到另一个地方？为什么不能改变车速越快则底盘越重的设计？为什么车速越快能耗越高？为什么主流交通工具不能离开地面？为什么人们提到电动车就想到笨重而且成本高昂的电瓶？汽车、火车为什么不能解决上坡困难，下坡作负功？为什么道路越修越宽？为什么车速越快成本越高，而不能像电脑一样适用摩尔定律？为什么驾驶时一定要不停地叮着路面、抓着方向盘、踩着油门、考虑着刹车？为什么我们开车时战战兢兢而车祸频仍？为什么不仅发动机系统越来越复杂，还要经过日益复杂的离合器、变速箱、传动轴等机构才能将动力传递到路面？当今的都是错的，我们应该颠覆性思考，未来汽车应该是没有方向盘，没有引擎的底盘、轻如鸿毛的车。高速车的最大敌人是质量，无论奔驰还是劳斯莱斯都不能代表汽车未来发展方向，必须告别“傻大粗”。在不远的将来，您所乘坐的车不是重达几顿，而是只有100公斤，甚至只有几公斤！它的速度不是时速100-——200公里，而是高达1000甚至10,000公里！这不是空想，而是完全可行！ 

一切都是设计的错！最核心的问题是因为，在汽车火车诞生时设计者没有考虑到轮轨粘着系数随速度提高而下降的物理现象。所以，必须重新设计，设计一种轮轨粘着系数不因速度提高而下降的交通方法，才能解决根本问题。汽车火车依靠重力获得路面对车轮的支持力，导致车速与底盘重、能耗、道路占地面积呈正比，与安全系数呈反比。所以必须放弃重力而采用其它方法来提高轮轨粘着系数，才能打开未来交通工具神秘之门。另外，采用内燃机作为动力，由于内燃机低转速时输出的力矩小高速时大，就会产生离合器变速箱等动力传递机构，大大增加了成本，而且在车辆下坡或制动时不能转化能量而只能作负功，而采用电机就可以直接驱动，可以极大地简化动力装置的结构。 

发明内容

本发明目的是提供一种新型交通方法及其系统，在设计上改变依靠重力来增加车轮与路面(轨道)的摩擦力的驱动方式，寻求最简化的动力、道路和车辆相结合的最小系统，以降低成本、节约能耗、增加速度，借鉴风筝在拉线的牵引下飞翔之原理，其动力装置采用自发电的旋转电机或者直线电机，动力装置与轨道合为一体或者与轨道黏合，形成一条牵引线，使其具有转向、驱动、制动、自发电等功能，承载装置悬挂或者锁定在牵引线的牵引机构上，因此极大地简化了车辆结构，并降低了轨道建设成本；由于动力装置与轨道合为一体，承载装置只是个承载体，无需底盘、转向系统、传动系统，可以极轻，因此可以像电线杆架设电线那样架设高架轨道，实现立体交通，在轨道岔道设置自动拨岔装置，并利用物联网技术，设置自动控制系统，从而实现了自动化交通，本发明所述的电机是自发电电机，利用下坡或制动时发电，并通过智能电网回收利用，以节约能源，本发明并提供实现此方法的交通系统。 

本发明技术法案如下： 

一种新型轨道交通方法，由传统的：轨道+(动力系统+车辆)，改为：(轨道+动力系统)+承载装置，其动力装置与轨道相融合，形成一条牵引线，轨道作用是动力机构输出动力时的承受体，牵引线可以是两个以上的电机驱动的滚轮通过固定装置夹持在轨道上，使用气压或液压装置调节轮轨粘着力，使其在轨道上 运行而不滑脱，也可以是直线电机初级镶嵌于轨道，或与轨道合为一体，次级与初级相对，形成一条牵引线；一条牵引线只作单向运行，牵引线根据需要设置若干牵引机构(滚轮或次级)，车辆只是一个承载装置，承载装置悬挂或固定在牵引线的牵引机构上，自动控制系统有设于车站的控制中心，轨道按一定距离设置车速和位置感应器，轨道的岔道处，设有岔道自动拨岔装置，承载体内设有通信装置和控制装置，各感应器、控制装置和通信装置通过有线或无线方式与设于车站的控制中心联接，控制中心有通信装置、计算机和调度指挥台，以控制岔道拨岔和车辆运行，承载装置没有方向盘，最好具有流线型外形，以在运行时悬浮于空中，其内设遥控装置与控制中心通信，控制中心采用物联网技术控制其运行，在没有牵引线的地区，可以在承载装置底部安装车轮由汽车拖挂到达目的地，也可直接接驳于汽车上，为节约能源，优先采用具有自发电功能的电机，包括旋转式电机和直线电机，以利用车辆下坡或制动时发电，并通过智能电网回收电能； 

所述的新型轨道交通方法，其特征在于所述的牵引线是架设或悬挂在高架的横梁上，横梁可以设置多层，形成立体多层交通； 

所述的新型轨道交通方法，其特征在于所述的牵引线架设在被抽去空气的真空管道或真空隧道中： 

一种新型轨道交通系统，包括具有自发电功能的电机与轨道相结合而构成的牵引线、承载装置、智能电力输送网、自动控制系统，所述的牵引线采用轮轨式，在滚轮的轮毂中安装自发电电机，并由两个以上的滚轮通过固定装置夹持在轨道上，承载装置悬挂或锁定在滚轮的固定装置上，轨道可以是钢轨，也可以是绳索、轨道梁，智能电力输送网由提供动力电源的电源线、回收自发电电流的回路以及变电装置构成，电源线和回路可以埋于轨道中，承载装置没有方向盘，内设遥控装置与控制中心通信，控制中心采用物联网技术控制牵引线运行，由于庞大的道路和复杂的动力系统简化为一根细小的牵引线，承载装置没有底盘和转向系统，所以很轻，因此可以架设在高架上，形成立体交通，高架可以是类似电线杆的支柱与横梁，轨道架设或悬挂在横梁上，另外，还可以在支柱顶端或上部安装风力发电机和太阳能发电装置，以充分利用绿色能源； 

一种新型轨道交通系统，包括具有自发电功能的直线电机与轨道相结合而构成的牵引线、所述的牵引线是直线电机，可采用直线滑轨电机或直线导轨电机，也可采用其它直线电机； 

一种新型轨道交通系统，包括真空隧道或真空管道、具有自发电功能的直线电机与轨道相结合而构成的牵引线、承载装置、货物输送室，人员输送管、智能电力输送网、自动控制系统，所述的真空隧道是在隧道的各通道设有密封装置，通过抽气机抽去隧道的空气，形成真空状态，具有自发电功能的直线电机与轨道相结合而构成的牵引线安装在隧道顶部，承载装置悬挂或锁定在直线电机的次级上，由于真空隧道内没有空气阻力，承载装置可以不拘外形形状，一只塑料袋或一个网兜都可以作为承载装置，但由于人或动植物都离不开空气，所以承载人或需要空气的物体时承载装置必须是能够承受高压的设有进出通道并可密封的门的箱体或罐体，进出承载体时，先使人员输送管与承载装置的门锁定并密封，然后才可进出，以防止空气进入真空管道或隧道，不需要空气的货物先经过货物输送室(货物输送室作用类似潜水艇的隔离舱)，抽出空气然后才进入真空隧道或真空管道，智能电网为直线电机提供电能并回收直线电机自发电时所产生的电流，自动控制系统有设于车站的控制中心，轨道按一定距离设置车速和位置感应器，轨道的岔道处，设有岔道自动拨岔装置，承载体内设有通信装置和控制装置，各感应器、控制装置和通信装置通过有线或无线方式与设于车站的控制中心联接，控制中心有通信装置、计算机和调度指挥台，以控制岔道拨岔和车辆运行。 

由于本发明放弃依靠重力来增加车轮与轨道之间的粘着力的传统交通方式，采用轮轨合为一体或者采用夹持的滚轮，通过气压或液压来增加轮轨之间的粘着力，因此大大简化了轨道系统、动力系统和车辆的结构，降低了轨道建设、动力和车辆制造维护成本，由于车速的提高不再受轮轨粘着力的限制，因此交通系统也可以像电脑的摩尔定律一样，速度越来越快，成本越来越低，并且本发明具有自发电功能，属绿色低碳交通，运行线路设置于空中或者密闭的管道或隧道，无外来干扰，单向运行，非常适合自动化运行。本发明还提供了三种实施方式，第一种轮轨交通方式是一种投资少，适合设计时速在200——500公里左右城际交通的交通方式；第二种直线电机交通方式适合设计时速在400——800公里左右的省际交通线路；第三种真空管道交通方式适合设计时速在1000——20,000公里的洲际交通运输线路。 

Claims (6)

1.一种新型轨道交通方法，由传统的：轨道+(动力系统+车辆)，改为：(轨道+动力系统)+承载装置，其动力装置与轨道相融合，形成一条牵引线，轨道作用是动力机构输出动力时的承受体，牵引线可以是两个以上的电机驱动的滚轮通过固定装置夹持在轨道上，使用气压或液压装置调节轮轨粘着力，使其在轨道上运行而不滑脱，也可以是直线电机初级镶嵌于轨道，或与轨道合为一体，次级与初级相对，形成一条牵引线；一条牵引线只作单向运行，牵引线根据需要设置若干牵引机构(滚轮或次级)，车辆只是一个承载装置，承载装置悬挂或固定在牵引线的牵引机构上，自动控制系统有设于车站的控制中心，轨道按一定距离设置车速和位置感应器，轨道的岔道处，设有岔道自动拨岔装置，承载体内设有通信装置和控制装置，各感应器、控制装置和通信装置通过有线或无线方式与设于车站的控制中心联接，控制中心有通信装置、计算机和调度指挥台，以控制岔道拨岔和车辆运行，承载装置没有方向盘，最好具有流线型外形，以在运行时悬浮于空中，其内设遥控装置与控制中心通信，控制中心采用物联网技术控制其运行，在没有牵引线的地区，可以在承载装置底部安装车轮由汽车拖挂到达目的地，也可直接接驳于汽车上，为节约能源，优先采用具有自发电功能的电机，包括旋转式电机和直线电机，以利用车辆下坡或制动时发电，并通过智能电网回收电能。

2.根据权利要求1所述的新型轨道交通方法，其特征在于所述的牵引线是架设或悬挂在高架的横梁上，横梁可以设置多层，形成立体多层交通。

3.根据权利要求1所述的新型轨道交通方法，其特征在于所述的牵引线架设在被抽去空气的真空管道或真空隧道中。

4.根据权利要求1所述的一种新型轨道交通系统，包括具有自发电功能的电机与轨道相结合而构成的牵引线、承载装置、智能电力输送网、自动控制系统，所述的牵引线采用轮轨式，在滚轮的轮毂中安装自发电电机，并由两个以上的滚轮通过固定装置夹持在轨道上，承载装置悬挂或锁定在滚轮的固定装置上，轨道可以是钢轨，也可以是绳索、轨道梁，智能电力输送网由提供动力电源的电源线、回收自发电电流的回路以及变电装置构成，电源线和回路可以埋于轨道中，承载装置没有方向盘，内设遥控装置与控制中心通信，控制中心采用物联网技术控制牵引线运行，由于庞大的道路和复杂的动力系统简化为一根细小的牵引线，承载装置没有底盘和转向系统，所以很轻，因此可以架设在高架上，形成立体交通，高架可以是类似电线杆的支柱与横梁，轨道架设或悬挂在横梁上，在支柱顶端或上部安装风力发电机和太阳能发电装置，以充分利用绿色能源。

5.根据权利要求1所述的一种新型轨道交通系统，包括具有自发电功能的直线电机与轨道相结合而构成的牵引线、所述的牵引线是直线电机，可采用直线滑轨电机或直线导轨电机，也可采用其它直线电机。

6.根据权利要求1所述的一种新型轨道交通系统，包括真空隧道或真空管道、具有自发电功能的直线电机与轨道相结合而构成的牵引线、承载装置、货物输送室，人员输送管、智能电力输送网、自动控制系统，所述的真空隧道是在隧道的各通道设有密封装置，具有自发电功能的直线电机与轨道相结合而构成的牵引线安装在隧道顶部，承载装置悬挂或锁定在直线电机的次级上，由于真空隧道内没有空气阻力，承载装置可以不拘外形形状，一只塑料袋或一个网兜都可以作为承载装置，但由于人或动植物都离不开空气，所以承载人或需要空气的物体时承载装置必须是能够承受高压的设有进出通道并可密封的门的箱体或罐体，进出承载装置时，先使人员输送管与承载装置的门锁定并密封，然后才可进出，以防止空气进入真空管道或隧道，不需要空气的货物先经过货物输送室(货物输送室作用类似潜水艇的隔离舱)，抽出空气然后才进入真空隧道或真空管道，智能电网为直线电机提供电能并回收直线电机自发电时所产生的电流，自动控制系统有设于车站的控制中心，轨道按一定距离设置车速和位置感应器，轨道的岔道处，设有岔道自动拨岔装置，承载体内设有通信装置和控制装置，各感应器、控制装置和通信装置通过有线或无线方式与设于车站的控制中心联接，控制中心有通信装置、计算机和调度指挥台，以控制岔道拨岔和车辆运行。