CN102112934B - 自动化公众及个人运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动化集体运输系统，其包括至少一个无驾驶员的交通工具以及一个中央计算机，所述交通工具能够使用由所述中央计算机所发射的控制信号来自动地从出发点去往终点，且跟随集成在所述交通工具正在上面移动的铺砌层中的轨道。每一交通工具是安装在轮胎上的汽车交通工具，且所述轨道是安装在街道的所述铺砌层上的橡胶条带或均等物，其具有连续的光学特性，且在有规律的间隔处包括有无线芯片装置或发射机应答器。每一交通工具具有定位及检测构件，其适合于识别所述条带的所述光学特性，以便在其运动期间跟随此条带，且检测从所述发射机应答器接收到的定位信号，所述发射机应答器回应于射频信号，以便定位所述交通工具。

Description

自动化公众及个人运输系统

技术领域

本发明涉及主要使用电推进的城市运输系统，且目标是将一个或若干个乘客从城镇的一点载到另一点或城区范围内的更广范围，且更明确地说，涉及自动化公众及个人运输系统。

背景技术

目前，向公众所建议的城市运输设备主要存在于例如公众汽车、有轨电车或地铁等《繁忙车辆》设备中。这些可沿城镇的主战略轴载运许多人的设备所呈现的缺点是，被限制在城镇的若干区段中，且此外，并未向公众提供用户友好环境。

已开发了其它设备，例如自行车或少数自助式交通工具。然而，现今似乎没有适合于每个人(儿童、老人、盲人或没有驾驶执照的人)的城市运输设备，以及可在私人环境下将乘客从城镇的一点载运到另一点的城市运输设备。

然而，文献EP 1.564.614描述了一种包括无驾驶员的交通工具的公众运输系统，由于电磁信号发射，所述交通工具可沿着并入在道路的铺砌层中的轨道从起点去往终点。遗憾的是，此系统缺乏灵活性，且不允许使用若干交通工具，且无法操作此系统来替换例如有轨电车网等完整的公众运输网，这是因为其既不包括中央管理单元，也不包括允许准确定位交通工具的定位系统。

发明内容

本发明的目标是提供一种自动化公众运输系统，其不需要例如有轨电车等常规公众运输系统中所必须的大量基础设施投资。

本发明的另一目标是提供一种自动化公众及个人运输系统，无论所有的交通工具是否去往同一目的地，其都可允许若干交通工具加入交通工具链中。

本发明的另一目标是提供一种自动化公众运输系统，其可包括定位构件，以便持续地对系统的每一交通工具进行定位。

因此，本发明的目标是提供一种自动化公众运输系统，其包括至少一个无驾驶员的交通工具以及中央管理单元，由于中央单元所发射的监视信号以及跟随集成在所述交通工具在上面运行的铺砌层中的轨道，所述交通工具能够在自动化模式下从起点去往终点。每一交通工具安装于轮胎上，且轨道由安装在铺砌层上的橡胶条带或均等物组成，其具有连续的光学特性，且包括位于有规律的间隔处的例如RFID或发射器等非接触式芯片装置。每一交通工具包括具有适合于向发射机应答器发射射频信号的天线的定位及检测构件，这些定位及检测构件用于识别光学特性，以便在交通工具运动期间跟随所述条带，且检测从发射机应答器接收到的定位信号，所述发射机应答器反作用于射频信号，以便定位所述交通工具。

附图说明

从参考各图进行的以下描述将更清楚地明白本发明的目标、目的以及特性，在所述图中：

图1表示根据本发明的公众运输系统的框图；

图2表示根据本发明的系统的交通工具以及使运动成为可能的交通工具构件的示意图；

图3表示处理掉失效的交通工具的程序的实施方案的示意图；

图4表示避免停止的交通工具的程序的实施方案的示意图；以及

图5表示根据本发明的系统的交通工具的群组在城市环境下运动时的示意图。

具体实施方式

参看图1，根据本发明的系统包括一个或若干个沿轨道(12)移动的交通工具(10)(如，有轨电车)，但不同于需要大量基础设施投资的有轨电车，此轨道或引导串由与任何其它道路信号条带一样的具有特定的光学特性的胶合在铺砌层上的简单的橡胶条带组成。与常规轨道相比，引导串的安装成本很低，且开始工作的时间很短，且其不引起干扰。

每一交通工具优选地配备有4个座位，所述座位面向彼此或定位在相同的方向上，就像在常规汽车中通过将两个座位旋转180度。所述交通工具提供两种操作模式：根据本发明的无驾驶员的由引导串引导的自动化模式，以及在需要时的手动模式(常规驾驶)。

原始的交通工具模式具有允许在两个方向上运动的完美的前后对称。所述交通工具由电动机在自动化模式下或由常规内燃机在手动模式下推进。在此最新模式下，为了减少污染，将优选交替的推进(例如，液化气)。可使用任何其它推进。可明白，使用常规燃烧推进允许重新加载自动模式下所需的电池。

每一交通工具(10)经由数字射频链路(16)连接到中央单元(14)。当登上交通工具时，用户经由稍后描述的构件进入目的地。中央单元(14)知道交通工具的起点及目的地，且其接着计算最适当的路径。假定交通工具跟随第一轨道直到点A，接着跟随第二轨道直到点B，等等...，以便最终到达目的地。准确界定了导引串(12)之间的交叉节点的完整集合，且将其存储在以车载方式安装的计算机中。

参看图2，交通工具沿橡胶条带或引导串(12)移动，这是因为其装配有光学定位构件(18)，所述光学定位构件(18)允许交通工具跟随展现良好界定的光学特性的引导串。此外，此引导系统配备有一套非接触式芯片装置(20)，例如可十分准确地保存其定位的RFID或发射机应答器。这些存储器集成在所述条带中，以便使其牢不可破且在无源模式下操作(无电力)。以此方式，十分准确地定位所述交通工具。为了避免无源存储器数目过多，人们将经由轮子的旋转数来计算装置的准确定位与运动的长度之间的相关。举例来说，两个装置之间的距离可为50m。

本发明的基本特性是已根据虚拟链模式设计了交通工具。为了实现此目标，所述交通工具可经由具有冗余的高度安全的无线链路(22)一起通信。举例来说，所述系统优选地使用三种通信方法，例如数字超高频链路、模拟无线电链路以及红外线链路。

每一交通工具(10)配备有车载计算机(24)，所述计算机(24)对来自交通工具之间的通信链路(22)和中央计算机单元(14)的数据交换进行分析。所述数据具有两种类型：关于运动的数据以及关于监视以及组成参考系统的信息的数据。

关于运动的数据由若干通信构件提供，且因此是冗余的，其完美的相关允许完全安全的操作。将关于运动的数据发送到命令及控制中心(26)，其在需要时激活制动装置、加速器或转向装置。这些驾驶命令由计算机(24)管理。

如上文提及，每一交通工具(10)包括用于检测引导串(12)的系统(18)。具有特定的光学性质的聚合物或橡胶引导串由位于交通工具的纵轴的正下方的检测器(18)感测。为了完美地将交通工具放回轴上，在左侧或右侧上的任何漂移均引起转向的补偿作用。而且，引导串的检测器(18)装配有合适的天线，所述天线允许发射射频信号，所述射频信号又接收保存在位于引导串上的有规律的间隔处的非接触式装置中的定位数据。光学条带的检测传感器是CCD类型传感器，其位于交通工具主体的下方。

在地面引导串损坏或降级的情况下，由于其参考系统，所述交通工具能够沿轨迹前进以预期转弯，直到其可再次找到引导串(这是由于地面上的在引导串之下的非接触式装置所提供的准确定位)，且能够实现远程通信(这是由于集成在所述交通工具中实现对任何运动的准确识别的加速度表)，且因此实现永久定位，即使在所述条带降级而没有引导串的情况下也是如此，且通过与其它定位数据的相关来实现。当引导串在前进数米之后不可见(例如，依据其在地图上的位置而变)，交通工具停止。

为了获得地理上的定位，集成在引导串中的装置允许准确识别城镇中的交通工具的位置。每一装置发送允许界定其位置的地理数据的信息。

所述交通工具的车载计算机装配有例如测绘等数据库，(其由中央单元有规律地更新)，由于从每一非接触式装置读取且由里程表调整的坐标，所述数据库允许知道其准确的实时位置(准确度级别为1cm)。这些数据被发送到中央单元，所述中央单元管理交通、交通工具的相对位置以及最终管理紧急情况管理。

优选地，可在至多1米的距离下读取安装在引导串中的非接触式装置。这些装置可为低成本RFID装置，其不受气候影响且可在标准的13.56MHz频率下操作。

而且，经由使用位于交通工具的若干侧上的传感器(28)而加强了安全。这些传感器具有三种类型：红外线、超声波以及超高频(雷达)。这些传感器允许实时评估情况，例如道路是否空闲。对所述传感器向命令系统(26)发送的数据进行分析，且用装配在车载计算机(24)中的参考专家系统作出实时比较。紧急情况包括使交通工具在一短时间周期内停止。在任何时刻，由于这是在系统内演变的交通工具，而不是隔离的交通工具，因此将关于一个交通工具的数据向中央单元传送，且分析所述数据，以便在具有冗余安全性的情况下监视交通工具。交通工具的智能经设计以便评估所有可能的情况。然而，在难以作出决策的情况下，交通工具停止，且数据及图像被传送到中央计算机(14)以供操作员进行决策。

近程超声传感器允许评估汽车是否接近交通工具，或者在道路上是否有物体。向后传感器可为主动检测器，且其允许强加交通工具之间的安全距离。前方及后方区域需要配备有范围大于在侧上的范围的传感器。当交通工具转弯时，向将要转向的方向定位的传感器将是适宜的。

范围限于数米的红外线传感器允许评估行人、摩托车、自行车或任何其它个体是否正进入此地带。这些传感器都装配在交通工具周围，这是因为所述交通工具具有两个可能的运动方向。

超高频传感器(雷达)允许评估在至多200m的距离上的回波。这些传感器允许预期的刹车、速度控制，通常依据地图数据库而变。应注意，此数据库包括待实施的驾驶规章。交通灯将优选地配备有可向例如红外线发射装置等相关交通工具告知方向性的装置，所述方向性经界定以便不干扰无关道路。将所有交通信号集成在地图数据库中，这允许每一交通工具在战略性位置(交叉点、车站...)处将处于“知晓模式”。在红外线交通灯发生故障的情况下，集成有驾驶规章的交通工具便充分执行这些规章。在临时信号发射改变的情况下，专家系统进行引导，且中央计算机可告知交通工具。

若干交通工具的虚拟链的每一引导交通工具由其车载计算机(24)界定为主交通工具。主交通工具的车载计算机管理所述链的其它交通工具之间的数据交换。举例来说，当主交通工具借助于障碍检测器(28)检测到障碍，且这需要减速或者使所述链停止时，尽管有各种通信链路，但主交通工具的电子设备发射激活逐渐刹车模式、更强的制动或者紧急制动的指令。以那种方式，交通工具链将根据主交通工具的指令来移动。

而且，可能所述链内的操作性部分将失效(电池电量低、引擎崩溃)。在这种情况下，如图3上所说明，失效的交通工具离开引导串(12)及交通工具链，且沿人行道停放，这是借助于在仍使用其检测器的同时使用应急引擎或启动器。应注意，主交通工具(34)监视所述链的交通工具(例如跟随失效的交通工具(30)的交通工具(36))减速，以便实现无障碍机动。

如图4上所示，可能交通工具(30)可能面临完全崩溃，且可能不处于机动位置或存在永久的障碍，那么跟随交通工具(30)的交通工具(36)的专家系统通过引导串(12)使其引导解除连接，且接着进行用于避开交通工具(30)的程序，以便回到引导条带，所有此操作均在主交通工具(34)的控制下发生，从而为机动腾出了足够的空间。当然，针对之后的交通工具重复此机动。

应注意，尽管交通工具优选地在若干交通工具的链内移动，但每一交通工具的车载计算机(24)允许交通工具以个别的方式沿引导串移动，以防止在同一方向上没有任何交通工具链在行进。

为了实现根据本发明的系统的优化操作，城镇将装配有一套轨道，所述轨道组成具有最高可能密度的同一引导串，如描述根据本发明的条带或引导串以及交通工具的网络的图5上所示。如所示，交通工具(40)在交叉点处改变方向，交通工具(42)或(44)的链以及交通工具(46)正在重新加载。当制造交通工具链时，主交通工具记住跟随的每一交通工具的目的地，连同每一交通工具必须改变方向的轨道的所有交叉点。

在一个链内，一些交通工具将采取不同的方向。为了实现这些机动，前方交通工具的车载计算机(在其存储器中已保存每一交通工具的目的地)需要及时地经由发射支持物(22)命令所述链稍微减速，这允许需要跟随新路径的交通工具通过跟随不同的引导串来改变方向。

为了实现高安全性等级，交通工具之间的距离是速度的函数。当速度相对高时(低于50km/h以便实施规章)，交通工具间隔开数米。在同一链内的交通工具之间的距离随速度的增加而增加。

交通工具的整个车队停放在特定区域中，所述区域由任何可用的构件(电话、因特网、自动售货机)控制。用户等待已订购的交通工具，或者去往可获得若干交通工具的停车区域，且接着通过在位于交通工具外部的自动售货机前方呈现特意制作的非接触式预约存储器卡来用该卡识别自己。用户接着输入Pin码，且这解锁了交通工具。用户接着登上交通工具，且通过不同的方法(话音命令、键盘、自动售货机的识别号码)输入目的地。

交通工具接着集成在在所要求的方向上行进的交通工具的下一链中，正在等待的交通工具的车载计算机开始与链的前方交通工具的计算机通信，以便作出正确的命令交换，所述命令交换将允许正在等待的交通工具启动、加速且接着减速以加入正在移动的链的队列。然而，在邻近没有链在同一方向上行进的情况下，交通工具开始移动且找到其到目的地的道路，这是因为其配备有完全自主的所有所需构件。

应注意，系统经设计以接受汽车停放。为此，当用户经由相关终端或通过电话输入目的地时，此数据被发射到中央计算机，所述中央计算机评估具有兼容路径的其它用户是否正在等待交通工具。交通工具将接着经监视而停止，且搭载跟随同一路线的其他乘客。交通工具装配有传感器，所述传感器能够远程读取用户的非接触式卡，以便管理行程费用的支付。

在例外地使用的手动模式下，用户在旋转驾驶座位之后，以常规方式驾驶交通工具。当在目的地处时，用户离开交通工具，所述交通工具接着准备好下一行程。

系统需要两种类型的停车区域：专用于可用于自动化模式下的运动的交通工具的停车区域，这是因为其电池负荷等级是恰当的；以及专用于需要加载电池的交通工具的停车区域。

所述系统也经设计以响应本地密集使用的需求。举例来说，中央单元知晓在界定的位置，在晚上11点人们从剧场出来，所述中央单元将以自动化的运动将未载人的交通工具驾驶到所识别的有需要的区域：所述交通工具寻找用户。

因此，上文所描述的根据本发明的系统将产生一种在城市中生活的新模式，所述模式无压力、无噪声且无污染。其将使运动变得简单且不受约束，在尊重个人自由的同时具有极大的使用灵活性。作为其高等级的基本原理的成果，本文中所描述的系统在经济上得到平衡且是可盈利的，且为未来的数十年提供可持续的解决方案。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化公众及个人运输系统，其包括至少一个无驾驶员的交通工具(10)以及一中央计算机(14)，所述交通工具能够使用由所述中央计算机所发射的命令信号来自动地从起点去往终点，且跟随集成在所述交通工具正在上面移动的街道铺砌层中的轨道(12)；

所述交通工具是安装在轮胎上的汽车交通工具，且所述轨道是安装在所述铺砌层上的橡胶条带，所述条带展现连续的光学特性，且包括RFID类型的非接触式芯片装置(20)或有规律地间隔开的发射机应答器，且所述交通工具包括定位及检测构件(18)，且包括适合于向所述发射机应答器发射射频信号的天线，所述定位及检测构件经设计以识别所述光学特性，以便在所述交通工具的运动期间跟随所述轨道，且检测从所述发射机应答器接收到的定位信号，所述发射机应答器反应于所述射频信号，以便定位所述交通工具；

所述系统的特征在于：所述系统包括构成交通工具链的若干个相同的交通工具(10)，前方的交通工具是主交通工具，其存储每一跟随其后的交通工具的目的地以及每一交通工具将必须改变的轨道的交叉点的完整集合。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述交通工具(10)的每一个包括车载计算机(24)以便接收关于所述运动的数据以及关于管理及由所述中央计算机(14)经由数字射频链路(16)所发射的信息的数据。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，交通工具的所述车载计算机(24)装配有测绘类型的数据库，所述数据库由所述中央计算机(14)有规律地更新，借助于由所述发射机应答器(20)发射且使用里程表调整的坐标，所述数据库允许知道其准确的实时位置。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，当前道路信号发射及所有的信号发射面板包括在所述测绘类型的所述数据库中，这允许所述交通工具(10)在战略性点处是“知晓”的。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述交通工具(10)的每一个包括命令中心(26)，所述命令中心(26)适合于从所述车载计算机(24)接收链接到所述运动的所述数据，且根据链接到所述运动的所述数据来激活所述交通工具的命令，所述交通工具的命令包括激活制动装置、激活加速器、或激活转向装置。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述交通工具(10)的每一个装配在外部边界上，其中障碍检测传感器(28)适合于实时地评估道路是否空闲，所述障碍检测传感器向所述命令中心(26)发射信息，以用于分析和与包括在所述车载计算机(24)中的参考专家系统进行实时比较，以便减速或使所述交通工具停止或者预防紧急情况。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述障碍检测传感器(28)具有三种类型：红外线、超声以及超高频。

8.根据权利要求1至7中任一权利要求所述的系统，其特征在于，其中所述交通工具的每一个能够使用由所述中央计算机所发射的命令信号来自动地从起点去往终点。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，组成所述交通工具链的所述交通工具借助于使用三种通信方法的无线链路而一起通信，所述无线链路即数字超高频链路、模拟无线电链路以及红外线链路。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述交通工具(10)的每一个的所述红外线链路(22)适合于当所述主交通工具面临障碍时从所述主交通工具接收用于激活逐渐制动模式或紧急制动的指令。