CN105549584B - 自导向循迹运行的列车 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自导向循迹运行的列车，包括：依次连接的N个车厢；相邻的两个车厢之间通过车间走行系统连接；车间走行系统用于根据获取到的列车与路线的相对位姿信息，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行。实现了提供一种可以较大承载量，并且可以采用全自动驾驶、半自动驾驶和人工驾驶3种操纵模式的列车；全自动驾驶模式不需要驾驶员实时的根据线路进行驾驶，该列车可以自行获取路线信息，并根据路线信息进行行驶，减少了驾驶员的劳动工作量，避免了驾驶员出现疲劳驾驶的情况，提高了安全性。

Description

自导向循迹运行的列车

技术领域

本发明涉及虚拟轨道车辆技术，尤其涉及一种自导向循迹运行的列车。

背景技术

随着社会的发展，公共交通工具已经成为人们生活中必不可少的一部分，尤其是地面上的公共交通工具。

现有技术中，地面上的公共交通工具主要采用公共汽车或者有轨电车。然而公共汽车的承载量有限，而现代有轨电车运量适中，但综合成本较高，两者不能很好的满足城市个性化和多样化的公共运输需求。并且公共汽车必须需要驾驶员实时的根据线路去驾驶，增加了驾驶员的劳动工作量，有可能出现疲劳驾驶的情况，一旦出现疲劳驾驶则会对公共汽车中的乘客的安全造成一定影响。因此，提供一种有较大承载量，同时可以降低驾驶员的劳动工作量的公共交通工具，成为了一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种自导向循迹运行的列车，用以解决现有技术中的公共汽车的承载量有限，并且公共汽车必须需要驾驶员实时的根据线路去驾驶，增加了驾驶员的劳动工作量，有可能出现疲劳驾驶的情况，一旦出现疲劳驾驶则会对公共汽车中的乘客的安全造成一定影响的问题；并解决有轨电车的造价较高以及有轨电车适应性不强等问题。

本发明提供一种自导向循迹运行的列车，包括：

依次连接的N个车厢；

相邻的两个车厢之间通过车间走行系统连接；

所述车间走行系统用于根据获取到的列车与路线的相对位姿信息，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，还包括：与所述N个车厢中的第一个车厢固定连接的第一车头，与所述N个车厢中的最后一个车厢固定连接的第二车头；

所述第一车头和所述第二车头的底部分别安装有列车端部走行系统，所述列车端部走行系统包括第一车桥、第一悬挂系统、第一胶轮和第一电机；

所述第一电机和所述第一胶轮设置在所述第一车桥上，所述第一电机与所述第一胶轮连接，所述车桥通过所述悬挂系统与车厢连接；

所述第一车头和所述第二车头上分别设置有控制板，所述控制板用于设置所述车间走行系统的牵引参数。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，所述车间走行系统，包括：门式构架；

所述门式构架底部设置有第二车桥，所述第二车桥上设置有一对第二胶轮以及第二电机，所述门式构架与所述第二车桥之间通过空气弹簧和垂向液压减振器连接，所述第二电机与所述第二胶轮连接；

所述自导向循迹运行的列车，还包括：信息化导向系统；

所述信息化导向系统分别与所述车间走行系统、所述列车端部走行系统电连接，所述信息化导向系统用于根据所述列车与路线的相对位姿信息，通过所述车间走行系统、所述列车端部走行系统带动所述车厢进行循迹运行。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，所述信息化导向系统，包括：感知装置、控制装置和执行装置；

所述控制装置分别与所述感知装置、所述执行装置连接；

所述感知装置，用于获取所述列车与路线的相对位姿信息，并将所述列车与路线的相对位姿信息发送给所述控制装置；

所述控制装置，用于接收所述感知装置发送的所述列车与路线的相对位姿信息，根据预设的控制算法计算所述列车与路线的相对位姿信息，确定所述执行装置所需的作动量，并将所述作动量发送给所述执行装置；

所述执行装置，用于接收所述控制装置发送的所述作动量，根据所述作动量执行作动，以使所述自导向循迹运行的列车在预设的范围内进行循迹运行。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，所述感知装置，具体用于：

利用差分全球测距导航卫星全球定位系统(Global positioning system，简称GPS)方法，通过所述自导向循迹运行的列车上的车载差分GPS传感器获取所述车间走行系统的位姿信息，将位姿信息与预设的目标路线进行对比，获取所述列车与路线的相对位姿信息；

或/和，所述感知装置，具体用于：

采用车道线识别方法，通过所述自导向循迹运行的列车上的车载摄像头识别路面标线，获取所述列车与路线的相对位姿信息；

或/和，所述感知装置，具体用于：

采用磁标识别方法，通过所述自导向循迹运行的列车上的车载磁场感应器与路面路线上的磁性标记物进行感应，获取所述列车与路线的相对位姿信息，其中，所述磁性标记物为磁钉或磁条；

或/和，所述感知装置，具体用于：

采用惯性导航方法，通过所述自导向循迹运行的列车上的车载速度传感器和陀螺仪获取所述车间走行系统的位姿信息，将位姿信息与预设的目标路线进行对比，获取所述列车与路线的相对位姿信息。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，所述执行装置，具体用于：

采用伺服控制电机执行循迹方法，根据所述作动量通过伺服电机迫使所述车间走行系统进行整体转向，以使所述自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行；

或者，所述执行装置，具体用于：

采用双侧车轮差速执行循迹方法，根据所述作动量确定胶轮的速度差，并根据所述速度差迫使所述车间走行系统进行整体转向，以使所述自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，所述信息化导向系统设置在至少一个车间走行系统或者至少一个列车端部走行系统上；

或者，所述信息化导向系统设置在2～N+1个走行系统上，所述走行系统包括车间走行系统和列车端部走行系统，其中，N为大于1的正整数。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，还包括：设置在所述车间走行系统上的辅助应急导向装置，和设置在所述车厢上的能源供给装置；

所述辅助应急导向装置用于在所述自导向循迹运行的列车出现故障时，根据预存的路线信息牵引与车间走行系统连接的车厢运行、减速运行或者制动停车；

所述能源供给装置用于向所述自导向循迹运行的列车提供电能。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，所述车间走行系统，还用于：

获取前方列车的运行轨迹，根据所述前方列车的运行轨迹，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行；

所述列车端部走行系统，还用于获取前方列车的运行轨迹，根据所述前方列车的运行轨迹，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行。

如上所述的自导向循迹运行的列车中，自导向循迹运行的列车上设置有重联车钩；

所述重联车钩，用于与至少两列自导向循迹运行的列车进行连接，或者与救援列车连接。

本发明的技术效果是：提供一种自导向循迹运行的列车，包括依次连接的N个车厢；相邻的两个车厢之间通过车间走行系统连接；车间走行系统用于根据获取到的列车与路线的相对位姿信息，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行。实现了提供一种可以较大承载量，并且不需要驾驶员实时的根据线路进行驾驶的列车，该列车可以自行获取路线信息，并根据路线信息进行行驶，减少了驾驶员的劳动工作量，避免了驾驶员出现疲劳驾驶的情况，提高了安全性；并且该列车的车厢实现了悬浮，列车的排放量小，能源消耗少；同时本发明提供的自导向循迹运行的列车，造价较低，并且本发明提供的自导向循迹运行的列车可以应用在有轨交通中，可以有效的解决城市建造有轨电车财政不足和有轨电车适应性不强等问题。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的自导向循迹运行的列车的剖面结构示意图；

图2为本发明实施例二提供的自导向循迹运行的列车的结构示意图；

图3为本发明实施例二提供的自导向循迹运行的列车中的门式构架的结构示意图一；

图4为本发明实施例二提供的自导向循迹运行的列车中的门式构架的结构示意图二。

附图标记：

1-车厢 2-车间走行系统 3-第一车头 4-第二车头 5-门式构架

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的自导向循迹运行的列车的剖面结构示意图，如图1所示，本实施例的自导向循迹运行的列车，包括：

依次连接的N个车厢1；

相邻的两个车厢1之间通过车间走行系统2连接；

车间走行系统2用于根据获取到的列车与路线的相对位姿信息，牵引与车间走行系统2连接的车厢1进行循迹运行。

在本实施例中，具体的，自导向循迹运行的列车包括依次连接的N个车厢1，相邻的两节车厢1之间通过车间走行系统2连接，车厢1可以与车间走行系统2进行铰接，并且可以增加或者减少车厢1的数量，有利于列车的解编和重组，车厢1以及车间走行系统2可以进行模块化生产以及异地集成。

中间的车间走行系统2上设有车桥、龙门构架，中间的车间走行系统2可以绕着铰接点进行旋转，从而实现车间走行系统2的转向，进而带动车厢1的转向运动。

每节车厢1的底部与路面之间有预设距离，车间走行系统2上的车轮与路面接触，从而车厢1可以实现悬浮。

车间走行系统2可以获取到路线信息，比如可获取到路线上的车道线等信息，从而车间走行系统2可以根据路线信息牵引与车间走行系统2连接的车厢1运行。

本实施例通过提供一种自导向循迹运行的列车包括了依次连接的N个车厢1，并且相邻的两个车厢1之间通过车间走行系统2连接，车间走行系统2用于根据获取到的列车与路线的相对位姿信息，牵引与车间走行系统2连接的车厢1进行循迹运行；车厢1的底部与路面之间有预设距离。实现了提供一种可以较大承载量，并且不需要驾驶员实时的根据线路进行驾驶的列车，该列车可以自行获取路线信息，并根据路线信息进行行驶，减少了驾驶员的劳动工作量，避免了驾驶员出现疲劳驾驶的情况，提高了安全性；并且该列车的车厢1实现了悬浮，列车的排放量小，能源消耗少；同时本发明提供的自导向循迹运行的列车，造价较低，并且本发明提供的自导向循迹运行的列车可以应用在有轨交通中，可以有效的解决城市建造有轨电车财政不足和有轨电车适应性不强等问题。

图2为本发明实施例二提供的自导向循迹运行的列车的结构示意图，在实施例一的基础上，如图2所示，本实施例的自导向循迹运行的列车，还包括：

与N个车厢1中的第一个车厢1固定连接的第一车头3，与N个车厢1中的最后一个车厢1固定连接的第二车头4；

第一车头3和第二车头4的底部分别安装有列车端部走行系统，列车端部走行系统包括第一车桥、第一悬挂系统、第一胶轮和第一电机；

第一电机和第一胶轮设置在第一车桥上，第一电机与第一胶轮连接，车桥通过悬挂系统与车厢1连接；

第一车头3和第二车头4上分别设置有控制板，控制板用于设置车间走行系统2的牵引参数。

在本实施例中，具体的，在N个车厢1中的第一个车厢1之前固定连接了一个第一车头3，在N个车厢1中的最后一个车厢1上固定连接了一个第二车头4，从而在N个车厢1的首尾各固定连接了一个车头。

在第一车头3和第二车头4的底部分别固定安装了一个列车端部走行系统。列车端部走行系统包括第一车桥、第一悬挂系统、第一胶轮和第一电机，其中，第一电机和第一胶轮都设置在第一车桥上，并且第一电机和第一胶轮连接，车桥通过一个悬挂系统与车厢1进行连接，从而第一车头3能够与车厢1连接，并且第二车头4能够与车厢1进行连接；由于第一车桥可以绕着自身的铰接点进行旋转，从而可以带动第一车头3以及第二车头4的转向。并且，在第一车头3和第二车头4中分别设置有控制板，控制板用于设置车间走行系统2的牵引参数；从而驾驶员可以在第一车头3或者第二车头4上通过控制板来设置牵引参数，将牵引参数传递给车间走行系统2，车间走行系统2根据牵引参数来牵引车厢1的运行，并且可以带动第一车头3和第二车头4的运行，同时，第一车头3和第二车头4可以实现列车的往返运行。

可以根据自导向循迹运行的列车的重量、载客量以及目标运行速度等参数，布置适量个数的第一电机，第一电机可以是轮毂电机、轮边电机或者一般集中式电机；其中轮边电机和集中式电机需配有相应的齿轮变速装置；轮毂电机与胶轮为一体装置，轮边电机、集中式电机经齿轮变速装置与第一胶轮相连，并安装在第一车桥上。

本实施例通过在N个车厢1的首尾各固定连接了一个车头，可以在车头中的控制板上设置车间走行系统2的牵引参数；并且，在第一车头3和第二车头4的底部各自安装了列车端部走行系统。从而实现了提供一种不需要驾驶员实时的根据线路进行驾驶的列车，该列车可以自行获取路线信息，并根据路线信息进行行驶，减少了驾驶员的劳动工作量，避免了驾驶员出现疲劳驾驶的情况，提高了安全性；并且该列车的车厢1实现了悬浮，列车的排放量小，能源消耗少。

进一步的，图3为本发明实施例二提供的自导向循迹运行的列车中的门式构架的结构示意图一，图4为本发明实施例二提供的自导向循迹运行的列车中的门式构架的结构示意图二，如图3和图4所示，在上述实施例的基础上，车间走行系统2，包括：门式构架5；

门式构架5底部设置有第二车桥，第二车桥上设置有一对第二胶轮以及第二电机，门式构架5与第二车桥之间通过空气弹簧和垂向液压减振器连接，第二电机与第二胶轮连接；

自导向循迹运行的列车，还包括：信息化导向系统；

信息化导向系统分别与车间走行系统2、列车端部走行系统电连接，信息化导向系统用于根据列车与路线的相对位姿信息，通过车间走行系统2、列车端部走行系统带动车厢1进行循迹运行。

信息化导向系统，包括：感知装置、控制装置和执行装置；

控制装置分别与感知装置、执行装置连接；

感知装置，用于获取列车与路线的相对位姿信息，并将列车与路线的相对位姿信息发送给控制装置；

控制装置，用于接收感知装置发送的列车与路线的相对位姿信息，根据预设的控制算法计算列车与路线的相对位姿信息，确定执行装置所需的作动量，并将作动量发送给执行装置；

执行装置，用于接收控制装置发送的作动量，根据作动量执行作动，以使自导向循迹运行的列车在预设的范围内进行循迹运行。

在本实施方式中，具体的，车间走行系统2包括门式架构，本发明中的门式构架5比一般门式构架5要高，几乎与车厢1高度相近，其主要目的是为了实现相邻车厢1之间的通道足够大，同时保证车厢1地板足够低，以便于乘客、特别是残疾、老弱病残无障碍乘车。

在门式架构的底部设置了第二车桥，将一对第二胶轮和第二电机设置在第二车桥上，并且门式架构和第二车桥之间设置了空气弹簧和垂向液压减振器，空气弹簧和垂向液压减振器将门式架构和第二车桥进行了连接，同时第二电机和第二胶轮连接。可以根据自导向循迹运行的列车的重量、载客量以及目标运行速度等参数，布置适量个数的第二电机，第二电机可以是轮毂电机、轮边电机或者一般集中式电机；其中轮边电机和集中式电机需配有相应的齿轮变速装置；轮毂电机与胶轮为一体装置，轮边电机、集中式电机经齿轮变速装置与第二胶轮相连，并安装在第二车桥上。

在自导向循迹运行的列车上还是设置了信息化导向系统，并且信息化导向系统与车间走行系统2进行电连接，同时信息化导向系统与列车端部走行系统也进行了电连接。在自导向循迹运行的列车运行的过程中，信息化导向系统可以获取到列车与路线的相对位姿信息，然后根据列车与路线的相对位姿信息去通过车间走行系统2、列车端部走行系统来带动车厢1、第一车头3、第二车头4进行循迹运行。在信息化导向系统中设置了感知装置、控制装置和执行装置，其中，控制装置与感知装置进行连接，并且控制装置与执行装置也进行了连接。首先，信息化导向系统中的感知装置会去获取列车与路线的相对位姿信息，然后将获取到的列车与路线的相对位姿信息发送给与感知装置连接的控制装置；控制装置在接收到了感知装置发送的列车与路线的相对位姿信息之后，根据预先设置的控制算法去计算列车与路线的相对位姿信息，确定出执行装置所需要的作动量，并将确定出的作动量发送给执行装置；执行装置接收控制装置发送的作动量，执行装置根据该作动量去执行作动，从而通过车间走行系统2、列车端部走行系统来带动车厢1、第一车头3、第二车头4进行循迹运行，同时可以使得自导向循迹运行的列车在预设的范围内进行循迹运行。

并且，列车端部走行系统可以获取到列车与路线的相对位姿信息，然后根据列车与路线的相对位姿信息带动与各列车端部走行系统连接的第一车头3、第二车头4进行循迹运行。具体来说，列车端部走行系统也可以通过列车端部走行系统上的感知装置去获取列车与路线的相对位姿信息，然后将获取到的列车与路线的相对位姿信息发送给列车端部走行系统中的控制装置；列车端部走行系统中的控制装置在接收到了列车与路线的相对位姿信息之后，根据预先设置的控制算法去计算列车与路线的相对位姿信息，确定出列车端部走行系统中的执行装置所需要的作动量，并将确定出的作动量发送给列车端部走行系统中的执行装置；列车端部走行系统中的执行装置根据接收到的作动量去执行作动，从而带动与各列车端部走行系统连接的第一车头3、第二车头4进行循迹运行。

本实施方式通过在自导向循迹运行的列车上设置门式架构、第二电机、第二车桥等机构，同时在自导向循迹运行的列车上设置信息化导向系统，从而可以通过信息化导向系统中的感知装置、控制装置和执行装置去获取列车与路线的相对位姿信息，并根据列车与路线的相对位姿信息去通过车间走行系统2、列车端部走行系统带动列车在预设的范围内进行循迹运行。

进一步的，在上述实施例的基础上，感知装置，具体用于：

利用差分GPS方法，通过自导向循迹运行的列车上的车载差分GPS传感器获取车间走行系统2的位姿信息，将位姿信息与预设的目标路线进行对比，获取列车与路线的相对位姿信息；

或/和，感知装置，具体用于：

采用车道线识别方法，通过自导向循迹运行的列车上的车载摄像头识别路面标线，获取列车与路线的相对位姿信息；

或/和，感知装置，具体用于：

采用磁标识别方法，通过自导向循迹运行的列车上的车载磁场感应器与路面路线上的磁性标记物进行感应，获取列车与路线的相对位姿信息，其中，磁性标记物为磁钉或磁条；

或/和，感知装置，具体用于：

采用惯性导航方法，通过自导向循迹运行的列车上的车载速度传感器和陀螺仪获取车间走行系统2的位姿信息，将位姿信息与预设的目标路线进行对比，获取列车与路线的相对位姿信息。

执行装置，具体用于：

采用伺服控制电机执行循迹方法，根据作动量通过伺服电机迫使车间走行系统2进行整体转向，以使自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行；

或者，执行装置，具体用于：

采用双侧车轮差速执行循迹方法，根据作动量确定胶轮的速度差，并根据速度差迫使车间走行系统2进行整体转向，以使自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行。

信息化导向系统设置在至少一个车间走行系统2或者至少一个列车端部走行系统上；

或者，信息化导向系统设置在2～N+1个走行系统上，走行系统包括车间走行系统和列车端部走行系统，其中，N为大于1的正整数。

在本实施方式中，具体的，信息化导向系统中的感知装置可以采用

GPS进行列车的线路的定位，从而获取列车与路线的相对位姿信息。具体的，在自导向循迹运行的列车上设置了车载差分GPS传感器，车载差分GPS传感器可以获取到车间走行系统2的位姿信息，可以利用差分GPS方法，将车载差分GPS传感器可以获取到的车间走行系统2的位姿信息与预设的目标路线进行对比计算，得到列车与路线的相对位姿信息。

感知装置可以采用车道线识别方法，去获取到列车与路线的相对位姿信息。具体的，在自导向循迹运行的列车上设置了车载摄像头，利用车载摄像头采集路面图像，通过图像识别技术检测到路面上沿线路方向画的路面标线，即车道线，通过标识线在图像中的位置求得当前列车相对于标识线的偏移量，从而可以获取到列车与路线的相对位姿信息。

感知装置可以采用磁标识别方法，去获取列车与路线的相对位姿信息。具体的，在自导向循迹运行的列车上设置了车载磁场感应器，在路面路线上设置了磁性标记物，磁性标记物可以是磁钉或磁条，磁性标记物可以沿着路线方向进行铺设；磁标识别方法可以基于电磁感应原理，通过车载磁场感应器与路面路线上的磁性标记物进行检测感应，得到车载磁场感应器与磁性标记物的位置偏差，进而得到当前列车与目标轨迹之间的偏差，从而可以获取到列车与路线的相对位姿信息。

感知装置可以采用惯性导航方法，去获取列车与路线的相对位姿信息。具体的，在自导向循迹运行的列车上设置了车载速度传感器和陀螺仪；采用惯性导航方法，利用车载速度传感器和陀螺仪获取到车间走行系统2的位姿信息，将位姿信息与预设的目标路线进行对比计算，来测量列车本身的加速度，经过积分和运算得到速度和位置，从而可以获取到列车与路线的相对位姿信息。

举例来说，感知装置可以包括摄像头、图像识别模块和第一导向模块；并且，摄像头与图像识别模块连接，图像识别模块和第一导向模块连接，第一导向模块与驱动装置连接；摄像头采集到的路面图像，图像识别模块获取摄像头采集到的路面图像；图像识别模块检测到路面图像上沿列车的路线方向画的车道线，然后通过车道线在路面图像中的位置求得列车相对于车道线的列车偏移量；然后，第一导向模块获取图像识别模块中的车道线以及列车偏移量后，根据车道线以及列车偏移量通过驱动装置带动胶轮运动，从而进行车的导向控制，使列车沿着路线信息进行自导向行驶。或者，感知装置包括传感器、第二导向模块；传感器与第二导向模块连接，第二导向模块与驱动装置连接；传感器根据电磁感应原理，检测到的路面上铺设的磁性标记；第二导向模块获取传感器检测到的磁性标记之后，确定传感器与磁性标记之间的位置偏差，然后确定列车与磁性标记标注的目标轨迹之间的距离偏差，第二导向模块根据距离偏差通过驱动装置带动胶轮运动，从而对列车进行导向控制，使车辆沿线路自导向行驶。

并且，可以采用以上方法的任意一种，或者多种进行组合，来获取列车与路线的相对位姿信息。

信息化导向系统中的执行装置可以采用伺服控制电机执行循迹方法，使得自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行。具体的，在自导向循迹运行的列车上设置了伺服电机，执行装置采用伺服控制电机执行循迹方法，根据接收到的作动量通过伺服电机迫使车间走行系统2进行整体转向，从而使得与车间走行系统2连接的车厢1进行整体转向，进而实现了自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行的目的。

或者，执行装置可以采用双侧车轮差速执行循迹方法，使得自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行。具体的，采用双侧车轮差速执行循迹方法，根据接受到的作动量去计算胶轮的速度差，根据确定出的速度差迫使车间走行系统2进行整体转向，从而使得与车间走行系统2连接的车厢1进行整体转向，进而实现了自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行的目的。在实现车间走行系统2进行整体转向的过程中，可以通过驱动装置去控制两侧胶轮的驱动力矩或转速，使得两侧胶轮产生转速差，从而导致车轴整体在水平面内产生旋转运动，进而实现转向。

并且，信息化导向系统可以设置至少一个车间走行系统或者至少一个列车端部走行系统上；或者是信息化导向系统设置在2～N+1个走行系统上，此时，走行系统包括了车间走行系统和列车端部走行系统。从而可以实现各个车厢1的整体转向以及循迹运行，以及列车的多点协同循迹运行。

本实施方式通过感知装置采用差分GPS方法、车道线识别方法、磁标识别方法、惯性导航方法等方法中一种或多种的组合，来获取列车与路线的相对位姿信息，并且执行装置采用伺服控制电机执行循迹方法或者双侧车轮差速执行循迹方法实现自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行。从而实现了不依赖于物理上的“轨道”以及“轨道”施加于列车的作用力进行导向，而是通过信息化方式获得列车与目标轨迹的偏差，主动控制列车的胶轮偏转，改变行驶方向，实现自导向行驶。

进一步的，在上述实施例的基础上，还包括：设置在车间走行系统2上的辅助应急导向装置，和设置在车厢1上的能源供给装置；

辅助应急导向装置用于在自导向循迹运行的列车出现故障时，根据预存的路线信息牵引与车间走行系统2连接的车厢1运行、减速运行或者制动停车；

能源供给装置用于向自导向循迹运行的列车提供电能。

在本实施方式中，具体的，在车厢1上设置了能源供给装置，包括了超级电容、燃料电池、传统弓网、间歇式供电等能源供给方式，可以根据城市特征以及实际需求，合理的选择能源供给方式或者组合式以构成能源供给装置，提高列车的适应性。

并且，在每一个车间走行系统2上配置一个辅助应急导向装置，在紧急状态下，根据预存的路线信息牵引与车间走行系统2连接的车厢1运行、减速运行或者制动停车；或者在车头上保留转向操作装置，可以在信息导向系统出现故障的时候，人工的通过转向操作系统控制驱动装置的运行，从而控制列车的行驶方向。从而列车通过辅助机械系统或人工实现应急导向，保证发明列车的安全性。

进一步的，在上述实施例的基础上，车间走行系统2，还用于：

获取前方列车的运行轨迹，根据前方列车的运行轨迹，牵引与车间走行系统2连接的车厢1进行循迹运行；

列车端部走行系统，还用于获取前方列车的运行轨迹，根据前方列车的运行轨迹，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行。

在本实施方式中，具体的，车间走行系统2以及列车端部走行系统，还可以获取到前方列车的运行轨迹以及位姿，通过控制算法，输出列车循迹运行的作动信号，从而根据前方列车的运行轨迹，牵引与车间走行系统2连接的车厢1进行循迹运行。具体来说，可以采用图像处理技术获取前列车的运行轨迹，从而可以根据前方列车的运行位姿，牵引与车间走行系统2以及与列车端部走行系统连接的车厢1进行循迹运行。

进一步的，在上述实施例的基础上，自导向循迹运行的列车上设置有重联车钩；

重联车钩，用于与至少两列自导向循迹运行的列车进行连接，或者与救援列车连接。

在本实施方式中，具体的，在自导向循迹运行的列车上的首尾可以设置重联车钩，重联车钩可以与其他的自导向循迹运行的列车进行连接，或者与救援列车连接；若自导向循迹运行的列车上的首端的重联车钩与其他的自导向循迹运行的列车连接，同时自导向循迹运行的列车上的尾端的重联车钩与其他的自导向循迹运行的列车连接，从而可以实现利用重联车钩与至少两列自导向循迹运行的列车进行连接的目的；若自导向循迹运行的列车上的首端的重联车钩与其他的自导向循迹运行的列车连接，从而可以实现利用重联车钩与救援列车进行连接的目的。具体来说，两辆以上的列车可以进行机械重联和虚拟重联，可以通过铰接结构将两辆以上的列车进行编组成列，从而进行了机械重联；也可以通过传感器检测两车间的距离，后车跟随前车行驶，实现没有物理连接的虚拟编组。从而实现列车的扩充编组；并且可以根据实际情况以及进行的需求，在列车的运行过程中，利用车间距传感器、列车通讯以及驱动装置等，进行动态重联以及动态分解。在重联的过程中，后方的列车可以通过信息化导向系统获取到前方列车的运行位姿，进而实现运行。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种自导向循迹运行的列车，其特征在于，包括：

依次连接的N个车厢；

相邻的两个车厢之间通过车间走行系统连接；

所述车间走行系统用于根据获取到的列车与路线的相对位姿信息，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行；

所述自导向循迹运行的列车，还包括：与所述N个车厢中的第一个车厢固定连接的第一车头，与所述N个车厢中的最后一个车厢固定连接的第二车头；

所述第一车头和所述第二车头的底部分别安装有列车端部走行系统，所述列车端部走行系统包括第一车桥、第一悬挂系统、第一胶轮和第一电机；

所述第一电机和所述第一胶轮设置在所述第一车桥上，所述第一电机与所述第一胶轮连接，所述车桥通过所述悬挂系统与车厢连接；

所述第一车头和所述第二车头上分别设置有控制板，所述控制板用于设置所述车间走行系统的牵引参数。

2.根据权利要求1所述的自导向循迹运行的列车，其特征在于，所述车间走行系统，包括：门式构架；

所述门式构架底部设置有第二车桥，所述第二车桥上设置有一对第二胶轮以及第二电机，所述门式构架与所述第二车桥之间通过空气弹簧和垂向液压减振器连接，所述第二电机与所述第二胶轮连接；

所述自导向循迹运行的列车，还包括：信息化导向系统；

所述信息化导向系统分别与所述车间走行系统、所述列车端部走行系统电连接，所述信息化导向系统用于根据所述列车与路线的相对位姿信息，通过所述车间走行系统、所述列车端部走行系统带动所述车厢进行循迹运行。

3.根据权利要求2所述的自导向循迹运行的列车，其特征在于，所述信息化导向系统，包括：感知装置、控制装置和执行装置；

所述控制装置分别与所述感知装置、所述执行装置连接；

所述感知装置，用于获取所述列车与路线的相对位姿信息，并将所述列车与路线的相对位姿信息发送给所述控制装置；

所述控制装置，用于接收所述感知装置发送的所述列车与路线的相对位姿信息，根据预设的控制算法计算所述列车与路线的相对位姿信息，确定所述执行装置所需的作动量，并将所述作动量发送给所述执行装置；

所述执行装置，用于接收所述控制装置发送的所述作动量，根据所述作动量执行作动，以使所述自导向循迹运行的列车在预设的范围内进行循迹运行。

4.根据权利要求3所述的自导向循迹运行的列车，其特征在于，所述感知装置，具体用于：

利用差分全球测距导航卫星全球定位系统GPS方法，通过所述自导向循迹运行的列车上的车载差分GPS传感器获取所述车间走行系统的位姿信息，将位姿信息与预设的目标路线进行对比，获取所述列车与路线的相对位姿信息；

或/和，所述感知装置，具体用于：

采用车道线识别方法，通过所述自导向循迹运行的列车上的车载摄像头识别路面标线，获取所述列车与路线的相对位姿信息；

或/和，所述感知装置，具体用于：

采用磁标识别方法，通过所述自导向循迹运行的列车上的车载磁场感应器与路面路线上的磁性标记物进行感应，获取所述列车与路线的相对位姿信息，其中，所述磁性标记物为磁钉或磁条；

或/和，所述感知装置，具体用于：

采用惯性导航方法，通过所述自导向循迹运行的列车上的车载速度传感器和陀螺仪获取所述车间走行系统的位姿信息，将位姿信息与预设的目标路线进行对比，获取所述列车与路线的相对位姿信息。

5.根据权利要求3所述的自导向循迹运行的列车，其特征在于，所述执行装置，具体用于：

采用伺服控制电机执行循迹方法，根据所述作动量通过伺服电机迫使所述车间走行系统进行整体转向，以使所述自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行；

或者，所述执行装置，具体用于：

采用双侧车轮差速执行循迹方法，根据所述作动量确定胶轮的速度差，并根据所述速度差迫使所述车间走行系统进行整体转向，以使所述自导向循迹运行的列车根据预设的线路中心轨迹进行循迹运行。

6.根据权利要求3所述的自导向循迹运行的列车，其特征在于，所述信息化导向系统设置在至少一个车间走行系统或者至少一个列车端部走行系统上；

或者，所述信息化导向系统设置在2～N+1个走行系统上，所述走行系统包括车间走行系统和列车端部走行系统，其中，N为大于1的正整数。

7.根据权利要求1-6任一所述的自导向循迹运行的列车，其特征在于，还包括：设置在所述车间走行系统上的辅助应急导向装置，和设置在所述车厢上的能源供给装置；

所述辅助应急导向装置用于在所述自导向循迹运行的列车出现故障时，根据预存的路线信息牵引与车间走行系统连接的车厢运行、减速运行或者制动停车；

所述能源供给装置用于向所述自导向循迹运行的列车提供电能。

8.根据权利要求6所述的自导向循迹运行的列车，其特征在于，所述车间走行系统，还用于：

获取前方列车的运行轨迹，根据所述前方列车的运行轨迹，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行；

所述列车端部走行系统，还用于获取前方列车的运行轨迹，根据所述前方列车的运行轨迹，牵引与车间走行系统连接的车厢进行循迹运行。

9.根据权利要求1-6任一所述的自导向循迹运行的列车，其特征在于，自导向循迹运行的列车上设置有重联车钩；

所述重联车钩，用于与至少两列自导向循迹运行的列车进行连接，或者与救援列车连接。