CN105584502B - 一种城市交通系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种城市交通系统和方法，先在城市建设起至少包括城市交通管理控制中心、信息神经系统、轨道站点设备系统、辅助站点设备系统、轨道车辆集群、乘用管理系统、运行保障系统的城市交通系统.这个系统通过让乘客预先的乘车申请，实现对同一出发地、同一目的地又允许在同一时间点上车的乘客，由系统自动编组出能从出发地直达目的地的轨道列车。不同时间、不同出发地和目的地的这些列车在本发明所述城市交通管理控制中心的统一实时控制下，有计划地、协调地、精准且高效率地运行在由计算机规划的最佳运行路线上，不仅实现了每位乘客从出发地直达目的地的目标，还实现了最高的承载效率，达到了本发明的目的，可以作为城市交通的主要承载工具广泛用于各城市建设中。

Description

一种城市交通系统和方法

技术领域

一种城市交通系统和方法。

背景技术

随着世界城镇化进程的加速，越来越多的人涌进了城市，使得城市交通系统不堪重负.公知的城市交通系统主要有两类：

一类以私家车和专用车为基础的交通体系，如私家车、单位专车、出租车等.它的特点是拥有者可以自由选择出发地、路径和目的地。也正由于其出发地、路径和目的地的随机性和自由性，使之占用了最大量的城市交通资源；也正由于它的自由性限制了它的乘载量，......成为城市交通拥堵的主要原因，是城市病的病根之一。

另一类是路径固定、经停站固定、运行时间间隔有规律的公共交通体系，如城市公交车、城市地铁等。它的优点是乘载量大、管理方便、社会成本低，而缺点则因为行车路线、站点、时间固定，致乘客乘坐时间长、换乘次数多、出行效率低。

它们都无法满足城市发展对交通系统的要求。

发明内容

本发明要解决的问题：

本发明的目的是发明一种所有乘客都能按预定的乘车时间在预定的乘车地点上车，直达目的地的高效率城市交通系统和方法。

本发明是这样实现的：

在一个城市中建设起一个至少包含有以下部分的城市交通系统：

第一，建设以大型计算机(服务器)为核心的(城市交通管理控制中心)；

第二，建设以位置信息和设备状态信息传感器、控制设备和通信信道为核心的(信息神经系统)；

第三，建设以轨道、站点、备用轨道为核心的(轨道站点设备系统)；

第四，建设以车辆库、编组站为核心的(辅助站点设备系统)；

第五，建设以基础车辆单元、列车为核心的(轨道车辆集群)；

第六，建设以乘客互动终端、信道、受理单元、结算单元为核心的(乘用管理系统)；

第七，建设以维护机构、维修设备、升级改造部门为核心的(运行保障系统)。

本发明所述的车辆是轨道上运行的车辆，是下述但不限于下述的2人座、4人座、......等多种基础规格的(基础车辆单元)及由(基础车辆单元)构成的列车.(基础车辆单元)可以单独成为在轨运行的列车，也可以用多种规格的多个(基础车辆单元)编组在一起组成一列所述列车。(城市交通管理控制中心)可以根据需要，用相同或不同的(基础车辆单元)编组成任意乘坐数量的列车.本发明的所述列车自出发地开始至目的地，在正常运行时都是直达的，因此只有在有同一出发地和同一目的地的乘客、且在出发时间上允许调整到同一时点时，才会由(城市交通管理控制中心)下达编组命令用(基础车辆单元)编组为同一个列车。列车一旦编组完成，所述列车的行进控制系统就会通过人工或自动的方式将各(基础车辆单元)的行进控制系统切换到整列列车上，即一列列车由一个列车控制系统控制运行。每一列列车都有专用的列车编号和一个或多个上车门号.上车乘客需通过列车上的验证系统验证才能在约定的列车、约定的车门上车，防止非预定乘客占用已预定乘客的座位。

本发明的道路是由分布于城市全部出发地、目的地、途径地、库贮地、编组地、维修地及备用轨道地的轨道系统组成。列车或(基础车辆单元)在轨道上的运行方向由分布于轨道换向处的(轨道方向控制器)管控，而(轨道方向控制器)则由(城市交通管理控制中心)按照预定的运行规划实时操作；若这辆列车按预定的运行规划在编号为Ax的道口向左拐弯，则(轨道方向控制器)会自动在该列车到达Ax道口前按(城市交通管理控制中心)控制指令接通向左拐的轨道；若后续的列车按预定的运行规划在编号为Ax的道口向右拐弯，则(轨道方向控制器)会自动在该列车到达Ax道口前按(城市交通管理控制中心)控制指令接通向右拐的轨道。类推，不同的列车都会根据预定的运行规划由(城市交通管理控制中心)控制运行在自己的预定轨道上.分布于城市全部轨道系统中的暂时不在运行中的(基础车辆单元)和列车都按(城市交通管理控制中心)的预定方案停放在计划好的停放地。本发明将这些停放地称(驻存地)。(驻存地)的轨道虽然和整个轨道系统是连通的，但是可以通过(轨道方向控制器)的轨道切换将(驻存地)的轨道与主运行轨道隔离。当有列车、(基础车辆单元)开进(驻存地)进后，根据(城市交通管理控制中心)的指令，在轨道入口将轨道切换连接到其他方向上，这些停放在(驻存地)的车辆将不会影响其他车辆在运行轨道上的继续运行。(驻存地)在全市交通系统中的分布和设置依据日常使用中的统计数据进行科学规划。让它有利于高效率调度和编组。

本发明所述车辆的采用轨道运行方式。其发明的意义在于：在轨道上运行的车辆，其运行方向、运行路线只能沿轨道运动，自由度被限制在轨道到达的范围之内，占用的空间确定而且有限，容易实现与其他交通系统的完全的隔离；同时轨道方式更容易使用空中、地下等城市空间，而这对于拥挤的城市来说非常重要。

列车出发地和目的地由列车站台组成。每个站台均按照最小(基础车辆单元)的位置进行站台候车位编号。一个实施例：最少座(基础车辆单元)是由在车辆一侧只有一个上车门的1座或2座车辆，而车辆一侧2个上车门的4座(基础车辆单元)的上车门位置和2个最少座(基础车辆单元)的上车门位置是相同的.同样由多个(基础车辆单元)组成的列车，其上车门的位置和由N个最少座(基础车辆单元)的上车门位置是一样的。本发明所述上车门的一个实施例，门分别设计在(基础车辆单元)轨道的两侧，需要时既可以单侧向开门进出，也可以双侧向开门进出，具体根据站台设计确定.车站站台有明显供乘客辩认的上车门位置标识。乘客在乘用申请被(城市交通管理控制中心)确认后，会告知乘客在什么时间、什么车辆编号、什么站台的什么上车门位置上车.乘客只要准点在这个位置候乘即可以准确凭验证手续乘坐自己预定的车辆.这种乘坐时间和位置的确定可以确保上下车的秩序，而秩序井然是本发明所述车辆系统安全、正点、有序、高效运行的最重要保障。

每一辆(基础车辆单元)都有自己的固定系统编号。一个实施例，这个编号一经投运就不会变化，便于系统掌握其投用、故障、维修、运行等全部重要信息。至少正常可以使用的(基础车辆单元)都会将“至少包含自身编号的状态信息”通过(信息神经系统)自动上传到(城市交通管理控制中心)，或者根据(城市交通管理控制中心)下达的指令将“至少包含自身编号的状态信息”上传到(城市交通管理控制中心).所述状态信息中至少包含(基础车辆单元)的编号、规格、动力、各个传感器完好信息，位置测量单元完好信息，执行控制设备等的状态信息，以及(基础车辆单元)实际所处地理位置的位置信息。

本发明的所述城市交通系统中，有遍布安装于系统各个节点的位置传感器等传感设备.这些传感设备就像遍布人体全身的神经元，将全身各部位的信息传送到中枢大脑，又将大脑的指令下达到各个控制节点。在本发明中，将类似身体各部位神经元的地方称为节点。遍布安装于系统各个所述节点的信息装置不仅可以实时读取路过节点车辆((基础车辆单元)、列车)的至少包含的位置传感器信息，还可以向路过节点车辆((基础车辆单元)、列车)传送地理位置信息及其他信息。车辆((基础车辆单元)、列车)运行中的实际动态位置信息及运行速度、运行方向、运行参数(如电压、电流、温度、气压等)等状态信息可以实时通过(信息神经系统)的信道，上传到(城市交通管理控制中心)，构筑起城市交通系统的以位置信息、通信信道和控制设备为核心的(信息神经系统)。(基础车辆单元)、列车也可以直接通过(信息神经系统)中的多个信道主动向(城市交通管理控制中心)上报信息，或者根据(城市交通管理控制中心)指令上报信息。

本发明的系统装置，建立有至少包含用户互动终端、信道、受理单元、结算部门为核心的(乘用管理系统)；凡是要乘坐本发明城市交通系统的乘客都必须通过(乘用管理系统)完成注册登记程序。乘客通过注册登记程序至少要完成：

1、由(城市交通管理控制中心)核定乘客的身份；

2、由乘客和本发明的所述城市交通系统双方确定有法律约束力的乘用申请、乘用确认、乘用费用支付方式的合约.所述合约既可以是一份合同，也可以是一种双方认可的手续，比如，由城市交通系统由提供一个专用乘用卡、一个专用号码，等等；

3、通过(城市交通管理控制中心)审核并完成注册的乘客将由(乘用管理系统)至少给予系统能够识别的专用乘客编号及乘客可以自己修改的登录密码。

完成所述注册登记的乘客，可以通过本发明所述城市交通系统官方认可的网站、专用手机APP软件及其他本发明所述城市交通系统官方认可的专用平台、手段(以下简称(用户乘用申请平台))，提前提交下述但不限于下述的乘用信息进行乘车申请：

1、提供自己专用乘客编号，用登录密码通过(用户乘用申请平台)登录到申请平台上；

2、提供同乘乘客数量及必要信息；

3、提供乘坐本发明城市交通系统已经投运的出发地和目的地站台名称(或者通过城市交通系统官方平台选择站台名称)；

4、提供出发允许的时间范围.

(用户乘用申请平台)受理用户申请后，会立即通过本发明所述城市交通系统的大型计算机(服务器)进行车辆编组、运行路径规划。一旦所述规划完成即通过(用户乘用申请平台)向申请者确认乘坐申请已被确认，向乘客告知确认的乘车安排.通知下述但不限于下述的乘坐确认信息：

1、专用乘客编号、已经申请成功的乘坐列车编号；

2、上车地点：站台号及车门代号；

3、上车时间及开车时间；

4、上车验证用信息。

本发明的所述城市交通系统在受理乘客乘坐申请并经过(城市交通管理控制中心)计划确定后，会自动下达编组列车的指令。在编组前，车辆可以是以(基础车辆单元)的状态存在，也可以是刚刚或即将执行完运输任务的列车.编组时即使仅由单个(基础车辆单元)组成一辆车也将命名为列车，并按预定规划命名列车号.编组指令完成后即按规划建立起一列运行列车，并按规定的时间、

规划的路线在(城市交通管理控制中心)的统一管理控制下投入运行.

本发明的所述城市交通系统中的列车完全是由(城市交通管理控制中心)控制的。其运行、停车、换向均由(城市交通管理控制中心)按大型计算机(服务器)给出的指令控制.列车上安装有必要的应急操作部件.一个实施例，列车上安装有紧急停车按键，在发生紧急情况时，由车辆内乘客操作。一个实施例，为防止有人无意或恶意操作紧急按键，在有人操作紧急按键时，还需要(城市交通管理控制中心)进一步确认才能执行紧急操作，只有当信息传输通道发生故障时车辆才会自动执行停车.执行紧急停车后，所述城市交通系统会自动通过(城市交通管理控制中心)按预案在有列车紧急停车的路段前，将运行轨道切换到其他方向上，以保证后续车辆正常运行。

在本发明所述城市交通系统中，在轨运行的每辆列车、每个(基础车辆单元)中至少都建设有(地理位置信息单元).一个实施例，(地理位置信息单元)安装有卫星定位信号装置，其卫星定位信号装置可以是GPS卫星定位装置，也可以是北斗卫星定位装置、还可以是其他定位装置.所述定位装置能主动或根据指令上报当前所处的物理地址。一个实施例，(地理位置信息单元)安装有北斗卫星定位信号装置，能主动或根据指令上报当前所处的物理地址.一个实施例，(地理位置信息单元)在本发明的所述城市交通系统中运行时，(地理位置信息单元)每经过一段轨道距离，分布在轨道上的位置信息装置会自动告知经过的列车、(基础车辆单元)所处的地理位置信息.

本发明的所述城市交通系统中至少建设有(运行保障系统).该系统至少完成：

1、对以大型计算机(服务器)为核心的城市交通管理控制中心的运行维护、保养和升级；

2、对轨道设备、轨道控制设备、轨道车辆动力供应设备的维护、保养和升级；

3、完成对(基础车辆单元)、列车的例行检查、检修、护理.保证在用车辆、待用车辆的完好，完成对(基础车辆单元)、列车的维护、保养和升级。

本发明所述车辆经过例行检查、检修、护理后的状态以及其责任人、审核人(用于责任追踪)都会一并通过人工或自动的方式录入到(城市交通管理控制中心)系统中。(城市交通管理控制中心)只对已经例行检查、检修、护理的车辆纳入到编组运行名单。

本发明的所述城市交通系统统一建设有以大型计算机为核心的(城市交通管理控制中心)。(城市交通管理控制中心)是整城市交通系统的枢纽，是所有设备运行的总司令部.(城市交通管理控制中心)至少包括以下硬件和软件：

1、大型计算机(服务器)及其机房；

2、数据库、热备数据库、异地备份数据库；

3、多机热备、异地备份计算机(服务器)系统；

4、遍布连接于整个本发明所述城市交通系统节点的传感器、控制器；

5、遍布安装于整个本发明所述城市交通系统的专用通信信道和通信网络；

6、与外部系统有防火墙隔离的通信接口；

7、系统管理软件.

结合图1对本发明城市交通系统作进一步说明.(1)是数据库。(2)是热备份系统，是大型计算机(4)的热备份服务器集群。(4)是城市交通系统的大型计算机(服务器)，或者说主服务器，由一台或多台服务器组成；数据库可以是独立的，也可以是由计算机(服务器)中所包括的；一个实施例，热备服务器群通过软件进行协调，每台热备服务器(计算机)都各自独立运行，任何一台或几台热备服务器(计算机)发生故障，只要(2)中有一台或多台热备服务器(计算机)没有故障，整个系统的运行就不会受到影响.(3)是包括数据库在内的异地备份设备，用以提高系统的容灾能力；(3)是异地设置的，其中也包含同步备份的数据库和同步工作的热备服务器；(3)和(4)、(1)、(2)是通过高速宽带的内部网络连接的，一个实施例，异地备份机群也通过内部网络各自以热备方式独立工作，一旦一个地方由于灾害无法工作时，异地备份服务器(群)可以保证继续运行。

这种热备方式的一个实施例是采用云计算机技术，由多台、多地组成的云计算群实现热备运行和异地容灾热备运行。

(5)是城市交通系统的乘用管理系统；包括用户注册、乘用申请受理、乘用规划发布、费用结算等工作单元；(5)有与外部系统连接的接口，以便接收来自内部网络以外系统乘客的注册、申请及交互服务；所述接口有防止外部网络攻击的防火墙。(6)是城市交通系统的轨道站点设备系统；它包括系统中的轨道、备用轨道、车站等所有轨道和站点；轨道系统合理设计了必要的联络轨道线和(轨道方向控制器)；联络轨道线用于某段轨道内有故障设备时或有其他需要时，为后续车辆继续运行预备，也为某些车辆根据需要超越时使用；(轨道方向控制器)设计在各个可能改变车辆运行方向和轨道路径的地方。(7)是城市交通系统的轨道车辆集群；它包括全部已投运的列车、(基础车辆单元)和未投运的全部车辆。(8)是城市交通系统的辅助站点设备系统；它包括编组站、车辆库等设备；编组站是根据城市交通管理控制中心的指令将(基础车辆单元)编组为列车的场地，也是将列车拆解为(基础车辆单元)的地方，根据需要设置一处或很多处。(9)是信息神经系统；在本发明的所述城市交通系统中，它至少包含遍布安装于系统各个节点的位置传感器等传感设备和控制设备，还包含遍布安装于系统各处的专用通信信道。所有信息系统和由信息控制的系统构成系统的信息神经系统；它像人体神经一样伸致人体全身，将各部位的状态、信息传至大脑中枢，又将大脑的指令传递到各个节点；在所述信息神经系统的作用下，整个系统实现统一、协调、有序、高效的运行。(10)是运行保障系统；它包括所有保障系统正常运行的人员、设施及软件，包括但不限于包括例行设备检查、保养，故障设备维修，运行中的应急情况处理和升级改造；(10)在整个系统中有极其重要的作用，是系统运行的保障者，是系统不出现重大事故的责任者，也是系统不断升级的改造者。它的所有过程结束后都会进行系统录入，其中包括但不限于谁作的例行检查，谁审核，更换、维修了些什么，现在的完好状态。

本发明的所述城市交通系统在接收到乘客乘车申请后，首先由(城市交通管理控制中心)根据一个时间段中具有相同出发地和目的地的乘客数量由计算机系统按就近的原则配置列车，再将列车通过计算机系统纳入整体运行图中进行实时的运行规划.规划完成后由(城市交通管理控制中心)通知乘客。规划好的列车由(城市交通管理控制中心)统一控制运行，在预定的时间到达预定的站台和位置等待预定的乘客上车.乘客通过验证手续验证后上车.列车由(城市交通管理控制中心)控制自动驶向预定的目的地。到达目标地后，乘客下车，而列车既可能根据(城市交通管理控制中心)的指令成为一个新的列车编号执行下一个新的载客运输任务，也可能进入车辆编组地重新编组，还可以根据指令进入指定(驻存地)停放区待命。

本发明的城市交通系统至少有以下特征：

a、本发明所述的车辆是轨道上运行的车辆；

b、乘客乘用本发明所述列车的出发时间、出发地、目的地都是提前预定且由本发明所述交通系统规划好的；

c、本发明所述列车的运行、路线、停车完全由(城市交通管理控制中心)统一实时控制；

d、本发明所述正常运行的列车，所有乘客均由出发地直接送达目的地.

附图说明

图1是本发明城市交通系统的示意图。(1)是数据库.(2)是热备份系统，是大型计算机(服务器)(4)的热备份机(服务器)集群。(3)是包括数据库在内的异地备份设备，用以提高系统的容灾能力。(4)是城市交通系统的大型计算机(服务器)；它是由很多台服务器组成的计算机系统，是整个城市交通系统的控制中枢。(5)是城市交通系统的乘用管理系统；它包括用户注册、乘用申请受理、乘用计划发布、费用结算等工作单元。(6)是城市交通系统的轨道站点设备系统；它包括系统中的轨道、备用轨道、车站等所有轨道和站点。(7)是城市交通系统的轨道车辆集群；它包括全部已投运的列车、基础车辆单元和未投运的全部车辆.(8)是城市交通系统的辅助站点设备系统；它包括编组站、车辆库等辅助设备；编组站是根据城市交通管理控制中心的指令将基础车辆单元编组为列车的场地，也是将列车拆解为基础车辆单元的场地，根据需要设置一处或很多处.(9)是信息神经系统；在本发明的所述城市交通系统中，有遍布安装于系统各个节点的位置传感器等传感设备，还安装有控制设备，还安装有遍布于系统各处的专用通信信道；所有信息系统、控制系统的集合构成系统的信息神经系统。(10)是运行保障系统；它包括所有保障系统正常运行的人员、设施，也包括升级改造的人员设施；包括但不限于包括例行设备检查、保养，故障设备维修，运行中的应急情况处理和设备的升级改造.

图2是轨道方向控制器的一个实施例示意图.(12)是列车按预定的运行计划在编号为Ax处的轨道，(13)是用于轨道换向的换向控制器示意图，(14)、(15)、(16)分别代表不同方向的前进轨道.当列车运行到(12)前，根据指令，用(13)的不同部位可以接通(12)和(14)、或(12)和(15)、或(12)和(16)实现本发明列车向不同方向前进的目标。

图3是轨道、列车、基础车辆单元的一个实施例示意图.(17)是由上轨和下轨组成的轨道设备。(18)是基础车辆单元，图中有由N个基础车辆单元编组成的一列列车。(19)是每个基础车辆单元的上车门。

具体实施方式

具体实施方式以下实施例来说明，本发明包含但并不限于本具体实施方式所列举的实施例：

按照本发明，首先在城市建设起至少包括以下系统的城市交通系统：以大型计算机为核心的(城市交通管理控制中心)，以位置信息和设备状态信息传感器、控制设备和远程通信信道为核心的(信息神经系统)，以轨道、站点、备用轨道为核心的(轨道站点设备系统)，以车辆库、编组站为核心的(辅助站点设备系统)，以基础车辆单元、列车为核心的(轨道车辆集群)，以乘客互动终端、信道、受理单元、结算单元为核心的(乘用管理系统)，以维护机构、维修设备和升级改造为核心的(运行保障系统)。

本发明所述的车辆是轨道上运行的车辆。由2人座、4人座、8人座、......为(基础车辆单元)的基础规格，当只有1人乘用时，也使用2人座(基础车辆单元)组成列车，这样做使列车有一个更经济的宽度，还可以作为1人座时的超大行车存放地。

在本发明的城市交通系统里，建立有多种方式的用户乘车互动终端.比如基于移动手机的乘用本发明城市交通系统的官方APP软件，比如(乘用管理系统)官方网站，比如(乘用管理系统)的官方受理部，.......凡是要乘坐本发明城市交通系统的乘客先通过(乘用管理系统)完成注册登记程序。乘客通过注册登记程序至少要完成：

(1)通过身份证、信用记录库等公共居民信息数据库，由(城市交通管理控制中心)核定乘客的真实身份、信用等级，确认申请人的乘用资格；

(2)由乘客和本发明所述城市交通系统的官方授权人，签订有约束力的使用和服务合同，明确乘客乘用本发明所述城市交通系统时，承运和被承运双方的权力和义务，确定服务内容和费用支付方式；完成所述手续后，(乘用管理系统)即建立起有资格乘用人的系统档案，确认乘客的乘用资格。

(3)(城市交通管理控制中心)审核并确认乘用人的资格后，(乘用管理系统)即给予所述乘客申请人以系统能够识别的专用乘客编号、乘客至少可以自己修改的验证密码，完成全部注册手续.

完成所述注册手续的乘客，在需要乘用本发明所述城市交通系统时，可以通过本发明所述城市交通系统官方认可的网站、专用乘车手机APP软件及其他本发明所述城市交通系统官方认可的平台、手段，提前提交下述但不限于下述的乘用信息进行乘车申请：

a、提供自己专用乘客编号和验证密码，通过(用户乘用申请平台)的官方验证；

b、提供同时间、同出发地和目的地的乘客数量及必要信息；

c、提供出发地和目的地，而且该出发地和目的地是按本发明所述城市交通系按统公布的有效目录和格式要求填写的，或者是按官方菜单选择的；

d、提供出发时间的允许范围，即乘客接受的乘车时间范围。由于交通系统编组调度需要时间，乘客必须给出足够的时间范围。(用户乘用申请平台)受理用户申请后，会立即通过本发明所述城市交通系统的大型计算机进行车辆编组、运行路线、投运时间规划。当所述城市交通系统在编组制定该乘客承运规划的时候，在时间上不符合乘客要求时，本次乘用申请即宣告失败，并将原因告知申请人。一旦所述规划完成即通过(用户乘用申请平台)向申请者确认下述但不限于下述的乘坐信息：

a、专用乘客编号、确定的乘坐列车号；

b、确认的上车地点：站台号及车门号；

c、确认的上车时间及开车时间；

d、上车验证信息。

根据一个时间段中确认的乘客乘用申请，(城市交通管理控制中心)会立即按计划且依据同时间、同出发地和同目的地的乘客数量，自动下达编组列车的指令。编组前，车辆可以是(基础车辆单元)状态，也可以是刚刚或即将执行完运输任务的列车.编组时即使仅由单个(基础车辆单元)组成一辆车也将命名为列车，并按预定规划命名列车代号.编组指令完成后，将指令完成用应答信息上传至(城市交通管理控制中心).随后(城市交通管理控制中心)即按原有规划按规定的时间、规划的路线在(城市交通管理控制中心)的统一管理控制下投入载客运行。

每一辆(基础车辆单元)都有运行动力系统和运行控制系统.每辆(基础车辆单元)都设计有主动模式和从动模式供选择.选择可以通过人工操作完成，也可以通过(城市交通管理控制中心)的远程操作完成。当一列列车需要由多辆(基础车辆单元)辆组成时，处在其中的一辆(基础车辆单元)一旦选作主动模式，即使该(基础车辆单元)代表整列列车的控制，其余(基础车辆单元)即选择从动模式.当(基础车辆单元)选择为从动模式后，该(基础车辆单元)将受主动模式(基础车辆单元)的统一控制，也就是受整列列车的控制。

所述列车编组完成后，会按照(城市交通管理控制中心)的调度控制，停放在指定的(驻存地)的待命，并在(城市交通管理控制中心)的控制下在规划的时间、规划的路线、规划的站台、规划的停车位等候规划的乘客.上车乘客在规划的编号列车、规划的车门口，凭预先授予的验证码通过列车上的车门验证系统验证上车。验证方法的一个实施例是由系统给乘客手机发送一个图形识别码，乘客只需用手机对准列车门边的识别区即可完成：如果识别码正确，则车门放行计划的人数，识别码错误则拒绝乘客进门且给予提示。

乘客上车后，列车将给乘客以安全提示和起始地、目的地提示.当乘客坐妥并确认无误后，每个乘客都需用简单方法予以确认，确认方法的一个实施例是在车厢语音提示下操作一下一个按键.列车上所有乘客确认后，列车即在(城市交通管理控制中心)的统一指挥控制下直接驶向目的地.

在轨道上运行的每一列列车都有自己的目的地，而且可能是不同的目的地.目的地不同造成列车的行车路线不相同，而且所有运行路线都已经过大型计算机(服务器)的精准计算和规划，有最高的效率、最快的速度、最紧密的配合。在所述轨道控制系统中，每一个轨道换向处前都有接收车辆信息及向车辆发送信息的装置，这些接收和发送信息装置的实施例，有射频收发装置，有红外收发装置.轨道上安装的车辆信息接收装置会自动接收到列车的编号等信息，这些信息直接上传到(城市交通管理控制中心)，(城市交通管理控制中心)会根据该列车的运行规划，向运行前方的(轨道方向控制器)下达并实施运行方向指令.列车则在(轨道方向控制器)在的控制下按运行规划奔赴各自的目的地.

列车在运行中严格按照大型计算机给出的规划运行是整个系统安全稳定运行的关键。但由于运行过程中可能会发生各种特殊情况，因此即使系统运行都有规划，也必须根据变化情况，不断由大型计算机(服务器)实时计算和调整运行规划；一旦调整出新的运行规划，系统会立即用新的运行规划代替原有的规划。为了确保整个交通系统安全运行，一个实施例是：所述城市交通系统有多套车辆位置定位系统，进行相互验证和纠错.列车上安装的卫星定位系统可以实时告诉(城市交通管理控制中心)每辆在轨运行车辆的实时位置，该实时位置坐标与系统规划的实时坐标进行实时比较，监测其是否偏离预先设定的运行计划；在轨运行车辆还通过遍布于轨道的传感器告诉(城市交通管理控制中心)每辆车辆的实际位置.几套车辆的位置信息还会通过大型计算机(服务器)互相验证在轨车辆实际运行轨迹与规划运行轨迹的相符性。一旦发现错误及时通过大型计算机的重新编组运行规划及时加以纠正.一旦有车辆、区段轨道、控制设备发现故障，则通过(城市交通管理控制中心)的重新编组，将故障区轨道隔离，其他车辆绕道继续运行。故障区段的故障排除后再通过(城市交通管理控制中心)重新编组运行规划、重新开放被隔离的轨道区域。

一个实施例，列车、(基础车辆单元)运行用的轨道主体是由一根上轨道和一根下轨道构成的.采用上下轨道方式，不仅使轨道有最简单的结构、最低的成本，还因为上下轨道结构是一种非常稳定的结构而使列车在运行时更加稳定；采用上下轨道方式，不仅更节省场地，还更适合本发明乘客出发地和目的地的直达运行.因为这种直达目的地的设计使每次运送的乘客人数会分散而且少量化。(基础车辆单元)一个实施例采用最小人数为2人座结构，两人座位分别设计在轨道两侧，可以双侧向有车门.由于只有两人座，车辆较窄，有利于运行中减小风阻，同时两侧有门有利于快速上下车，结构也有利于快速编组.(基础车辆单元)的一个实施例，每辆车的前方和每辆车的后方都有一个连接扣，两辆(基础车辆单元)只需互相一碰撞，就可以连接在一起，而通过一个电子开关将其中的扣打开即可以分解；控制分解的电子开关既可以在车辆上操作，也可以通过信道远方操作。解扣装置的实施例是一个电磁开关，有电通过时扣被吸合，而脱离，不带电时通过弹性体处于待撞状态，而遇到碰撞，弹性体伸出而相互扣牢。

车站和站台设计对本发明的城市交通系统正常运行也有非常大的意义。在乘客乘坐高峰，如果乘坐不同列车的乘客全部都挤到站台，而列车又需要验证入内，一定会发生混乱，以至于无法运行。本发明一个站台设计实施例采用一种涓流车站方案：

车站设计有N个缓冲候车站台，最靠近列车轨道的站台，只允许即将乘坐列车的乘客进驻；再往外围的缓冲候车站台是下一班出发列车的候乘区，依次类推，除最靠列车轨道的站台外在后面候乘区允许不再分缓冲候乘区；每个候乘区都有急客通道，晚到乘客可以通过急客通道进入相应的候乘站台或缓冲候车站台；所有急客通道均可以通过官方认可的验证手段验证通行到指定等候区.验证通行的一个实施例，是官方发出的专用射频卡；验证通行的一个实施例，是官方发给用户手机的识别标识。乘客凭验证手段刷涓流站台入口的验证识别设备，所述设备根据乘客的专用编号，就可以知道其乘车时间、应该在那个候车区，从而在那些门能够通行，以便进入指定等候区。

一个实施例，根据乘客的容量不同每个站台的长度不同，客流量越大的车站其站台越长，一次容纳的乘客数量越多.

有条件的站台一个实施例，设计为轨道两侧同时上车，这时站台的涓流方案的是轨道两侧的站台同时设计有涓流方案站台.

暂时不用的车辆根据(城市交通管理控制中心)的安排被存放在指定的(驻存地).暂时不用的车辆是为使用时准备的，如何计划备用车辆的(驻存地)对提高交通运行效率非常要紧.由于本发明的城市交通系统主要解决的对象，是城市中计划出行人员。他们的出行比较有规律，因此它本质上有更好的计划性，也使待用车辆(驻存地)的调配更有计划性.比如下班时，系统会提前将适量的待用车辆调配到下班出发地附近的(驻存地)，而上班时，系统会提前将适量的待用车辆调配到上班出发地附近的(驻存地)。这种规律性和计划性可以大大提高了整个系统的承载效率.

每一辆(基础车辆单元)都有固定的系统编号.这个系统编号一个实施例，自(基础车辆单元)投运后一直至报废为止的时间内都是固定不变的，保证在整个生命周期内的唯一性。在整个生命周期内，其所有的原始信息、其所有进行的维修、改进、配置都会记载在这个固定编号的档案中，用这个编号可以方便地检索到该(基础车辆单元)什么时候由谁制造，什么时候出厂、规格型号、出过什么故障，作过什么修理，等等全部档案。

可以正常使用的(基础车辆单元)无论停放在城市交通系统中何处驻存地，都会自动将“至少包含自身编号的状态信息”通过(信息神经系统)自动上传到(城市交通管理控制中心)，或者根据(城市交通管理控制中心)下达的指令将“至少包含自身编号的状态信息”上传到(城市交通管理控制中心)。所述状态信息中至少包含(基础车辆单元)的编号、规格、动力、各个传感器完好信息、位置测量单元完好信息和执行控制设备的状态信息，还包含该车辆实际所处位置信息，这些信息保证(城市交通管理控制中心)全面地实时地掌控每个车辆状况.

本发明的所述城市交通系统中，有遍布安装于系统各个节点的位置传感器等传感设备。位置传感器会将车辆运行中的实际动态位置信息及运行速度、运行方向、运行参数(如电压、电流、温度、气压等)实时通过(信息神经系统)的信道，上传到(城市交通管理控制中心)。(城市交通管理控制中心)运用这些信息掌握在运行车辆的状态，实现不间断的统一协调、有序控制.

本发明的所述城市交通系统中的列车完全是由(城市交通管理控制中心)控制的。其运行、停车、换向均由(城市交通管理控制中心)按大型计算机给出的指令控制。列车上只安装必要的应急操作部件.一个实施例，列车上安装有紧急停车按键，在发生紧急情况时，由车辆内人员操作。车内人员发生或发现特殊情况，比如有特殊故障现象，比如乘客发生身体不适，等等，乘客可以操作紧急停车按键.操作后，紧急信息会立即通过系统(信息神经系统)上传到(城市交通管理控制中心)，值班者可通过视频了解车内情况，根据实际情况作出取消报警，还是驶向新目的地，还是停车的决定，决定一旦作出，大型计算机即会进行新的运行规划。当信息传输通道发生故障，值班者无法了解车内情况时，列车会自动执行停车操作，且自动连锁方式将停车区前段的轨道切换到另外的方向上，将停车区与运行区轨道进行隔离。

本发明的所述城市交通系统在运行的每辆列车、每个(基础车辆单元)中至少都建设有(地理位置信息单元)。一个实施例，(地理位置信息单元)安装有卫星定位信号装置，其卫星定位信号装置可以是GPS卫星定位装置，也可以是北斗卫星定位装置、还可以是其他卫星定位装置.所述定位装置能主动上报或根据指令通过专用信息通道向(城市交通管理控制中心)上报车辆当前所处的物理地址。一个实施例，(地理位置信息单元)安装有北斗卫星定位信号装置，能主动或根据指令上报当前所处的物理地址.一个实施例，安装有(地理位置信息单元)的车辆在本发明的所述城市交通系统中运行时，(地理位置信息单元)每经过一段轨道距离，分布在轨道上的位置信息装置会自动告知(地理位置信息单元)所处的物理位置信息。其原理是轨道上有代表物理位置的发信装置，比如该区在系统中的位置代号是经向Xa，纬向Yb，地理位置发信装置会自动告知运行到该处的车辆，你现在的地理位置是系统中的Xa和Yb，将该信息通过专用信道告诉(城市交通管理控制中心)，系统就能知道车辆当时的实际地理位置.

(运行保障体系统)的一个实施例，分为三个但不限于三个子系统：第一个子系统是检测、保养、护理为主要任务的保养子系统；第二个子系统是以维修为主要任务的维修子系统；第三个子系统是升级改造子系统。保养子系统负责按规程定时、定运行里程对车辆的检查、加油、加各种补给，使车辆始终处在完好状态，便于随时投入再运行；对检测中发现有故障或可能会发生故障的车辆办理维修手续并移交维修子系统。维修子系统对保养子系统移交的待维修车辆进行维修，使之达到能安全运行的状态。进行维修的车辆，退出备用车辆名单。保养子系统和维修子系统还会按同样的原则完成整个系统中所有其他设备、软件的保养和维修.升级改造子系统是专门针对运行中出现的问题进行改造，专门应用新技术、新工艺，将城市交通系统不断提高发展的部门。

本发明的所述城市交通系统建设了以大型计算机(服务器)为核心的(城市交通管理控制中心).(城市交通管理控制中心)是整城市交通系统的枢纽，是所有设备运行的总司令部。所述城市交通系统中的所有设备，当其的工作与其他设备有关联时，都由(城市交通管理控制中心)最终控制，以使整个系统统一和协调。比如，城市交通系统在接收到乘客乘车申请后，首先由(城市交通管理控制中心)根据一个时间段中具有相同出发地和目的地的乘客数量由计算机系统按就近的原则配置列车，再将列车通过计算机系统纳入整体运行图中进行实时的运行规划。规划完成后由(城市交通管理控制中心)通知乘客.规划好的列车由(城市交通管理控制中心)控制在预定的时间到达预定的站台和位置等待预定的乘客上车.乘客通过验证手续验证后上车。列车由(城市交通管理控制中心)控制自动驶向预定的目的地。到达目标地后，乘客下车，而列车既可能根据(城市交通管理控制中心)的指令成为一个新的列车编号执行下一个新的运输任务，也可能进入车辆编组地重新编组，还可以根据指令进入指定(驻存地)停放区待命.

在本发明的所述城市交通系统中，根据众多乘客的申请，在每个时刻都会有很多数量的由不同出发地直接驶向不同目的地的列车，它们在(城市交通管理控制中心)大型计算机(服务器)的统一控制管理下，有条不紊地以最高的效率运行在由计算机规划的最佳运行路线上，不仅实现了每位乘客从出发地直达目的地的目标，还实现了最高的承载效率.

图2是轨道方向控制器的一个实施例示意图。现结合图2来说明轨道方向控制器的本发明设计.(12)是列车按预定的运行计划在编号为Ax处的轨道，(13)是用于轨道换向的换向控制器示意图，(14)、(15)、(16)分别代表不同方向的前进轨道。当列车运行到(12)前，根据指令，用(13)的不同部位可以接通(12)和(14)、或(12)和(15)、或(12)和(16)实现本发明列车向不同方向前进的目标。当轨道是上下轨道时，上下都有这样一套同步方向控制器.一个实施例，轨道方向控制器是一种带记忆特性的材料构成，该材料通过内部控制装接通不同的电流会恢复不同的记忆形状，如果有三种记忆形状，每一种连接一个方向，那么就可以做出一种更简单的轨道方向控制器。一个实施例，轨道的一端是可以柔性移动的轨道，轨道需要换向时，可柔性移动的轨道一端在控制器力的作用下连接不同方向的前进轨道，实现轨道方向控制器控制轨道上行驶车辆运行方向的目标。

图3是轨道、列车、基础车辆单元的一个实施例示意图。(17)是由上轨和下轨组成的轨道设备。(18)是基础车辆单元。图3示例了由N个基础车辆单元编组为一列列车的示意图.(19)是每个基础车辆单元的上车门.基础车辆单元可以任意数量连接在一起。连接机构是一种碰撞连接扣。基础车辆单元连接在一起后每辆基础车辆单元的车门间隔设计为统一标准且等距的。

发明的进一步说明

一种城市交通系统和方法，至少包括本发明所述城市交通管理控制中心、信息神经系统、轨道站点设备系统、辅助站点设备系统、轨道车辆集群、乘用管理系统、运行保障系统，其特征是：

a、所述的车辆是轨道上运行的车辆；

b、乘客乘用本发明所述列车的出发时间、出发地、目的地都是乘客提前预定且由本发明所述交通系统预先规划好的；

c、所述列车的运行、路线、停车完全由城市交通管理控制中心统一实时控制；

d、本发明所述正常运行的列车，所有乘客均由出发地直接送达目的地。

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统的一个实施例，其特征是：

所述的车辆是由城市交通管理控制中心将同一出发地、同一目的地和允许同一时点的乘客编组乘用由一辆或多辆基础车辆单元编组成的列车.

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统的一个实施例，其特征是：

乘客使用用本发明城市交通系统的官方APP软件、或所述乘用管理系统官方网站、或所述乘用管理系统官方认可的平台，提交下述但不限于下述的乘用信息进行乘车申请：

a、提供自己专用乘客编号和验证密码；

b、提供同时间、同出发地和目的地的乘客数量；

c、提供出发地和目的地；

d、提供出发时间的允许范围；

再通过本发明所述城市交通系统的大型计算机进行车辆编组，运行路线、投运时间规划，规划成功后再在城市交通管理中心统一控制下实现直达、最优化、高效率运行。

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统的一个实施例，其特征是：所述列车上安装有卫星定位系统可以实时告诉城市交通管理控制中心每辆在轨运行车辆的实时位置，还通过遍布于轨道的传感器告诉城市交通管理控制中心每辆车辆的实际位置，几套车辆的位置信息再通过大型计算机(服务器)互相验证，确保在轨车辆实际运行轨迹与规划运行轨迹相符。

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统的一个实施例，其特征是：本发明所述列车、基础车辆单元运行用的轨道主体是由一根上轨道和一根下轨道构成的。

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统涓流车站的一个实施例，其特征是：所述车站设计有N个缓冲候车站台，最靠近列车轨道的站台，只允许即将乘坐列车的乘客进驻；再往外围的缓冲候车站台是下一班出发列车的候乘区，依次类推，除最靠列车轨道的站台外在后面候乘区的允许不再分缓冲候乘区；每个候乘区都有急客通道，晚到乘客可以通过急客通道进入相应的候乘站台或缓冲候车站台；所有急客通道均可以通过官方认可的验证手段验证通行到指定等候区。

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统的一个实施例，其特征是：每一辆所述基础车辆单元都有投运后一直固定不变的系统编号.

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统的一个实施例，其特征是：本发明的所述城市交通系统中，至少有遍布安装于系统各个所述节点的位置传感器。

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统的一个实施例，其特征是：所述列车上安装有紧急停车按键，在发生紧急情况时，由车辆内人员操作.

一种城市交通系统和方法中所述城市交通系统所述轨道方向控制器的一个实施例，其特征是：轨道方向控制器是用一个能用不同部分接通通向不同方向轨道的换向器(13)，上下都有这样一套同步方向控制器。

发明的效果

一种城市交通系统和方法，先在城市建设起至少包括城市交通管理控制中心、信息神经系统、轨道站点设备系统、辅助站点设备系统、轨道车辆集群、乘用管理系统、运行保障系统的城市交通系统.这个系统通过让乘客预先的乘车申请，实现对同一出发地、同一目的地又允许在同一时间点上车的乘客，由系统自动编组出能从出发地直达目的地的轨道列车。不同时间、不同出发地和目的地的这些列车在本发明所述城市交通管理控制中心的统一实时控制下，有计划地、协调地、精准且高效率地运行在由计算机规划的最佳运行路线上，不仅实现了每位乘客从出发地直达目的地的目标，还实现了最高的承载效率，达到了本发明的目的，可以作为城市交通的主要承载工具广泛用于各城市建设中。

Claims (2)

1.一种能按预定的乘车时间在预定的乘车地点上车，直达目的地的高效率城市交通系统，至少包括以大型计算机为核心的城市交通管理控制中心、信息神经系统、轨道站点设备系统、辅助站点设备系统、轨道车辆集群、乘用管理系统、运行保障系统，其特征是：

a、所述的车辆是轨道上运行的车辆；列车、基础车辆单元运行用的轨道主体是由一根上轨道和一根下轨道构成的；

b、乘客使用所述城市交通系统的官方APP软件、或所述乘用管理系统官方网站、或所述乘用管理系统官方认可的平台，提交下述但不限于下述的乘用信息进行乘车申请：

(1)提供自己专用乘客编号和验证密码；

(2)提供同时间、同出发地和目的地的乘客数量；

(3)提供出发地和目的地；

(4)提供出发时间的允许范围；

再通过所述城市交通系统的大型计算机进行车辆编组，运行路线、投运时间规划，规划成功后再在城市交通管理中心统一控制下实现直达、最优化、高效率运行；乘客乘用所述列车的出发时间、出发地、目的地都是提前预定且由所述交通系统预先规划好的；

c、根据一个时间段中确认的乘客乘用申请，城市交通管理中心会立即按计划且依据同时间、同出发地和同目的地的乘客数量，自动下达编组列车的指令；所述列车的运行、路线、停车完全由城市交通管理控制中心统一实时控制；

d、所有乘客均乘坐列车由出发地直接送达目的地；

e、所述的车辆是轨道上运行的车辆，是下述但不限于下述的2人座的倍数种基础规格的基础车辆单元及由基础车辆单元构成的列车，基础车辆单元可以单独成为在轨运行的列车，也可以用多种规格的多个基础车辆单元编组在一起组成一列所述列车；城市交通管理控制中心可以根据需要，用相同或不同的基础车辆单元编组成任意乘坐数量的列车；

f、乘客在乘用申请被城市交通管理控制中心确认后，会告知乘客在什么时间、什么车辆编号、什么站台的什么上车门位置上车；向乘客告知确认的乘车安排，通知下述但不限于下述的乘坐确认信息：

(1)专用乘客编号、已经申请成功的乘坐列车编号；

(2)上车地点：站台号及车门代号；

(3)上车时间和开车时间；

(4)上车验证用信息；

g、所述城市交通系统中的列车完全是由城市交通管理控制中心控制的，其运行、停车、换向均由城市交通管理控制中心按大型计算机服务器给出的指令控制；

h、城市交通管理控制中心至少包括以下硬件和软件：

(1)大型计算机服务器及其机房，

(2)数据库、热备数据库、异地备份数据库，

(3)多机热备、异地备份计算机服务器系统，

(4)遍布连接于整个所述城市交通系统节点的传感器、控制器，

(5)遍布安装于整个所述城市交通系统的专用通信信道和通信网络，

(6)与外部系统有防火墙隔离的通信接口，

(7)系统管理软件；

i、要乘坐城市交通系统的乘客先通过乘用管理系统完成注册登记程序；完成注册登记的乘客可以通过所述城市交通系统官方认可的网站、专用手机APP软件及其他所述城市交通系统官方认可的专用平台、手段，提前提交下述但不限于下述的乘用信息进行乘车申请：

(1)提供自己专用乘客编号，用登录密码通过用户乘用申请平台登录到申请平台上；

(2)提供同乘乘客数量及必要信息；

(3)提供乘坐所述城市交通系统已经投运的出发地和目的地站台名称或者通过城市交通系统官方平台选择站台名称；

(4)提供出发允许的时间范围；

用户乘用申请平台受理用户申请后，会立即通过所述城市交通系统的大型计算机服务器进行车辆编组、运行路径规划；一旦所述规划完成即通过用户乘用申请平台向申请者确认乘坐申请已确认，向乘客告知确认的乘车安排。

2.根据权利要求1所述城市交通系统，其特征是：所述列车上安装有紧急停车按键，在发生紧急情况时，由车辆内人员操作。

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