CN107472258A - 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.本发明利用现有公路、道路旁的空间，通过框架结构，将轨道安装在可叠加框架中，实现利用现有空间的城市轨道网；通过有升降电梯的错层车站设计实现了多层轨道的立体上下客车站的难题；本发明还通过车头基础车辆单元+的方式，实现每一列车降低风阻提高运行稳定性的问题；达到了本发明的任务，可以广泛用于未来城市交通建设中。

Description

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，城市变得越来越大。越来越多的人拥有了私家车，越来越多的车辆又使城市道路越来越堵，越堵又加剧交通不畅，使得城市交通系统不堪重负，城市交通成为困扰世界各国城市发展的难题。

本发明人的专利申请201610071046.1《一种城市交通系统和方法》提出了一种由乘客适应已有公共交通转变为公共交通为每个乘客量身定制转变的城市交通系统。但该专利申请没有更详细提出轨道方案，没有提出架空轨道如何实现乘客上下车的方案，也没有提出第一节列车如何在快速运行中减少空气阻力的具体方案。

发明内容

本发明的任务是提出完善本发明所述城市交通系统中的轨道架构发明方案、轨道架构发明中乘客上下车方案和车辆克服空气阻力的发明方案。

本发明系统装置和方法用于至少有下述特征的城市交通系统中：

第一，建设有以大型计算机(服务器)为核心的[城市交通管理控制中心]；

第二，建设有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，建设有以轨道、站点、备用轨道为核心的[轨道站点设备系统]；

第四，建设有以车辆库、编组站为核心的[辅助站点设备系统]；

第五，建设有以基础车辆单元、列车为核心的[轨道车辆集群]；

第六，建设有以乘客互动终端、信道、受理单元、结算单元为核心的[乘用管理系统]；

第七，建设有以维护机构、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[车头基础车辆单元]、[非车头基础车辆单元]及由[车头基础车辆单元]、[非车头基础车辆单元]两种[基础车辆单元]构成的列车。[车头基础车辆单元]拥有减小运动阻力的流线形外部结构。在本发明的列车中，[车头基础车辆单元]是必不可少的。当需要多辆[基础车辆单元]组成列车时，总是采用“[车头基础车辆单元]+”的方式。至于[车头基础车辆单元]后面“+”多少[非车头基础车辆单元]可以根据编组需要，甚至该列车仅有[车头基础车辆单元]，没有[非车头基础车辆单元]。[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]“+[车头基础车辆单元]”编组成：本次运行乘客数所需要乘坐数量的列车。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的列车时，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。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。

图1是编组为列车的示意图。(1)是[车头基础车辆单元]。图1中(1)所示意的是2人座[车头基础车辆单元]，本发明还可以设计4人座[车头基础车辆单元]、更多人座[车头基础车辆单元]；(2)是2人座[非车头基础车辆单元]示意图；(3)是4人座[非车头基础车辆单元]示意图，还可以有更多人座[非车头基础车辆单元]；[基础车辆单元]是[车头基础车辆单元]和[非车头基础车辆单元]的泛称。(4)是[基础车辆单元]的车门，每个车门都设计有需要经过验证码验证才能进入的技术备用措施。一个实施例，车门和站台门可以联动，当乘客在站台门验证通过后，站台门和列车门会联动打开。联动开门的一个实施例是验证信息是直接上传至[城市交通管理控制中心]，再由控制中心统一控制车门和站台门，实现预先设置的联动。乘客每次乘车都需要验证后才能入座，防止错坐。无论是[车头基础车辆单元]还是[非车头基础车辆单元]，编组为列车后，门与门之间的距离都是相同的，保证列车进站后上下车有精准的位置。[车头基础车辆单元]的车头有流线形外形，以减少运行过程中的风阻，并提高列车运行中的稳定性。

本发明的道路至少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。一个实施例，轨道利用现有公路两侧空间铺设。

图2是利用公路两旁空间及有类似空间建立轨道网的一个双层架构实施例示意图。(5)是支撑上轨道和下轨道的结构框架，可以由金属、钢筋水泥、或其他强度足够结构部件构成。结构框架的一个实施例，根据美化城市的要求，结构框架是设计成抽象的观景造型，成为点缀城市景观的一个组成部分。一个抽象观景造型的实施例，结构框架的侧面呈现方、圆、三角等抽象几何图形。一个实施例，道路照明灯被设计在轨道架构上。每个框形结构用以构建一个方向上行驶的上下轨道支撑结构。当存在有公路边空间允许设计这种轨道架构时，可以根据本发明设出一层、两层、三层、四层以至于更多层组合在一起，建成多条多方向承载本发明轨道列车的轨道。(6)是支柱。一个实施例，支柱(6)设计为超过公路交通车辆的最大高度。一个实施例，在前方有4.2米限高桥梁处建的支柱高度是超过4.2米的4.5米；支柱高度设计以不影响原有公路车辆正常通行为前提。支柱应有足够的强度，保证多层轨道负重、列车运动时作用力负重、自然力如风、雨、雪、地震等作用力负重的可能影响及余量强度要求，还应有防止公路车辆可能的撞击措施；一个实施例是每个支柱都建有防护设施；防护设施的一个实施例是由钢筋水泥制成的基台。(7)是轨道每一层的上轨道和下轨道。(8)是运行中的列车示意图，每对上下轨道提供一条专用列车行进轨道。由于本发明的城市交通系统，主要服务对象是上班族、解决工作期间的出行难题，当然还可以解决城市中轻量物流传送，因此，车辆宽度被限制在适度的范围内。一个实施例，列车以两人座宽度，宽度不超过2米，载重限制在人均100公斤以内，是一个窄体、轻型、高速车辆。本发明的主要设计目标，是解决城市上下班人员的出行问题，因此轨道支撑框架(5)占用空间不大，轨道负重较轻，施工难度小，而且通过框架结构支撑上下轨道，多数空间实际上只有轨道，没有建筑物，对公路的采光、透气等影响较小。由于每列运行的列车体积较小、重量轻，一个实施例可以采用全电动动力；一个实施例，通过车头的流线型设计、轻载设计、运动列车和轨道间的悬浮设计、柔软化轮体设计，把运行过程中的噪声降至最低，把轨道铺进居民生活小区。

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[城驻存地]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。为了实现列车进社区、进家门口的目标，对站台进行规范化、标准化设计，即规定在本城市交通系统中的每列车的最大载容容量，以使车站、车辆在轨道层之间的切换标准化。人数超过时，由多列车承担。一个实施例，在某个城市交通系统中，根据城市发展规划标准化为：一列车最大编组乘客人数为8人，如果门是两侧开的，意味着最长列车每一侧有4个门。一个实施例，一列车的最大编组乘客人数为16人。本发明中最大编组人数是城市设计的一个重要参数。最大编组乘客人数多时，运输效率会提高，但遍布城市的上下车站点的设备投资就会大大增加，因为每个车站都必需满足最大编组乘客人数的上下车需要。一个实施例，在中小城市，一列车最大编组乘客人数为8人；一个大型城市设计为16人。

图3是基于多层框架结构轨道建设的本发明列车站实施例示意图。(9)是每层站台中，乘客乘车、下车必须通过的站台门；在乘车时，乘客需经验证通过后才能登车；下车时，站门会在列车停稳后自动打开。(10)是乘客进入站台的电梯或升降装置；如果该层列车已经在地表层，则(10)代表出口通道。一个实施例，乘客上车进入(10)的门时，需经过身份验证方能进入，保证站台内的人都是即将出发列车的乘客，实现对乘客的有效筛选。而乘客下车时则既可以凭上车验证码进出，也可以在下车通道方向自由进出。(11)是每一层列车上下乘客的站台，站台地面接近与列车车厢内地面平，有利于乘客上下车，站台分布于列车的停靠地的两侧；站台有防止乘客随意进入轨道区的防护门和防护墙。(12)是站台护墙，按最大站台标准设计。一个列车最大编组乘客人数为8人时，站台每侧只需有四个登车门，由此设计站台大小和护墙大小。(13)是进站后的运行列车示意图；列车停车后车门总是正对站台的通道。(14)是每层轨道中的上下轨道示意图。(9)根据列车编组的长度，由系统控制通道门。当列车编组少于最大值时，(9)由[城市交通管理控制中心]控制：只会自动打开有车厢门的通道，而关闭其他通道，保证运行安全。

一个实施例，进入本发明站台前的轨道有一个叉道，列车进入停靠站台后，叉道会会自动切换，将站台的轨道与主通行轨道隔离，停靠在站台的列车不会影响后续的列车通行。进入站台的列车完成乘客上下车后，叉道口会自动接通站台轨道，让经停站台的列车自动开往城市交通管理系统指定的目的地。

多层轨道的发明，大大增加了城市轨道的容量。但与此同时，为了在列车运行过程中，列车经过切换转移运行到目的地，需要有方法进行层与层之间的轨道切换。由于每层之间有高度差，需要有新的创造发明作支撑。一个实施例是像立交公路一样在需要连通的轨道层与层之间建立起轨道联络线，运行中的列车在需要转至其他层轨道时，通过轨道切换切换到相对应的联络线轨道上，再到达目的轨道。这种设计的优点，叉口切换后，列车自动沿着轨道联络线到达目的需要的层轨道上，整个运行连贯、流畅，速度快，但需占用较多的联络线物理空间。

一个实施例：最少座[基础车辆单元]是在车辆每一侧只有一个上车门的2座车辆、每一侧2个上车门的4座[基础车辆单元]，......；无论是2座还是4座的[基础车辆单元]，其上车门位置和2个最少座[基础车辆单元]的上车门位置的间隔都是标准化的和相同的。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]的上车门间隔位置是一样的。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]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，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)的信息，还可以将节点的位置信息和路过车辆信息结合在一起，向[城市交通管理控制中心]提供以节点地理位置为基础的车辆运行轨迹信息。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)等状态信息既可以实时通过[信息神经系统]的信道，上传到[城市交通管理控制中心]，还可以通过无线电信道、其他通信信道与[城市交通管理控制中心]通信，构筑起城市交通系统的以位置信息、通信信道、运营参数信息和控制管理信息为核心的[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，建设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。一个实施例，乘客身份核定后，由城市交通系统给乘客提供一个专用乘用卡；一个实施例，由城市交通系统给乘客一个与指定的手机绑定的提供了一个可以由乘客变更的密码和专用代码。

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提供自己专用乘客代码，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、包括随行超重乘客的体重和随带物品的重量信息；

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”，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]规划确定后，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[车头基础车辆单元]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]进一步通过远程视频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，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和城市交通系统，报告列车、[基础车辆单元]按照分布在轨道上的地理位置信息装置所指示的地理位置信息确定的位置。卫星导航位置信息和由轨道上位置信息装置确定的位置将为城市交通交通管理系统提供互相验证的位置信息，确保交通系统的安全运行。

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]只对己经例行检查、检修、护理的车辆纳入到编组运行候备名单。

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。

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、最大乘客数量标准配置列车，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。

一种城市交通系统，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确定好的；

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控制；

d、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；

e、所述正常运行的列车中，第一节基础车辆单元均设计为风阻较小的流线形；

f、编组后投运的列车都是以[车头基础车辆单元]+[非车头基础车辆单元]的型式编组，且[非车头基础车辆单元]可以没有；

g、利用现有公路两侧空间的轨道，至少有支撑上下轨道的框架结构(5)、有支撑框架结构的支柱(6)；

h、基于多层轨道的列车站，至少有乘客乘车、下车必须通过的站台门(9)，有乘客进出站台的电梯或升降装置(10)。

附图说明

图1是编组为列车的示意图。(1)是[车头基础车辆单元]，且(1)示意的是2人座[车头基础车辆单元]实施例，还可以有4人座[车头基础车辆单元]、更多人座[车头基础车辆单元]。(2)是2人座[非车头基础车辆单元]示意图。(3)是4人座[非车头基础车辆单元]示意图，还可以有更多人座[非车头基础车辆单元]；[基础车辆单元]是[车头基础车辆单元]和[非车头基础车辆单元]的泛称。(4)是[基础车辆单元]的车门，有防止错坐的措施。无论是[车头基础车辆单元]还是[非车头基础车辆单元]，编组为列车后，门与门之间的距离都是相同的，保证列车进站后上下车有精准的位置。[车头基础车辆单元]的车头有流线形外形，以减少运行过程中的风阻，并提高列车运行中的稳定性。

图2是利用公路两旁空间及有类似空间建立轨道的一个双层架构实施例示意图。(5)是支撑上轨道和下轨道的结构框架，可以由金属、钢筋水泥、或其他高强度结构部件构成。(6)是支柱。支柱高度设计以不影响原有公路车辆正常通行为前提。(7)是轨道每一层的上轨道和下轨道。(8)是运行中的列车示意图，每对上下轨道提供一条专用列车轨道。

图3是基于多层框架结构轨道而建设的列车站实施例示意图。(9)是每层站台中，乘客乘车、下车必须通过的站台门。(10)是乘客进入站台的电梯、升降装置或通道；如果该层列车已经在地表层，则(10)代表出口通道。乘客上车时，进入(10)的门时，需经过身份验证方能进入，而乘客下车时则既可以凭上车验证码进出，也可以在下车通道方向自由进出。(11)是每一层列车上下乘客的站台，地面接近与列车车厢内地面平，有利于乘客上下车，站台分布于列车的停靠后的两侧；站台有防止乘客随意进入轨道区的防护门和墙。(12)是站台护墙，按最大站台标准设计。(13)是进站后的运行列车示意图；列车停车后车门总是正对站台的通道。(14)是每层轨道中的下轨示意图。(9)根据列车编组的长度，由系统控制的通道门。当列车只有2人座时，(9)只会自动打开有车厢门的通道，而关闭其他通道，保证运行安全。

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，是下述但不限于下述的2人座、4人座、......等多种基础规格的[车头基础车辆单元]、[非车头基础车辆单元]及由[车头基础车辆单元]、[非车头基础车辆单元]两种[基础车辆单元]构成的列车。[车头基础车辆单元]拥有减小运动阻力的流线形外部结构。流线设计与车辆规划的运行速度、运行负重、规划的车身宽度有关。在本发明的列车中，[车头基础车辆单元]是必不可少的。当需要多辆[基础车辆单元]组成列车时，总是采用“[车头基础车辆单元]+”的方式。至于[车头基础车辆单元]后面“+”多少[非车头基础车辆单元]可以根据编组需要。[城市交通管理控制中心]可以根据需要，用相同或不同的[非车头基础车辆单元]“+[车头基础车辆单元]”编组成需要乘坐数量的列车。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的列车时，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。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或站台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。

图1是编组为列车的示意图。(1)是[车头基础车辆单元]。图1中(1)所示意的是2人座[车头基础车辆单元]，本发明还可以设计4人座[车头基础车辆单元]、更多人座[车头基础车辆单元]；(2)是2人座[非车头基础车辆单元]示意图；(3)是4人座[非车头基础车辆单元]示意图，还可以有更多人座[非车头基础车辆单元]；[基础车辆单元]是[车头基础车辆单元]和[非车头基础车辆单元]的泛称。(4)是[基础车辆单元]的车门，每个车门都设计有需要经过验证码验证才能进入的技术备用措施，在运行时投运。乘客乘车需要验证后才能入座，防止错坐。无论是[车头基础车辆单元]还是[非车头基础车辆单元]，编组为列车后，门与门之间的距离都是相同的，保证列车进站后上下车有精准的位置。[车头基础车辆单元]的车头有流线形外形，以减少运行过程中的风阻，并提高列车运行中的稳定性。

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。一个实施例，轨道利用现有公路两侧空间铺设。

图2是利用公路两旁空间及有类似空间建立轨道网的一个双层架构实施例示意图。(5)是支撑上轨道和下轨道的结构框架，可以由金属、钢筋水泥、或其他强度足够结构部件构成。结构框架的一个实施例，根据美化城市的要求，结构框架是设计成抽象的观景造型，成为点缀城市景观的一个组成部分。一个抽象观景造型的实施例，结构框架的侧面呈现方、圆、三角等抽象几何图形。一个实施例，道路照明灯被设计在轨道架构上。每个框形结构用以构建一个方向上行驶的上下轨道支撑结构。当这种公路边空间允许时，可以根据本发明设出一层、两层、三层、四层以至于更多层组合在一起，建成多条多方向承载本发明轨道列车的轨道。根据轨道实际情况，要穿越桥梁时，原本叠加结构可以通过联络线在局部平面化。(6)是支柱。一个实施例，支柱(6)设计为超过公路交通车辆的最大高度。一个实施例，在前方有4.2米限高桥梁处建的支柱高度是超过4.2来的4.5米。支柱高度设计以不影响原有公路车辆正常通行为前提。支柱应有足够的强度，保证多层轨道负重、列车运动时作用力负重、自然力如风、雨、雪、地震等作用力负重的可能强度，还应有防止公路车辆可能的撞击措施；一个实施例是每个支柱都建有防护设施；防护设施的一个实施例是由钢筋水泥制成的基台，基台高度超过重型卡车可能的撞击高度和强度。(7)是轨道每一层的上轨道和下轨道。(8)是运行中的列车示意图，每对上下轨道提供一条专用列车行进轨道。由于本发明的城市交通系统，主要服务对象是上班族、解决工作期间的出行难题，当然还可以解决城市中轻量物流传送，因此，车辆宽度被限制在适度的范围内。一个实施例，列车以两人座宽度，宽度不超过2米，载重限制在人均100公斤以内，是一个窄体、轻型、高速车辆。当有超重乘客乘坐时，系统会在规划时自动通过减少列车的乘客数量来平衡，当超过标准体积和重量时，应作出拒绝承载通知；本发明的主要设计目标，是解决城市上下班人员的出行问题，因此轨道支撑框架(5)占用空间不大，轨道负重较轻，施工难度小，而且通过框架结构支撑上下轨道，多数空间实际上只有轨道，没有建筑物，对公路的采光、透气等影响较小。一个实施例，由于每列运行的列车体积较小、重量轻，一个实施例可以采用全电动动力；一个实施例，通过车头的流线型设计、轻载设计、运动列车和轨道间的悬浮设计、柔软化轮体设计，把运行过程中的噪声降至最低，把轨道铺进居民生活小区。

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[城驻存地]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。为了实现列车进社区、进家门口的目标，对站台进行规范化设计，即规定每列车的最大容量；人数超过时，由多列车承担。一个实施例，一列车最大编组乘客人数为6人。一个实施例，一列车的最大编组乘客人数为16人。本发明中最大编组人数是城市设计的一个重要参数。最大编组乘客人数多时，运输效率会提高，但遍布城市的上下车站点的设备投资就会大大增加，因为每个车站都必需满足最大编组乘客人数的上下车需要。一个实施例，在中小城市，一列车最大编组乘客人数为8人；一个大型城市设计为16人。

图3是基于多层框架结构轨道建设的本发明列车站实施例示意图。(9)是每层站台中，乘客乘车、下车必须通过的站台门；在乘车时，乘客需经验证通过后才能登车；下车时，站门会在列车停稳后自动打开。(10)是乘客进入站台的电梯或升降装置；如果该层列车已经在地表层，则(10)代表出口通道。一个实施例，乘客上车进入(10)的门时，需经过身份验证方能进入，保证站台内的人都是即将到达列车的乘客，实现对乘客的有效筛选。而乘客下车时则既可以凭上车验证码进出，也可以在下车通道方向自由进出。(11)是每一层列车上下乘客的站台，站台地面接近与列车车厢内地面平，有利于乘客上下车，站台分布于列车的停靠地的两侧；站台有防止乘客随意进入轨道区的防护门和防护墙。(12)是站台护墙，按最大站台标准设计。一个列车最大最大编组乘客人数为6人时，站台每侧只需有三个登车门，由此设计站台大小和护墙大小。(13)是进站后的运行列车示意图；列车停车后车门总是正对站台的通道。(14)是每层轨道中的下轨道示意图。(9)根据列车编组的长度，由系统控制通道门。当列车编组少于最大值时，(9)由[城市交通管理控制中心]控制：只会自动打开有车厢门的通道，而关闭其他通道，保证运行安全。

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。

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块供选择。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车站、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车站、列车门边的识别区即可完成：如果识别码正确，则放行乘客，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。全列车所有乘客确认后，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，有无线电收发装置，有红外收发装置、激光装置。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，与本发明承载对象为轻载荷有关，由于负载较轻，采用上下单轨，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。

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。

[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分系统；第二个子系统是以维修为主要任务的维修分系统；第三个子系统是升级改造子系统。保养分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分系统。维修分系统对保养分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。保养分系统和维修分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。

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。

发明的进一步说明

根据本发明所述城市交通系统，其列车特征是：

a、由多辆[基础车辆单元]组成列车时，总是采用“[车头基础车辆单元]+”的方式，至于[车头基础车辆单元]后面“+”多少[非车头基础车辆单元]可以根据编组需要，甚至该列车仅有[车头基础车辆单元]，没有[非车头基础车辆单元]；

b、无论是[车头基础车辆单元]还是[非车头基础车辆单元]，编组为列车后，门与门之间的距离都是相同的，保证列车进站后上下车有精准的位置；

c、[车头基础车辆单元]的车头有流线形外形，以减少运行过程中的风阻，并提高列车运行中的稳定性。

根据本发明所述城市交通系统，其支撑上轨道和下轨道的结构框架特征是：

a、利用公路两旁空间及有类似空间建立支撑上轨道和下轨道的由金属、钢筋水泥、或其他强度足够结构部件构成结构框架(5)；

b、结构框架是设计成抽象的观景造型，成为点缀城市景观的一个组成部分；

c、有不影响原有公路车辆正常通行为前提的支柱(6)。

根据所述城市交通系统，其一种列车站的特征是：

a、每层站台中，有乘客乘车、下车必须通过的站台门(9)，且在乘车时，乘客需经验证通过后才能登车；下车时，站门会在列车停稳后自动打开；

b、有乘客进入站台的电梯或升降装置(10)；

c、当列车编组长度少于最大标准值时，站台门(9)由[城市交通管理控制中心]控制：只会自动打开有车厢门的通道，而关闭其他通道，保证运行安全。

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。本发明利用现有公路、道路旁的空间，通过框架结构，将轨道安装在可叠加框架中，实现利用现有空间的城市轨道网；通过有升降电梯的错层车站设计实现了多层轨道的立体上下客车站的难题；本发明还通过车头基础车辆单元+的方式，实现每一列车降低风阻提高运行稳定性的问题；达到了本发明的任务，可以广泛用于未来城市交通建设中。

Claims (4)

1.一种城市交通系统，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确定好的；

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控制；

d、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；

e、所述正常运行的列车中，第一节基础车辆单元均设计为风阻较小的流线形；

f、编组后投运的列车都是以[车头基础车辆单元]+[非车头基础车辆单元]的型式编组，且[非车头基础车辆单元]可以没有；

g、利用现有公路两侧空间的轨道，至少有支撑上下轨道的框架结构(5)、有支撑框架结构的支柱(6)；

h、所述多层轨道的列车站，至少有乘客乘车、下车必须通过的站台门(9)，有乘客进出站台的电梯或升降装置(10)。

2.根据权利要求1所述城市交通系统，其列车特征是：

a、由多辆[基础车辆单元]组成列车时，总是采用“[车头基础车辆单元]+”的方式，至于[车头基础车辆单元]后面“+”多少[非车头基础车辆单元]可以根据编组需要，甚至该列车仅有[车头基础车辆单元]，没有[非车头基础车辆单元]；

b、无论是[车头基础车辆单元]还是[非车头基础车辆单元]，编组为列车后，门与门之间的距离都是相同的，保证列车进站后上下车有精准的位置；

c、[车头基础车辆单元]的车头有流线形外形，以减少运行过程中的风阻，并提高列车运行中的稳定性。

3.根据权利要求1所述城市交通系统，其支撑上轨道和下轨道的结构框架特征是：

a、利用公路两旁空间及有类似空间建立支撑上轨道和下轨道的由金属、钢筋水泥、或其他强度足够结构部件构成结构框架(5)；

b、结构框架是设计成抽象的观景造型，成为点缀城市景观的一个组成部分；

c、有不影响原有公路车辆正常通行为前提的支柱(6)。

4.根据权利要求1所述城市交通系统，其一种列车站的特征是：

a、每层站台中，有乘客乘车、下车必须通过的站台门(9)，且在乘车时，乘客需经验证通过后才能登车；下车时，站门会在列车停稳后自动打开；

b、有乘客进入站台的电梯或升降装置(10)；

c、当列车编组长度少于最大标准值时，站台门(9)由[城市交通管理控制中心]控制：只会自动打开有车厢门的通道，而关闭其他通道，保证运行安全。