CN108163008A - 一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法，包括车用轨道、辅助轨道和轨道控制系统，车用轨道沿现有公路系统布置；辅助轨道设置在每个沿车用轨道布置的若干站台内，辅助轨道与车用轨道并行设置；辅助轨道的两端均与车用轨道通过变轨机构连接，用于与载客车辆上载有需要下车的乘客的可卸载/连接的切换车厢一与停靠在辅助轨道上载有要搭乘的乘客的切换车厢二两者之前的切换；基于为实现动态搭乘的结构设计，使得站台内设置的特定的轨道系统能够在载客车辆进站时带动乘客与其同步运行，从而实现了车辆不用停靠以及起步便能实现乘客的搭乘，使得车辆可以处以一直行驶当中，大大的节约了时间，提高行车效率。

Description

一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及公共交通运输领域，特别是一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法。

背景技术

公共交通工具是服务与社会群众的重要交通工具之一，就目前来说，最为常见的当然是各个城市当中的公交车，公交车座位城市交通工具中的重要交通工具之一，不仅仅是其相对低的乘车成本，更是由于其布满整个城市交通网络，对于乘客来说，乘车非常方便，能够满足大部分人的乘车需求，并且现在城市交通中有专门的公交专用车道，给公交车营造了一个良好的运行环境，为低碳出行做出了不可忽视贡献，但公交基于其车型和出于其安全考虑，一般都设定了限速，这边使得公交出行花费的时间更多，尤其是公交车没到一站之后需要停靠一段时间，而停靠后车辆重新起步也需要花费一定的时间，这边又增加了公交车耗时的因素，为赶时间的乘客造成困扰，也是基于此很多人便选择了自身开车出行，从而给环境带来污染、造成负担。

基于公交车的上述现象，为了保证公交车也能够快速达到乘客需要达到的目的地，城市快速公交应运而生，快速公交是利用现代化公交技术配合智能交通和运营管理(集成调度系统)，开辟公交专用道路和建造新式公交车站，实现轨道交通模式的运营服务，达到轻轨服务水准的一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法独特的城市客运系统。通过采用专用车道，虽然快速公交能够相对于普通公交速度较快，并且在很大程度上缩减了其运行过程中的耗费的时间，但是由于其不同于普通车道，在乘车方面对于乘客来说具有一定的局限性，且同样也存在停车、起步耗费时间的现象。

公交站台是专门为城市候车市民建设的公共设施，它提供了人们候车场所，为市民候车亭提供了方便。目前公交站台提供一个定点乘车的公共设施，但是其除了与提供定点位置换乘车以外，相对于公交车以及乘客来说其功能性还不够强。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法，基于为实现动态搭乘的结构设计，使得站台内设置的特定的轨道系统能够在载客车辆进站时带动乘客与其同步运行，从而实现了车辆不用停靠以及起步便能实现乘客的搭乘，使得公交车可以处以一直行驶当中，大大的节约了时间，提高了公交车的行车效率。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法，包括车用轨道、辅助轨道和轨道控制系统，所述车用轨道沿现有公路系统布置，用于载客车辆在其上以一定速度保持行驶；所述辅助轨道设置在每个沿车用轨道布置的若干站台内，辅助轨道与车用轨道并行设置；所述辅助轨道的两端均与车用轨道通过变轨机构连接，用于与载客车辆上载有需要下车的乘客的可卸载/连接的切换车厢一与停靠在辅助轨道上载有要搭乘的乘客的切换车厢二两者之前的切换，从而实现乘客的同步上下车搭乘；所述轨道控制系统包括控制器及以下单元：

定位控制单元，包括安装在载客车辆上的定位装置、安装在切换车厢上的距离传感器以及安装在变轨机构处的光电传感器，所述定位装置、距离传感器以及光电传感器均与控制器连接；

速度检测单元，包括设置在安装在切换车厢一上的速度传感器一、安装在切换车厢二上的速度传感器二和切换车厢上独立的驱动装置和制动装置以及安装在载客车辆上的速度传感器三和加速度传感器；所述速度一、驱动装置、制动装置和速度传感器二以及加速度传感器均与控制器连接，控制器用于接收传感器一、传感器二和加速度传感器的可读信号以及驱动驱动装置和制动装置对切换车厢进行速度控制；

变轨控制单元，包括变轨机构，所述变轨机构与控制器连接并受其控制驱动，用于实现辅助轨道与车用轨道之间的切换；

供电单元，包括电源设备，用于为上述单元提供电力支持。

由于采用上述结构，载客车辆能够在车用轨道上保持一定速度的运行状态而车辆不用停靠和起步，载客车辆在进站时，能够在辅助轨道的作用下，使得载客车辆上准备和辅助轨道上的切换车箱相互切换，在两车厢车前车厢，载客车辆上的固定车厢内需要下车的乘客便进入连接在固定车厢上的切换车厢内，需要搭乘的乘客便事先搭乘在辅助轨道上等待的切换车厢内，载客进站时，在一定距离将其上连接的切换车厢脱落，卸载下的该切换车厢由于自身的惯性在经过辅助轨道进入公交站台内，在上述过程的同时，位于站台内的等待切换的车厢便通过其上的驱动装置缓慢加速至与载客车辆在一定位置时，在辅助轨道的作用下与载客车辆连接，便实现了本发明的交通工具的动态搭乘过程，整个系统系结构简单，实现了一种动态的搭乘的过程，大大的节约了现有公交车需要在公交站停靠等待乘客上车并起步花费的时间，提高了公共交通工具的形成效率，具有良好的使用价值。

本发明的公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法，所述辅助轨道包括与车用轨道并行设置的直轨部分和直轨两端连接的导曲线轨部分；所述导曲线轨为弧形轨道，其一端与直轨连接，另一端通过变轨机构与车用轨道交叉对应，使得切换车厢一或者切换车厢二能够在辅助轨道与车用轨道之间切换行驶。

进一步地，所述直轨平行于车用轨道设置，并固定安装在站台内；所述直轨上布置有若干减速带。

进一步地，所述减速带设置在辅助轨道上的来车方向一端；设有所述减速带部分的辅助轨道与未设置减速带的辅助轨道的长度比为4:11。

进一步地，所述减速带为橡胶减速带。

由于采用上述结构，载客车辆能够在即将进站时距离变轨机构一定距离的时候与载有需要下车的乘客的切换车厢一脱落，卸载了切换车厢一的载客车辆经过变轨机构时，在切换车厢一还未到达变轨机构时，变轨机构将辅助轨道与车用轨道连接，使得切换车厢一能够在惯性或者驱动装置的作用下沿变轨后的辅助轨道进站并且在减速带以及制动装置的作用下缓慢停下，上述过程中载客车辆在车用轨道上保持行驶，与此同时，在辅助轨道上处于等待的载有需要乘车的切换车厢二在其驱动装置的作用下慢慢加速，载客车辆经过辅助轨道另一端与车用轨道的连接端处后，该处的变轨机构将辅助轨道该端的导曲线轨与车用轨道连接，使得切换车厢二能够经过辅助轨道加速至与载客车辆上的固定车厢连接，切换车厢内下一站不需要下车的乘客便通过切换车厢与固定车厢连通车门开启后进入固定车厢内，需要在下一站下车的乘客便进入切换车厢内，切换车厢在载客车辆的作用下一起在车用轨道上行驶至下一站，在于下一站停靠的切换车厢进行乘客的上下车切换，一直循环，整个动态搭乘完毕，操作简单，搭乘安全，具有良好的实用性。

本发明的公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法，所述变轨机构包括转辙机和连接杆，所述转辙机与连接杆驱动传动连接，转辙机与控制器连接并受其控制；所述连接杆与导曲线轨的端部连接，并在转辙机的驱动作用下驱动导曲线轨与车用轨道衔接/分离。

进一步地，所述导曲线轨与车用轨道的连接端部上位尖轨，所述尖轨在变轨机构的作用下能够与车用轨道衔接/分离；所述导曲线轨与车用轨道的交叉处均通过其上设置的翼轨过渡连接，与所述翼轨对应设置护轨位于车用轨道和导曲线轨的内侧。

进一步地，所述连接杆从车用轨道的侧壁上穿过并与尖轨固定连接，连接杆的伸缩实现尖轨与车用轨道的衔接/分离。

由于采用上述结构，转辙机的作用是接到命令后带动道岔转换，其主要功能有转换道岔、锁闭道岔尖轨、表示道岔所在位置，因此转辙机能够在载客车辆经过其位置后将辅助轨道与车用轨道连接，从而实现被卸载脱落后的切换车厢能够由车用轨道进入站台内的实现乘客的下车已经下一次需要搭乘的乘客的上车以及实现在站台内载有需要搭乘乘客处于等待状态的切换车厢经过辅助轨道加速并行驶上车用轨道与载客车连接同步行驶；本发明的轨道系统作用原理简单，结构设置简单，使用成本和制作成本均低，但是却实现了高效的动态搭乘，为采用公共交通的人群节约了大量的时间，提高了公共交通的便利性，减低了私用车辆对大气造成的污染，具有良好的使用价值，适合推广应用。

一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统的控制方法，其控制过程包括以下步骤：

步骤一、载客车辆行驶至距离站到一定位置处时，将其上切换车厢一卸载，定位装置将测得的该处相对于最近端变轨机构处的距离S1、卸载切换车厢一时刻的速度传感一测得的速度V1以及载客车辆上加速器传感器测得的加速度a1信号传递给控制；

步骤二、控制器根据上述接收的信号计算处切换车厢一将经过变轨机构所需要的时间t1，并在光电传感器将载客车辆经过变轨机构的信号发送给控制后,在t1之前控制变轨机构将车用轨道切换至辅助轨道；上述过程中，根据辅助轨道上两端变轨机构之间的车用轨道的预设距离S0，速度传感器三将载客车辆经过变轨机构时刻的速度值V3传递给控制，控制计算出载客车辆将经过出站方向上的变轨机构的时间t2，并控制位于辅助轨道上切换车厢二驱动机构启动，并在载客车辆经过相应变轨机构后控制变轨机构将辅助轨道切换至车用轨道；

步骤三、控制器控制切换车厢一的制动装置缓慢制动直至停止；同时，通过切换车厢二上的距离传感器不断检测切换车厢二与载客车辆之间的距离L1，并在光电传感器检测到切换车厢二进入车用轨道后，控制切换车厢二上的驱动装置加速追上载客车辆，带切换车厢二与载客车辆连接，即L1=0时，控制器停止对切换车厢二的驱动，使其在载客车辆的拖拽下随着载客车辆同步行驶；

步骤四、等待下一班次车辆进站，并循环上述步骤。

进一步地，在上述过程中，切换车厢一上的距离传感器检测的其与切换车厢二之间的距离L2不小于3米，否则，控制器控制切换车厢一上的制动装置和切换车厢二上的驱动装置同时作用，使得L2等于3米-5米内，并保持该距离的情况下控制切换车厢一停靠在辅助轨道上乘客下车以及搭乘之后，等待与下一班次载客车辆上的切换车厢进行切换。

由于采用上述技术方案，本发明的公共动态搭乘交通工具的轨道系统的运行有序，控制过程操作简便，整个轨道系统与载客车辆以及切换车型和乘客之间实现了有序的切换搭乘等动作，保证了系统的运行效率和运行安全性，使得乘客有个简单易懂的搭乘环境，保证了乘客在搭乘过程中的舒适性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的公共动态搭乘交通工具的轨道系统，安装和使用方便；

2、大大提高了公共交通车辆的行车效率，节约了乘客搭乘公交车的时间；

3、其制作工艺简单，安装成本低；

4、具有良好的安全性能。

附图说明

图1是本发明公共动态搭乘交通工具的轨道系统及其控制方法示意图；

图2是轨道系统的变轨原理图；

图中标记：100-轨道系统，101-车用轨道，102-辅助轨道，103-转辙机，104-导曲线轨，105-尖轨，106-连接杆，107-翼轨，108-护轨，109-叉心，200-载客车辆，201-车头，202-固定车厢，203-切换车厢一，204-切换车厢二，300-站台。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1和图2所示，一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统，包括车用轨道101、辅助轨道102和轨道控制系统，所述车用轨道101沿现有公路系统布置，用于载客车辆200在其上以一定速度保持行驶；所述辅助轨道102设置在每个沿车用轨道101布置的若干站台300内，辅助轨道102与车用轨道101并行设置；所述辅助轨道102的两端均与车用轨道101通过变轨机构连接，用于与载客车辆200上载有需要下车的乘客的可卸载/连接的切换车厢一203与停靠在辅助轨道102上载有要搭乘的乘客的切换车厢二204两者之前的切换，从而实现乘客的同步上下车搭乘；所述轨道控制系统包括控制器及以下单元：

定位控制单元，包括安装在载客车辆200上的定位装置、安装在切换车厢上的距离传感器以及安装在变轨机构处的光电传感器，所述定位装置、距离传感器以及光电传感器均与控制器连接；

速度检测单元，包括设置在安装在切换车厢一上的速度传感器一、安装在切换车厢二上的速度传感器二和切换车厢上独立的驱动装置和制动装置以及安装在载客车辆200上的速度传感器三和加速度传感器；所述速度一、驱动装置、制动装置和速度传感器二以及加速度传感器均与控制器连接，控制器用于接收传感器一、传感器二和加速度传感器的可读信号以及驱动驱动装置和制动装置对切换车厢进行速度控制；

变轨控制单元，包括变轨机构，所述变轨机构与控制器连接并受其控制驱动，用于实现辅助轨道102与车用轨道101之间的切换；

供电单元，包括电源设备，用于为上述单元提供电力支持。

辅助轨道102包括与车用轨道101并行设置的直轨部分和直轨两端连接的导曲线轨104部分；所述导曲线轨104为弧形轨道，其一端与直轨连接，另一端通过变轨机构与车用轨道101交叉对应，使得切换车厢一203或者切换车厢二204能够在辅助轨道102与车用轨道101之间切换行驶。所述直轨平行于车用轨道101设置，并固定安装在站台300内；所述直轨上布置有若干减速带。所述减速带设置在辅助轨道102上的来车方向一端；设有所述减速带部分的辅助轨道102与未设置减速带的辅助轨道102的长度比为4:11。所述减速带为橡胶减速带。所述变轨机构包括转辙机103和连接杆106，所述转辙机103与连接杆106驱动传动连接，转辙机103与控制器连接并受其控制；所述连接杆106与导曲线轨104的端部连接，并在转辙机103的驱动作用下驱动导曲线轨104与车用轨道101衔接/分离。所述导曲线轨104与车用轨道101的连接端部上位尖轨105，所述尖轨105在变轨机构的作用下能够与车用轨道101衔接/分离；所述导曲线轨104与车用轨道101的交叉处均通过其上设置的翼轨107过渡连接，与所述翼轨107对应设置护轨108位于车用轨道101和导曲线轨104的内侧。所述连接杆106从车用轨道101的侧壁上穿过并与尖轨105固定连接，连接杆106的伸缩实现尖轨105与车用轨道101的衔接/分离。

实施例2

一种基于实施例1的公共动态搭乘交通工具的轨道系统的控制方法，其控制过程包括以下步骤：

步骤一、载客车辆行驶至距离站到一定位置处时，将其上切换车厢一卸载，定位装置将测得的该处相对于最近端变轨机构处的距离S1、卸载切换车厢一时刻的速度传感一测得的速度V1以及载客车辆上加速器传感器测得的加速度a1信号传递给控制；

步骤二、控制器根据上述接收的信号计算处切换车厢一将经过变轨机构所需要的时间t1，并在光电传感器将载客车辆经过变轨机构的信号发送给控制后,在t1之前控制变轨机构将车用轨道切换至辅助轨道；上述过程中，根据辅助轨道上两端变轨机构之间的车用轨道的预设距离S0，速度传感器三将载客车辆经过变轨机构时刻的速度值V3传递给控制，控制计算出载客车辆将经过出站方向上的变轨机构的时间t2，并控制位于辅助轨道上切换车厢二驱动机构启动，并在载客车辆经过相应变轨机构后控制变轨机构将辅助轨道切换至车用轨道；

步骤三、控制器控制切换车厢一的制动装置缓慢制动直至停止；同时，通过切换车厢二上的距离传感器不断检测切换车厢二与载客车辆之间的距离L1，并在光电传感器检测到切换车厢二进入车用轨道后，控制切换车厢二上的驱动装置加速追上载客车辆，带切换车厢二与载客车辆连接，即L1=0时，控制器停止对切换车厢二的驱动，使其在载客车辆的拖拽下随着载客车辆同步行驶；

步骤四、等待下一班次车辆进站，并循环上述步骤。

在上述过程中，切换车厢一上的距离传感器检测的其与切换车厢二之间的距离L2不小于3米，否则，控制器控制切换车厢一上的制动装置和切换车厢二上的驱动装置同时作用，使得L2等于3米-5米内，并保持该距离的情况下控制切换车厢一停靠在辅助轨道上乘客下车以及搭乘之后，等待与下一班次载客车辆上的切换车厢进行切换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种公共动态搭乘交通工具的轨道系统，其特征在于，包括车用轨道（101）、辅助轨道（102）和轨道控制系统，所述车用轨道（101）沿现有公路系统布置，用于载客车辆（200）在其上以一定速度保持行驶；所述辅助轨道（102）设置在每个沿车用轨道（101）布置的若干站台（300）内，辅助轨道（102）与车用轨道（101）并行设置；所述辅助轨道（102）的两端均与车用轨道（101）通过变轨机构连接，用于与载客车辆（200）上载有需要下车的乘客的可卸载/连接的切换车厢一（203）与停靠在辅助轨道（102）上载有要搭乘的乘客的切换车厢二（204）两者之前的切换，从而实现乘客的同步上下车搭乘；所述轨道控制系统包括控制器及以下单元：

定位控制单元，包括安装在载客车辆（200）上的定位装置、安装在切换车厢上的距离传感器以及安装在变轨机构处的光电传感器，所述定位装置、距离传感器以及光电传感器均与控制器连接；

速度检测单元，包括设置在安装在切换车厢一上的速度传感器一、安装在切换车厢二上的速度传感器二和切换车厢上独立的驱动装置和制动装置以及安装在载客车辆（200）上的速度传感器三和加速度传感器；所述速度一、驱动装置、制动装置和速度传感器二以及加速度传感器均与控制器连接，控制器用于接收传感器一、传感器二和加速度传感器的可读信号以及驱动驱动装置和制动装置对切换车厢进行速度控制；

变轨控制单元，包括变轨机构，所述变轨机构与控制器连接并受其控制驱动，用于实现辅助轨道（102）与车用轨道（101）之间的切换；

供电单元，包括电源设备，用于为上述单元提供电力支持。

2.根据权利要求1所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统，其特征在于，所述辅助轨道（102）包括与车用轨道（101）并行设置的直轨部分和直轨两端连接的导曲线轨（104）部分；所述导曲线轨（104）为弧形轨道，其一端与直轨连接，另一端通过变轨机构与车用轨道（101）交叉对应，使得切换车厢一（203）或者切换车厢二（204）能够在辅助轨道（102）与车用轨道（101）之间切换行驶。

3.根据权利要求2所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统，其特征在于，所述直轨平行于车用轨道（101）设置，并固定安装在站台（300）内；所述直轨上布置有若干减速带。

4.根据权利要求3所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统，其特征在于，所述减速带设置在辅助轨道（102）上的来车方向一端；设有所述减速带部分的辅助轨道（102）与未设置减速带的辅助轨道（102）的长度比为4:11。

5.根据权利要求4所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统，其特征在于，所述减速带为橡胶减速带。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统，其特征在于，所述变轨机构包括转辙机（103）和连接杆（106），所述转辙机（103）与连接杆（106）驱动传动连接，转辙机（103）与控制器连接并受其控制；所述连接杆（106）与导曲线轨（104）的端部连接，并在转辙机（103）的驱动作用下驱动导曲线轨（104）与车用轨道（101）衔接/分离。

7.根据权利要求6所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统，其特征在于，所述导曲线轨（104）与车用轨道（101）的连接端部上位尖轨（105），所述尖轨（105）在变轨机构的作用下能够与车用轨道（101）衔接/分离；所述导曲线轨（104）与车用轨道（101）的交叉处均通过其上设置的翼轨（107）过渡连接，与所述翼轨（107）对应设置护轨（108）位于车用轨道（101）和导曲线轨（104）的内侧。

8.根据权利要求7所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统，其特征在于，所述连接杆（106）从车用轨道（101）的侧壁上穿过并与尖轨（105）固定连接，连接杆（106）的伸缩实现尖轨（105）与车用轨道（101）的衔接/分离。

9.一种如权利要求1-8所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统的控制方法，其特征在于，其控制过程包括以下步骤：

步骤一、载客车辆行驶至距离站到一定位置处时，将其上切换车厢一卸载，定位装置将测得的该处相对于最近端变轨机构处的距离S1、卸载切换车厢一时刻的速度传感一测得的速度V1以及载客车辆上加速器传感器测得的加速度a1信号传递给控制；

步骤二、控制器根据上述接收的信号计算处切换车厢一将经过变轨机构所需要的时间t1，并在光电传感器将载客车辆经过变轨机构的信号发送给控制后,在t1之前控制变轨机构将车用轨道切换至辅助轨道；上述过程中，根据辅助轨道上两端变轨机构之间的车用轨道的预设距离S0，速度传感器三将载客车辆经过变轨机构时刻的速度值V3传递给控制，控制计算出载客车辆将经过出站方向上的变轨机构的时间t2，并控制位于辅助轨道上切换车厢二驱动机构启动，并在载客车辆经过相应变轨机构后控制变轨机构将辅助轨道切换至车用轨道；

步骤三、控制器控制切换车厢一的制动装置缓慢制动直至停止；同时，通过切换车厢二上的距离传感器不断检测切换车厢二与载客车辆之间的距离L1，并在光电传感器检测到切换车厢二进入车用轨道后，控制切换车厢二上的驱动装置加速追上载客车辆，带切换车厢二与载客车辆连接，即L1=0时，控制器停止对切换车厢二的驱动，使其在载客车辆的拖拽下随着载客车辆同步行驶；

步骤四、等待下一班次车辆进站，并循环上述步骤。

10.根据权利要求9所述的公共动态搭乘交通工具的轨道系统的控制方法，其特征在于，在上述过程中，切换车厢一上的距离传感器检测的其与切换车厢二之间的距离L2不小于3米，否则，控制器控制切换车厢一上的制动装置和切换车厢二上的驱动装置同时作用，使得L2等于3米-5米内，并保持该距离的情况下控制切换车厢一停靠在辅助轨道上乘客下车以及搭乘之后，等待与下一班次载客车辆上的切换车厢进行切换。