CN108532390A - 无中停无轨电车交通系统 - Google Patents

Abstract

为避免中途停车，本发明提出在所有道路交叉口都不需要停车让行的无中停交通系统，使城市彻底避免交通拥堵，让修建城市的市区内高速成为可能。为同时解决电动车辆的变道能力以及续航能力，本发明提出一种无轨电车交通系统，使车辆彻底摆脱对化石能源的依赖；综合这两个系统的优点进一步提出无中停无轨电车交通系统，使城市交通变得更为安全、高速、节能、经济、环保、智能。现有陆地交通系统属于平面的交通系统，无中停交通系统是一个立体的交通系统，是现有陆地交通系统在维度上的一次升级。在无中停交通系统实施后人行道和车行道分离，避免了触电危险，铺设供电触网改造为无轨电车交通系统是对现有车辆能源利用方式的一次升级。

Description

无中停无轨电车交通系统

技术领域

本发明属于交通领域，特别涉及一种无中停交通系统、一种无轨电车交通系统和一种无中停无轨电车交通系统。

背景技术

每一次人类社会的进步都伴随着交通方式的进步，而交通方式的进步始终伴随着对速度的追求以及能源利用方式的变革。陆地交通是人类交通最主要的形式之一，同样也伴随着各种提速和能源利用方式的变革。

当前火车和汽车的最高速度均超过400km/h，然而对铁路和公路的限速均远低于该速度，特别是在市区的限速仅达到该速度的十分之一左右。限制交通速度的主要因素是路况，因路况导致的停车及停车的加减速过程正是限制速度的直接原因。为提高交通速度，消除交通工具在中途的停车过程，本发明提出无中停交通系统。

道路拥堵是当前最主要的城市病之一，而道路交叉口是道路拥堵的关键节点，停车让行正是造成道交叉口路拥堵的主要原因。为避免停车，本发明提出在所有道路交叉口都不需要停车让行的无中停交通系统。

当前陆地交通车辆的能源形式主要为电能和燃油，其中电能主要运用于以火车为代表的轨道交通，燃油主要运用于以汽车为代表的无轨交通。电能来源丰富、价格便宜、能源转化效率高，可减少对煤、石油、天然气等化石能源的依赖，且不排放尾气；但是轨道交通的轨道和供电触网的变道困难，难以频繁变道在小范围形成路网。现有的无轨电车供电触网变道困难、难以在小范围形成路网，依然属于轨道交通范畴；现有的蓄电池车辆续航能力差，运输能力差，充电等待时间长，均具有明显的缺点。为同时解决变道困难和提高交通运输续航能力问题，本发明提出一种无轨电车交通系统。

当前能够实现无限续航，灵活便道的电动交通的供电技术主要包括两种类型，一种是无线电能传输技术，一种是碰碰车的天网、地网、天地网供电技术。其中无线电能传输技术已经成功运用于光伏高速，但其结构及控制系统复杂、投资运行成本高，尚未大范围推广；而碰碰车的天网、地网、天地网供电技术存在触电的风险，难以运用于现有的交通系统。为克服上述问题，提供安全便捷高效的电动交通系统，本发明提出一种无轨电车交通系统。

综合无中停交通系统和一种无轨电车交通系统的优点，本发明提出无中停无轨电车交通系统。本发明与无人驾驶技术相结合，可以产生更为高效的无人驾驶无中停无轨电车交通系统。

发明内容

为避免中途停车，本发明提出无中停交通系统；其主要特点在于通过在十字交叉路口设置右转立交桥避免车辆在道路交叉口停车让行，右转立交桥包括但不限于上层道路、下层道路、机动车道、人行道、右转匝道，其中上层道路和下层道路通过四条右转匝道连接，上层道路的人行道从上层道路的车辆行驶层两侧架空跨越下层道路的车辆行驶层；多条道路的交叉通过合理规划调整为两条道路的交叉，两条道路交叉中的T型交叉路口通过延伸道路调整为十字交叉路口，在延伸道路上设调头车道辅助变换行驶的道路；为进一步辅助车辆变换行驶道路，在部分路段增设调头车道；单层道路直接连接下层道路，单层道路通过坡道连接上层道路，下层人行道连接上层人行道的方式包括坡道和楼梯；进入无中停交通系统的车辆无需中途停车让行，通过上层道路、下层道路、右转匝道、调头车道、坡道和机动车道即可到达系统中的任何位置；行人通过人行道、坡道和楼梯即可到达系统中的任何位置，非机动车辆视管理要求确定是纳入机动车道管理还是纳入人行道管理；在车辆靠左行驶的地区，采用左转立交桥避免车辆在道路交叉口停车让行，左转立交桥所包含的设施及这些设施的位置关系与右转立交桥一致，只是车辆行驶的方向相反。

为同时解决电动车辆的变道能力以及续航能力，本发明提出一种无轨电车交通系统；其主要设施包括机动车道、供电触网和电动车辆；其中机动车道设有顶棚和路面；机动车道上设有供电触网，供电触网的类型包括天网、地网和天地网，其中天网位于机动车道的的上方、机动车道的上方设导体作为供电触网，地网位于机动车道的路面、是在绝缘的路面上设若干导体作为供电触网，天地网位于机动车道的上方和路面，分别以机动车道上方的导体和路面上的导体作为供电触网；电动车辆上设有取电设施，取电设施形式包括但不限于导电轮、触针、导电杆；取电设施从供电触网上取电驱动电动车辆运行；逐步限制和淘汰非电动车辆进入无轨电车交通系统。

综合无中停交通系统和一种无轨电车交通系统的优点，本发明提出无中停无轨电车交通系统；在无中停交通系统的道路上铺设供电触网，改造成无中停无轨电车交通系统的机动车道，进入无中停无轨电车交通系统的电动车辆从供电触网上取电驱动电动车辆运行，电动车辆无需中途停车让行，通过上层道路、下层道路、右转匝道、调头车道、坡道和单层道路即可到达系统中的任何位置。

为避免无中停交通系统中车辆频繁上下坡，道路交叉口较近的区域设双层道路，一层为车辆行驶层，另一层用作交通附属设施层；其中上层道路的上层为车辆行驶层，下层为交通附属设施层，下层道路的下层为车辆行驶层，上层为交通附属设施层；上层道路和下层道路之间通过上层道路下层道路变换段进行变换，上层道路和下层道路的车辆行驶层和人行道通过坡道和楼梯连接，车辆行驶层的车辆通过分流车道进入交通附属设施层；交通附属设施层的运用包括但不限于停车场、服务区、修理厂、生态通道、安全检查、步行街，车辆行驶层连接交通附属设施层和人行道的出入口设自动防护门防止人和动物误入无中停交通系统。

为避免触电危险，在道路两侧设墙壁，在车辆行驶层出入口设自动防护门、护栏、警示标志、警示标语，在路面铺设供电触网时空出一定的区域供非电动车辆、非机动车辆及紧急情况下行人通行，在有行人通行的区域和路段不设供电触网，路面上供电触网的两个电极之间的距离应大于人行步幅；为保障无供电触网的区域和路段电动车辆稳定行驶，电动车辆采用其他形式供电及其他能源驱动方式，这些方式包括但不限于电瓶供电、无线电能传输技术供电、化石能源驱动；为确保机动车道的采光、通风及机动车道内外的人员相互观察，墙壁上设窗户。

在一种无轨电车交通系统的道路的顶面铺设太阳能发电设施，产生的电能接入供电触网，供电动车辆取用，多余的电能并入社会电网，不足的电能补充的形式包括但不限于社会电网补充、风电补充；对一种无轨电车交通系统采用双回路及多回路供电，确保供电的保障性，对不同路段分设电网，确保停电的影响范围较小；在电动车辆及车站上放置备用电瓶用于非正常情况下使用，在未覆盖一种无轨电车交通系统的区域配置其他动力车辆与电动车辆配合使用。

在无中停无轨电车交通系统中投放无人驾驶车辆，成为无人驾驶无中停无轨电车交通系统；无人驾驶车辆将乘客或货物送至系统中的目的地，成为新的共享交通工具，管理者的收费方式包括但不限于计程收费、计时收费、计重收费。

本发明无中停无轨电车交通系统，与现有技术相比较的有益效果是：

1、进入无中停交通系统的车辆无需中途停车让行，就可以直接到达系统中的任何位置，避免了交通拥堵；

2、由于车辆无需中途停车，车辆的行驶的平均速度加快，使得修建城区高速成为可能；

3、由于车辆无需中途停车，避免了车辆频繁的启动和制动，更为节能；

4、无中停交通系统主要通过右转匝道和少量调头车道进行变道，另外该系统为半封闭系统，受外界的干扰小，避免了复杂的操作和控制要求，更容易实现自动化无人驾驶；

5、无轨电车交通系统主要使用电能，避免了对化石能源的依赖；

6、无轨电车交通系统主要使用即时取电即时使用，减少了蓄电池的荷载，避免了充电等待；

7、无轨电车交通系统通过设置墙壁、自动防护门、安全警示标志等方式防止人、动物等接触电极，避免触电危险；

8、由于人行道和机动车道分离，使得行人通行更为安全，从减少交通事故的发生；

9、无中停无轨电车交通系统不产生汽车尾气无大气污染，道路通过墙壁顶棚密封阻隔噪声、道路不接触和扰动雨水无水污染，通过道路的密封避免了风霜雨雪，避免了人员和动物进入道路发生交通事故；

10、在机动车道的顶棚上设有太阳能发电设施直接为电动车辆提供电能，多余的电能还能并入社会电网；

11、现有陆地交通系统属于平面的交通系统，无中停交通系统是一个立体的交通系统，是现有陆地交通系统在维度上的一次升级。在无中停交通系统实施后人行道和车行道分离，避免了触电危险，铺设供电触网改造为无规电车交通系统是对现有车辆能源利用方式的一次升级。

附图说明

图1为无中停交通系统平面布局示意图；

图2为无中停交通系统十字交叉路口示意图；

图3为无中停交通系统T型交叉路口示意图；

图4为无中停交通系统增加调头车道示意图；

图5为无中停交通系统单层道路与上层道路变换段示意图；

图6为无中停交通系统上层道路与下层道路变换段示意图；

图7为无中停无轨电车交通系统下层道路示意图；

图8为无中停无轨电车交通系统上层道路示意图；

图9为无中停无轨电车交通系统单层道路示意图；

图10为无中停交通系统十字交叉路口上层道路人行坡道位置关系示意图；

图11为无中停无轨电车交通系统非机动车纳入机动车管理的上行道路示意图。

其中，道路1，机动车道1-1，人行道1-2，右转匝道1-3，车辆2、机动车辆2-1、电动车辆2-2、非机动车辆2-3，行人3，十字交叉路口4，T型交叉路口5，单层道路与上层道路6，上层道路与下层道路变换段7，增加调头车道段8，调头车道9，坡道10，分流车道11，上层道路12、下层道路13、车辆行驶层14，交通附属设施层15，路面16，顶棚17，供电触网18，取电设施19，太阳能发电设施20，墙壁21，栏杆22，自动防护门23，单层道路24。

具体实施方式

以某小镇的路网规划为基础构建无中停无轨电车交通系统，如图1所示该小镇集镇区共有A、B、C、D、E、F六条南北向道路1，a、b、c、d、e、f、g七条东西向道路1，南北向道路1与东西向道路1的交叉口以道路字母组合表示，如C道路与d道路的交叉口表示为Cd交叉口；这些道路1中无三条及三条以上道路交叉。

将集镇区A、B、C、D、E、F六条南北向道路1建设为下层道路13；将集镇区a、b、c、d、e、f、g七条横向道路1建设为上层道路12，集镇之外的道路1建设为单层道路24。其中上层道路12的上层为车辆行驶层14，下层为交通附属设施层15；下层道路12的下层为车辆行驶层14，上层为交通附属设施层15；交通附属设施层15可用作停车场、服务区、修理厂、生态通道、安全检查、步行街等。交通附属设施层15可封闭，可完全开放，也可在任意位置开口，供行人和非机动车通行，车辆可通过交通附属设施层15走出道路1进入附近居住小区、机关单位和工业企业。

道路1相交产生的十字交叉路口4有Ba、Ca、Da、Bb、Cb、Db、Cc、Dc、Ec、Cd、Dd、Ed、Ee、Cf、Df、Cg、Dg共十二个，在这些十字交叉路口4设右转立交桥避免车辆2在道路交叉口停车让行，其中上层道路12和下层道路13通过四条右转匝道1-3连接，上层道路12的人行道1-2从上层道路12的车辆行驶层14两侧架空跨越下层道13路的车辆行驶层14。

道路1相交产生的T型交叉路口5有Aa、Ba、Ab、Ac、Bc、Fc、Ad、Fd、De、Fe、Af、Ef、Ff共十三个，在这些T型交叉路口5通过延伸道路变为十字交叉路口，在延伸道路上设调头车道9辅助车辆2变换行驶的道路1。

为进一步辅助车辆2变换行驶道路4，在集镇之外的A、C、D道路上的部分路段增设调头车道9。

上层道路12a与下层道路13F、上层道路12b与下层道路13E、上层道路12g与下层道路13A、上层道路12g与下层道路13F之间通过上层道路下层道路变换段7进行变换，上层道路12和下层道路13的车辆行驶层14和人行道1-2通过坡道10或楼梯连接，车辆行驶层14的车辆2通过分流车道11进入交通附属设施层15。

在上述交通系统的道路1上铺设设供电触网18，改造成无中停无轨电车交通系统的机动车道1-1，进入无中停无轨电车交通系统的电动车辆2-2从供电触网18上取电，完成启动、行驶、转向和制动等操作。在道路1顶面铺设太阳能发电设施20，产生的电能接入供电触网18。在电动车辆2-2及车站上放置备用电瓶用于非正常情况下使用，在未覆盖一种无轨电车交通系统的区域配置其他动力车辆与电动车辆2-2配合使用。无中停无轨电车交通系统建成后，非电动车辆也可进入，但是专门设计的电动车辆2-2更能避免触电危险，更加经济、环保、便捷，非电动车辆将逐步被淘汰。

在无中停无轨电车交通系统中投放无人驾驶车辆，成为无人驾驶无中停无轨电车交通系统，无人驾驶车辆将乘客或货物送至系统中的目的地，成为新的共享交通工具，管理者的通过计程、计时、计重等方式收费。

车辆和行人的运行方式例举如下。

（1）a道路1上Aa至Ba间下层交通附属设施层15的车辆2到达Db至Ec间上层交通附属设施层15：车辆2通过自动防护门23进入A下层道路13，行驶至AbT型交叉路口5，经右转匝道1-3进入b上层道路12，穿过Bb、Cb、Db三个十字交叉路口4，穿过自动防护门23从上层道路下层道路变换段7的分流车道11进入Db至Ec间上层交通附属设施层15；车辆2行驶过程中无需中途停车让行。

（2）从北至南沿C道路1进镇的车辆2到达Cd至Dd间下层交通附属设施层15：车辆2沿C道路1穿过增加调头车道段8、穿过Cg、Cf两个十字交叉路口4，行驶至Cd十字交叉路口4，经右转匝道1-3进入d上层道路12，行驶至AdT型交叉路口5，经右转匝道1-3进入A下层道路13，行驶至AfT型交叉路口5，经右转匝道1-3进入f上层道路12，穿过Cf十字交叉路口4，行驶至Df十字交叉路口4，经右转匝道1-3进入D上层道路12，穿过DeT型交叉路口5，行驶至Dd十字交叉路口5，穿过自动防护门23进入Cd至Dd间下层交通附属设施层15；车辆1行驶过程中无需中途停车让行。

（3）b道路1上Cb至Db间下层交通附属设施层15南侧人行道1-2上行人3到达c道路1上Dc至Ec间下层交通附属设施层15南侧人行道1-2：行人3沿b道路1的人行道1-2步行至Db十字交叉路口4，沿坡道10进入跨越D下层道路13的上层人行道1-2，继续步行进入上层道路与下层道路变换段7人行道1-2的坡道10，沿坡道10进入E道路1东侧的人行道1-2，继续步行到Ec十字交叉路口4，进入c道路1的南侧的人行道1-2，沿坡道10进入跨越E下层道路13的上层人行道1-2，再经过一个坡道10到达c道路1上Dc至Ec间下层交通附属设施层15南侧人行道1-2。行人3步行过程中无需进入机动车道1-1。

Claims (7)

1.无中停交通系统，其主要特点在于通过在十字交叉路口（4）设置右转立交桥避免车辆（2）在道路交叉口停车让行，右转立交桥包括但不限于上层道路（12）、下层道路（13）、机动车道（1-1）、人行道（1-2）、右转匝道（1-3），其中上层道路（12）和下层道路（13）通过四条右转匝道（1-3）连接，上层道路（12）的人行道（1-3）从上层道路（12）的车辆行驶层（14）两侧架空跨越下层道路（13）的车辆行驶层（14）；多条道路（1）的交叉通过合理规划调整为两条道路（1）的交叉，两条道路（1）交叉中的T型交叉路口（5）通过延伸道路调整为十字交叉路口，在延伸道路上设调头车道（9）辅助变换行驶的道路（1）；为进一步辅助车辆（2）变换行驶道路（1），在部分路段增设调头车道（9）；单层道路（24）直接连接下层道路（13），单层道路（24）通过坡道（10）连接上层道路（12），下层人行道（1-2）连接上层人行道（1-2）的方式包括坡道（10）和楼梯；进入无中停交通系统的车辆无需中途停车让行，通过上层道路（12）、下层道路（13）、右转匝道（1-3）、调头车道（9）、坡道（10）和机动车道（2-1）即可到达系统中的任何位置；行人（3）通过人行道（1-2）、坡道（10）和楼梯即可到达系统中的任何位置，非机动车辆（2-3）视管理要求确定是纳入机动车道（1-1）管理还是纳入人行道（1-2）管理；在车辆（2）靠左行驶的地区，采用左转立交桥避免车辆（1）在道路交叉口停车让行，左转立交桥所包含的设施及这些设施的位置关系与右转立交桥一致，只是车辆（2）行驶的方向相反。

2.一种无轨电车交通系统；其主要设施包括机动车道（1-1）、供电触网（18）和电动车辆（2-2）；其中机动车道（1-1）设有顶棚（17）和路面（16）；机动车道（1-1）上设有供电触网（18），供电触网（18）的类型包括天网、地网和天地网，其中天网位于机动车道（1-1）的上方、机动车道（1-1）的上方设导体作为供电触网（18），地网位于机动车道（1-1）的路面（16）、是在绝缘的路面（16）上设若干导体作为供电触网（18），天地网位于机动车道（1-1）的上方和路面（16），分别以机动车道（1-1）上方的导体和路面（16）上的导体作为供电触网（18）；电动车辆（2-2）上设有取电设施（19），取电设施（19）形式包括但不限于导电轮、触针、导电杆；取电设施（19）从供电触网（18）上取电驱动电动车辆（2-2）运行；逐步限制和淘汰非电动车辆进入无轨电车交通系统。

3.如权利要求1所述的无中停交通系统和权利要求2所述的一种无轨电车交通系统，综合成为无中停无轨电车交通系统；在无中停交通系统的道路（1）上铺设供电触网（18），改造成无中停无轨电车交通系统的机动车道（1-1），进入无中停无轨电车交通系统的电动车辆（2-2）从供电触网（18）上取电驱动电动车辆（2-2）运行，电动车辆（2-2）无需中途停车让行，通过上层道路（12）、下层道路（13）、右转匝道（1-3）、调头车道（9）、坡道（10）和单层道路（24）即可到达系统中的任何位置。

4.如权利要求1所述的无中停交通系统，其特征在于为避免无中停交通系统中车辆（1）频繁上下坡，道路交叉口较近的区域设双层道路，一层为车辆行驶层（14），另一层用作交通附属设施层（15）；其中上层道路（12）的上层为车辆行驶层（14），下层为交通附属设施层（15），下层道路（13）的下层为车辆行驶层（14），上层为交通附属设施层（15）；上层道路（12）和下层道路（13）之间通过上层道路下层道路变换段（7）进行变换，上层道路（12）和下层道路（13）的车辆行驶层（14）和人行道（1-2）通过坡道（10）和楼梯连接，车辆行驶层（14）的车辆（2）通过分流车道（11）进入交通附属设施层（15）；交通附属设施层（15）的运用包括但不限于停车场、服务区、修理厂、生态通道、安全检查、步行街，车辆行驶层（14）连接交通附属设施层（15）和人行道（1-2）的出入口设自动防护门（23）防止人和动物误入无中停交通系统。

5.如权利要求2所述的一种无轨电车交通系统，其特征在于为避免触电危险，在道路（1）两侧设墙壁（21），在车辆行驶层（14）出入口设自动防护门（23）、护栏、警示标志、警示标语，在路面（16）铺设供电触网（18）时空出一定的区域供非电动车辆、非机动车辆（2-3）及紧急情况下行人（3）通行，在有行人（3）通行的区域和路段不设供电触网（18），路面（16）上供电触网（18）的两个电极之间的距离应大于人行步幅；为保障无供电触网（18）的区域和路段电动车辆（2-2）稳定行驶，电动车辆（2-2）采用其他形式供电及其他能源驱动方式，这些方式包括但不限于电瓶供电、无线电能传输技术供电、化石能源驱动；为确保机动车道（1-1）的采光、通风及机动车道（1-1）内外的人员相互观察，墙壁（21）上设窗户。

6.如权利要求2所述的一种无轨电车交通系统，其特征在于在道路（1）的顶面铺设太阳能发电设施（20），产生的电能接入供电触网（18），供电动车辆（2-2）取用，多余的电能并入社会电网，不足的电能通过社会电网、风电及其他形式的电力补充；对一种无轨电车交通系统采用双回路及多回路供电，确保供电的保障性，对不同路段分设电网，确保停电的影响范围较小；在电动车辆（2-2）及车站上放置备用电瓶用于非正常情况下使用，在未覆盖一种无轨电车交通系统的区域配置其他动力车辆与电动车辆（2-2）配合使用。

7.如权利要求3所述的无中停无轨电车交通系统，其特征在于在无系统中投放无人驾驶车辆，成为无人驾驶无中停无轨电车交通系统，无人驾驶车辆将乘客或货物送至系统中的目的地，成为新的共享交通工具，管理者的通过计程、计时、计重等方式收费；在未铺设供电触网的无中停交通系统中投放无人驾驶车辆，则成为无人驾驶无中停交通体系。