CN1172063A - 全密封通道、全自动运输系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全密封通道、全自动运输系统。其功能为:在本系统通道所到达的范围内,人员或货物随时可在本系统车站乘坐和使用本系统车辆,开往本地区或其他城市及地区的任一本系统车站,不必等候、停留和中转。其特点是:本系统车辆运行道路为高架密封通道,占地极少且不受外界风雨、人员和其他车辆等因素影响,使车辆具有良好的运行条件;本系统车辆以电力为动力并且为全自动无人驾驶的小型车辆,通道内提供各种地点、速度、距离信息和运行命令,车辆在车内计算机控制下自动运行直达目的地。本运输系统具有高速、高效、运能大、方便、灵活、安全、直达的优点,并且不破坏自然资源,不污染环境,是解决当前交通问题的理想运输方式。

Description

全密封通道、全自动运输系统

本发明涉及一种通路运输系统。

当前的交通运输虽说已十分发达，飞机、火车、轮船、汽车是人们便利快速的旅行和运输工具。但由于众多的人口、有限的地面和空间，使得上述交通工具不能满足现代生产、社会活动和生活的需要，限制了生产、社会活动和生活的发展提高。为了解决交通运输与生产和社会生活的矛盾，人们又研制开发了不少新型运输工具，向高速和高效发展，但总的来说，仍没有脱离当前运输的模式，因而不能从根本上解决当前交通运输与社会发展的矛盾，对于当前的交通运输方式，可以认为存在着以下一些不足之处：

1，航空、铁路、水运、公交和长途汽车都实行定时、定线、定区间运行，旅行和乘车一般都不能直达目的地，需要花费时间候车、候船、候机及中转。

2，由于是定时、定班次运行，不能根据客流量灵活地调整运行班次，客流量小时不能停运，客流量大时又不能满足旅行需要。

3，几乎所有的交通工具都受到冰、雪、雨、雾、风、沙等气象情况的影响，特别是航空和水运更易受到气候的干扰，不能提供全天候的服务。

4，飞机、汽车及各种新型高速交通工具能源消耗较多。

5，飞机、汽车对环境污染严重，大量的汽车集中在城市，引起城市环境的恶化。

6，大量的汽车挤占了城市有限的道路，使得城市交通拥挤不堪，车速提不高，给社会生产和生活造成不便。

7，地面运输工具运行不平稳，乘坐空间小，超员严重，使得旅行和乘车无舒适可言。

8，购票难、乘车难、服务差及不合理收费是比较突出的社会问题。

9，道路交通中公共汽车、货运汽车、出租车、摩托车、自行车、人力货车、行人等都在道路中通行，交通管理十分困难，交通事故多。

10，为改善交通，需要修建更多的铁路、公路、机场，必将侵占大量农田、山林，造成自然资源和生态环境的破坏。

11，城市中数万名汽车司机并非旅行需要而随车位移，造成无效运输，汽车空驶、停车等均增加了城市道路的压力。

12，飞机场、火车站、长途汽车站、轮船码头等地，形成了人为的交通集中点，而疏散交通集中点的人流又是解决城市交通的主要课题之一。

13，车站、码头及交通工具中是一个较复杂的社会环境，是要花大力气进行治安防范的场所。

本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种全密封通道、全自动运输系统。

本发明的技术解决方案：

一种全密封通道、全自动运输系统，它由道路和车辆组成，其特征在于道路为四周密封并高架架设的通道；通道内顶面设有输电线，用于向车辆提供动力；通道侧壁设有提供给车辆的测速、地点位置和运行命令的光、电标志；车辆是靠电力驱动并由计算机控制的自动车辆，车辆顶部有滚轮形电力接收装置，它与通道内顶面的输电线相接触；车辆侧面设有检测、接收通道侧壁的测速、地点位置和运行命令信号的装置，并将信号送至车辆计算机内处理；车辆两侧设有横向轮，两侧横向轮的外缘与通道侧壁接触，以保证车辆始终在通道中间运行。

本发明所述的全密封通道、全自动运输系统能够解决现有交通运输存在的问题，为人们提供不受气候影响的、无须等候和中转的、安全、舒适、直达、耗能少、无污染、不破坏自然资源和生态环境的运输工具。本运输系统具有以下功能和特点：

1，本发明所述的系统建立后，在本系统通道到达的范围内，人们随时可以从某一城市或地区的任何一个本系统车站乘坐本系统车辆开往本市、本地区或其他城市及地区的任何一个本系统车站，而不需要等待和中途停车。不论路程远近，均可一次乘降到达目的地。

2，本系统车辆通行道路为箱形密封通道，通道一般采用高架架设。由于本系统车辆为小型车辆，通道负荷较轻，每个通道仅宽2米，三个通道并立，总宽7米左右，故通道本身重量较轻，高架立拄截面积比高架公路小得多，占地面积小。通道可在城市上空灵活地架设，不影响城市现有交通，长途架设占地极少，不破坏自然资源，而且在通过河流、沙漠、丛林等地带时，建设较容易和费用少。

3，本运输系统分为客运系统和货运系统，两系统互相独立。客运系统由城市间长距离干通道和城市通道网组成，城市通道网内设有较多车站，乘客在任一车站均可达到市内通行的目的，又可实行跨城市、地区的直达旅行。

货运系统也由城市间长距离干通道和连接市内几个货站的环形通道组成，在货站设有货位，供本系统货运车辆停靠。货物装车后，车辆可立即运行直达某一城市的某一货站，中途不必停留。

这样，本系统实行了人员、货物在时间和地点上自由、灵活分散的运输方式，不会形成目前交通中车站、机场、码头等人为的交通集中点。

4，本系统道路是箱形密封通道，路面平整，不受外界冰、雪、雨、雾、风、沙等的影响和侵害，也不易受到人为损坏，为车辆提供了良好的运行条件，运行平稳，车辆损坏少。在通道中所有车辆均按规定速度运行，无其他车辆和人员干扰，所以不必经常减速和停车，减少了时间和能源的浪费。车辆在运行中还能自动衔接、成组运行，减少了单车平均阻力。

5.本系统车辆以电力为动力，是清洁的二次能源。采用本系统后，将大大减少城市汽车的开行量，可净化城市大气环境。同时，车辆不必携带燃料，提高了安全性。

6，本系统为长途旅行提供卧铺车辆，可载客4人；为中、短途旅行提供座席车辆，可载客5人；为市内交通提供座席车辆，可载客6人。车内宽敞、乘坐舒适，并设有空调设备。除市内交通车辆外，跨城市车辆还有卫生和供水设施。货运车辆载重2吨，货仓容积4-5立方米。

本运输方式使旅客分散，共同乘坐同一辆车人员基本上是相识的，不会形成复杂的社会环境，车辆在通道中运行，中途不可能有人员上车，因此使用本系统旅行、运货在治安问题上也是十分安全的。

7，本系统车辆的运行速度：在城市间干通道中客运车辆以200-250km/h的速度运行，货运车辆以150-200km/h的速度运行，在城市通道网中均以60-80km/h的速度运行。

8，本系统的运输能力：在南京至上海300km长的区段中，目前铁路每昼夜运行旅客列车约50对，每列车运送旅客如按1500人计，则每昼夜单向运送旅客7.5万人。采用本系统后，一条300km长的通道中，每20m开行一辆车，则全线单向运行车辆可达1.5万辆，时速200km/h时，1.5小时到达，每昼夜单向通过能力为1.5*24/1.5＝24万辆，每辆车载客1人，为现铁路客运量的3倍，载客4人则为12倍。

货运车辆如按150km/h的速度运行，南京至上海间2小时到达，每昼夜单向通过车辆为1.5*24/2＝18万辆，每辆车装货以2吨计，共达36万吨，相当于载重3000吨的货物列车120列，而目前宁—沪间铁路按排的单向货物列车每昼为60余列。

本系统车辆的开行量完全根据客、货流需要调节，除两地到发量不平衡，需要调集空车外，不会出现空驶车辆，从而保证了高效运输。

9，让汽车自动运行，是科学家和工程技术人员的理想，但是复杂的路况，突发的事件很难让汽车能高速、安全地自动运行。本系统车辆在密封通道中运行，简化了道路状况，排除了突发事件，为自动运行提供了良好的条件，目前的技术已完全能做到这一点，因此本系统车辆为无人驾驶，全自动控制。车辆计算机根据运行指令、通道中设置的各种信号和其他车辆提供的信息，控制车辆运行，直达目的地。车辆计算机还监视车辆的技术状态，一旦出现异常，立即控制车辆到就近车站停车，并显示故障部位。

10，本系统运营收入为磁卡(或IC卡)结算，乘坐和使用客货车辆须购买本系统的磁卡，磁卡机根据旅程和客、货重量从磁卡上扣除费用。费用由通道、车辆使用费和运输重量费用两部分组成(车辆或车站有称重装置)，根据里程长短而不同。采用本办法能做到合理收费，同时免去了购票这一手续，做到随到随乘，货物随到随运。

11，构成目前交通事故的原因有气候、道路、燃料、驾驶员、其他车辆和人员等，这些因素均不能对本系统车辆的运行构成威胁。影响本系统安全的因素只是车辆本身和信号标志及通道的质量，和其他交通工具相比，事故因素大大减少。只要提高车辆、信号标志和通道的质量，减少故障率，其安全可靠程度是相当好的。而且一旦发生事故，不能伤及系统以外的人员和设施，事故损失也小。

12，因本系统车辆为无人驾驶，车上也不设服务人员，避免了无效运输，也大大减少了企业人数，有利于降低运输成本。

在车站配置运营管理人员、服务人员、车辆维修人员、整备人员(车辆清洁和上水)以及车站设备维修人员。

系统还设领导、管理机构，车辆、通道维修基地、变电所等。

13，采用本系统后，任何地方的交通都变得比现在大城市的交通还要便利，任何地方通过本系统均可随时进行直达全国甚至世界各地的旅行和运输，使以往因交通不便而影响经济发展的地区克服地理位置的限制，实现经济腾飞。

由于本系统提供极其便利的交通，人们不必居住大城市也能享受城市生活的便利，可以防止超级大都市的出现。

图1是本发明的通道结构示意图；

图2是本发明的南京至上海的通道与其间各城市的一种连接方案示意图；

图3是本发明的干通道与连接通道的一种连接方案示意图；

图4是本发明的城市客运通道网示意图；

图5是本发明的环城货运通道示意图；

图6是本发明的开通和关闭备用通道示意图；

图7是本发明的话动侧壁结构示意图；

图8是本发明的导向线设置和作用原理示意图；

图9是本发明的车站与主通道连接方式及车站平面示意图；

图10是本发明的车站结构示意图；

图11是本发明的中、短途车辆的车厢结构及内部设施示意图；

图12是本发明的长途车辆和货运车辆的车厢结构及内部设施示意图；

图13是本发明的车辆走行机构的结构示意图；

图14是本发明的车辆横向轮设置结构示意图；

图15是本发明的车辆导向装置结构示意图；

图16是本发明的车辆电力接收装置结构示意图；

图17是本发明的车辆连接装置结构示意图；

图18是本发明的通道和车辆信号形式和信号结构示意图；

图19是本发明的车辆光电测距装置结构示意图；

图20是本发明的电压测距装置和测距电压波形示意图；

图21是本发明的备用通道和活动侧壁的电压测距设施安装示意图；

图22是本发明的车辆信号传输线作用原理和插入装置作用原理图。

下面结合附图就全密封通道、全自动运输系统的设施及基本方法叙述如下(本部分内容中所述各种数据和附图中尺寸均为参考值，其准确值通过试验和具体设计时确定。)：

(一)，通道：

1，通道结构：车辆在通道中运行，通道为全密封箱形断面(见图1)。一般情况下通道以高架形式建造，立拄上并排架设三条通道，两侧为上行通道1和下行通道2，中间是备用通道3，每个通道内壁宽约2m，高3750mm(货运通道3010mm)，在需要对上、下行通道的某一段维修时，车辆进入备用通道运行。通道顶部两侧设有输电线条4，高压单相交流电由此输入车辆。通道顶部中央是摄像机走行轨5和信号传输线6。上、下行通道右侧装有玻璃了望窗7(货运通道无此设施)，供乘客欣赏沿途风光。通道两侧下半部墙板上设有信号标志、信号灯及检测装置，指挥车辆运行和检测车辆数据。通道侧壁约束车辆使其沿通道运行；在主通道与侧通道的分岔处设有导向线8，引导车辆沿主通道或进入侧通道运行；为防止车辆高速运行时与空气摩擦使通道内温度过高，在通道底部开有下通风口9和侧壁上部开有上通风口10，让空气流动降温；通风口罩有网罩，防止鸟兽及大昆虫进入；上通风口上方有雨檐11，雨檐外端有挡边，雨檐上表面是通道外部维修吊车的吊轮走行面(也可将吊轮的走行面设在通道顶部)；通道内壁应尽可能光滑以减少空气摩擦阻力；通道侧壁设有门，供通道维修人员出入，但进入备用通道须在通道底部设进出口。

2，通道分布：长距离于通道网将各城市连接起来，但干通道不直接通过各城市，而是用连接通道将其与城市通道网相连，图2表示南京至上海的通道与其间各城市连接的方案之一。图3所示是干通道与连接通道的连接方式之一。连接通道由进城通道12、出城通道13和备用通道3组成，上行进城通道14和下行进城通道15与进城通道相连；上行出城通道16、下行出城通道17将上行干通道1、下行于通道2与出城通道相连；备用通道有四条通道与上下行干通道相连。通道连接的原则是：当任一段通道维修或停用时，均能另外提供通道保证车辆运行的畅通，本连接方案能做到这一点。图中虚线所示是活动侧壁(渡线)22。

3，城市(地区)客运通道网：城市(地区)客运通道网完成城市或地区内客运任务，并由连接通道19将其与跨城市干通道连接，完成跨城市(地区)的客运任务。城市通道网由纵横立体交叉的通道组成，纵横直行车辆互不干挠，纵横通道之间用曲线通道20相连，车辆右转弯进入曲线通道完成纵横向行驶的转换，如图4所示。

在城市通道网中设有车站21，繁华地段一般可1km左右设一站。为减少投资和便于管理，只设单向车站。车辆通过右转弯绕路来完成左转弯的任务，在图4中从A站到B站、C站到D站，车辆行驶路线如图中虚线所示。在较长的不成网的通道中则需要在同一地点设往返车站，如图4中E、F站。

城市通道网一般不设备用通道，在立拄上架设往返两条通道即可，在对某一区段的车站维修时，乘客可以在附近车站乘降。在较长的不成网的通道中才考虑设备用通道，例如图4中通向郊区城镇的通道。在不能停止车辆通行的通道中也必须设备用通道，例如连接通道深入城市通道网中的部分。

郊区城镇客运量小的地区至少应设两个车站，以便在通道维修时保证到达车辆有地点停车。

4，城市货运通道：城市货运通道基本上环城架设，两侧是往返通道，中间是备用通道。沿环城货运通道两侧可设若干货站22，每一货站均为单向到发，与往或返通道相连。环城货运通道通过连接通道与跨城市货运干通道相连，较大城市的连接方式之一如图5(a)所示，在图5(a)中，当连接通道中某一段维修时，均不影响车辆的通行。在环城通道中某一段或某一站维修时，车辆从备用通道中通行，因而某些货站不能到发车辆，到达车辆可以到就近货站停车。小城市或城镇货站较少，可采用图5(b)所示方式，连接通道与环城单通道相连，形成进、出城回路，当某一通道维修时，车辆从备用通道中通过，并使其中一货站停用，到达车辆均到另一站停车。

5，园曲线通道：因受地形、地物限制及两通道相连时，须建立曲线通道。车辆在曲线通道中运行要受到离心力的作用，离心为Qc＝Q*V²/(g*R*3.6²)，Q为车辆重量，g为重力加速度，R为园曲线半径，V为速度，因而曲线半径R＝Q*V²/(Qc*g*3.6²)。如将离心力的大小限制在车辆重量的0.1倍左右(小于铁道车辆受离心力的允许值)，Q/Qc＝10则R＝10*V²/(12.96g)＝0.08V²。在于通道中客运车辆以200km/h的速度运行，园曲线半径R＝3200m，在城市通道网中以60km/h的速度运行，R＝288m。在上述条件下，车辆受到横向加速度a＝V²/R＝0.96m/s²，在小于上述半径的通道中，应适当降低车速。在架设曲线通道时，如使通道向曲线中心倾斜，可抵消部分离心力。

6，缓和曲线通道：直线区段曲率半径为无穷大，车辆横向加速度为零，如果从直线区段直接过渡到上述园曲线区段，其横向加速度从零突然变化到0.96m/s，变化率较大，易造成人员不适和车辆损坏，因此需要设缓和曲线，使车辆横向加速度逐渐变大或减小。铁路部门将三次抛物线方程Y＝X³/(6RL)(R为园曲线半径，L为缓和曲线长度)，作为缓和曲线方程之一。将此方程应用于缓和曲线通道时，如设缓和曲线长200m，园曲线半径3200m，则此缓和曲线方程Y＝X³/(6*200*3200)＝X³/(3.84*10°)，其一阶导数Y′＝X²/(1.28*10⁶)，二阶导数Y″＝X/(6.4*10⁵)，曲率半径ρ＝

。当X＝0时，Y′＝0，

ρ＝｜1/Y″｜，当X取最大值200时，Y′＝40000/(1.28*10⁶)＝0.03125， ，故ρ≈｜1/Y″|＝6.4*10⁵/X，当X从0变化到200m时，曲率半径从无穷大变化到3200m。货运干通道的缓和曲线方程可设为Y＝X³/(1.62*10⁶)，城市通道网中可设Y＝X³/900。

7，坡度：随地形高低变化和立体交叉的需要，通道将会出现升高和降低。城市通道网中立体交叉使通道高度差约为4m，而纵横通道间园弧过渡通道半径为300m，弧长约为600π/4＝471m，两端各加缓和曲线长50m，共571m，通道坡度为0.7％。在干通道与连接通道连接处由于车速较快坡度不能太短，可参照高速公路标准设计。

8，渡线(活动侧壁)：为了对通道进行维修，在上、下行通道之间设置了备用通道，并每隔一段距离设置渡线。在需要检修的区段，开通其前后通向备用通道的渡线，让车辆驶入备用通道，绕过被检修区段后再驶入原通道。渡线形式如图6所示，客运干通道中EF、GH段各约长50m，FG段约长110m，图6(a)表示渡线处于关闭情况，(b)表示渡线在开通状况。

图6中，ABCD、FFGH为渡线，其中AB、CD、EF、GH是曲线部分，曲率半径3200m，BC和FG是直线部分。当渡线开通时，车辆的横向轮沿渡线滚动，引导车辆从上行通道1进入备用通道3。关闭渡线时，活动渡线AB、GH平移，AB段与EF密贴，GH段与CD密贴，而后，直线段BC以C为轴心旋转，FG段以F为轴心旋转至与通道侧壁成一直线，两个通道被隔开。

在入口渡线关闭和开通转换时，车辆须在渡线前停车，待渡线转换完毕方可让车辆驶入；在出口渡线关闭和开通转换时，须让被关闭通道内车辆全部驶出后方可转换。

渡线的曲线部分结构如图7(a)所示：渡线由框架23支撑，框架下部有传动螺母24，套在路面25下传动槽的传动丝杠上，丝杠转动时，曲线渡线26便可移动，到达规定位置后，用螺栓穿过定位螺栓孔27通过侧壁上定位螺母将其固定。渡线的直线部分结构如图7(b)所示：也由框架23支撑，下部设传动螺母24(因直线渡线是绕点摆动，所以各传动丝杠的转速应不相同)。开通渡线后，将支撑杆28打开，使渡线承受地面支撑力。关闭渡线时，两直线渡线BC段29和FG段30用定位螺栓31组合在一起，32是定位螺母(如图7(C)所示)，增强承受横向力的能力。渡线的开通和关闭由机械传动，定位加固工作由人工进行(全自动系统较为复杂)，同时由人工负责在渡线转换前后对路面传动槽取、装盖板，保证路面平整。

9，导向线：在通道分岔区域设导向线，用以引导车辆进入侧通道33或是继续沿主通道34运行。如图8所示：在分岔区设有两条导向线，左导向线8-1沿主通道左侧设置，右导向线8-2沿通道右侧进入侧通道，左右导向线长度均大于分岔区长度，应保证车辆导向轮在进入分岔区前提前、脱离分岔区后延后受导向线约束。

车辆下部有一对导向轮35，左右设置。当车辆需要沿主通道运行时，左导向轮压下扣住左导向线，右导向轮抬起脱离右导向线，车辆在左导向轮和左导向线约束下沿主通道前进；车辆需要进入侧通道时，右导向轮压下，左导向轮升起，车辆在右导向轮和右横向轮约束下进入侧通道。在由侧通道进入主通道的交汇区段，车辆也依靠导向轮和导向线约束其运行路线，越过交汇区段。图8中，36为车轮，37为横向轮。

10，通道信号带：在通道右壁了望窗以下，距路面0.85m以上范围内设置固定信号和灯光信号及信号检测装置，在备用通道中因开行往返车辆，在通道两侧壁上均需安装信号装置。

(二)，车站：

车站是供乘客上、下车和货物装卸的地点，同时也是车辆整备、简单维修和停放的地点。当运输量小的时候，退出运行的车辆一部分将停放在车站(另一部分停放在专用停车场)，因此车站要有一定的容量。为了不影响车辆在主通道中运行，进站车辆不能在运行通道中减速，必须进入车站通道后方可减速停车。车站通道的设置基本方案如图9(a)所示(车站为对称图形，图中只画进口半部分)：站线须用缓和曲线将园曲线与运行主通道相连，设车站缓和曲线MG长50m，其方程为Y＝-X³/9000(以运行主通道中心线MM′为X轴，M为原点并为缓和由线起点)，当X＝50m时，缓和曲线与半径为300m的园曲线连接点G距MM′1.39m，在G点处斜率K＝Y′＝-X²/30000＝-0.0833，过G点的切线与MM′线夹角为4.76°，GG′是I＝300m的园弧，令G′点处的曲线通道中心距MM′线1.7m，设车辆宽1.6m，则通过G′点后，车辆方可减速。

站线GH部分如图9(b)所示，GG″∥MM′，G′G″＝1.7-1.39＝0.31m，过G和G′两点的切线间的夹角很小，故可认为∠G″GG′＝4.76°，GG′＝0.31/sin4.76°＝3.74m，∠GOG′＝360°*3.74/(2π*300)＝0.71°，过G′点切线G′H′与MM′夹角为4.76°+0.71°＝5.47°。从G′点开始用Y＝X³/36000的缓和由线G′H(以H点为原点，过H点的切线HF为X轴)将园曲线GG′与直线通道HE相连，F是G′G″与HF的交点，当X＝20m时，G′F等于Y＝8000/36000＝0.22m，G′点的斜率K＝Y′＝X²/12000＝400/12000＝0.33，过G′的切线G′H′与HF夹角为1.91°，那么HF与MM′夹角为5.47°+1.91°＝7.38°。作G′F′∥HF，F′HMM′，则HF′＝G′F，H点到MM′之距为20*sin7.38°-0.22+1.7＝4.05m。

将HF的反向延长线HE作为直线通道，在图9(a)中，如设E到MM′之距为9m，则HE＝(9-4.05)/sin7.38°＝38.5m。设另一直线区段EA∥MM′，EA的长度由车辆制动距离而定。设车辆从G′开始速度由60km/h(16.67m/s)匀减速到A点的10km/h(2.78m/s)，如设加速度为-1.5m/s²，根据运动方程S＝(U²-UO²)/2a得S＝(2.78²-16.67²)/(2*(-1.5))＝90m，所以EA＝90-G′H-HE＝90-20-38.5＝31.5m。将HE和EA相交改用R＝240m的园弧连接，园弧与直线的接点分别在E点左右各15.5m处。

站线的详情如图9(C)所示：图中点划线为站线通道中心线，设AB＝BC＝25m，站线中心距为5m，AC与EA夹角为arcsin (10/50)＝11.5°，通道EA和AC、站线II和III与AC相交也以园弧过渡，如园弧半径R＝30m，则园弧与直线相切点分别距A、B、C三点3m处。当V＝10km/h时，离心加速度V²/R＝2.78²/30＝0.26m/s²。车辆在到达A点前应完成进入站线I还是进入通道AC的选泽。如进入站线I，车辆经过D点后便可减速直至停车；如进入AC通道，则在DB段将行驶4.5秒(12.5/2.78)，在此段时间内完成进入站线II或III的选泽，车辆通过L点后便可减速停车。站线I、II、III长度分别从D、L、C点开始到对应点D′、L′、C′点为止，其长度和站线数根据客货运量而定。车站长度从G点开始计算，如站线III长20m，则车站长度为(G′A+AC*cos11.5°)*2+20＝(90+49)*2+20＝298m。车站还设有故障车辆停留线，如图9(d)所示，故障车辆从任何一站线开出后进入PP′线停留维修，修竣后返回站线发车。

车站也以高架形式建立，如图10所示。站线通道38内停放车辆，在车辆前进方向左侧设有通道门39供乘客上下车或装卸货物。没有停放车辆区段，通道门应当关闭，防止人员进入通道。车辆停到规定位置后，通道门自动打开。不同长度车辆应进入不同站线，以保证通道门和车门对应。每一站台有服务台40，每一车站的值班室41中都有监测、调度、控制车辆到发的计算机，记录乘客或货物到达目的地、车辆代号、安排车辆运行路线、计算运费、完成站与站之间的信息交流等。在每一通道前几辆车的停放处，设有地面电子磅，计量乘客和货物重量。车站计算机根据重量、运行距离计算运费。客运站通过通道壁上红外发射装置将费用通知车辆磁卡机，货运站由货主在服务台用磁卡支付运费。车辆运行路线也由红外发射装置传输给车辆计算机。车辆计算机根据运行路线，通过检测通道内各分岔口的代码与运行路线对照，一旦符合即进入侧通道，不符合继续沿原通道运行，从而自动到达目的地。

在车站有管理人员，维修人员和服务人员。对车辆要进行整备、打扫车内卫生、对中长途车辆进行上水和污水箱清理、对乘客和货主开展服务、对车辆进行一般维修(较大故障送往专门地点维修)。车站还应有小卖部、厕所等服务设施。

客运站有扶梯将乘客从地面引向站台42，货运站由斜坡将装货车辆引上站台。

(三)，车辆：

车辆由车厢及车内设备、车轮、减震弹簧、电机及变速机构、横向控制轮、通道选择装置、电力传输装置、电子计算机、光电检测装置、连挂及缓冲装置、测距装置、空调及照明装置等。下面分几部分说明：

1，车厢：客运车厢分为三种，均设有空调机室43和仪器、控制间44，第一种供市内和地区内交通使用(长2800mm，宽1550mm，高2200mm)，车内设有座椅，可乘坐6人，如图11(a)所示；第二种供跨城区旅行使用(长3400mm，宽1550mm，高2200mm)，车内设有座椅，另有卫生间45和供水设施，如图11(b)所示；第三种供跨城、区长途旅行使用，车内设卧铺4个，也设卫生间和供水设施。该车内两个卧铺为折叠式，下铺上叠、上铺下折后车门46方可打开，如图12(a)所示。客运车辆均装有空调，车厢下部设有污水箱(市内交通用车除外)；车内座椅等设施应使用阻燃材料制作，防止火灾；进入控制间须从车厢外部控制间门进入，乘客不能入内。

货运车厢如图12(b)所示，车厢长3000mm，宽1550mm，高1725mm，由控制间44和货仓47两部分组成，货仓容积(立方米)与吨位之比大于2，图中容积为4.7立方米。货车前进方向前部是控制间，后部是货仓，货仓左侧是对开门，车门打开后，货仓全部敞开，便于货物或集装箱装卸。

2，走行机构：走行机构如图13所示，由车轮36、轴承及箱48、电机49、变速器、弹簧、导杆50、高度调整垫51、偏心盘等组成。

车轮为橡胶轮面，为不影响通道导向线的设置，左右两轮相距较近。车轮通过轴箱弹簧与车体相连，车体重量通过弹簧、轴箱、轴承、车轴传到车轮上。车辆以后轮驱动，在后轮外侧设有变速机构和可调速度的驱动电机，与轴箱组合在一起。轴箱的弹簧座上有导杆孔，固定在车体下部的导杆插入导杆孔中，限制车轴水平方向移动，使车轮定位。

车辆在曲线通道运行时，车轮将会相对于通道中心线偏转，为了使车辆顺利地通过通道中的曲线部分，在车辆前轮处设偏心盘，前轮的导杆安装在下偏心盘52下方，上偏心盘53安装在车体底架上，下偏心盘中心与前轮中心一致，下偏心盘中心前方设有偏心销54，上偏心盘上有偏心孔，偏心销插入孔中，上下偏心盘间涂有油脂，下偏心盘能以偏心销为轴心转动，使车辆较顺利地通过曲线。偏心盘组合如图13(b)所示。

为了使车体高度不因载重量不同而变化，在弹簧下方安放有液压高度调整垫，当车体高度低于或高于规定高度时，控制阀将油注入调整垫或将油从调整垫放出。每个车轮一侧的两个调整垫用管路连通，全车8个调整垫分为四组，分别调整，保证车体平衡。当车辆通过曲线时，也可使外侧调整垫升高，让车体向内倾斜，抵消部分离心力。

3，横向控制：车辆由横向轮约束其横向运动。左右四个横向轮37与通道左右侧壁接触，沿壁滚动。由于弹簧的作用，横向轮与侧壁之间有一定的压力，当车辆偏离通道中心时，左右横向轮受力将不平衡，车辆便得到纠偏的恢复力。其结构如图14所示：横向轮通过轴和轴承与夹板55组合在一起，夹板一端有支点轴56与车底架固定，并用托架57托住，弹簧一端固定在弹簧座58上，夹板在弹簧作用下以支点轴为轴心摆动，摆动幅度受固定在底架上的夹板挡59限制，也就限制了车辆横向移动量。

设前后横向轮中心距为S，车辆长度为L，当车辆通过曲线通道时，车辆中部向曲线内侧偏移，其偏移量γ＝S²/8R；车辆两端向曲线外侧偏移，偏移量β＝(L²-S²)/8R(R为曲线半径)，如要求两偏移量相等，则(L²-S²)/8R＝S²/8R，L²-S²＝S²， $S=L/\sqrt{2}$ 。

横向轮的轮周为金属轮面，作为本系统车辆测距装置的一部分。

4，通道选择：在通道分岔区设有导向线，车辆下部设有通道选择装置，如图15所示：车辆底架中心位置有支点座60，左右导向轮35安装在导向杆61上，导向杆在控制风缸(或油缸及电机)62的作用下，左上右下或左下右上绕支点座的支点摆动，当车辆需要进入侧通道时，右控制风缸充风、左风缸排风，活塞推秆63推动导向杆使导向轮处于左上右下位置，左导向轮上抬能够跨越左导向线，右导向轮与右导向线外侧接触滚动，引导车辆进入侧通道，此时车辆的横向位置由右横向轮和右导向轮控制(参见图8)。由离心力和横向轮弹簧共同形成的使车辆向左侧倾斜的力矩，将由车轮和电力传输轮的反力矩平衡，从而保证车辆稳定顺利地进入侧通道。当车辆不需要进入侧通道时，左风缸充风，右风缸排风，活塞推动导向杆使导向轮处于左下右上位置，右导向轮能跨越右导向线，左导向轮沿左导向线滚动，引导车辆沿原通道前进。受空间限制导向轮直径较小，如为300mm时，时速200km/h情况下转速为3537转/分，转速较快，但在运行中并非一直旋转。

控制机构必须保证两个风缸中一个风缸充风时，另一风缸排风，使通道选择装置动作可靠，安全通过通道分岔区和交汇区。

5，电力传输：电力机车、公交电车等均采用受电弓滑触受电，考虑到本系统车辆较多、车速较快，并由于通道顶部可以架设刚性输电线，故采用滚动轮受电，以减少输电部件的磨损。具体方案如图16(a)、(b)所示：受电轮安装在车辆顶部车辆前进方向的左右两侧，分别与通道顶部的输电线接触，受电轮直径如果为600mm时，在时速200km/h情况下，转速为1768转/分。电力传输装置由输电线4、受电轮64、电刷65、引线66、杠杆67、支架68、拉簧69及座组成。传输装置与车体应电气绝缘，受电轮在拉簧作用下与输电线紧贴，线条宽度应在车辆左右位移最大时仍与受电轮接触。电源为单相高压交流电，电流回路为：输电线(火线)→受电轮→电刷→引线→车辆用电设备→引线→电刷→受电轮→输电线(零线)。

在通道分岔和交汇区输电线会发生交叉，此时须断开一条输电线(如图16(c)所示)，在断开处填充绝缘板70，以避免受电轮跳动，绝缘板应有一定长度，以防止受电轮与输电线断开时，将电弧引到从断开线条中通过的输电线上，同时也是为了保证火线和零线的适当间距，而车辆则以惯性通过断电区段。

6，车辆连挂装置：为了车辆成组运行的需要，车辆设连挂装置，由车钩及缓冲器、位置风缸、防冲风缸等组成，如图17(a)所示。

在车辆底架前后端中部有空腔71，安装车辆连挂装置。安装时可使车辆后钩72朝上、前钩73朝下，车辆前钩钩身下方设有位置风缸74，车辆在车站停车时，风缸活塞杆顶起，车钩绕尾部园销75上翘，保证不影响前车出发。运行时位置风缸排风，车钩处于水平位置。当两钩相接时，后车前钩顺着前车后钩的斜而爬上后钩，受到后钩钩挡76阻挡后，落到后钩的钩腕内，实现两钩连挂。

为防止连挂车辆之间发生冲撞，在后钩尾部设有缓冲弹簧，两车相挤时，车辆推动前挡板77对弹簧施压，而后挡板78受挡板座79阻挡不能移动，所以弹簧被压缩，缓和了冲击力；两车相拉时，钩框80带动后挡板对弹簧施压而前挡板被弹簧座阻挡不能移动，弹簧也被压缩，缓和了拉伸冲击力。

车钩连挂好后，由于两钩间存在间隙，会引起运行中的相互冲撞，因此在前钩中设有防冲风缸81，当两钩挂好后，在前钩钩腕中安装的连挂传感器82被后钩顶住，发出信号使防冲风缸充风，活塞杆83推出顶住后钩使两钩间不发生位移，连挂情况如图17(b)所示。两钩需分离时，计算机控制防冲风缸排风，活塞杆缩回，在其中某一辆车进入侧通道的过程中，两钩左右错开，自动分离。

车辆进站后，会接到车钩分离命令，防冲风缸活塞缩回，车钩可左右错开，不影响通过车站中的园弧区段。

7，制动装置：车内有空气压缩机及储风缸，其制动形式可采用汽车风制动装置，当需要制动时，控制机构打开阀门向制动缸充风，推动执行机构制动。

8，车内计算机：车辆的仪器、控制间内设有计算机，其主要作用有三个：一是对车辆各种设备和技术状态如轴承温度、车辆高度、电机转速、温度、压缩空气压力、油压、电压、电流等进行监测，一旦发生异常，经调控后仍未消除，立即指挥车辆到就近车站停车。二是控制车辆运行，根据光电检测装置接收的地址编码，自动选择通道；根据通道中行车命令，指挥车辆加速或减速；根据车辆自动测距装置测得的与前车之距，计算与前车的相对速度，并将相对速度控制在一定范围内或实行自动连挂。三是运行管理，根据测定的车体高度控制调整垫的高度并使车辆保持平衡；在成组运行时对各车号进行存储并管理；记录车辆累计走行公里数。

(四)，信号及检测装置：

1，信号设施：

(1)，地面信号：在通道的了望窗7下方和车辆横向轮滚动面上方的区域内是信号标志安装面，如图18(a)所示：在安装面的上部连续、均匀地安装条形反光镜，作为车辆测速信号源；中部按装等距离条形反光镜，为车辆检测装置提供节拍脉冲；下部安装条形反光镜时，为车辆提供固定不变的信号和数据(主要是地点代码和速度标志)，安装条形灯时为车辆提供控制命令。在无信号区段，中、下部不设信号灯、镜。

(2)，车辆信号：在车辆前进方向右侧面窗户下方(货车在相应位置处)是车辆信号安装面，如图18(b)所示：中部按一定间隔安装条形反光镜，为地面检测装置提供测速信号和节拍脉冲；下部安装条形反光镜，表示车辆固定信息(型号和编号)；上部安装条形灯，提供车辆变化的信息(如车辆前方到达地址编码)。

(3)，信号形成：车辆上装有光源84和光电管85，光线射向通道信号安装面，光电管分别接收上、中、下部的反光或条形灯光，随着车辆的运行(图中箭头所指为车辆运行方向)，通道侧壁的信号逐条被车辆光电管接收，形成串行脉冲信号。通道检测点86也装有光源84和光电管85，光源射向车辆侧面，车辆通过时，镜片反光和条形灯光也逐条被光电管接收，形成车辆串行信号。

(4)，信号的形式：对于通道壁上部反光信号，车辆光电管接收后，其脉冲间隔时间随车速变化而不同，如设反光镜间隔为0.5m，当车速为200km/h时，脉冲周期为0.009s，车速为5km/h时，脉冲周期为0.36s。在每个脉冲周期时间内，让一定频率的计数脉冲通过并对其计数，记录数值反映了车速的快慢，数值小者速度快。用此办法具有测速准确、精度高、对速度变化反应快的特点。

中部是节拍脉冲信号反光镜，其间隔较小，如设每隔60mm置一镜片，当车速为200km/h时，光电管接收节拍脉冲频率f＝55556mm/60mm＝926Hz，频率很低。

下部是信号数据反射镜或条形光源，间隔宽度与中部相同、位置与中部镜片相对应，但超前10mm。在对应位置有镜片或条形灯点亮时，车辆通过时可接收到光信号，光电管将″1″信号加到移位寄存器数据输入端；在对应位置上无镜片或条形灯息灭时，光电管收不到光信号，便将″0″信号加到移位寄存器数据输入端。中部光电管接收节拍信号形成节拍脉冲加到移位寄存器时钟端，在寄存器的输出端便得到由″1″或″0″组成的串行数据脉冲。

车辆信号形式与通道侧壁信号基本相同，但其上、中、下部镜片与条形灯是对齐的，由侧壁上、中、下光电管安装位置错位来保证车辆节拍脉冲滞后于数据信号。中部也按60mm间隔设置反射镜片，通道检测装置中部光电管接收第一个节拍脉冲后开始计时，记录一定节拍脉冲数通过时间，便得到车辆通过通道检测点的速度。

(5)，通道信号结构：

a，信号开始及信号类型标志：车辆侧面中部光电管接收到通道侧壁某一区段的第一个节拍信号反射镜的反光时，输出″1″信号，使R-S触发器置″1″，此″1″信号表示通道信号的到来(a区)。通道下部信号的2-5位表示信号类型(b区)，有16种组合。例如：0001可表示主信号是地点编码；0010可表示主信号是速度值指示……

b，主信号：表示信号内容(c区)。如速度指示信号，以BCD码表示速度值，车辆接到此信号后按指定速度运行；地点标志可用国际标准码表示地点汉字名称，即每2个字节(14位二进制数)表示一个汉字，也可象电话号码那样用数字表示地点代号。图18(a)中数据信号镜组成8个16制数7F491A23表示″上海″两字。

c，信号结束标志(d区)：在信号区的最后一块中部节拍反射镜后，下部多设一块反射镜F，如图18(a)所示：车辆光电管运行到镜片F处，只收到信号数据而无节拍脉冲，这种情况出现即表示信号结束。此功能可由一块D触发器4013来完成，信号数据经反相后加到4013CP端，节拍脉冲加到D端，因而在有节拍信号区段，4013的Q端输出″0″信号，当光电管到达F处，因此处无节拍反射镜，D端为″0″信号而镜片F的反光信号使CP端得到一个时钟脉冲，使Q端输出″1″信号，此″1″信号使信号开始位表志R-8触发器复位，输出″0″信号，表示信号结束。

(6)，车辆信号结构：如图18(b)所示，考虑到车辆成组运行，车辆信号也有开始(e区)和结束(f区)标志，以使每辆车的信号独立。车辆侧面下部条形反光镜表示车辆型号(g区)和编号(h区)，可用5位二进制数表示一个字母、4位二进制数表示一个数字。中部是节拍脉冲反射镜，上部设条形灯，根据灯亮和息灭表示不同的信息，例如显示下一个地点编码供通道检测机构识别车辆是否正确运行。

(7)，信号检测：在车辆侧面安装光源和光电管，分别与通道侧壁三行信号对应。在需要检测车辆信号的地方，通道侧壁也装有光源和光电管，分别与车辆上三行信号对应。车辆的光源和光电管须装在有反射镜片处，通道壁的光源和光电管也应安装在有反射镜片处，也可另行安装，但须设有信号表志结束位，如图18(a)中左边检测点87处情况

2，测距和测量相对速度：

车辆自动运行，为安全行驶，必须不断地测量与前方车辆的距离和相对速度，以便根据运行指令，采取连挂、保持车距和紧急制动等措施。本系统采用两种测距方法：

(1)，近距离测距—光电测距法：

如图(19)所示，在车辆后部车顶端设置一光源88，向后射出呈竖直扇形光线，扇开角约90°在车辆前部下方、车钩上部位置处装一竖直旋转的园盘89，园盘有一导光筒90，导光筒内装有光电管91，接收前面车辆尾部射来的光线，导光筒保证光电管只接收光源中心发出的光线。设光源与光电管旋转中心高度差为2m(货车系统为1.5m)，设两车相为S，导光筒对准光源中心时光电管接收到光信号，此时导光简的仰角α＝arctg(2/s)。导光筒以每秒10周的速度旋转，其角速度ω＝20π/s，光电管从接收到光线开始到处于水平位置时所转动的角度为仰角α，此段时间t＝α/(20*π)。设计电路测出t：当光电管接收到光照时，输出一脉冲打开电子门，让一定频率的计数脉冲通过，光电管到达水平位置时，水平位置孔92让该处一侧设置的光源发出的光线通过，被另一侧光电管接收，光电管输出信号关闭电子门，计数脉冲截止，计数器对所通过的脉冲计数，其值便是时间t。根据α＝20πt、S＝2/tgα算出两车之距。时间值与相对距离是非线性关系，因而用此方法近距离测距精度较高，较远距离测距精度低。

(2)，测相对速度：

如光电管每秒转动10次，则每隔0.1秒测距一次，两次测距之差除以0.1秒，便是两车相对速度。两车连挂时如允许相对速度不大于1.8km/h(0.5m/s)，测速装置应能保证测出0.05m/s的速度变化值，小于此速度变化时，两车连挂时纵向冲击力较小。

(3)，远距离测距—电压测距法：

长距离干通道曲线半径为3200m、设光源到光电管之距为L时，L与通道内壁相切，相对于通道中心园弧来说，弦心距近似为3199m则 $L/2=\sqrt{{3200}^2-{3199}^2}=30m$ ，L＝160m。当两车距离大于160m，光电管将收不到光源发出的光，失去测距作用。此处如果前车静止，后车以200km/h的速度前进，直到距前车160m时才″发现″前车，此时采取紧急制动措施，无法避免两车相撞，因此必须要能进行远距离测距和测速。具体方法如下：

车辆横向轮37是导电轮面，从轮面到轮心应导电，电刷将轮心与控制电路相连。侧壁上横向轮滚动面也为金属面，通道右侧面滚动面分段(分段处为斜线，以使横向轮平稳越过分界线，减少噪声)。段与段之间用二极管相接，左侧滚动面不分段并接地，因而左侧横向轮电气接地，如图20(a)所示。图中，车辆后部左右横向轮电气相接，将″1″点和″i+1″点接地，车辆前右横向轮接恒流源，恒流源一端接电源正极。后车93恒流源输出电流经D2-Di+1通过前车94后横向轮接地，由于二极管有正向电压降(如采用硅二极管，正向压降为0.7V)，测量前右横向轮的电压，便可知在回路中串联二极管的个数，再根据每段横向轮滚动面的长度，得出两车间距离。市内交通车辆前后横向轮之距约为2m，为避免前后轮之间短路，每段滚动面长为1.8m，当测得右前轮电压为210V时，与前车距离S＝(210/0.7)*1.8＝540m，对于后车来说，由于后轮接地，二极管D1将承受210V的反向电压，故度二极管反向耐压要求较高。为了保证足够的制动距离，长距离干通道测距范围应保证在1000m以上，恒流源电压U＞0.7*1000/1.8＝389V，可取400V以上。

(4)，电压法测定相对速度：

a，电压波形分析：设t0时刻两车相距S0米，假设后车静止，前车以速度V1运行，后车前右横向轮上电压是增加的，在t时刻电压值U1＝0.7*取整{S0/1.8+(t-t0)*V/1.8}，取整表示将大括号内代数式运算结果出现小数时，将小数舍去并向个位进一，其电压波形如图20(b)中U1所示。再假设前车静止，后车以V2速度前进，后车右横向轮上电压是减少的，在t时刻电压值U2＝0.7*取整{S0/1.8-(t-t0)*V2/1.8}，电压波形如图20(b)中U2所示。当两车分别以速度V1和V2同时前进时，后车前右横向轮上电压U是U1和U2对t0时刻的电压U0增减的结果，波形如图20(b)中U所示，是一个具有不同脉冲宽度的阶梯矩形波电压。

b，测速：对于图20(b)中的电压U，其波峰和波谷的宽度随两车速度不同而异。当两车速度不变时，宽度呈周期变化；相对速度变化时，宽度变化无固定周期。但是电压U变化部分的上升沿间隔时间t为1.8/V1，能表明前车的速度。只要测出间隔时间t，由1.8/t得出前车速度，后车速度由本车测速系统测定，两车速比较得出相对速度。后车根据相对速度大小，调整其车速。

电压U的波峰和波谷宽度有时候会很小，甚至为零(如图20(b)中F点处情况)，当两车相对速度很小时，这种情况有时会连续出现，使得间隔时间t成倍增加，此时需要通过测定单位时间内U值的变化来确定相对车速，而当相对车速较大时，波峰或波谷宽度连续出现很小或为零的情况较少，排除t成倍增加的情况，能得到准确的前车速度。

较远距离的测距和测速由电压法完成，近距离的测距和测速由光电法完成。

(5)，通道交汇、分岔处的电压测距设施：

在车辆距通道交汇和分岔处的较远处，就应能对前面两个方向上的车辆测距并计速。在图8中，通道右侧横向轮滚动面一直向侧通道延伸，右导向线的导向轮滚动面接地，车辆的后横向轮与右导向轮电气连接，当车辆进入侧通道，左横向轮与左通道壁完全脱离后，由右导向轮完成接地任务，使车辆在离分岔区较远处便能测得与侧通道车辆的距离和相对速度。

在左导向线的导向轮滚动面上安装分段金属面和二极管，并在分岔区前后各用导线与通道右壁的分段横向轮滚动面连接，如图8中AB、CD连线。恒流源输出端也接到左导向轮上，这样驶向分岔区并与分岔区最近车辆的恒流源输出电压，受到前方主、侧通道两个方向上的车辆的后横向轮控制，两个方向的二极管组成一个与门电路，恒流源输出电压受在该车前方与之最近的车辆所限制，所以只能测与之最近的车辆的距离，而不论该车在主通道还是在侧通道。车辆越过CD线后，就只能测与之相同通道中车辆间的距离。

由于分岔区域较宽，对车辆约束能力降低，万一车辆脱离约束而停留在分岔区时，横向轮和导向轮脱离跑道，不能为后续车辆提供测距信号，因此分岔区域的AB、CD线之间每隔1.8m在左、右壁上设一组光源和光电管，车辆在此区域通过或停留时，光线被阻挡，光电管无光线照射时，便将通道右壁和左导向线上一部分二极管接地，完成向后续车辆提供测距信号的任务。

在两个通道并向一个通道的交汇区域，也采取与分岔区域相同的措施：在右导向线上设金属滚动面并接地；左导向线设分段金属滚动面和二极管；在交汇区前后用导线将左导向线与通道右壁横向轮滚动面相连，并在交汇区左右壁上设光源和光电管，使车辆停留时能提供测距信号。

(6)，备用通道中的电压测距设施：

在备用通道中两个方向的车辆都可以行驶，因此其两侧壁横向轮滚动面应设分段金属面、安装测距二极管。但这样做使车辆前进方向左侧横向轮不能接地，因此须设左右壁接地转换装置，具体方案如图21所示：备用通道3两侧均安装测距二极管，且方向由N至M和J至L；上行车辆在备用通中运行方向由N至M，此时应使公共线J′L′接地，通过箝位二极管将JL壁上横向轮滚动面的电位箝止在0.7V，使上行车辆左侧横向轮通过各二极管接地；将公共线M′N′接正高电压(如接+400V)，使右侧箝位二极管不影响测距二极管的作用。反之当下行车辆通过时，应使MN线接地，J′L′线接正电源。

开通和关闭备用通道的渡线的正反面均为横向轮的滚动面，设渡线关闭时滚动面为正面，开通时滚动面为反面。在图21(a)中，下行通道2未开通备用通道时，渡线A′B′和C′D′的正面在备用通道中，是分段的金属滚动面，并安装测距和箝位二极管，与侧壁JL相连，形成一完整的测距电路；渡线AB和CD的正面在下行通道中，是不分段的金属滚动面，与下行右侧壁PQ相连并接地。

当下行通道与备用通道开通时，如图21(b)所示：渡线A′B′以A′点为轴心转动，使B′端与MN壁接触，车辆通过时，横向轮将与渡线A′B′的反面接触，而A′B′的反面是一整条金属面并与地相接，双掷开关K1此时应将M′N′与左边线路断开使M′N′接地。同样渡线C′D′的反面也是一条与地相接的整条金属面，双掷开关K2将M′N′段与右边线路断开改为接地。当车辆从A′B′到C′D′时左横向轮电位将会从零电位上、下跳动一个0.7V的幅度，对测距影响不大。

渡线AB绕B转动，A端与下行通道右侧壁RS接触，渡线AB的反面是分段金属面并设测距二极管，A端的滚动面与RS滚动面相接，B点到JL之间的壁厚过渡处也设分段滚动面和测距二极管，并与JL壁上滚动面相接。同样，渡线CD绕C转动使D端与下行通道右壁RS接触，CD反面安装分段滚动面和测距二极管。这样车辆由下行通道进入备用通道时，其前右横向轮从右侧滚动面上拾取距离电压信号，左侧横向轮通过左滚动面直接接地或经箝位二极管接地，右后横向轮将位置信号传给后续车辆，保证了开通备用通道时，车辆能用电压法进行远距离测距。

(7)，车辆接近时的速度控制：

车辆在运行中可以实行自动连挂，因此车辆之间距离可以很近，如前车突然紧急制动，旋转光电测速装置有可能来不及反应，后车就撞上前车，因此设红外遥控装置，使得前车发生制动时，立即将制动信号加到车尾红外发射管，后车前部的红外接收装置收到制动信号后，立即采取同样的制动并也将制动信号加到车后部的红外发射管，使得距离较近的车辆几乎同时采取制动措施。

(五)，运行与管理：

1，成组运行：

车辆以200km/h的速度前进，受到空气阻力很大，而每车之间又要保持适当距离，使每辆车占有通道长度较长，通道利用率低，运输能力受到限制，因此需要使车辆具有自动成组运行能力。车辆成组运行后会大大减少车辆平均运行阻力，而且同组车辆之间距离很小，每辆车占有通道长度少，提高了通道利用率，又使每列车组间距离较长，当前列车紧急制动时，后列车也有时间和距离保证停车。

(1)，编组过程：在干通道中每隔一段距离(约数km)设一记录车辆数的检测点，在其后100-200m处设速度指示信号，当第一列车组通过时，对该车组车辆计数，如已超过规定的辆数n，则指示该车组仍以200km/h(市内60km/h)的正常速度运行，对其后续车组重新按第一列车组办理；如不足n辆，则指示该车组以略低于正常运行速度前进，等待后车连挂。当后车越过计辆检测点后，不论该车组多少辆，均将被指示以超过正常速度运行，接近前列车组时，根据测距、测速装置测得数据，调整车速进行连挂。两车组连挂后，车组的自动信号系统会自动统计本列车组辆数，如不足n辆则继续以小于正常速度运行；如超过n辆，不足2n辆则以正常速度运行；超过2n辆，车组会自动平分成两列，后列车组减速与前列车组保持一定距离后，再恢复正常速度前进。

检测点在第一列车组通过时，对其及以后通过车辆计数，并记录前后车组间的时间间隔。当一列车组到达检测点时，在其前的一列或数列车总辆数不足n辆，该车组与其前一列车的时间间隔又未超过规定值时，该车组将被指示以超过正常速度追挂。如前面通过车辆数已超过n辆、或与前列车的时间间隔已超过规定值，表明与前车组相隔太远而不必追赶，在对此车组按第一列车组办理，开始新的一轮编挂过程。

(2)，车组信号传递及控制：车组运行时必须服从于第一辆车的车内计算机的指挥，因此车辆应有信号传输线。信号传输线的前端接线端子装在缓冲风缸的活塞杆头上，后端装在后钩的防冲腕内。前后车钩挂好后，缓冲风缸的活塞杆伸出顶住防冲腕，同时将前后接线端于相接，使前后车信号传输线接通。信号传输线由信号线及地线组成，每辆车的信号线用电容C1隔开分为两段，在后半段上加一电压Vc，如图22(a)所示。车辆连挂前，后车93a点电位为零，车辆挂好后，前后车信号传输线接通，前车94信号线上电压Vc加到后车前半段线上，使后车a点电位为Vc，a点电位为Vc后，后车计算机便按连挂状态工作，并使近距离红外遥控装置停止工作。车号和控制信号以脉冲形式加到信号线上(C2为隔直流电容)，信号线中的电容C1、C2对脉冲信号的阻抗应很小，信号从车组前端传到后端应保持正确。

车辆计算机内有车号存储区，每当车辆挂好后，a点电位升高的车辆将存储的车号接先存先出的顺序加到信号线上，并被车组中所有车辆接收，但各车辆在存储车号过程中如发现有本车车号，则将本车车号之前的所有车号删除。例如：一列车共38辆，第一辆车存有38个车号，第35辆车只存35-38位的4个车号，如果有3辆在车组后部与其连挂，3辆车的第一辆车将3个车号依次(第一辆车号在前)加到信号线上，由其前后共40辆车(不包括本车)接收，前38辆车均增加3辆车号存储，第40辆车只存有本车和第41辆车车号。

如果车辆数超过2n辆，由第一辆车作出判断，将分离信号与分离后的后车组第一辆车车号加到信号线上，与车号相符的车辆接到命令后，将缓冲风缸活塞杆缩回，位置风缸将前钩顶起，车组分离。前半组车的每一辆车均将存储区中该车及以后的车号删除。

每列车由第一辆车负责控制全列车辆的运行，完成测距、测速工作，并按运行状况及通道命令、速度指示，将控制信号加到信号线上，各车辆接到信号采取加、减速和停车等措施。

当车组接近有侧通道的分岔口时，各车辆将收到地址信号，车组中部分车辆的运行路线与该地址相符时，这些车辆将进入侧通道，因此车组可能分为几段。在经过地址信号后一段距离处，设有车组分离信号，所有车辆经过此处后，缓冲风缸活塞杆缩回，此时车辆减速信号的传递由红外遥控装置完成，车辆进入分岔区后，如前后两辆车中有一辆进入侧通道，则其连挂的车钩左右错开分离，如两辆车进入同一通道，车钩不会分离。车辆通过分岔区后，在主、侧通道中均会遇到计辆检测和速度指示点，车钩未分开的车辆通过速度指示点后，将缓冲风缸活塞杆顶出，完成连挂任务；已分开车辆按速度指示运行，并按连挂程序实行成组运行。

2，插入装置：

车辆由侧通道进入主通道及由车站进入通道，或城市通道网中车辆右转弯后进入直行通道时，均会出现两股道中车辆并入一股道运行的情况，在这种情况下，必须保证车辆能够顺利地插入空挡之中，而不发生冲撞。具体方案如图22(b)所示：在主通道34和侧通道33交汇处(插入口)前的主、侧通道中各有一段长度为L的通道MN和M′N′，在这两段通道中，它们右壁的分段横向轮滚动面一一对应地用导线相连，但N和N′所处的一段不相连。只要在MN或M′N′通道中有车辆通行时，两个通道中的后续车辆均认为有车辆在其前方运行，并与之保持一定距离和相对速度，这种情况谓之为虚插入。虚插入能提前将运行车辆并入另一股道运行，使另一股道中车辆提前采取措施，防止冲撞。

主、侧通道中的车组在两车组头部纵向间隔距离大于1.8m的情况下驶入两通道的L区段时，对于后驶入车组，其前右导向轮上的电压马上降到很低，相当于邻通道的车辆突然插到了其前方，发生了虚冲撞，此时该车组自动采取制动措施，让邻通道先驶入L区段的车组先行，直至两车组间的纵向距离扩大到规定值后才恢复正常运行。

主、侧通道中两车组头部纵向间隔小于1.8m、几乎同时进入L区段时，两车组最前右横向轮电压可能都不突然下降，因而两车组可能都不减速，此时由设在L区段内距M和M′点一小段距离的F和F′点处的测速装置测定两车组的速度，如两车组速度相等或差别太小，表明两车组没有错开运行现象，通道中控制电路马上使侧通道中N′点电位为零，让侧通道中车组根据电压测距装置测定结果认为前方有静止物，实行减速，从而使两车组错开。两车组一旦错开后便按前述先后进入L区段的车组运行方式运行。当先行的主通道中车组通过N′点后，通道中控制电路断开N′点接零电位的电路，让侧通道车辆越过N′点进入插入口。

L区段的长度应大于车辆的制动距离，在车速为200km/h的通道中，L约为1000m左右；在60km/h的通道中，L约为200m左右；车站通道L长从A′点开始约90m(见图9(b))。

3，通道监视：

在通道顶部中央设有摄像机走行轨，摄像机悬挂在走行轨下方由导轮引导使其沿通道前后移动，巡视通道及车辆运行情况。其电源通过顶部输电线条侧面滑触取得，经降压后供移动电机和摄像机用。走行轨下方安装信号传输线，中芯是电视信号和控制信号传输线，外围是屏蔽管，管下部开槽，开槽处装有条形软性唇(由弹性金属片制作)，摄像机信号杆从唇间通过时唇开启，通过后唇闭合。信号杆的中芯与传输线中芯接触，外层屏蔽层与唇接触，保证了屏蔽作用。摄像机摄得的图、声信号由信号线传到监控室，监控人员通过图像和声音了解通道和车辆运行情况，并可以通过信号传输线控制摄像机移动及改变摄像角度。由于受通道分岔、交汇区及渡线区域输电线条的阻挡，摄像机走行轨不能贯通整个通道而分段设置。在每一段均单独设置摄像机，在监控人员控制下，几台摄像机分时向信号线传输信号供显示屏显示。

4，通道损坏时的安全措施：

通道在受到地震、飓风、洪水等强烈自然灾害或其他大型物体撞击时，有可能遭到损坏，此时应有使通道内车辆紧急停车的措施，以保证人员安全和减少物资损失。为此在通道右侧横向轮分段滚动面上方设一根接地线，两者之间的间隔很小，正常情况下应保证不接触。当通道受到破坏而变形时，有一部分分段滚动面将与接地线接触，使其电位为零，车辆的电压测速系统便使车辆停车，从而保证了安全。

5，车辆报警：

车辆在载客运行时，车内无服务人员，遇有紧急情况和不安全因素出现，外部无法了解，因此需设报警装置。在车内装有话筒，当车内声响超过一定强度时，摄像机打开，将车内图像和声音通过车顶天线发射，同时发射的还有车辆号码。在通道顶部每隔一段距离装有摄像信号接收机，将通过该段的车辆信号接收并通过信号线传输到监控室，监控人员根据车内情况决定该车是否到就近车站停车。如需停车，将车号通知就近通道信号点，发出该车就近停车信号。

Claims (8)

1，一种全密封通道、全自动运输系统，它由道路和车辆组成，其特征在于道路为四周密封并高架架设的通道，通道内顶面设有输电线，用于向车辆提供动力，通道侧壁设有提供给车辆的测速、地点位置和运行命令的光、电标志；车辆是靠电力驱动并由计算机控制的自动车辆，车辆顶部设有滚轮形电力接收装置，它与通道内顶面的输电线相接触；车辆侧面设有检测、接收通道侧壁的测速、地点位置和运行命令信号的装置，并将信号送至车辆计算机内处理；车辆两侧设有横向轮，两侧横向轮的外缘与通道侧壁接触，以保证车辆始终在通道中间运行。

2，按权利要求书1所述的全密封通道、全自动运输系统，其特征在于通道可为两通道，也可为三通道，它们均为一整体，前者和后者的两侧通道用来使车辆往、返运行，后者的中间通道作为备用通道，用于在某一通道维修时，取代该通道，双向主通道与备用通道之间分段设有活动侧壁，以使车辆从主通道进、出备用通道；活动侧壁由支架支撑，通道路面下设有传动电机和丝杠，支架下部的传动螺母套在丝杠上，丝杠转动时，活动侧壁移动，开通或关闭主通道与备用通道的连通；活动侧壁到达规定位置后，由支撑杆、定位螺栓将其固定。

3，按权利要求书1所述的全密封通道、全自动运输系统，其特征在于通道与各高架密封车站均通过高架密封支通道相互连通，在车站中设有站线通道供车辆到发及站台，通道门与车门相对应设置。

4，按权利要求书1所述的全密封通道、全自动运输系统，其特征在于在通道侧壁和车辆侧面设有条形灯和能反射光线的镜片；侧壁上有三行信号，上部是为车辆提供测速标志的等距离镜片，中部是为车辆提供节拍信号的等距离镜片，下部是表示地点或运行命令的镜片及条形灯；车辆侧面也设有三行信号，上部是条形灯，根据灯亮和灭表示不同信息，中部反射镜为通道检测装置提供测速标志和节拍脉冲，下部反射镜表示车辆型号和编号；通道侧壁和车辆侧面的检测点装有光源和光电接收管，分别对应对方的三行信号，车辆通过时，根据条形灯光和镜片反光的有和无组成各种信息。

5，按权利要求书1所述的全密封通道、全自动运输系统，其特征在于车辆的横向轮安装在车体下部的侧面，横向轮用轴承和压板组合在一起，通过支点轴组装在车底底架下部，并用托架托住，由弹簧顶住夹板将横向轮压在通道侧壁上，横向轮的移动范围受夹板挡限制。

6，按权利要求书1所述的全密封通道、全自动运输系统，其特征在于车辆下部的通道选择装置由支点座、风缸(油缸或电机)、推杆、导向杆、导向轮组成，风缸推动导向杆绕支点摆动，让导向轮处于左上右下或左下右上位置，使一侧导向轮扣住通道一侧的导向线，从而引导车辆进入被选择的通道。

7，按权利要求书1所述的全密封通道、全自动运输系统，其特征在于车辆的前后端设有空腔，安装车钩等连挂装置，车钩内有车辆信号传输线接头；车辆前钩尾部有定位销，钩身下方有位置风缸，车辆进站停车后，位置风缸将前钩顶起，使其不影响前面车辆出发；运行时前钩平置，两车相连过程中前钩爬上前面车辆后钩实行连挂；连挂好后，前钩下部的防冲风缸活塞杆推出，顶住前车后钩，同时将前后车辆的信号传输线接通；车辆后钩尾部有钩框，钩框内装有挡板和缓冲弹簧，坐在车辆底架的挡板座之间。

8，按权利要求书1所述的全密封通道、全自动运输系统，其特征在于车辆的横向轮和导向轮的轮面均导电，车辆中设恒流电源，恒流源的输出端接车辆前右横向轮和左导向轮，而后横向轮与右导向轮电气连接，上述装置与通道壁的横向轮滚动面共同组成车辆之间的电压测距系统，及车辆由两个通道并入一个通道运行的电气控制系统。

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