CN1803506A - 单人车厢高架轨道列车交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种单人车厢高架轨道列车交通系统，涉及公共交通设施领域。本单人车厢高架轨道列车交通系统包括支柱、架设在支柱上的高架轨道，可以在高架轨道上行驶的单人车厢列车，以及分布在高架轨道沿线用于连接地面和高架轨道的一系列上下乘客的站台，所述的单人车厢列车上设有车厢控制总系统，在每一个车厢上分别设有用于控制各个车厢门开合和显示各种信息的车厢控制子系统，各车厢控制子系统均连接在车厢控制总系统上；所述的站台上设有站牌系统，上述站牌系统和车厢控制总系统之间是通过控制中心的中央控制系统相联接的。本单人车厢高架轨道列车交通系统不仅智能化程度高、安全可靠，还拓展了运输空间。

Description

单人车厢高架轨道列车交通系统

技术领域

本发明涉及公共交通设施领域，尤其是涉及一种单人车厢高架轨道列车交通系统。

背景技术

现有的城市公共交通运输工具主要是公共汽车和公共电车，在一部分大城市中也采用了轻轨和地铁。公共汽车和公共电车虽然具有造价低，灵活性较高，易于广泛推广应用等优点，但是运行速度较慢，搭乘不舒服，容易污染环境。另一方面，轻轨和地铁虽然速度快，搭乘舒服，不大会环境污染，但是因车体过大而无法使用于普通道路上，而且造价成本高昂，不利于推广应用。因此，拓展城市新空间，设计一种兼具上述两种运输方式优点，同时又能具备高品质的运输质量的新的交通工具，作为现有交通工具，尤其是常规公共交通运输工具的补充，有着十分重要的意义。

为了实现上述的设想，人们进行了长期的探索，提出了多种多样的实施方案。例如，中国专利文献公开了一种高架列车(申请号：CN02806688.X)，由一节或多节车厢组成的，悬挂在一轨道或类似设施上运行。该方案中，没有设置一个合理的供乘客上下车的站台，因此，搭乘起来很不方便。此外，列车的体积也较大，占用空间大，造价成本也是相当高。

高架轨道列车的微型化是一种可以实现上述目的的方案之一。由于微型化的轨道列车的每个车厢内的乘客数量较少，这样就为能够利用原有道路的空间、开辟新的运输途径和乘客的舒适便捷操作和乘车提供了可能性。公共汽车和公共电车在使用时会出现堵塞和红绿灯的问题。地铁和轻轨的建造城市人口数量一般要达到百万以上，其原因在于如果客流量不够，运营成本就会过高。高架轨道列车的微型化既能解决堵塞和红绿灯的问题，又不会受到搭乘人员数量的制约，有着两者不可替代的优势。它的功能定位主要在城市的公共交通，尤其是无法建造地铁、轻轨的中小城市，还有繁华的商业街道，同时它也可以使用于风景旅游区、机场与交通枢纽点的连接等等。

关于微型列车的设计方案也曾有人提出过，例如有人提出了在每节车厢中仅乘坐四人的设想。但是，由于整体方案缺乏合理的设计，设备成本较高，运作费用大，经济性较差；上下车操作步骤较为烦琐，乘客难以根据自己的需要方便地自主控制实现上下车，列车运行效率差。因此，实际的应用价值不大，难以形成产业化，至今仍无法推广应用。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种设计合理，结构简单，易于实施，且成本低廉，运行平稳，兼具现有的各种常规公共交通运输工具和快速轨道交通运输工具优点的单人车厢高架轨道列车交通系统；解决了现有技术所存在的各种公共交通运输方式的优势无法进行融合，虽然各种运输方式都有其某一方面的优点但同样存在其固有的无法克服的缺陷等的技术问题。

本发明的另一目的是针对上述问题，提供一种智能化程度高，控制系统便于操作，控制信号传输稳定，系统运行平稳，站台设计合理，乘坐起来简单方便的单人车厢高架轨道列车交通系统；解决了现有技术所存在的容易导致系统混乱，操作步骤较为烦琐，乘客难以根据自己的需要方便地自主控制实现上下车等的技术问题。

本发明还有一目的是针对上述问题，提供一种安全可靠，各列列车和列车上的各个车厢相互协调有序运作的单人车厢高架轨道列车交通系统；解决了现有技术所存在的安全性较差，运行在轨道上的各列列车，以及每列列车上的各个车厢的控制难以协调等的技术问题。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：本单人车厢高架轨道列车交通系统，包括支柱、架设在支柱上的高架轨道，可以在高架轨道上行驶的单人车厢列车，以及分布在高架轨道沿线用于连接地面和高架轨道的一系列上下乘客的站台，其特征在于，所述的单人车厢列车上设有车厢控制总系统，在每一个车厢上分别设有用于控制各个车厢门开合和显示各种信息的车厢控制子系统，各车厢控制子系统均连接在车厢控制总系统上；所述的站台上设有站牌系统，上述站牌系统和车厢控制总系统之间是通过控制中心的中央控制系统相联接的。这里的站牌系统用于显示进站的单人车厢列车中各个车厢的状态以及列车进站时间等信息。

本发明采用单人车厢的高架轨道列车交通系统作为公共交通运输工具，并通过列车上的车厢控制总系统、车厢控制子系统、站台上的站牌系统、控制中心的中央控制系统相互协调工作，实现整个运输系统的有序运行。上述单人车厢列车中各个车厢的状态主要是指在轨道列车到站前站台上的站牌要显示的有人要下车的车厢和空车厢。并且，轨道列车到站后要自动打开的有人要下车的车门和空车厢的车门。这样就为列车的正常、高效运行铺平了道路，也就是解决了单人车厢高架轨道列车交通系统在实际运行中的核心的问题。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的中央控制系统包括用于处理接收到的信息和发送操作指令的中央控制服务器，与中央控制服务器相连的通讯模块A，所述的通讯模块A分别与站牌系统和车厢控制总系统相联接。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的车厢控制总系统包括控制总线，在控制总线上连接有若干车厢控制子系统，所述的控制总线通过通讯模块B与单片机控制系统相连，所述的单片机控制系统通过通讯模块C与中央控制系统的通讯模块A进行信息交换。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的站牌系统包括站台上的站牌，所述的站台上的站牌与一个站牌显示控制系统相连，所述的站牌显示控制系统连接在通讯模块D上，所述的通讯模块D接收来自中央控制系统的通讯模块A的显示控制数据。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的高架轨道包括并列布置的行驶上行列车的上行轨道和行驶下行列车的下行轨道，上行轨道和下行轨道位于同一平面上，所述的上行列车和下行列车的车厢门分别朝向高架轨道的两侧；在站台上分别设有上行通道和下行通道。为了便于乘客的乘坐，本发明在高架轨道上设计了相互的对开的上行列车和下行列车。并且配置了便于搭乘和换乘的站台。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的车厢控制子系统包括与控制总线相连的对应于各个车厢的若干个单片机系统，控制总线是通过通讯模块E与各个单片机系统进行信息交换的；每个单片机系统分别连接有与其车厢相对应的显示装置，把乘客的到站信息发送到车厢控制总系统的输入装置，以及执行车厢控制总系统的控制指令的门开关执行机构；所述的门开关执行机构由门开关控制电路和门开关动力装置组成，门开关控制电路与安装在车厢门边检测乘客出入的光电检测装置相连接。输入装置把乘客的到站信息发送到车厢控制总系统；显示装置显示乘客的输入信息、列车运行等情况。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的通讯模块之间可以采用有线通讯方式，也可以采用无线通讯方式；所述的无线通讯方式采用GPRS模式或CDMA模式中的任意一种。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的车厢控制总系统上还安装有GPS单元。6PS单元与单片机控制系统连接。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的中央控制服务器上还连接有监控计算机。

在上述的单人车厢高架轨道列车交通系统中，所述的中央控制服务器上还连接有显示各列车辆位置的大显示屏。

与现有的技术相比，单人车厢高架轨道列车交通系统的优点在于：

1、设计合理，结构简单，易于实施，且成本低廉，快捷、准时、舒适，兼具现有的各种常规公共交通运输工具和快速轨道交通运输工具优点。

2、智能化程度高，控制系统便于操作，控制信号传输稳定，系统运行平稳，站台设计合理，乘客在搭乘和换乘都很简单方便。

3、安全可靠，各列列车和列车上的各个车厢相互协调有序运作。

4、能在普通道路之上架设轨道，拓展了运输空间，可实现网络化交通，并且整个系统自成一体，无任何车辆、行人穿行。

附图说明

图1是本发明提供的单人车厢高架轨道列车交通系统结构示意图。

图2是本发明提供的单人车厢高架轨道列车交通系统的整体结构框图。

图3是本发明提供的单人车厢高架轨道列车交通系统的车厢控制子系统的结构框图。

图中，支柱1、高架轨道2、上行轨道21、下行轨道22、单人车厢列车3、车厢31、站台4、车厢控制总系统5、单片机控制系统50、车厢控制子系统51、控制总线52、单片机系统53、显示装置54、站台按钮55、门开关执行机构56、门开关控制电路561、门开关动力装置562、光电检测装置563、站牌系统6、站牌显示控制系统61、站牌62、中央控制系统7、中央控制服务器71、监控计算机73、大显示屏74、GPS单元8、通讯模块A101、通讯模块B102、通讯模块C103、通讯模块D104、通讯模块E105。

具体实施方式

如图1所示，单人车厢高架轨道列车交通系统由架设于地面的小高架(由支柱1和高架轨道2组合而成)、联接地面与轨道平面的一系列小型站台4、行驶在高架上的单人车厢高架轨道列车3以及控制中心等组成。

单人车厢高架轨道列车车体可使用铝合金型材或薄型不锈钢；传动系统采用动力转向架或动力转向架和非动力转向架的结合；车轮使用橡胶轮胎；列车的电源可以来自于接触网，如果技术上有突破，也可以使用能快速充电的高性能的电池。列车实现自动驾驶，用电力牵引，最高时速60公里。列车车厢高约1.1米，宽约0.9米，长约1.1米，若干个单人车厢组合成一节车厢31，每一列车设计乘坐25个人，由多节车厢31相连接。车厢31内有：单人坐椅；用于发到站指令的输入装置，在本实施例中，所述的输入装置为站台按钮55；用于收看各种信息、观赏车外景象，提醒乘客下一个是什么站台4的显示装置54；用于车厢31与车厢31联系、车厢31与控制中心联系的通讯联络装置；还有空调装置等。

支柱1高约5米，一般立于街道的人行道边或绿化树旁或绿化带上。为增加美感，支柱1可以有各种造型，也可以进行艺术装饰。

如图1所示，高架轨道2包括并列布置的行驶上行列车的上行轨道21和行驶下行列车的下行轨道22，上行轨道21和下行轨道22位于同一平面上。二条轨道同平面并列安装，总宽度约2.0米，运行来回对开的单厢列车。轨道上下两层纵横交错，形成轨道网络交通。电缆和电气线路与轨道并行安装。轨道结构中同时可收入布设于城市空中的各种杂乱无章的线路。路灯可架设在轨道上。轨道也可以进行艺术装饰。

上行列车和下行列车的车厢门分别朝向高架轨道2的两侧；在站台4上分别设有上行通道和下行通道。站台4包括阶梯、候车台、顶棚、单厢列车停靠轨道等，总宽度约5.5米。上行通道和下行通道均为阶梯。阶梯有进口阶梯、出口阶梯以及站台4与站台4之间的联接阶梯；一个站台4有相对的两个候车台，候车台与候车台相通；在道路的交叉口，可设置两个或两个以上相互联接的站台4；轨道网络中各站点的站台4可实现“链接”。站台4安装有“自动售票机”、“自动检票机”和“站牌62”。

如图2所示，单人车厢列车3上设有车厢控制总系统5，在每一个车厢31上分别设有用于控制各个车厢门开合的车厢控制子系统51，各车厢控制子系统51均连接在车厢控制总系统5上。站台4上设有站牌系统6，所述的站牌系统6用于显示进站的单人车厢列车3中各个车厢31的状态；上述站牌系统6和车厢控制总系统5之间是通过控制中心的中央控制系统7相联接的。车厢控制总系统5的单片机控制系统50上还连接有GPS单元8。GPS单元8将列车轨迹数据(包括时间、位置、速度及行车方向等信息)发送到单片机控制系统50和中央控制系统7。控制中心在地面建筑物内，根据区域或高架的走向在一个城市中可以是一个，也可以有几个。控制中心设有中央控制系统7。上述单人车厢列车3中各个车厢31的状态主要是指在轨道列车到站前站台4上的站牌62要显示的有人要下车的车厢31和空车厢31。并且轨道列车到站后要自动打开的有人要下车的车门和空车厢31的车门。

如图2所示，中央控制系统7包括用于处理接收到的信息和发送操作指令的中央控制服务器71，与中央控制服务器71相连的通讯模块A101，所述的通讯模块A101分别与站牌系统6和车厢控制总系统5相联接。中央控制服务器71上还连接有监控计算机73，以及显示各列车辆位置的大显示屏74。

车厢控制总系统5包括控制总线52，在控制总线52上连接有若干车厢控制子系统51，所述的控制总线52通过通讯模块B 102与单片机控制系统50相连。所述的单片机控制系统50通过通讯模块C103与中央控制系统7的通讯模块A101进行信息交换。

如图3所示，车厢控制子系统51包括与控制总线52相连的对应于各个车厢31的若干个单片机系统53，控制总线52是通过通讯模块E105与各个单片机系统53进行信息交换的；每个单片机系统53分别连接有与其车厢31相对应的显示装置54，把乘客的到站信息发送到车厢控制总系统5的站台按钮55，以及执行车厢控制总系统5的控制指令的门开关执行机构56；所述的门开关执行机构56由门开关控制电路561和门开关动力装置562组成，门开关控制电路561与安装在车厢门边检测乘客出入的光电检测装置563相连接。门开关控制电路561听从车厢总控制系统5的开/关门指令，门开关动力装置562由门开关控制电路561控制。单片机控制系统50的主要工作是：接收车厢控制子系统51的站台按钮55信息；把列车有人要下车的车厢31和空车厢31报告到中央控制系统7；列车到站台4后，下发开车门的指令传到车厢控制子系统51，打开有人要下车的车门和空车厢31的车门；列车离开站台4前，发送关车门的指令。

如图2所示，站牌系统6包括站台4上的站牌62，站牌62与站牌显示控制系统61相连，所述的站牌显示控制系统61连接在通讯模块D104上，所述的通讯模块D104接收来自中央控制系统7的通讯模块A101的显示控制数据。

上述的通讯模块A101与通讯模块D104和通讯模块C103间采用GPRS模式无线通讯方式。此外，列车自动运行控制系统(ATC系统)和无线通讯系统在技术上已经很成熟，可以采用。单厢列车采用跨座的运行方式，高架的支柱用钢筋混凝土制成，轨道用预应力混凝土，小型站台是钢筋混凝土和钢材的结合体。现有轨道列车的制造技术涉及面广而复杂，很多现成的技术可以应用于单厢列车系统。

在城市新的规划中，如果其道路的设计已经考虑到了单厢列车小高架的建造，那就不会有什么障碍。但如果是在城市原有的道路上建造小高架，就有可能遇到诸如立交桥、电力线这些问题，但这些问题并非不能克服。其实，在一个现代城市中，如果要建设单厢列车系统，对一些阻碍小高架建造的立交桥进行适当改造，对电力线地下埋，是完全可以做到的。

乘坐时，乘客从安装在站台4进口处的自动售票机购得车票(智能工C卡或其它)，通过进口阶梯，并经过自动检票机检票后，进入候车台候车。装在两候车台之间上方的站牌62会显示最近列车的距离或到站的时间，同时在列车未到站前就会发出信号，告诉乘客到来的单厢列车哪些车厢31有人要下车或是空车厢31，乘客可以预先到有人要下车的车厢31或空车厢31的位置等候上车。列车到站后，车门会自动打开，乘客利用车厢31内的坐椅与候车台约0.45米的高度差，象坐小轿车那样，能方便、快捷地坐进车厢31内。

乘客坐进车厢31后，只要按下到站站台4的站台按钮55就可以了，运行中，车厢31内的显示装置54等可供乘客选择使用，列车到站后车门会被自动打开，乘客下车后可从出口阶梯离开候车台。

如果想要换乘，只要在设有两个或两个以上站台4的交叉路口下车就可以了，因为这里有用联接阶梯相联接的站台4，每个站台4上的候车台停靠驶向不同方向的单厢列车。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了支柱1、高架轨道2、上行轨道21、下行轨道22、单人车厢列车3、车厢31、站台4、车厢控制总系统5、单片机控制系统50、车厢控制子系统51、控制总线52、单片机系统53、显示装置54、站台按钮55、门开关执行机构56、门开关控制电路561、门开关动力装置562、光电检测装置563、站牌系统6、站牌显示控制系统61、站牌62、中央控制系统7、中央控制服务器71、监控计算机73、大显示屏74、GPS单元8、通讯模块A101、通讯模块B102、通讯模块C103、通讯模块D104、通讯模块E105等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (10)

1、一种单人车厢高架轨道列车交通系统，包括支柱(1)、架设在支柱(1)上的高架轨道(2)，可以在高架轨道(2)上行驶的单人车厢列车(3)，以及分布在高架轨道(2)沿线用于连接地面和高架轨道(2)的一系列上下乘客的站台(4)，其特征在于，所述的单人车厢列车(3)上设有车厢控制总系统(5)，在每一个车厢(31)上分别设有用于控制各个车厢门开合和显示各种信息的车厢控制子系统(51)，各车厢控制子系统(51)均连接在车厢控制总系统(5)上；所述的站台(4)上设有站牌系统(6)，上述站牌系统(6)和车厢控制总系统(5)之间是通过控制中心的中央控制系统(7)相联接的。

2、根据权利要求1所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的中央控制系统(7)包括用于处理接收到的信息和发送操作指令的中央控制服务器(71)，与中央控制服务器(71)相连的通讯模块A(101)，所述的通讯模块A(101)分别与站牌系统(6)和车厢控制总系统(5)相联接。

3、根据权利要求2所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的车厢控制总系统(5)包括控制总线(52)，在控制总线(52)上连接有若干车厢控制子系统(51)，所述的控制总线(52)通过通讯模块B(102)与单片机控制系统(50)相连，所述的单片机控制系统(50)通过通讯模块C(103)与中央控制系统(7)的通讯模块A(101)进行信息交换。

4、根据权利要求2所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的站牌系统(6)包括站台(4)上的站牌(62)，所述的站台(4)上的站牌(62)与一个站牌显示控制系统(61)相连，所述的站牌显示控制系统(61)连接在通讯模块D(104)上，所述的通讯模块D(104)接收来自中央控制系统(7)的通讯模块A(101)的显示控制数据。

5、根据权利要求1或2或3或4所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的高架轨道(2)包括并列布置的行驶上行列车的上行轨道(21)和行驶下行列车的下行轨道(22)，上行轨道(21)和下行轨道(22)位于同一平面上，所述的上行列车和下行列车的车厢门分别朝向高架轨道(2)的两侧；在站台(4)上分别设有上行通道和下行通道。

6、根据权利要求5所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的车厢控制子系统(51)包括与控制总线(52)相连的对应于各个车厢(31)的若干个单片机系统(53)，控制总线(52)是通过通讯模块E(105)与各个单片机系统(53)进行信息交换的；每个单片机系统(53)分别连接有与其车厢(31)相对应的显示装置(54)，把乘客的到站信息发送到车厢控制总系统(5)的输入装置，以及执行车厢控制总系统(5)的控制指令的门开关执行机构(56)；所述的门开关执行机构(56)由门开关控制电路(561)和门开关动力装置(562)组成，门开关控制电路(561)与安装在车厢门边检测乘客出入的光电检测装置(563)相连接。

7、根据权利要求5所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的通讯模块之间可以采用有线通讯方式，也可以采用无线通讯方式；所述的无线通讯方式采用GPRS模式或CDMA模式中的任意一种。

8、根据权利要求5所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的车厢控制总系统(5)上安装有GPS单元(8)。

9、根据权利要求5所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的中央控制服务器(71)上还连接有监控计算机(73)。

10、根据权利要求5所述的单人车厢高架轨道列车交通系统，其特征在于，所述的中央控制服务器(71)上还连接有显示各列车辆位置的大显示屏(74)。

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