CN1860055A - 全自动交通系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种全自动交通系统，它具有系统自身的以及可以引入的单个车辆来输送人员和货物，这些车辆具有一个自身的驱动系统、一个自身的转向设施和至少一个能量拾取和导向设施，并且在一条航道上行驶。该航道的组成包括一个为单个车辆的车轮构成行驶平面的固定底基，和一个可以滚过的能源供应和导向系统。根据本发明，各单个车辆中的至少一个能量拾取和导向设施(6)可以重复地驶入和驶出航道的能源供应和导向系统(7)的工作区域。承载着单个车辆(1，14，15，17)的车轮(4)的行驶表面的底基由可以独立安置的和/或者安放的行驶轨道单元(8)组成。

Description

全自动交通系统

技术领域

本发明涉及一种如主权利要求的前叙部分所述类型的交通系统。

背景技术

为了运送人员或货物，迄今为止要使用诸如小轿车、小型面包车、载重汽车或者轨道车辆之类的系统，其中，这些系统都受到如下根本限制：或者考虑独立性、或者考虑提供高的运送流量时的能耗需求。比如，小轿车能够使人员交通高度独立，却不能前后之间保持很小间距行驶、以连接起来的方式来降低空气阻力。这一点不同于由车厢组成的轨道车辆的情况。但轨道车辆、小型面包车和载重汽车的突出缺点是：它们不能互相兼容从而构造实现一种由独立交通与联合运输的结合，来以尽可能相同的速度一起移动。

将两种运输系统组合起来，也就是在平面上独立地转向移动的那些车辆与轨道车辆组合起来，已经在一些特殊场合中付诸实施，例如用于在生产车间大厅中运送原材料或者构件，或者在机场与停车场之间运送人员。不过，这些组合体系至今还不能使我们将各车辆任意地组合成一个联合体，并且也还不能在单个车辆与联合体走过一定路程之后，再将各车辆从联合体中分离出来，以便去往各自的目的地。这样的组合系统绝大多数都基于公路车辆或者用于公路交通的车辆，它们具有一个转向啮合点，它类似于一个玩具车跑道，借助于一个杠杆机构来操纵，该机构位于一条轨道的车轮上方，而该轨道则预先给定了行驶路段的走向。这些系统都具有的缺点是：一方面不能够为完成某个单独的运输任务而单独地与牵引进行连接或者断开、或者连接到一个已经存在的联合体上去。此外，要实现分支或分叉，结构非常复杂，尤其是在道岔构造中。

已经为人员的短途运送建立了概念(DE 19623244A1)，其中自动控制的车辆行驶在混凝土航道上，其中借助于一个导向器来将车道保持在航道上，这里的牵引将混凝土航道包绕在其中。这种方法的缺点是：单个的连接和脱开只能是在超出混凝土航道两侧的导向器这种结构复杂性很高的条件下才得以实现，其中特别需要考虑到脱开或者连接点必须以很高的尺寸精度制备于混凝土构件中，这是很难实施的，并且通过使用封闭的航道需要底基的平整锁固。

还已知通过无接触的感应式传递能量的一种混凝土运输系统(DE 19955042A1)，其中自动行驶的车辆的导向是通过一条地面缝隙来实现的。不过，后者除了导向作用外没有其它功能。为了向车辆传递能量，该缝隙的两侧各铺设了一条通电的绞合线，它们通过电磁感应将能量传递到车辆上去。这种方法的突出缺点是：由于感应式能量传递，在行驶路程较长时，为产生非稳态的交变电磁场，有特别大量的能量沿着感应绞合线损耗掉，因为只有在车辆所处位置的那一段上，才会从电磁场中获取能量。

还已知一种独立自主地导向的运输车辆(DE 4127298A1)，它以全自动控制方式行驶于一个平整的车道上。该车辆中的能量供应是通过一条架空导线来完成的，这样，当进行线路建造和扩展时，产生很高的附加费用。此外，在装卸运输货物时，该架空导线非常碍手。特别是当使用叉车、吊车或者类似机械来将其抬高时，它对于操作人员来说是一个高危险源。不过，业已证实这种构造的特殊缺点在于失去自动控制时的安全性，因为车辆在平整的表面上继续移动，并在失去控制时可能沿着任意方向继续滚动或者行驶。

此外还已知一种车辆无司机操纵而自主运行的方法(DE 3315051C2)，在一个运输车辆中具有一个控制系统，其中存储了所有的控制命令——这些是在试运行时手动给出的，以便随后自动地独立执行相同的行驶。在这种方法中，既不能过多地考虑控制失灵，也不能从外部、比如沿着一条轨道向运输车辆提供能量。

另一种有关无司机操纵的运输车辆的技术使用了导向轨道(DE 29605816U1)，为了完成转向将一根安置于运输车辆上的栓柱啮合在其中。该栓柱垂直地伸向下方，并且它的上面安置有位于车辆电能供应器两侧的各一个导电触头，它们沿着轨道方向伸展，并且根据触头结构的不同，从车辆伸出来，或者水平地、或者垂直地利用摩擦接触引出。

另一种已知的技术(DE 4431516A1)中，尝试利用轨道通过独立交通、借助于复合车轮来实现，后者既具有铁道的行驶平面，又具有公路的轮胎。这种单个车辆在这里能够借助于驶入斜面自主地安放到轨道上、从而利用轨道作为错车路段。这种技术的缺点是：各单个车辆之间不可能进行连接，因此为避免严重车祸所必需的安全车距必须得到保持。而业已证实它的一个非常突出的缺点是：因为复合轮式的车轮构造，特别是在公路上行驶时，具有很高的无弹簧减震的不必要质量，这对于其行驶过程中的舒适性产生极其不利的影响。

已知为了完成人员的往返交通在车流量很大的路段上设计的自动化输送系统，它们由一条安放在轮子滚动平面上方的轨道所导引，并且用橡胶轮胎行驶在平整的混凝土航道上或者公路上。该系统的缺点是其岔道意义上的分叉构造，原因是安放在轨道上方的导引轨道只有投入很高的结构造价才能实施。

另一类已知的人员往返车辆是所谓的缆车，其中，在一条安置于中间的通道中，沿着路段方向在轨道之间敷设一条缆线，本身的车辆或者永久性地固定卡在其上面，或者通过抓手卡固。特别是在弯曲的路段导向中，这样的系统产生很高的磨损，因为那里铺设大面积的导线。此外，在这样的系统中，维修费用非常高，主要是通过控制导线的损坏而产生的。

最后，还已知一种系统，其中的车辆完全在一条沟槽中受引导，这样，虽然能够实现舒适的平面上下车，不过，其缺点是：在这样的沟槽中使用气垫车辆时出现了高度的不必要平面封闭。

发明内容

本发明的交通系统具有如主权利要求所述的特征，其优势是：既能够通过系统自身的(公共)车辆、也能够通过可以接入的单个车辆来输送人员或者货物，而无需复杂的接入与脱开装置。

本发明的交通系统的运行是通过每个车辆上的至少一个转向啮合器完全自动地完成的。它被制作成可以接通和断开的能量拾取和导向装置，并且与至少一个能量供应和导向设施实现功能连接，该设施安置于上、下坡位置，以及交叉路口或者分叉区域中，可以在航道中或其上面滚过，或者位于轮子之间，或者位于车辆的侧面上。通过这样的系统为车辆提供能量。轮子的行驶面由可以分别安置的和/或者可安放的行驶道路单元组成。这样，航道就可以非常灵活地构造。当然，本发明的交通系统也可以在现有的行驶轨道上建造使用。此外，能量供应和导向系统只需要连接到安放在轨道中的沟槽中去，或者将可以滚动的能量供应和导向系统固定到行驶轨道上。出于安全性考虑，单个车辆在驶入全自动交通系统的航道之前，需要进行自动化的安全性诊断评估。

这样的航道，其入口和出口位置是平整的板，比如混凝土板，其中制造有导向轨道。航道自身基本上由两个独立的行驶桥接，它们或者直接地装配于地面或底板上，或者在高架轨道中装配于横向支架上。航道也可以安放在地下。

全自动交通系统的特殊优点是：分叉可以被制作为被动的岔道口，即没有机械的可移动构件。在分叉处对方向的选择是由车辆通过能量的拾取和导向装置来预先给定的。

通过能源供应和导向系统上可以滚动的构造，可以很容易地实现分叉、交叉、驶入和离开。在本发明的一种优选构造中，行驶道路单元制造为简单的平板，其中装备有能源供应和导向系统的通道。在与此相关的另一个变例中，能源供应和导向系统也能够制作为该板的集成组成构件。通过直接位于行驶轨道面上或其下方的能源供应和导向系统，就绕开了由于上方架空导线造成的能源供应中的问题。前面提到，架空导线的问题是：一方面制造和维护的费用很高，另一方面在装卸货物时是很大的安全隐患，例如使用吊车作业时。同时，它也避免了下面的危险：例如为监视或者维修作业而驶入航道时，与铺设于行驶轨道上的导电能源供应和导向系统脱离开来。

能源供应和导向系统具有至少一个导电的电极来为车辆供应能源，它从能源拾取和导向系统中伸出而由一个摩擦或者滚动触头引出。导向系统的一种可能结构是有一个向下封闭的通道，以便将导向轨道直接地安放到制造集成构件的外壳之中，比如在制造混凝土构件过程中实施。导向系统的第二种可能构造方式是采用在纵向上分成两个构件的形式，这样可以在航道的高架轨道实施方式中，落入到导向缝隙中的灰尘能够通过构成两条导向轨道的构件之间留出的缝隙落下来。

本发明中关系到能源供应和导向系统的另一个优选实施例中，它被制作为一个平整状的，因此在表面的上方或者直接在此面下方没有其它的可滚动带，它随后重新封闭起来，其上铺设航道。这里，此实施变例中能源拾取和导向设施不进行机械式接合，其中的能量传递和车辆的导向都是无接触地完成的，即通过电磁方式实现。

车辆具有普通公路车辆的轮胎，因此特别是处于本发明的交通系统的航道附近的各车辆也能在普通的公路上行驶。为此，各车辆的能量拾取和导向设施在其航道的能源供应和导向系统作用范围内可以接入。此外，车辆上装备有一个能量存储器，这样，特别用来满足从住处到航道入口之间行驶的需要。燃料电池车辆也可以使用本发明的交通系统，特别考虑长途行驶的能源供应问题时，因为它们只具有相当小的燃料电池设备。原因是该设备只需要为很短的路程工作，即从航道的入口和出口到出发地或者目的地之间的路段。这样，本发明的交通系统帮助单个车辆实现减重，使其额外地节省能耗。作为单个车辆，其适用范围也包括使用不同驱动系统的混合动力车辆。

在本发明的另一个优势性实施例中，桥接，也就是承载着单个车辆轮子行驶面的底面，其横截面构造呈凹曲状。这样有助于对车轮更好地导向。在接入和脱开、分叉以及交叉口之外，这种凹曲的横截面还可以拓展成沟槽状横截面。这种情况下，桥接在边缘区域中具有抬起的凸起，因此在车辆的轮子旋转时产生的行驶噪音，无论是在各单个桥接的外边缘、还是在其内边缘，都通过该凸起向上方散射传播，即朝向航道上行驶的车辆的车轮罩方向传播。车辆的车轮罩为了减小噪音发射覆盖有一种吸收噪音的衰减材料，因此由行驶轨道向上辐射的轮子噪音被衰减并再次朝向桥接表面反射。

在本发明的另一个实施例中，也可以将车轮突起的内侧用一种吸收噪音的衰减材料包覆起来。为此，被包覆于车轮上的外侧凸起比朝向车轮内侧的凸起要高出一些。仅此一项措施自身就有助于降低噪音的侧向辐射。

在本发明的另一个优选实施例中，为车轮设置的行驶面上铺设有耐磨表面层。有利于此的一个实施变例中，制备于行驶面上的耐磨表面层是可以更换的。发生磨损的表面层位置应当容易更换。这样就不再需要将行驶轨道进行很费事的铣削。此外，还可以用这样的方式使行驶面具有与承载它的道路底基之间具有各种不同的性能，从而从价格和使用寿命角度为两个构件选择各自的最佳材料。

在本发明的另一个优选实施例中，交通系统能够实施为高架起来的航道而呈现巨大优势。为此，沿着航道在地基中竖立起支座，并且在其自由尾端上固定横向支架。在支架上就可以安放具有行驶面的道路单元。

本发明的一种优势性构造的设计中，除了对于通过能源供应和导向系统与接合到该系统中的能量拾取和导向设施所完成的能量传输进行能源供应监测之外，还额外地对于各单个车辆的控制命令进行监测。

本发明的另一种优势性构造中，除控制命令外，还能够通过导向轨道提供信息传送服务——如电视、收音机或者国际互联网信息。此外还集成有通讯服务线路。

在本发明的另一个优势性构造的设计中，允许各单个车辆在行驶联合体中行驶。为此，各单个车辆装备有一个控制和调节系统，该系统使它们能够以前后狭窄并保持不变的间距行驶。联合体中的汽车所具有的有益于流动的排列，具有的优势是：与单车独自行驶相比为，行驶所需要的能耗减少了。行驶联合体可以由人员运输车辆组成，也可以由货运车辆组成。本发明的一个与此相关的优势性构造中，在两个单独车辆之间设置有没有自己的独立驱动系统的货运集装箱。

在本发明的交通系统中，特殊的优势在于：对于电力能源的需求不是在一个固定的地点，而是沿着一条远程连接的航道伸展在这样的航道所在的宽广区域。作为本发明的运输系统的补充，还可以沿着航道建立起设施，来为交通道路以非集中的电源供应电力能源，例如由风力发电设施等利用可再生的能源供电。

此外，因为本发明的交通系统的能源供应以电力为基础，因此可向电网回送能源，例如在制动过程中释放出来的能量，供给其它的行驶在航道上的车辆直接使用。这样，下坡行驶的车辆可以将其在传统的交通系统中作为热能损耗形式出现的滞后功，提供给上坡行驶中的车辆，这是通过传输的迂回以电能形式提供的。

本发明的其他优势以及优势性构造可以从以下有关实施例的说明、图例和权利要求中得出。

附图说明

图例中简单地给出了两个本发明的交通系统的实施例，并在下面予以详细说明。图中所示为：

图1一个四车道的横截面和所有车道上的行驶航道，作为第一实施例和第二实施例。

图2一个混合的车辆联合体的侧视图。

附图标记说明

1  车辆

2  车轮罩

3  噪声吸收材料

4  轮胎

5  转向和能源供应设施

6  引出头

7  导向轨道

8  桥接

9  凸起

10 减震中间层

11 横架

12 支座

13 地基

14 单个车辆

15 人员运输车辆

16 货物集装箱

17 货运车辆

18 行走机构

具体实施方式

图1给出了车辆1、它的底基，尤其是在车轮罩2上，外部包覆有一层噪音吸收材料3。车辆1具有公路车辆普遍使用的轮胎4，这样，车辆1既能够在普通的交通道路上行驶，也能够用于本发明的交通系统中。车辆1在两侧车轮之间的转向轴的中间具有一个可以向内或向外的转向和能量供应设施5，它具有至少一个引出头6，通过它可以为车辆行驶提供电能，也可以提供控制信号，以及可选择性地提供信息和通讯服务连接。转向和能源供应设施5插入到一个导向轨道7中，后者铺设于车轮的滚动平面的下方。本实施例中为一种高空轨道实施形式，导向轨道7分成两部分，并且向下敞开。车辆1在桥接8上滚动，后者的上侧边沿的构造为，使得车辆轮胎滚动时产生的滚动噪音向上辐射传播，即朝向覆盖着噪音吸收材料3的车轮罩2辐射。为此。桥接8的侧面被向上拉起的凸起9所限定边界，其中在本实施例中外侧凸起9比朝向车轮内侧的凸起9要高一些。桥接8通过一个减震中间层10支承于行驶道路底基上。在图1所示的高架轨道实施方式中，该行驶道路底基由等间距安放的横架11构成，它们又被支承于支座12上，以一定间距在地面上方连接起来。支座12深深地潜入到地下，使得其地基13能无冰冻地敷设。为了实现弯道超高，横架11制造成锯齿状，从而使外侧的行驶轨道高于内侧。

图2中给出了第二实施例涉及一种车辆联合体，由单个车辆14和一辆公共人员交通车辆15组成，后者具有未详细给出的机构来悬挂货物集装箱16。由于货物集装箱16没有自身的行走机构，它在其后端被一个货运车辆17拖带。纯粹的货运车辆17和人员运送车辆15的构造，使它们都既能够作为牵头车辆、又能作为后接车辆，用于其中加入货物集装箱16的一个运输联合体中。这里，运输车辆的构造使得它们能够将额外的载荷如同示意性给出的那样均匀地分配到所有的轴上，这些额外的载荷是通过将货物集装箱16的中间悬挂而施加到其行走机构18上去的。

在说明书、后面的权利要求书所给出的、以及图例中所示的特征，既可以单独地、也可以通过任意的互相组合构成发明的基本要素。

Claims (15)

1、一种全自动交通系统，

—具有系统自身的以及可以引入的单个车辆，来输送人员和货物，它们具有一个自身的驱动系统、一个自身的转向设施和至少一个安置于车道之间或者其附近的能量拾取和导向设施，

—具有一条航道，它的组成包括一个为单个车辆的车轮构成行驶平面的固定底基，和一个被安置于行驶平面之间或者贴近其安置的、至少在驶入和驶出位置上、以及交叉口或者分叉口处可以滚过的能源供应和导向系统，其中，各单个车辆中的至少一个能量拾取和导向设施，与航道的能源供应和导向系统进行功能连接，及

—具有单个车辆的驶入和驶出位置，

其特征为：

—单个车辆(1，14，15，17)中的至少一个能量拾取和导向设施(6)可以重复地驶入和驶出航道的能源供应和导向系统(7)的工作区域，及

—承载着单个车辆(1，14，15，17)的车轮(4)的行驶平面的底基由可以独立安置的和/或者安放的行驶轨道单元(8)组成。

2、如权利要求1所述的交通系统，其特征为：

能源供应和导向系统(7)安置于航道上并且只是略微高出车轮(4)的滚动平面。

3、如权利要求1所述的交通系统，其特征为：

为车辆车轮(4)导向的行驶表面(8)构造成凹曲的横截面。

4、如权利要求3所述的交通系统，其特征为：

行驶表面(8)在接入和离开点、分叉以及交叉点之外，在其边缘区域具有向上伸起的凸起(9)。

5、如权利要求4所述的交通系统，其特征为：

位于车辆车轮(4)外测的凸起(9)，要高于接近车辆的车轮(4)内侧的凸起(9)。

6、如权利要求4或5所述的交通系统，其特征为：

限定车辆(4)外侧的内凸起(9)的内表面上设计有噪音吸收覆盖层。

7、如权利要求1至5所述的交通系统，其特征为：

单个车辆(1，14，15，17)的底侧，比如其车轮罩(2)，设计有噪音吸收覆盖层。

8、如权利要求1至7所述的交通系统，其特征为：

行驶表面(8)上铺设有耐磨覆盖层。

9、如权利要求8所述的交通系统，其特征为：

耐磨覆盖层可以更换。

10、如权利要求1所述的交通系统，其特征为：

航道被装配于静置于横向横架(11)上的支座(12)上。

11、如权利要求1或2所述的交通系统，其特征为：

通过能源供应和导向系统(7)，在传输驱动能量外，可以额外地为单个车辆(1，14，15，17)传送控制信号。

12、如权利要求1或2所述的交通系统，其特征为：

能源供应和导向系统(7)用于传送通讯和信息信号。

13、如上述权利要求之一所述的交通系统，其特征为：

单个车辆(1，14，15，17)在行驶联合体中前后密集地排列行驶。

14、如上述权利要求之一所述的交通系统，其特征为：

单个车辆(1，14，15，17)具有间距调节系统。

15、如权利要求13或14所述的交通系统，其特征为：

为了组成一个货物运输联合体，可以在两个单个车辆(15，17)之间安置货物集装箱(16)。

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