CN202966292U - 轨道交通系统车站 - Google Patents
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Abstract
本实用新型发明公开了一种轨道交通系统车站，其特征在于该轨道交通车辆进入车站时，经过一段坡道进行能量转换，将动能转换为重力势能来减速，出站时再经过一段坡道，借用重力势能转换为动能来加速。采用本实用新型，可减少车辆进站时刹车制动造成的能量损失浪费，在出站时，使用进站时回收的动能，来减少车辆起步加速过程中要消耗的驱动能量，达到节能环保目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种轨道交通系统的车站，能减少车辆进站减速时的动能浪费，并将此动能应用于车辆出站加速时，具有节能环保作用。
背景技术
目前，公知的轨道交通系统中，车辆进入车站时，必须经过刹车制动，将动能转换为内能全部消耗掉。这部分能量对于庞大的遍布全城甚至全国的每天都要运营的轨道交通系统而言，积聚起来将是很大的一块能源浪费。
发明内容
要解决的技术问题
为了将车辆进站减速过程中消耗的动能利用起来，本实用新型提供一种车站设计，使车辆进站减速过程中消耗的动能以另一种能量形式得到储存，并在车辆出站时释放出来，使车辆重新得到原有的动能，减少车辆出站加速过程中消耗的能源。
技术方案
本实用新型解决的技术方案是将车站站台处的轨道与车站以外范围的轨道建设在不同的水平标高上，车站站台处的轨道标高高于车站以外范围的轨道。轨道交通车辆进入车站时，通过坡道上坡来减速，将动能转为重力势能得以储存。出站时，通过坡道下坡得到加速，将重力势能转回为动能。
本实用新型的有益效果是，通过简单的技术方案，减少车辆进站时制动造成的能量损失浪费，将此能量回收，再利用在出站加速时，可减少车辆起步加速过程中要消耗的驱动能量，实现节能环保。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型在车辆进站前车辆的运动状态及受力分析。
图2是本实用新型的进站坡道上车辆的运动状态及受力分析。
图3是本实用新型在车辆进站后停于站内时车辆的受力分析。
图4是本实用新型的出站坡道上车辆的运动状态及受力分析。
图5是本实用新型在车辆出站后车辆的运动状态及受力分析。
图6是本实用新型的整体侧视图
表1是本实用新型的站内外轨道高度差与车辆在站内外的速度关系表。
图中1.示范车辆，2.站外轨道，3.站内轨道，4.进出站轨道坡道，v.示范车辆1在站外轨道2上的运动方向及速度，v1.示范车辆1在进出站轨道坡道上的运动方向及速度，G..示范车辆1所受重力，N.示范车辆1所受轨道的支持力，f.示范车辆1所受阻力，F.示范车辆1自身的驱动力。
具体实施方式
在图1所示实施例中，示范车辆1在站外轨道2上正常匀速高速行驶，其所受重力G与轨道支持力N相平衡，其自身驱动力F与其所受阻力f相平衡，示范车辆1保持以速度v匀速前行。其动能与重力势能没有变化，驱动力F所需能量等于阻力f所耗能量。
此时其重力势能大小视为0，其动能公式E＝0.5×m×v2
m为示范车辆1的质量
在图2所示实施例中，示范车辆1行驶在进站轨道坡道4上，延进站轨道坡道4倾斜向上驶入车站。示范车辆1所受重力G与轨道支持力N失去平衡，产生向后的合力，在没有使用刹车制动的情况下，也能使示范车辆1的速度v1减慢。随着示范车辆1的高度上升，其动能在减小，并向重力势能转换。此过程中没有使用刹车制动，因此没有发生车辆进入传统车站时刹车制动使动能减损的情况。
依据能量守恒定律，示范车辆1的动能与重力势能之和等于图1所示实施例中示范车辆1的动能，其能量公式E＝0.5×m×v2＝0.5×m×v1 2 + m×g×h
g为重力加速度值
h为示范车辆1所在位置的水平高度与站外轨道2所在水平高度之间的高度差
在图3所示实施例中，示范车辆1行驶在站内轨道3上，以安全速度缓慢进站停车。其原来的大半动能都已经转换为重力势能。由于重力势能的大小只受示范车辆1的高度位置影响，不会受其他例如时间、温度、干湿等环境外因影响，所以是丰常完美的能量保存形式。示范车辆1在站内停靠的时间长短、停靠时的气候、气温等都不会造成示范车辆1的重力势能减损，能保证示范车辆1在出站以后得到足够的动能，达到正常的行驶速度v。
此时其动能大小视为0，其重力势能E＝m×g×H
H为站内轨道3所在的水平高度与站外轨道2所在水平高度之间的高度差
在图4所示实施例中，示范车辆1行驶在出站轨道坡道4上，延出站轨道坡道4倾斜向下驶出车站。示范车辆1所受重力G与轨道支持力N再次失去平衡，产生向前的合力，在没有增加驱动力的情况下，能使示范车辆1的速度v1加快。随着示范车辆1的高度下降，其重力势能在减小，并向动能转换。此过程中没有加大驱动力，因此没有发生车辆驶出传统车站时加大驱动力消耗更多能量的情况，来达到正常的行驶速度v。
其能量公式E＝0.5×m×v1 2 + m×g×h
在图5所示实施例中，示范车辆1回到站外轨道2上正常匀速高速行驶，其所受重力G与轨道支持力N再次相平衡，其自身驱动力F与其所受阻力f也相平衡，示范车辆1保持以速度v匀速前行。
此时其重力势能大小视为0，其动能公式E＝0.5×m×v2
本实用新型发明的节能效果取决于站内轨道3所在的水平高度与站外轨道2所在水平高度之间的高度差H，H越大，储存的重力势能越大，可节省的动能消耗就越多。
站内外轨道高度差与车辆在站内外的速度关系公式：0.5×m×v0 2+ m×g×H＝0.5×m×v2
v0 为车辆在站内的速度
表1是依据上述公式套算H和v0所得到的v，用作参考。为使出站车辆达到指定的行驶速度，或为使正以指定速度运行的进站车辆减速至安全进站的速度，可以参考本表，使用需要的H，来设计车站的水平标高高度。
表1
Claims (1)
1.一种轨道交通系统车站，在车站两头的轨道是向下的坡道，其特征在于该轨道交通车辆进入车站时，会经过此段坡道向上来减速，出站时再经过坡道向下来加速。
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103523025A (zh) * | 2013-10-31 | 2014-01-22 | 戴长虹 | 城市空中轨道交通系统 |
| CN114192578A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-18 | 武安市裕华钢铁有限公司 | 带钢轧制效能高效释放工艺及设备 |
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2012
- 2012-11-30 CN CN 201220644065 patent/CN202966292U/zh not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| CN114192578B (zh) * | 2021-12-10 | 2024-04-26 | 武安市裕华钢铁有限公司 | 带钢轧制效能高效释放工艺及设备 |
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