CN207955637U - 一种高速轨道列车运输系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高速轨道列车运输系统，包括轨道系统和火车，轨道系统包括内部封闭的行驶通道和铺设在行驶通道内的轨道，轨道包括分别设置在行驶通道内壁顶部和底部的顶部轨道和底部轨道；火车包括车厢以及设置在车厢上的悬架系统，悬架系统包括设置在车厢顶部和底部的顶部悬架和底部悬架，顶部悬架与底部悬架的结构相同，顶部悬架上设置有与顶部轨道的工作面配合的轮对，底部悬架上设置有与底部轨道的工作面配合的轮对，顶部悬架和底部悬架上均设置有驱动其上的轮对转动的动力装置。本实用新型能够有效保证火车行驶的安全性，从而使火车的行驶速度可以进行大幅度的提升。

Description

一种高速轨道列车运输系统

技术领域

本实用新型涉及铁路交通运输技术领域，尤其涉及一种高速轨道列车运输系统。

背景技术

自1825年英国修建了世界第一条铁路以来，由于运输速度和运输能量上的优点，铁路在很长的历史时期内成为各国的交通运输骨干。从20世纪50年代开始，公路和航空运输迅速发展，使铁路在速度上居于劣势，长途客运受航空运输排挤，短途客运被汽车运输取代，铁路进入“夕阳产业”的被动局面。然而进入20世纪70年代以后，由于能源危机、环境恶化、交通安全等问题的困扰，人们重新认识到铁路的价值。特别是高速铁路以其速度快、运能大、能耗低、污染轻等一系列的技术优势，适应了现代社会经济发展的新需求。

世界上首条出现的高速铁路是日本的新干线，于1964年正式营运。日系新干线列车由川崎重工建造，行驶在东京－名古屋－京都－大阪的东海道新干线，营运速度每小时271公里，营运最高时速300公里。

2008年8月1日开通的时速350公里的京津城际铁路是第一条公认的、没有争议的高速铁路。

目前，现有的运营的高速铁路线路大多都设计时速为350公里以上，但因为考虑到安全性等问题，实际运营时速仅维持在300公里以内。现有的火车行驶还受天气影响严重，在大风、大雪、大雨的情况下不能保证行驶速度，甚至可能出现安全事故。

因此，如何提高高速铁路营运的安全性，以便提高高速铁路营运的速度，是急需要解决的问题。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种高速轨道列车运输系统，能够有效保证火车行驶的安全性，从而使火车的行驶速度可以进行大幅度的提升。

本实用新型的技术方案是：一种高速轨道列车运输系统，包括轨道系统和火车，所述轨道系统包括内部封闭的行驶通道和铺设在所述行驶通道内的轨道，所述轨道包括分别设置在所述行驶通道内壁顶部和底部的顶部轨道和底部轨道；

所述火车包括车厢以及设置在所述车厢上的悬架系统，所述悬架系统包括设置在所述车厢顶部和底部的顶部悬架和底部悬架，所述顶部悬架与所述底部悬架的结构相同，所述顶部悬架上设置有与所述顶部轨道的工作面配合的轮对，所述底部悬架上设置有与所述底部轨道的工作面配合的轮对，所述顶部悬架和所述底部悬架上均设置有驱动其上的轮对转动的动力装置。

作为优选：所述行驶通道设置在桥梁内部，所述桥梁的下方设置有桥墩，所述桥墩的顶部设置有支撑台，所述桥梁固定安装在所述支撑台上。

作为优选：所述支撑台上对应所述桥梁的左右两侧均设置有防落柱，所述桥梁的左右两侧分别与对应的防落柱相抵，所述桥梁的底部通过固定螺杆与所述支撑台连接。

作为优选：所述桥梁由多个桥梁单元顺次连接构成，每两段相邻的桥梁单元之间的对接处采用密封垫密封。

作为优选：所述轨道还包括分别设置在所述行驶通道的内壁左右两侧的侧部轨道，所述悬架系统还包括设置在所述车厢左右两侧的侧部悬架，所述侧部悬架上设置有与对应的侧部轨道的工作面配合的轮对，每个侧部悬架与其所在的车厢侧壁之间设置有弹簧减震结构，每个侧部悬架与其所在的车厢侧壁之间还设置有液压升缩结构。

作为优选：所述顶部悬架、底部悬架和侧部悬架分别与其上的轮对之间通过组合轴承转动连接，所述组合轴承包括同轴套设的内圈体、中间圈体和外圈体，所述内圈体和中间圈体之间设置有第一滚针组，所述中间圈体和所述所述外圈体之间设置有第二滚针组。

作为优选：还包括与所述行驶通道的端部对接的车站停靠通道，所述车站停靠通道的端部与所述行驶通道的端部之间设置可打开的封闭门，所述车站停靠通道的侧壁设置有与所述车厢上的车门对应的站台门，所述车站停靠通道还设置有用于将车站停靠通道内的空气抽出的抽气装置。

作为优选：所述车厢的两侧分别设置有风道，所述风道内设置有抽风机，所述风道的进风口连通至所在车厢侧面的外部，所述风道的出风口位于所述车厢的顶部并倾斜朝向所述车厢的尾部。

作为优选：所述行驶通道内沿所述底部轨道的长度方向上间隔设置有监控装置，所述监控装置的信号传输至所述火车的车头的控制室内。

作为优选：所述监控装置在所述底部轨道的长度方向上每隔100米设置一个。

本实用新型的有益效果是：本实用新型提供的高速轨道列车运输系统，使火车在封闭的行驶通道内行驶，不受天气影响，火车的车厢通过悬架系统与行驶通道内的轨道配合，能够有效地保证火车在高速行驶中不会发生脱轨，具有效地提高了火车行驶的安全性，从而使火车的运行速度可以得到有效地提升，并且封闭的行驶通道还可以将火车行驶过程中的噪音与外界隔离开，避免了火车行驶对附近居民造成影响。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例的侧视图；

图2是图1中A-A向的剖面图；

图3是本实用新型实施例中火车的结构示意图；

图4是图1中B-B向的剖面图；

图5是本实用新型实施例中组合轴承的结构示意图。

图中1、桥梁；101、行驶通道；11、桥梁单元；111、对接钢板；112、密封垫；113、夹紧钢板；2、桥墩；21、支撑台；22、防落柱；3、车厢；31、底部悬架；32、顶部悬架；33、侧部悬架；331、伸缩式套管结构；332、弹簧；333、液压伸缩杆；34、抽风机；301、轮对；3021、内圈体；3022、中间圈体；3023、外圈体；3024、第一滚针组；3025、第二滚针组；41、底部轨道；42、顶部轨道；43、侧部轨道。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供了一种高速轨道列车运输系统，包括轨道系统和火车。轨道系统包括内部封闭的行驶通道101和铺设在行驶通道101内的轨道。轨道包括分别设置在行驶通道101内壁顶部和底部的顶部轨道42和底部轨道41。顶部轨道42和底部轨道41的结构相同，均有两根单轨组成。

火车包括车厢3以及设置在车厢3上的悬架系统，悬架系统包括设置在车厢3顶部和底部的顶部悬架32和底部悬架31，顶部悬架32与底部悬架31的结构相同，顶部悬架32上设置有与顶部轨道42的工作面配合的轮对301，底部悬架31上设置有与底部轨道41的工作面配合的轮对301，顶部悬架32和底部悬架31上均设置有驱动其上的轮对301转动的动力装置。

轮对301是与轨道相接触的部分，由左右两个车轮牢固地压装在同一根车轴上所组成。

顶部悬架32和底部悬架31采用现有结构，通过顶部悬架32上的轮对301与顶部轨道42配合，底部悬架31上的轮对301与底部轨道41配合，并且通过顶部悬架32和底部悬架31上的动力装置驱动的轮对301转动，形成较现有的火车更强的驱动力，使火车沿行驶通道101的长度方向行进，从而使火车的行驶速度得到提升。

通过顶部轨道42和底部轨道41与轮对301的配合，对火车的顶部和底部形成了良好的限位作用，使火车几乎不存在脱离轨道的可能性，从而极大地降低了火车出轨的几率，有效地增加了火车行驶的安全性。由于火车行驶的安全性得到了保证，因此可以不用再通过牺牲高速轨道列车运输系统的运输效率的方式来保证火车行驶的安全性。火车可以以最高速度进行运行，有效地提高火车的行驶速度，提升高速轨道列车运输系统的运输效率。

作为可选地实施方式，行驶通道101设置在桥梁1内部，桥梁1的下方设置有桥墩2，桥墩2的顶部设置有支撑台21，桥梁1固定安装在支撑台21上。将行驶通道101设置在桥梁1内部，并采用桥墩2对桥梁1进行支撑，使行驶通道101在任何地形条件下，均能够保证平直的构造，保证火车能够以匀速的速度进行行驶。

作为可选地实施方式，支撑台21上对应桥梁1的左右两侧均设置有防落柱22，桥梁1的左右两侧分别与对应的防落柱22相抵，桥梁1的底部通过固定螺杆与支撑台21连接。通过上述结构能够实现对桥墩2和桥梁1的分开施工，在桥墩2施工完成之后，可以将预制的桥梁1安装至支撑台21上，并保证强梁在支撑台21上的安装稳固。

作为可选地实施方式，如图2所示，桥梁1由多个桥梁单元11顺次连接构成，每两段相邻的桥梁单元11之间的对接处采用密封垫112密封。密封垫112选用尼龙橡胶垫。具体地，在每个桥梁单元11的两端分别预埋厚200mm宽300mm的对接钢板111，在相邻的两个桥梁单元11对接时，在两个强梁单元对接端的对接钢板111之间放入10mm厚的尼龙密封垫112进行密封，并通过同时紧贴两个桥梁单元11对接端的对接钢板111的夹紧钢板113进行夹紧。夹紧钢板113通过M30的螺栓与对接钢板111连接固定。

作为可选地实施方式，轨道还包括分别设置在行驶通道101的内壁左右两侧的侧部轨道43。悬架系统还包括设置在车厢3左右两侧的侧部悬架33。侧部悬架33上设置有与对应的侧部轨道43的工作面配合的轮对301，每个侧部悬架33与其所在的车厢3侧壁之间设置有弹簧332减震结构，每个侧部悬架33与其所在的车厢3侧壁之间还设置有液压升缩结构。具体地，如图4所示，弹簧332减震结构包括伸缩式套管结构331和套设在伸缩式套管结构331上的弹簧332，伸缩式套管结构331的一端与车厢3连接，另一端与对应的侧部悬架33连接，弹簧332的一端与车厢3连接，另一端抵接在侧部悬架33上，当伸缩式套管结构331伸长至超过弹簧332的未形变时的长度，弹簧332的另一端即与侧部悬架33分开。液压升缩结构为液压伸缩杆333，液压伸缩杆333的一端与车厢3铰接，另一端与侧部悬架33铰接，液压伸缩杆333为水平设置，并与伸缩式套管结构331以及所在车厢3侧壁之间围合形成三角形。通过控制液压伸缩杆333的升缩，可以控制侧部悬架33与车厢3之间的距离。这样在车辆将要进站前并减速后，能够通过缩短液压升缩杆使侧部悬架33上的轮对301脱离侧部轨道43，顺利进站，并能够在出站后加速前，通过伸长液压升缩杆使侧部悬架33上的轮对301与侧部轨道43配合到位。

通过设置侧部悬架33，一方面可以在行驶过程中，增加动力装置对侧部悬架33上的轮对301进行驱动，从而提升火车行驶的动力；另一方面使火车具有四个方向的刹车系统，四个方向的刹车系统同时动作，在火车需要进行减速刹车时，增加刹车的制动力，使火车在高速行驶的状态下也能够快速地实现制动，增加火车的运行效率。

作为可选地实施方式，顶部悬架32、底部悬架31和侧部悬架33分别与其上的轮对301之间通过组合轴承转动连接。如图5所示，组合轴承包括同轴套设的内圈体3021、中间圈体3022和外圈体3023，内圈体3021和中间圈体3022之间设置有第一滚针组3024，中间圈体3022和外圈体3023之间设置有第二滚针组3025。在安装时，组合轴承的外圈体3023安装在悬架上，内圈体3021安装在轮对301上，这样轮对301的转速传递至组合轴承的两个滚针组的速度可以减缓50％，从而可以减少组合轴承的磨损，增加火车运行的稳定性。

在行驶通道101的顶部还安装有铁路供电线路，铁路供电线路采用母排，母排通过支架安装在行驶通道101的顶部。火车顶部的接触弓的位置与母排的位置对应，在行驶的过程中，接触弓与母排接触，为火车的动力系统和其他电路设施进行供电。

作为可选地实施方式，本实用新型提供的高速轨道列车运输系统还包括与行驶通道101的端部对接的车站停靠通道(未图示)，车站停靠通道设置在车站内。车站停靠通道的端部与行驶通道101的端部之间设置可打开的封闭门。封闭门的结构只要能够保证在打开时火车能够顺利进入车站停靠通道，在关闭时能够将车站停靠通道和行驶通道101完全分隔即可。车站停靠通道的侧壁设置有与车厢3上的车门对应的站台门。顶部轨道42和底部轨道41延伸至车站停靠通道的内部，而侧部轨道43则未在车站停靠通道内设置，以免阻碍乘客的进出火车。

车站停靠通道还设置有用于将车站停靠通道内的空气抽出的抽气装置(图中未示)。通过抽气装置进行抽气，保证在火车进站时和出站时，车站停靠通道内的气压与行驶通道101内的气压一致，才能够打开封闭门，使火车正常的进站和出站，不会在进站和出站的过程中影响到行驶通道101内的气压。抽气装置可以采用现有技术中抽气泵，只要能够实现将车站停靠通道内的空气抽排至所需气压要求的抽气装置均可用于本实用新型。

作为可选地实施方式，车厢3的两侧分别设置有风道，风道内设置有抽风机34，风道的进风口连通至所在车厢3侧面的外部，风道的出风口位于车厢3的顶部并倾斜朝向车厢3的尾部。

通过风道和抽风机34可以实现在火车行驶过程中的大气压处理，抽风机34把车厢3两侧外部的空气抽至车顶部并向后排放，这样既有助于推进火车前进，又可以在两列火车会车时，减少甚至消除两列火车之间相互的冲击力。

在火车的行进过程中，抽风机34将车厢3两侧外部的空气抽至车顶部，使车厢3两侧与行驶通道101两侧之间的气压变小，从而减少空气对火车的粘滞阻力，可以有效提升火车的行驶速度。

抽风机34具有10片风叶，10片风叶沿抽风机34的转轴呈圆周阵列分布。风叶与抽风机34的转轴之间的夹角为45度。风机的转速为每分钟20000～30000转。抽风机34通过过上述设置，以达到在火车行驶过程中的大气压处理的需求。

在行驶通道101的长度方向上，每隔10公里设置一个风力测试装置(图中未示)，当风力达到1000pa时自动报警。

作为可选地实施方式，行驶通道101内沿底部轨道41的长度方向上间隔设置有监控装置，监控装置的信号传输至火车的车头的控制室内。监控装置采用现有的监控摄像头，在火车的车头的控制室内设置有显示屏，监控摄像头拍摄到的图像通过无线传输的方式输送至火车的车头的控制室内，并在显示屏上进行显示。在列车的行进过程中，显示屏上的画面始终保持在车头前方200公里的监控摄像头的信号，各监控摄像头的信号切换则通过程序编写来实现。这样驾驶员在火车的控制室内就能够通过监控看到前方200公里，从而有效地杜绝火车追尾和相撞。

作为可选地实施方式，监控装置在底部轨道41的长度方向上每隔100米设置一个。这样可以保证监控装置进行监控的区域之间的无缝衔接，避免出现监控盲区。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式中的特征可以相互结合。

本实用新型提供的高速轨道列车运输系统具有两种运行模式。

第一种运行模式为在行驶通道内保持常压，其具有以下特点：

1.火车行驶时，上、下、左、右都由轨道控制，是火车不会脱轨，行驶所产生风力阻挡由抽风机排向后方，减少火车行驶时的阻碍，通过四个动力装置的驱动以及抽风机的作用，使火车理论时速可达到1000～2000km/h。

2.火车上下驱动上相行驶墙后相同，抽风机行驶方向顺行。

3.本实用新型造价低，效益高，通过安装在行驶通道顶部的目排供电，可以省去现有技术中的电力接网装置，通过将火车封闭在行驶通道内进行行驶，实现了行驶过程中与外界的良好隔音，避免了对城镇和村庄的噪音干扰。

4.火车在行驶通道内行驶时，不再暴露在外而受雨雪和不良天气的影响。

5.通过设置监控装置，保证了驾驶员能够看到前方情况，可以及时作出反应，从而可以有效杜绝火车的追尾和相撞事故。

6.通过设置风力测试装置，在风力达到15级以上自动报警。

7.通过将行驶通道设置在桥梁内部，并采用桥墩对桥梁进行支撑，使行驶通道在任何地形条件下，均能够保证平直的构造，保证火车能够以匀速的速度进行行驶。

第二种运行模式为将行驶通道内设置为真空状态，其具有以下特点：

1.减少火车行驶过程中的空气阻力，在行驶通道内真空气压达到0.03MPa时，理论速度可以达到4000km/h。

2.在火车上设置气泵，用于保持车厢内的气压和足够的应急使用。

当行驶通道内为真空状态时，火车在进站之前，保证车站停靠通道内的气压与行驶通道内的气压一致方可打开封闭门，使车站停靠通道与行驶通道连通，火车即可进站，当列车完全进站后，关闭封闭门，使车站停靠通道与行驶通道完全分隔之后，方可打开站台门和车门，乘客即可上下车。火车离站之前，关闭站台门和车门，通过车站停靠通道内的抽气装置将车站停靠通道内的空气抽出至车站停靠通道内的气压与行驶通道内的气压一致，方可打开封闭门，火车即可出站。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种高速轨道列车运输系统，包括轨道系统和火车，其特征在于：所述轨道系统包括内部封闭的行驶通道(101)和铺设在所述行驶通道(101)内的轨道，所述轨道包括分别设置在所述行驶通道(101)内壁顶部和底部的顶部轨道(42)和底部轨道(41)；

所述火车包括车厢(3)以及设置在所述车厢(3)上的悬架系统，所述悬架系统包括设置在所述车厢(3)顶部和底部的顶部悬架(32)和底部悬架(31)，所述顶部悬架(32)与所述底部悬架(31)的结构相同，所述顶部悬架(32)上设置有与所述顶部轨道(42)的工作面配合的轮对(301)，所述底部悬架(31)上设置有与所述底部轨道(41)的工作面配合的轮对(301)，所述顶部悬架(32)和所述底部悬架(31)上均设置有驱动其上的轮对(301)转动的动力装置。

2.根据权利要求1所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：所述行驶通道(101)设置在桥梁(1)内部，所述桥梁(1)的下方设置有桥墩(2)，所述桥墩(2)的顶部设置有支撑台(21)，所述桥梁(1)固定安装在所述支撑台(21)上。

3.根据权利要求2所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：所述支撑台(21)上对应所述桥梁(1)的左右两侧均设置有防落柱(22)，所述桥梁(1)的左右两侧分别与对应的防落柱(22)相抵，所述桥梁(1)的底部通过固定螺杆与所述支撑台(21)连接。

4.根据权利要求2或3所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：所述桥梁(1)由多个桥梁单元(11)顺次连接构成，每两段相邻的桥梁单元(11)之间的对接处采用密封垫(112)密封。

5.根据权利要求1所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：所述轨道还包括分别设置在所述行驶通道(101)的内壁左右两侧的侧部轨道(43)，所述悬架系统还包括设置在所述车厢(3)左右两侧的侧部悬架(33)，所述侧部悬架(33)上设置有与对应的侧部轨道(43)的工作面配合的轮对(301)，每个侧部悬架(33)与其所在的车厢(3)侧壁之间设置有弹簧(332)减震结构，每个侧部悬架(33)与其所在的车厢(3)侧壁之间还设置有液压升缩结构。

6.根据权利要求5所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：所述顶部悬架(32)、底部悬架(31)和侧部悬架(33)分别与其上的轮对(301)之间通过组合轴承转动连接，所述组合轴承包括同轴套设的内圈体(3021)、中间圈体(3022)和外圈体(3023)，所述内圈体(3021)和中间圈体(3022)之间设置有第一滚针组(3024)，所述中间圈体(3022)和所述外圈体(3023)之间设置有第二滚针组(3025)。

7.根据权利要求1所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：还包括与所述行驶通道(101)的端部对接的车站停靠通道，所述车站停靠通道的端部与所述行驶通道(101)的端部之间设置可打开的封闭门，所述车站停靠通道的侧壁设置有与所述车厢(3)上的车门对应的站台门，所述车站停靠通道还设置有用于将车站停靠通道内的空气抽出的抽气装置。

8.根据权利要求1所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：所述车厢(3)的两侧分别设置有风道，所述风道内设置有抽风机(34)，所述风道的进风口连通至所在车厢(3)侧面的外部，所述风道的出风口位于所述车厢(3)的顶部并倾斜朝向所述车厢(3)的尾部。

9.根据权利要求1所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：所述行驶通道(101)内沿所述底部轨道(41)的长度方向上间隔设置有监控装置，所述监控装置的信号传输至所述火车的车头的控制室内。

10.根据权利要求9所述的高速轨道列车运输系统，其特征在于：所述监控装置在所述底部轨道(41)的长度方向上每隔100米设置一个。