專利名稱：軌道交通系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種軌道交通系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
軌道交通系統(tǒng)包括往返兩組并行軌道，這樣做的好處是可以有運(yùn)行效率，同時(shí)可以保證安全，防止往返車輛相撞，但是缺點(diǎn)是建設(shè)費(fèi)用昂貴。隨著機(jī)車的速度不斷提高，中短程高速交通建設(shè)也會如雨后春筍般興起，尤其以城際高速鐵路和機(jī)場高速鐵路為主要的建設(shè)對象。而中短程的區(qū)間高速往往是雙軌道建設(shè)，如京津城際高速鐵路和上海浦東機(jī)場到龍陽路站的磁懸浮列車。這樣，機(jī)車軌道的建設(shè)往往費(fèi)用會非常龐大，中小城市很難有此財(cái)力去實(shí)現(xiàn)。單組軌道一直不被使用，原因有二，第一效率較低，因?yàn)閱谓M軌道同時(shí)只能有一個(gè)方向的機(jī)車運(yùn)行，而往返兩組的可以同時(shí)兩個(gè)方向運(yùn)行。第二，安全隱患，在指揮不善的情況下，容易兩車相撞，造成車禍，所以從高速鐵路到普通鐵路，再到地鐵和磁懸浮等等所有的軌道交通，一直以來都是雙向兩組軌道來實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種軌道交通系統(tǒng)及其控制方法，其成本低且能安全高效的運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其特點(diǎn)是，在第一車站停放第一機(jī)車組和第二機(jī)車組，在第二車站停放第三機(jī)車組，通過單軌道連接第一車站和第二車站，單軌道在車站分為兩個(gè)以上的岔道；該方法包括以下步驟:A、指令第一機(jī)車組從第一車站駛向第二車站，且第二機(jī)車組和第三機(jī)車組不動作；B、當(dāng)?shù)谝粰C(jī)車組到達(dá)第二車站以后，指令第三機(jī)車組從第二車站駛向第一車站，且第一機(jī)車組和第二機(jī)車組不動作；C、當(dāng)?shù)谌龣C(jī)車組到達(dá)第一車站以后，指令第二機(jī)車組從第一車站駛向第二車站，且第一機(jī)車組和第三機(jī)車組不動作；D、當(dāng)?shù)诙C(jī)車組到達(dá)第二車站以后，指令第一機(jī)車組從第二車站駛向第一車站，且第二機(jī)車組和第三機(jī)車組不動作；E、當(dāng)?shù)谝粰C(jī)車組到達(dá)第一車站以后，指令第三機(jī)車組從第一車站駛向第二車站，且第一機(jī)車組和第二機(jī)車組不動作；F、當(dāng)?shù)谌龣C(jī)車組到達(dá)第二車站以后，指令第二機(jī)車組從第二車站駛向第一車站，且第一機(jī)車組和第三機(jī)車組不動作；當(dāng)?shù)诙C(jī)車組到達(dá)第一車站以后，則開始重復(fù)步驟A到步驟F。所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，在第一車站或第二車站停放備用機(jī)車組，備用機(jī)車組可替換第一、第二、或第三機(jī)車組。所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，第一、第二、或第三機(jī)車組可彼此替換。所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，第一機(jī)車組出發(fā)必須得到第二機(jī)車組發(fā)出的信號，第三機(jī)車組出發(fā)必須得到第一機(jī)車組發(fā)出的信號，第二機(jī)車組出發(fā)必須得到第三機(jī)車組發(fā)出的信號。所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，在第一車站和第二車站之間還設(shè)置有第三車站，第三車站設(shè)置在單軌道兩側(cè)，各機(jī)車組在第三車站可以先后打開左、右兩側(cè)的車門，時(shí)間間隔約為2 10秒，保證乘客從先打開的車門下車，而從后打開的車門上車。所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，第一機(jī)車組、第二機(jī)車組以及第三機(jī)車組均可分為單獨(dú)運(yùn)行的第一節(jié)組和第二節(jié)組，在前述各個(gè)步驟中，若從第一車站行駛到第二車站，各機(jī)車組的第一節(jié)組和第二節(jié)組先后獨(dú)立地運(yùn)行，若從第二車站行駛到第一車站，各機(jī)車組的第一節(jié)組和第二節(jié)組連接在一起運(yùn)行。為實(shí)現(xiàn)所述目的，本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括第一車站、第二車站、單軌道、第一機(jī)車組、第二機(jī)車組、第三機(jī)車組、備用車組以及控制系統(tǒng)，在第一車站停放第一機(jī)車組和第二機(jī)車組，在第二車站停放第三機(jī)車組，單軌道連接第一車站和第二車站，控制系統(tǒng)按照前述方法控制各機(jī)車組，備用機(jī)車組可替換第一、第二、或第三機(jī)車組，第一、第二、或第三機(jī)車組可彼此替換。所述的軌道交通系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，在第一車站和第二車站之間設(shè)置有第三車站，各機(jī)車組提供有左、右兩側(cè)的車門。所述的軌道交通系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，第一機(jī)車組、第二機(jī)車組以及第三機(jī)車組均由單獨(dú)運(yùn)行的第一節(jié)組和第二節(jié)組構(gòu)成，控制系統(tǒng)進(jìn)一步的控制方法為若從第一車站行駛到第二車站，各機(jī)車組的第一節(jié)組和第二節(jié)組先后獨(dú)立地運(yùn)行，若從第二車站行駛到第一車站，各機(jī)車組的第一節(jié)組和第二節(jié)組連接在一起運(yùn)行。所述的軌道交通系統(tǒng)，其進(jìn)一步的特點(diǎn)是，車站內(nèi)軌道的高度高于車站與車站之間的軌道。本發(fā)明的有益效果是在建設(shè)單條軌道的基礎(chǔ)上，而不是往返兩條軌道，實(shí)現(xiàn)高速高效率且安全的運(yùn)營。 相對于普通的雙組軌道交通系統(tǒng)，軌道的建設(shè)費(fèi)用減少一半，從而大大減少建設(shè)有軌高速交通的成本，所以此本發(fā)明適合于建造高速而廉價(jià)的中短距離的城際高速軌道交通系統(tǒng)， 城市機(jī)場高速交通系統(tǒng)以及較大城市多個(gè)交通樞紐互連系統(tǒng)。本發(fā)明的前述目的、方案、優(yōu)點(diǎn)將在下面結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)舉例說明。


圖1是本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的第一實(shí)施例的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的控制方法的機(jī)車組的發(fā)車時(shí)序圖。圖3是本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的第二實(shí)施例的示意圖。圖4是本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的第三實(shí)施例的示意圖。圖5是本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的第四實(shí)施例的示意圖。圖6是本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的第五實(shí)施例的示意圖，其中(a)是主視圖，(b)是俯視圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，軌道交通系統(tǒng)包括第一車站1、第二車站2、單軌道90、第一機(jī)車組 10、第二機(jī)車組20、第三機(jī)車組30、備用車組40。在第一車站1停放第一機(jī)車組10和第二機(jī)車組20，在第二車站2停放第三機(jī)車組30，單軌道90連接第一車站1和第二車站2。前述“第一”、“第二”、“第三”沒有特別的含義，僅用于將相同或?qū)嵸|(zhì)上相同的組成部分區(qū)分開來，備用機(jī)車組40可替換第一、第二、或第三機(jī)車組，從功能上說，第一、第二、 或第三機(jī)車組是相同的，彼此之間可以相互替換。軌道交通系統(tǒng)還包括控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可以通過各種電子、電氣化設(shè)備、液壓系統(tǒng)或通信裝置按照后面所述的控制方法構(gòu)造成， 控制系統(tǒng)可以區(qū)分第一、第二、或第三機(jī)車組，例如在第一、第二、或第三機(jī)車組上配置有識別器，借助于識別器，就可以將各機(jī)車組區(qū)別開來。機(jī)車組是包括具有至少一個(gè)動力車頭的機(jī)車，可以是內(nèi)燃機(jī)車、電力機(jī)車、磁懸浮機(jī)車，還可以是“動車組”。同時(shí)參照圖1和圖2，對于圖1所示的系統(tǒng)的控制方法以下步驟A、指令第一機(jī)車組10從第一車站1駛向第二車站2，且同時(shí)第二機(jī)車組20和第三機(jī)車組30不動作；B、當(dāng)?shù)谝粰C(jī)車組10到達(dá)第二車站2以后，指令第三機(jī)車組30從第二車站2駛向第一車站1，且第一機(jī)車組10和第二機(jī)車組20不動作；C、當(dāng)?shù)谌龣C(jī)車組30到達(dá)第一車站1以后，指令第二機(jī)車組20從第一車站1駛向第二車站2，且第一機(jī)車組10和第三機(jī)車組30不動作；D、當(dāng)?shù)诙C(jī)車組20到達(dá)第二車站2以后，指令第一機(jī)車組10從第二車站2駛向第一車站1，且第二機(jī)車組20和第三機(jī)車組30不動作；E、當(dāng)?shù)谝粰C(jī)車組10到達(dá)第一車站1以后，指令第三機(jī)車組30從第一車站1駛向第二車站2，且第一機(jī)車組10和第二機(jī)車組20不動作；F、當(dāng)?shù)谌龣C(jī)車組30到達(dá)第二車站2以后，指令第二機(jī)車組20從第二車站2駛向第一車站1，且第一機(jī)車組10和第三機(jī)車組30不動作；當(dāng)?shù)诙C(jī)車組20到達(dá)第一車站1以后，則開始重復(fù)步驟A到步驟F，如此循環(huán)，就可以正常地實(shí)現(xiàn)高效安全的運(yùn)輸工作。前述“以后”包括到站時(shí)的時(shí)間，例如在步驟A中，一旦機(jī)車組10到達(dá)第二車站2 時(shí)，第三機(jī)車組30就可以立即出發(fā)。前述系統(tǒng)及其控制方法尤其適合于中短程運(yùn)輸，機(jī)車組的速度越快，前述系統(tǒng)及其控制方法的優(yōu)越性就越明顯，以下對此進(jìn)行舉例說明。從車站1到車站2的長度為L，假設(shè)機(jī)車組在此區(qū)間運(yùn)行的平均速度為V，那么運(yùn)行機(jī)車組從車站1到車站2 (或者反向)運(yùn)行的時(shí)間為T T = L/V所以，假設(shè)從機(jī)車組10發(fā)車計(jì)時(shí)，此時(shí)刻為 ；。機(jī)車組10從車站1開始，駛向車站2，那么機(jī)車組10到達(dá)車站2的時(shí)刻為T10 = T0+T機(jī)車組10要停止在車站2的空閑的一個(gè)分岔軌道上，即圖1中車站2下方的軌道。 當(dāng)機(jī)車組10到達(dá)車站2時(shí)，機(jī)車組30已經(jīng)整頓待發(fā)；一旦機(jī)車組10停止于車站2，則機(jī)車組30立即出發(fā)。機(jī)車組30從車站2發(fā)車，那么到達(dá)車站1的時(shí)刻為T30 = T10+T = Τ0+2*Τ機(jī)車組30到達(dá)車站1時(shí)，機(jī)車組20已經(jīng)整頓待發(fā)；所以一旦機(jī)車組30停止在車站1的空閑的分岔軌道上，即機(jī)車組10離開后空閑的軌道，那么機(jī)車組20就立即出發(fā)，機(jī)車組20從車站1發(fā)車，那么到達(dá)車站2的時(shí)刻為T20 = T30+T = Τ0+3*Τ當(dāng)機(jī)車組20到達(dá)車站2之后，機(jī)車組10已經(jīng)整頓待發(fā)，類似于Ttl時(shí)刻，開始了第二次循環(huán)運(yùn)營?？梢钥闯觯谲囌?，機(jī)車組10發(fā)車后，2*Τ時(shí)間之后，機(jī)車組20發(fā)車，而在車站2，機(jī)車組30發(fā)車后，2*Τ的時(shí)間之后，機(jī)車組10發(fā)車。所以不管是車站1還是車站2， 發(fā)車的間隔都為2*Τ。這樣做的前提是，機(jī)車組從停車開始，到乘客下車，再到乘客上車，到整頓待發(fā)的整個(gè)過程時(shí)間小于機(jī)車組在軌道上運(yùn)行的時(shí)間T的兩倍，即2*Τ。現(xiàn)有的情況下是完全可以做到的，例如動車組在一個(gè)站的停頓時(shí)間一般為2 3分鐘。而，以現(xiàn)有的技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用來看，單組軌道方案中機(jī)車組在從車站1到車站2所用的時(shí)間T 一般大于5分鐘。另外，如圖2所示，當(dāng)機(jī)車組10和機(jī)車組20在同一個(gè)車站，則機(jī)車組10先發(fā)；而機(jī)車組10與機(jī)車組30在同一個(gè)車站，則機(jī)車組30先發(fā)；而機(jī)車組30與機(jī)車組20在同一個(gè)車站，則機(jī)車組20先發(fā)。而車站只有一個(gè)機(jī)車組的情況下，不允許發(fā)車。換句話說，三輛機(jī)車組，機(jī)車組10到機(jī)車組30發(fā)；機(jī)車組30到機(jī)車組20發(fā)；機(jī)車組20到機(jī)車組10發(fā)，以此規(guī)律循環(huán)。這樣做，可以高效運(yùn)營的同時(shí)，從根本上杜絕兩輛車同時(shí)在軌道上運(yùn)行，所以就不會出現(xiàn)兩車追尾甚至相撞的事故。下面舉例說明實(shí)現(xiàn)如圖2所示的時(shí)序原理的方法。此系統(tǒng)可以由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動完成，其方法是，每輛機(jī)車組都載有一個(gè)發(fā)射和接受射頻信號的裝置，信號是可以有線信號也可以是無線信號，若為無線裝置，則僅需要是短程的信號傳遞，其傳遞范圍在車站1或者車站2內(nèi)部的范圍。發(fā)射裝置可以發(fā)射一組信號， 而接受裝置可以接受這樣的信號，這組信號就可以作為發(fā)車的許可密碼。那么機(jī)車組10要出發(fā)，必須得到機(jī)車組20發(fā)來的信號，機(jī)車組30要出發(fā)，必須得到機(jī)車組10發(fā)來的信號， 機(jī)車組20要出發(fā)，就必須得到機(jī)車組30發(fā)來的信號。當(dāng)然，這三組信號是三組不同的信號， 比如三組不同的字母和數(shù)字串，來代表三個(gè)機(jī)車組的代號和特征。而且可以加上密碼，以防止受到干擾。另外此信號僅僅是許可密碼之用，所以加上運(yùn)營系統(tǒng)的控制，可以保證絕對的安全。如果計(jì)算機(jī)系統(tǒng)足夠的完備，那么可以實(shí)現(xiàn)自動駕駛。此系統(tǒng)可以成為相互唯一性識別系統(tǒng)。另外，車站1或者車站2停放著備用機(jī)車組40，一旦機(jī)車組10，機(jī)車組20或者機(jī)車組30的其中一輛出現(xiàn)故障，那么機(jī)車組40就代替它，即利用控制系統(tǒng)將其設(shè)置成機(jī)車組 10、20、或30等。按照此控制方法，機(jī)車組可以僅僅利用單條軌道，若機(jī)車組在軌道上運(yùn)行時(shí)間為Τ，則以2*Τ的發(fā)車時(shí)間間隔運(yùn)營，在這2*Τ的時(shí)間內(nèi)主要有三件事情第一，組織車上乘客下車，第二，檢查機(jī)車組性能并等待乘客，第三，組織新到的乘客上車，并整頓好以待發(fā)車。因?yàn)槌丝偷淖铋L等待時(shí)間為2*Τ，最少等待時(shí)間為0，那么平均等待時(shí)間為Tdd = (2*T+0) /2 = T這樣乘客從車站1到車站2，或者反向，所用的總平均時(shí)間(包括等車和在車上的時(shí)間)為Tpp = Tdd+T = 2*T
假設(shè)，假設(shè)L = 30公里，V = 180公里/小時(shí)，那么T = L/V = 10分鐘，那么從乘客到達(dá)車站開始，到送到另外一個(gè)車站為止，他所用的時(shí)間，平均為20分鐘，平均等車時(shí)間為10分鐘。這樣的效率足夠滿足乘客的需求?，F(xiàn)在的機(jī)車組速度已經(jīng)超過300公里每小時(shí)，所以此系統(tǒng)適合20 300公里，運(yùn)行時(shí)間多于5分鐘，少于60分鐘的城際高速或者機(jī)場高速。單程運(yùn)行時(shí)間超過60分鐘，那么乘客的平均等待時(shí)間就為60分鐘，這對于高速高效率交通來講是不適宜的。所以有軌交通的速度越高，那么此方案就越廉價(jià)和高效。當(dāng)乘客的量增大時(shí)，機(jī)車組無法載完當(dāng)時(shí)等車的所有乘客，就可以把每個(gè)獨(dú)立運(yùn)行的機(jī)車組長度增大一倍，或者更多，按照相同的運(yùn)營方案實(shí)施即可。若乘客的量較少時(shí)， 只要增加等待的時(shí)間，即一輛機(jī)車組到達(dá)，另外一輛機(jī)車組不是立即出發(fā)，而是稍作等待， 這樣運(yùn)行的間隔就會增大。圖3示出了本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的另一實(shí)施例，該實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例的不同之處是，在各車站內(nèi)部提供環(huán)形軌道，這樣各機(jī)車組就可以是單向運(yùn)行的機(jī)車組。圖4示出了本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的另一實(shí)施例，該實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例的不同之處是，在車站1和車站2之間還有車站3，軌道90直接從車站3中穿過，車站3設(shè)置在單軌道90的兩側(cè)，各機(jī)車組在車站3可以先后打開兩側(cè)的車門，間隔2 10秒，時(shí)間間隔的長短根據(jù)人流量而定，這樣引導(dǎo)乘客從先開的車門下車，后開的車門上車，以保證先下后上，可以大大提高上下車的效率，縮短機(jī)車組停車的時(shí)間。圖5顯示了本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的另一實(shí)施例，該實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例的不同之處是，機(jī)車組的數(shù)量增加了，為了便于理解，可以這樣說，圖5是在圖1所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，將各個(gè)機(jī)車組拆分為兩個(gè)節(jié)組了，每個(gè)機(jī)組也至少有一個(gè)動力車頭(該節(jié)組也可成為機(jī)車組)，例如將機(jī)車組10拆分為機(jī)車組11和機(jī)車組12，機(jī)車組20拆分為機(jī)車組 21和機(jī)車組22，將機(jī)車組30拆分為機(jī)車組31和機(jī)車組32，在第一車站1，各個(gè)被拆分出來的機(jī)車組是先后依次發(fā)車，而在第二車站2，各個(gè)被拆分的機(jī)車組又連接在一起駛向第一車站1，這樣的好處是從第一車站1到第二車站2的行駛時(shí)間與第二車站2到第一車站1的行駛時(shí)間不相等。下面舉例說明這種系統(tǒng)及其控制方法的優(yōu)點(diǎn)。首先機(jī)車組11從車站1發(fā)車，此刻為Ttl，到達(dá)車站2的時(shí)刻為Ta Ta = T0+T當(dāng)機(jī)車組11到達(dá)之后，機(jī)車組12立即發(fā)車，那么機(jī)車組12到達(dá)車站2的時(shí)刻為
Tb:Tb = Ta+T = T0+2*T此時(shí)，機(jī)車組21與機(jī)車組22已經(jīng)分開到機(jī)車組11與機(jī)車組12出發(fā)后留下的空閑軌道上。而連接在一起并整頓待發(fā)的機(jī)車組31與機(jī)車組32立即發(fā)車，那么機(jī)車組31與機(jī)車組32到達(dá)車站1的時(shí)刻為Tef Tef = Tb+T = T0+3*T此時(shí)刻，機(jī)車組11與機(jī)車組12也已經(jīng)連接在一起停頓在車站2上，等待乘客上車。而機(jī)車組21從車站1發(fā)車，到達(dá)車站2的時(shí)間為Τ。Tc=Tef+T = Τ。+4*Τ此刻機(jī)車組22開始從車站2發(fā)車，到達(dá)車站2的時(shí)刻為TdTd = Tc+T = Tq+5*T
當(dāng)機(jī)車組22到達(dá)車站2時(shí)，連接在一起并且整頓待發(fā)的機(jī)車組11與機(jī)車組12立即出發(fā)，到達(dá)車站1的時(shí)刻為Tab:Tab = Td+T = Td+6*T此時(shí)刻也是已經(jīng)與機(jī)車組32分開的機(jī)車組31從車站1發(fā)車的時(shí)間。機(jī)車41與機(jī)車42是備用機(jī)車。所以可以看出一個(gè)規(guī)律，從車站1發(fā)車的時(shí)刻為T0> Τ0+Τ> Τ0+3*Τ> Τ0+4*Τ> Τ0+6*Τ> …所以發(fā)車時(shí)間間隔為(首發(fā)不算在內(nèi))Τ、2*Τ、Τ、2*Τ、Τ、…所以統(tǒng)計(jì)平均時(shí)間間隔為Tdd = (T+2*T)/2 = 1. 5*Τ從車站2發(fā)車的時(shí)刻為Τ0+2*Τ、Τ0+5*Τ、Τ0+8*Τ、...所以發(fā)車時(shí)間間隔為(首發(fā)不算在內(nèi))3*Τ、3*Τ、…那么平均的發(fā)車時(shí)間就為3*Τ。此實(shí)施例的使得車站1的平均發(fā)車時(shí)間間隔變?yōu)?. 5*Τ，而把車站2的發(fā)車時(shí)間間隔變?yōu)?*Τ。但是往返的運(yùn)輸能力保持不變。此實(shí)施例適合于機(jī)場等單邊比較緊急的交通。例如，去機(jī)場的乘客往往比較緊急，可以用車站1，時(shí)間間隔較短的一端，而機(jī)場下飛機(jī)的乘客往往不太緊急，用車站2，時(shí)間間隔較長的一端。圖6顯示了本發(fā)明的軌道交通系統(tǒng)的又一實(shí)施例，該實(shí)施例與圖1所示的實(shí)施例的不同之處在于軌道91，軌道91的站內(nèi)區(qū)段的高度要高于車站與車站之間軌道的高度，站內(nèi)的軌道通過平滑的斜坡與站站之間的軌道連接。此設(shè)計(jì)的目的是，當(dāng)軌道快要進(jìn)站時(shí)，關(guān)掉動力系統(tǒng)，不用剎車來減速，而讓機(jī)車從平直的較低的軌道爬上斜坡，等爬上斜坡以后再用剎車減速直至停止；而當(dāng)機(jī)車離開車站時(shí)，是順著斜坡而下，加上機(jī)車本身的動力，很快就可以讓機(jī)車加速到要求的運(yùn)行速度。即，機(jī)車進(jìn)站的過程，是把機(jī)車的動能存儲為勢能， 而離站出發(fā)時(shí)，剛好相反，即把勢能轉(zhuǎn)化為動能。此過程實(shí)現(xiàn)了能量的回收和再利用。Ed = Es+EmEx = mghEd= (l/2)*m*V2所以，(l/2)*m*V2 = mgh+Em其中&為機(jī)車爬坡前的動能，Es是機(jī)車停止在車站時(shí)的勢能，Effl為機(jī)車爬坡過程中因摩擦力，剎車以及其他阻力而消耗的能量，m是機(jī)車以及乘客的總的質(zhì)量，V為機(jī)車的速度，g為重力加速度，h為車站軌道與站站間軌道的高度差值，不是車站軌道的絕對高度。所以，在一定的范圍內(nèi)，h的值越大，Es就越大，每一次進(jìn)站回收的能量就越多，那么機(jī)車的節(jié)省的能力就越多。高度的最大值以機(jī)車關(guān)掉動力系統(tǒng)開始爬坡所能到達(dá)的最大高度為限。實(shí)際應(yīng)用中h的值可以做到5 20米，如果站站之間的軌道在地面以下，而車站內(nèi)的軌道在地面以上，那么就h的值就可以做的更高了。另外，用爬坡實(shí)現(xiàn)剎車能量回收的方法，目的不僅僅是為了回收能量，還為了能在機(jī)車進(jìn)站時(shí)，快速的剎車，因?yàn)槿绻壍蓝际瞧降?，要?shí)現(xiàn)快速的剎車，必然要大大的浪費(fèi)機(jī)車的能量。另外，因?yàn)闄C(jī)車組的運(yùn)行速度越高，此系統(tǒng)越有效，而機(jī)車組的速度越高，則加速過程消耗的能量就越大，而且相同的動力下時(shí)間也會更長，而當(dāng)機(jī)車組離站時(shí)，把積累的勢能轉(zhuǎn)化為動能，加上機(jī)車的動力，可以讓機(jī)車更快的加速到額定運(yùn)行速度，所以此方法大大的節(jié)約了運(yùn)行時(shí)間，同時(shí)也節(jié)省了能量，可為一舉兩得。
權(quán)利要求
1.一種軌道交通系統(tǒng)控制方法，其特征在于，在第一車站停放第一機(jī)車組和第二機(jī)車組，在第二車站停放第三機(jī)車組，通過單軌道連接第一車站和第二車站，單軌道在車站分為兩個(gè)以上的岔道；該方法包括以下步驟A、指令第一機(jī)車組從第一車站駛向第二車站，且第二機(jī)車組和第三機(jī)車組不動作；B、當(dāng)?shù)谝粰C(jī)車組到達(dá)第二車站以后，指令第三機(jī)車組從第二車站駛向第一車站，且第一機(jī)車組和第二機(jī)車組不動作；C、當(dāng)?shù)谌龣C(jī)車組到達(dá)第一車站以后，指令第二機(jī)車組從第一車站駛向第二車站，且第一機(jī)車組和第三機(jī)車組不動作；D、當(dāng)?shù)诙C(jī)車組到達(dá)第二車站以后，指令第一機(jī)車組從第二車站駛向第一車站，且第二機(jī)車組和第三機(jī)車組不動作；E、當(dāng)?shù)谝粰C(jī)車組到達(dá)第一車站以后，指令第三機(jī)車組從第一車站駛向第二車站，且第一機(jī)車組和第二機(jī)車組不動作；F、當(dāng)?shù)谌龣C(jī)車組到達(dá)第二車站以后，指令第二機(jī)車組從第二車站駛向第一車站，且第一機(jī)車組和第三機(jī)車組不動作；當(dāng)?shù)诙C(jī)車組到達(dá)第一車站以后，則開始重復(fù)步驟A到步驟F。
2.如權(quán)利要求1所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其特征在于，在第一車站或第二車站停放備用機(jī)車組，備用機(jī)車組可替換第一、第二、或第三機(jī)車組。
3.如權(quán)利要求1所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其特征在于，第一、第二、或第三機(jī)車組可彼此替換。
4.如權(quán)利要求1所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其特征在于，第一機(jī)車組出發(fā)必須得到第二機(jī)車組發(fā)出的信號，第三機(jī)車組出發(fā)必須得到第一機(jī)車組發(fā)出的信號，第二機(jī)車組出發(fā)必須得到第三機(jī)車組發(fā)出的信號。
5.如權(quán)利要求1所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其特征在于，在第一車站和第二車站之間還設(shè)置有第三車站，第三車站設(shè)置在單軌道兩側(cè)，各機(jī)車組在第三車站可以先后打開左、右兩側(cè)的車門。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的軌道交通系統(tǒng)控制方法，其特征在于，第一機(jī)車組、第二機(jī)車組以及第三機(jī)車組均可分為單獨(dú)運(yùn)行的第一節(jié)組和第二節(jié)組，在前述各個(gè)步驟中，若從第一車站行駛到第二車站，各機(jī)車組的第一節(jié)組和第二節(jié)組先后獨(dú)立地運(yùn)行，若從第二車站行駛到第一車站，各機(jī)車組的第一節(jié)組和第二節(jié)組連接在一起運(yùn)行。
7.—種軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，包括第一車站、第二車站、兩端分岔的單軌道、第一機(jī)車組、第二機(jī)車組、第三機(jī)車組、備用車組以及控制系統(tǒng)，在第一車站停放第一機(jī)車組和第二機(jī)車組，在第二車站停放第三機(jī)車組，單軌道連接第一車站和第二車站，控制系統(tǒng)按照如權(quán)利要求1所述的方法控制各機(jī)車組，備用機(jī)車組可替換第一、第二、或第三機(jī)車組；第一、第二、或第三機(jī)車組可彼此替換。
8.如權(quán)利要求7所述的軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，在第一車站和第二車站之間設(shè)置有第三車站，各機(jī)車組提供有左、右兩側(cè)的車門。
9.如權(quán)利要求7所述的軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，第一機(jī)車組、第二機(jī)車組以及第三機(jī)車組均由單獨(dú)運(yùn)行的第一節(jié)組和第二節(jié)組構(gòu)成，控制系統(tǒng)按照如權(quán)利要求6所述的方法控制各機(jī)車組。
10.如權(quán)利要求7或8所述的軌道交通系統(tǒng)，其特征在于，車站內(nèi)軌道的高度高于車站與車站之間的軌道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軌道交通系統(tǒng)及其控制方法，該系統(tǒng)包括第一車站、第二車站、兩端分岔的單軌道、第一機(jī)車組、第二機(jī)車組、第三機(jī)車組、備用車組以及控制系統(tǒng)，在第一車站停放第一機(jī)車組和第二機(jī)車組，在第二車站停放第三機(jī)車組，單軌道連接第一車站和第二車站，該控制方法使得同一時(shí)間僅有一輛機(jī)車組行駛在單軌道上，并能滿足實(shí)際中對乘客運(yùn)輸?shù)囊?，相對于普通的雙組軌道交通系統(tǒng)，本發(fā)明的軌道的建設(shè)費(fèi)用減少一半，從而大大減少建設(shè)有軌高速交通的成本，同時(shí)又可以保證高效而且安全的運(yùn)行。
文檔編號B61L27/00GK102190009SQ20101012768
公開日2011年9月21日 申請日期2010年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月19日
發(fā)明者褚蒙 申請人:褚蒙