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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 城市軌道交通直達(dá)快捷系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目是一種可調(diào)節(jié)載客量、高效快捷、安全環(huán)保的軌道交通系統(tǒng)，在少量變動(dòng)現(xiàn)有軌道設(shè)施的基礎(chǔ)上，充分利用軌道資源，提高機(jī)車(chē)通行效率，降低能量損耗和社會(huì)公用交通運(yùn)營(yíng)成本，使乘客有更優(yōu)良的乘坐體驗(yàn)，中途無(wú)需停車(chē)直達(dá)目的地，建成快捷高效的軌道交通系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 基本思路 直達(dá)系統(tǒng)旨在充分利用的軌道資源和設(shè)計(jì)更為高效的運(yùn)營(yíng)方案，系統(tǒng)包括兩套方案。在現(xiàn)有軌道等基礎(chǔ)設(shè)施不變的情況下，設(shè)計(jì)了直達(dá)系統(tǒng)的第一套方案。 系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)單位是機(jī)車(chē)組（機(jī)車(chē)組可根據(jù)客流特征調(diào)節(jié)其連接的車(chē)廂數(shù)）。在“站臺(tái)運(yùn)行階段”，沿運(yùn)行方向依次為：經(jīng)停機(jī)車(chē)組A、通行機(jī)車(chē)組B、啟動(dòng)機(jī)車(chē)組C（如圖片一所示）。在進(jìn)出站臺(tái)過(guò)程中，各機(jī)車(chē)組可以相互分離，獨(dú)立運(yùn)行；在穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中，各機(jī)車(chē)組可以相互連接，編組運(yùn)行。具體運(yùn)行過(guò)程如下。 在“站臺(tái)運(yùn)行階段”前：起動(dòng)機(jī)車(chē)組C在站臺(tái)等待乘客；連接在一起的通行機(jī)車(chē)組B和經(jīng)停機(jī)車(chē)組A駛向站臺(tái)，并在合適的位置分離。 在“站臺(tái)運(yùn)行階段”時(shí)：?jiǎn)?dòng)機(jī)車(chē)組C啟動(dòng)駛離站臺(tái)，通行機(jī)車(chē)組B繼續(xù)保持合適的速度通過(guò)站臺(tái)，經(jīng)停機(jī)車(chē)組A與通行機(jī)車(chē)組B分離并逐步減速。 在“站臺(tái)運(yùn)行階段”后：?jiǎn)?dòng)機(jī)車(chē)組C與通行機(jī)車(chē)組B距離拉近，速度也逐漸趨同并頭尾對(duì)接，打開(kāi)車(chē)廂對(duì)接車(chē)門(mén)，乘客根據(jù)提示移動(dòng)進(jìn)入目的地對(duì)應(yīng)的車(chē)廂。 直達(dá)系統(tǒng)的第一套方案優(yōu)點(diǎn)在于幾乎不改動(dòng)現(xiàn)有軌道、站臺(tái)等基礎(chǔ)設(shè)施，適用于現(xiàn)有軌道交通系統(tǒng)的升級(jí)；缺點(diǎn)在于乘客體驗(yàn)不佳，短途旅行的乘客在平穩(wěn)運(yùn)行的機(jī)車(chē)組內(nèi)要移動(dòng)很長(zhǎng)距離進(jìn)入目的地對(duì)應(yīng)的車(chē)廂，且經(jīng)過(guò)站臺(tái)的通行機(jī)車(chē)組要適當(dāng)減速以保障站臺(tái)安全和機(jī)車(chē)組之間的平穩(wěn)分離、對(duì)接。 基于方案一的不足，直達(dá)系統(tǒng)還提出了第二套改進(jìn)方案。考慮到方案一中通行機(jī)車(chē)組對(duì)站臺(tái)的不良影響，系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)傳統(tǒng)的地鐵線路，將站臺(tái)段軌道按功能分為主、輔軌道。 系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)單位為仍為機(jī)車(chē)組，但其長(zhǎng)度調(diào)節(jié)更為靈活。穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中各機(jī)車(chē)組在主軌道高速行進(jìn)，在“站臺(tái)運(yùn)行階段”通行機(jī)車(chē)組B保持正常速度從主軌道高速通過(guò)站臺(tái)段，經(jīng)停機(jī)車(chē)組A和啟動(dòng)機(jī)車(chē)組C則相繼?？吭谡九_(tái)段增設(shè)的輔軌道上（如圖片二所示），具體運(yùn)行過(guò)程如下。 在“站臺(tái)運(yùn)行階段”前，起動(dòng)機(jī)車(chē)組C在站臺(tái)等待乘客，根據(jù)提示短途乘客在尾部車(chē)廂上車(chē)，遠(yuǎn)途乘客在頭部車(chē)廂上車(chē)；連接在一起的通行機(jī)車(chē)組B和經(jīng)停機(jī)車(chē)組A駛向站臺(tái)，并在到達(dá)主、輔軌道的道岔前分離。 在“站臺(tái)運(yùn)行階段”時(shí)，啟動(dòng)機(jī)車(chē)組C已經(jīng)駛離站臺(tái)，且頭部、尾部車(chē)廂分離不同時(shí)刻啟動(dòng)并加速前進(jìn)；通行機(jī)車(chē)組B保持原速由主軌道通過(guò)站臺(tái)，?？繖C(jī)車(chē)組A減速，經(jīng)過(guò)道岔分流進(jìn)入輔軌道駛?cè)胝九_(tái)。 在“站臺(tái)運(yùn)行階段”后，先加速的啟動(dòng)機(jī)車(chē)組C頭部車(chē)廂先由輔軌道轉(zhuǎn)入主軌道，并對(duì)接于通行機(jī)車(chē)組B的頭車(chē)前；后加速的啟動(dòng)機(jī)車(chē)組C尾部車(chē)廂在通行機(jī)車(chē)組B通過(guò)出站道岔后轉(zhuǎn)入主軌道，并對(duì)接在通行機(jī)車(chē)組B的尾車(chē)后；打開(kāi)車(chē)廂對(duì)接車(chē)門(mén)，乘客根據(jù)提示移動(dòng)進(jìn)入目的地對(duì)應(yīng)的車(chē)廂。 方案二對(duì)于現(xiàn)有運(yùn)行軌道改造難度較大，機(jī)車(chē)控制要求有所提高，如果在新建軌道系統(tǒng)和機(jī)車(chē)系統(tǒng)中實(shí)施則可以揚(yáng)長(zhǎng)避短，體現(xiàn)出直達(dá)系統(tǒng)的更多優(yōu)點(diǎn)。方案二中乘客在機(jī)車(chē)組內(nèi)換乘時(shí)間充足，可以方便快捷的進(jìn)入目的地對(duì)應(yīng)車(chē)廂。 四、裝置的組成 1.機(jī)車(chē)車(chē)體改進(jìn)：目前地鐵機(jī)車(chē)在運(yùn)營(yíng)時(shí)一般采用動(dòng)拖結(jié)合，固定編組，形成電動(dòng)列車(chē)組（動(dòng)車(chē)組）。編組形式可采用全動(dòng)車(chē)形式或動(dòng)拖車(chē)有機(jī)結(jié)合的固定編組形式。每列車(chē)的首車(chē)和尾車(chē)必須帶有司機(jī)室。由于車(chē)輛技術(shù)的不斷發(fā)展，牽引電機(jī)單位體積的功率愈來(lái)愈大，因此我們改進(jìn)后的系統(tǒng)采用全動(dòng)車(chē)，并且在穩(wěn)定行進(jìn)過(guò)程中可自由拆分組合，獨(dú)立運(yùn)行。這樣好處在于運(yùn)行過(guò)程中列車(chē)可自由組合，改變長(zhǎng)度，增加了機(jī)車(chē)的機(jī)動(dòng)性。 2.運(yùn)行方案改進(jìn)：目前軌道交通運(yùn)行方案均為編組列車(chē)集中?？空军c(diǎn)。由于我們將車(chē)體進(jìn)行了改進(jìn)，可以將單獨(dú)的一節(jié)或一組機(jī)車(chē)停靠站臺(tái)，供乘客上下車(chē)，所以使城市軌道交通直達(dá)快捷系統(tǒng)的實(shí)施成為可能。 3.換乘方式改進(jìn)：目前我們地鐵各條線路之間沒(méi)有自動(dòng)換乘，一般是乘客在換乘車(chē)站不同站臺(tái)內(nèi)完成換乘。由于我們對(duì)車(chē)體和運(yùn)行方案進(jìn)行了改進(jìn)，因此我們只需要在機(jī)車(chē)組內(nèi)就能完成換乘過(guò)程。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 基本思路：根據(jù)目前軌道交通系統(tǒng)存在的不足，我們我們創(chuàng)新設(shè)計(jì)了“城市軌道交通直達(dá)快捷系統(tǒng)”（以后簡(jiǎn)稱直達(dá)系統(tǒng)）。本系統(tǒng)可使乘客可以隨時(shí)在車(chē)站搭乘機(jī)車(chē)出行，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間等車(chē)，中途無(wú)需換乘，可在短時(shí)間內(nèi)直達(dá)目的地，活動(dòng)空間寬松，同時(shí)節(jié)約能耗，不受突發(fā)客流影響，實(shí)現(xiàn)真正意義上的全時(shí)段，全區(qū)間的直達(dá)、快捷。 本系統(tǒng)充分利用的軌道資源，不僅提高機(jī)車(chē)通行速率和系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)效率，降低制動(dòng)與啟動(dòng)環(huán)節(jié)的能量損耗，而且能進(jìn)一步縮短乘客乘坐交通工具的時(shí)間，使得乘客具備更優(yōu)良的乘坐體驗(yàn)（為每一位乘客量身安排機(jī)車(chē)行車(chē)線路，中途無(wú)需停車(chē)直達(dá)目的地），這樣可達(dá)到降低社會(huì)公用設(shè)施運(yùn)行成本，建設(shè)快捷高效和諧社會(huì)的目的。此系統(tǒng)適用于現(xiàn)有城市軌道交通的換代升級(jí)，也適用于城市軌道新線路的設(shè)計(jì)和建設(shè)。 技術(shù)關(guān)鍵：1根據(jù)客流控制經(jīng)停機(jī)車(chē)組的技術(shù)；2根據(jù)站臺(tái)情況控制經(jīng)行機(jī)車(chē)組的技術(shù)；3提示乘客選擇并進(jìn)入直達(dá)車(chē)廂的技術(shù)；4據(jù)軌道線路控制機(jī)車(chē)組分軌、對(duì)接的技術(shù)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 先進(jìn)性 城市軌道交通直達(dá)快捷系統(tǒng)是通過(guò)多個(gè)可獨(dú)立運(yùn)行的小型機(jī)車(chē)組在運(yùn)行過(guò)程中的連接、分離和分軌，使乘客可以在機(jī)車(chē)內(nèi)部進(jìn)行換乘直達(dá)目的地，具有具備高效快捷、安全環(huán)保的先進(jìn)性。新系統(tǒng)運(yùn)行有較高的可操作性，新系統(tǒng)可調(diào)節(jié)載客量，是軌道交通的一次巨大的改變，它的市場(chǎng)價(jià)值巨大，是軌道交通發(fā)展的重大突破，具有較高的研發(fā)與利用價(jià)值。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 學(xué)校通過(guò)
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 擬申請(qǐng)專利。 可進(jìn)行技術(shù)合作、技術(shù)轉(zhuǎn)讓和專利轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場(chǎng)演示 模型 圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 裝置的適應(yīng)范圍： 本系統(tǒng)適用于城市軌道新線路的設(shè)計(jì)和建設(shè)，以及現(xiàn)有城市軌道系統(tǒng)的改進(jìn)和完善，適應(yīng)城市人口高效出行和日益加快的生活節(jié)奏。同時(shí)，本項(xiàng)目技術(shù)成熟后可與城際軌道交通對(duì)接，實(shí)現(xiàn)城市內(nèi)外軌道交通網(wǎng)的快捷直達(dá)，進(jìn)一步緩解交通壓力。 項(xiàng)目的市場(chǎng)前景 在城市人口和經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)以及公共政策措施的強(qiáng)力推動(dòng)，和國(guó)家土地、環(huán)境以及節(jié)能減排政策引導(dǎo)下，城市土地開(kāi)發(fā)利用將朝高密度集約化的方向發(fā)展。因此，在特大城市、大城市、以及城市群中，將會(huì)出現(xiàn)更多的適合大容量快速軌道交通建設(shè)的交通走廊。許多城市也意識(shí)到，一個(gè)規(guī)劃合理的城市軌道交通系統(tǒng)可以成為集約化土地利用發(fā)展的中心紐帶和引擎。 本系統(tǒng)提高了運(yùn)營(yíng)效率，提升了服務(wù)品質(zhì)，降低了動(dòng)力消耗，節(jié)約了運(yùn)營(yíng)成本，使乘客和企業(yè)雙贏。在投資上，相對(duì)于整體成本投入適中，產(chǎn)出較高，可節(jié)約機(jī)車(chē)再啟動(dòng)和制動(dòng)環(huán)節(jié)上的大部分動(dòng)力消耗，同時(shí)可吸引大量客流。因此前景明朗、需求旺盛、市場(chǎng)價(jià)值、研發(fā)價(jià)值巨大，經(jīng)濟(jì)效益顯著增高。
同類課題研究水平概述
- 目前，城市軌道交通發(fā)展迅速，城市軌道交通系統(tǒng)不斷更新，現(xiàn)有的先進(jìn)系統(tǒng)有全自動(dòng)旅客捷運(yùn)(APM)系統(tǒng)、新交通系統(tǒng)（AGT）等。 全自動(dòng)旅客捷運(yùn)(automated people mover systems ，簡(jiǎn)稱APM) 全自旅客自動(dòng)捷運(yùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)也稱為自動(dòng)導(dǎo)軌快捷運(yùn)輸系統(tǒng)(AGTS)，是一種無(wú)人自動(dòng)駕駛、立體交叉的大眾運(yùn)輸系統(tǒng)，采用電力動(dòng)力,橡膠輪胎,由導(dǎo)向軌道引導(dǎo)在水泥路面上行駛,可以一節(jié)車(chē)廂或者幾節(jié)車(chē)廂連接一起運(yùn)行.在運(yùn)行過(guò)程中，列車(chē)的起步加速度比較快，乘客上車(chē)后請(qǐng)注意站好扶穩(wěn)。值得注意的是，列車(chē)是由兩節(jié)單獨(dú)的車(chē)廂組成的，中間不相通，不同于國(guó)內(nèi)已有的地鐵、磁懸浮等交通運(yùn)輸系統(tǒng). 這個(gè)鐵路名詞通常只形容在范圍狹小的地區(qū)所運(yùn)行的低載量鐵路運(yùn)輸，例如是機(jī)場(chǎng)、城市商業(yè)區(qū)或主題公園的鐵路運(yùn)輸，但有時(shí)此名詞亦能應(yīng)用于自動(dòng)運(yùn)行但復(fù)雜的鐵路運(yùn)輸。 世界首條無(wú)人駕駛地下捷運(yùn)系統(tǒng)“廣州珠江新城旅客自動(dòng)運(yùn)輸系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱APM線)”，正式開(kāi)通試運(yùn)行。APM列車(chē)采用的是兩節(jié)車(chē)廂，橡膠輪胎，全自動(dòng)無(wú)人駕駛。
