基本信息
- 项目名称：
- 城市轨道交通直达快捷系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本项目是一种可调节载客量、高效快捷、安全环保的轨道交通系统，在少量变动现有轨道设施的基础上，充分利用轨道资源，提高机车通行效率，降低能量损耗和社会公用交通运营成本，使乘客有更优良的乘坐体验，中途无需停车直达目的地，建成快捷高效的轨道交通系统。
- 详细介绍：
- 基本思路 直达系统旨在充分利用的轨道资源和设计更为高效的运营方案，系统包括两套方案。在现有轨道等基础设施不变的情况下，设计了直达系统的第一套方案。 系统的运营单位是机车组（机车组可根据客流特征调节其连接的车厢数）。在“站台运行阶段”，沿运行方向依次为：经停机车组A、通行机车组B、启动机车组C（如图片一所示）。在进出站台过程中，各机车组可以相互分离，独立运行；在稳定运行过程中，各机车组可以相互连接，编组运行。具体运行过程如下。 在“站台运行阶段”前：起动机车组C在站台等待乘客；连接在一起的通行机车组B和经停机车组A驶向站台，并在合适的位置分离。 在“站台运行阶段”时：启动机车组C启动驶离站台，通行机车组B继续保持合适的速度通过站台，经停机车组A与通行机车组B分离并逐步减速。 在“站台运行阶段”后：启动机车组C与通行机车组B距离拉近，速度也逐渐趋同并头尾对接，打开车厢对接车门，乘客根据提示移动进入目的地对应的车厢。 直达系统的第一套方案优点在于几乎不改动现有轨道、站台等基础设施，适用于现有轨道交通系统的升级；缺点在于乘客体验不佳，短途旅行的乘客在平稳运行的机车组内要移动很长距离进入目的地对应的车厢，且经过站台的通行机车组要适当减速以保障站台安全和机车组之间的平稳分离、对接。 基于方案一的不足，直达系统还提出了第二套改进方案。考虑到方案一中通行机车组对站台的不良影响，系统设计改进传统的地铁线路，将站台段轨道按功能分为主、辅轨道。 系统的运营单位为仍为机车组，但其长度调节更为灵活。稳定运行过程中各机车组在主轨道高速行进，在“站台运行阶段”通行机车组B保持正常速度从主轨道高速通过站台段，经停机车组A和启动机车组C则相继停靠在站台段增设的辅轨道上（如图片二所示），具体运行过程如下。 在“站台运行阶段”前，起动机车组C在站台等待乘客，根据提示短途乘客在尾部车厢上车，远途乘客在头部车厢上车；连接在一起的通行机车组B和经停机车组A驶向站台，并在到达主、辅轨道的道岔前分离。 在“站台运行阶段”时，启动机车组C已经驶离站台，且头部、尾部车厢分离不同时刻启动并加速前进；通行机车组B保持原速由主轨道通过站台，停靠机车组A减速，经过道岔分流进入辅轨道驶入站台。 在“站台运行阶段”后，先加速的启动机车组C头部车厢先由辅轨道转入主轨道，并对接于通行机车组B的头车前；后加速的启动机车组C尾部车厢在通行机车组B通过出站道岔后转入主轨道，并对接在通行机车组B的尾车后；打开车厢对接车门，乘客根据提示移动进入目的地对应的车厢。 方案二对于现有运行轨道改造难度较大，机车控制要求有所提高，如果在新建轨道系统和机车系统中实施则可以扬长避短，体现出直达系统的更多优点。方案二中乘客在机车组内换乘时间充足，可以方便快捷的进入目的地对应车厢。 四、装置的组成 1.机车车体改进：目前地铁机车在运营时一般采用动拖结合，固定编组，形成电动列车组（动车组）。编组形式可采用全动车形式或动拖车有机结合的固定编组形式。每列车的首车和尾车必须带有司机室。由于车辆技术的不断发展，牵引电机单位体积的功率愈来愈大，因此我们改进后的系统采用全动车，并且在稳定行进过程中可自由拆分组合，独立运行。这样好处在于运行过程中列车可自由组合，改变长度，增加了机车的机动性。 2.运行方案改进：目前轨道交通运行方案均为编组列车集中停靠站点。由于我们将车体进行了改进，可以将单独的一节或一组机车停靠站台，供乘客上下车，所以使城市轨道交通直达快捷系统的实施成为可能。 3.换乘方式改进：目前我们地铁各条线路之间没有自动换乘，一般是乘客在换乘车站不同站台内完成换乘。由于我们对车体和运行方案进行了改进，因此我们只需要在机车组内就能完成换乘过程。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 基本思路：根据目前轨道交通系统存在的不足，我们我们创新设计了“城市轨道交通直达快捷系统”（以后简称直达系统）。本系统可使乘客可以随时在车站搭乘机车出行，无需长时间等车，中途无需换乘，可在短时间内直达目的地，活动空间宽松，同时节约能耗，不受突发客流影响，实现真正意义上的全时段，全区间的直达、快捷。 本系统充分利用的轨道资源，不仅提高机车通行速率和系统运营效率，降低制动与启动环节的能量损耗，而且能进一步缩短乘客乘坐交通工具的时间，使得乘客具备更优良的乘坐体验（为每一位乘客量身安排机车行车线路，中途无需停车直达目的地），这样可达到降低社会公用设施运行成本，建设快捷高效和谐社会的目的。此系统适用于现有城市轨道交通的换代升级，也适用于城市轨道新线路的设计和建设。 技术关键：1根据客流控制经停机车组的技术；2根据站台情况控制经行机车组的技术；3提示乘客选择并进入直达车厢的技术；4据轨道线路控制机车组分轨、对接的技术。
科学性、先进性
- 先进性 城市轨道交通直达快捷系统是通过多个可独立运行的小型机车组在运行过程中的连接、分离和分轨，使乘客可以在机车内部进行换乘直达目的地，具有具备高效快捷、安全环保的先进性。新系统运行有较高的可操作性，新系统可调节载客量，是轨道交通的一次巨大的改变，它的市场价值巨大，是轨道交通发展的重大突破，具有较高的研发与利用价值。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 学校通过
技术转让方式
- 拟申请专利。 可进行技术合作、技术转让和专利转让。
作品可展示的形式
- 现场演示 模型 图片
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 装置的适应范围： 本系统适用于城市轨道新线路的设计和建设，以及现有城市轨道系统的改进和完善，适应城市人口高效出行和日益加快的生活节奏。同时，本项目技术成熟后可与城际轨道交通对接，实现城市内外轨道交通网的快捷直达，进一步缓解交通压力。 项目的市场前景 在城市人口和经济快速增长以及公共政策措施的强力推动，和国家土地、环境以及节能减排政策引导下，城市土地开发利用将朝高密度集约化的方向发展。因此，在特大城市、大城市、以及城市群中，将会出现更多的适合大容量快速轨道交通建设的交通走廊。许多城市也意识到，一个规划合理的城市轨道交通系统可以成为集约化土地利用发展的中心纽带和引擎。 本系统提高了运营效率，提升了服务品质，降低了动力消耗，节约了运营成本，使乘客和企业双赢。在投资上，相对于整体成本投入适中，产出较高，可节约机车再启动和制动环节上的大部分动力消耗，同时可吸引大量客流。因此前景明朗、需求旺盛、市场价值、研发价值巨大，经济效益显著增高。
同类课题研究水平概述
- 目前，城市轨道交通发展迅速，城市轨道交通系统不断更新，现有的先进系统有全自动旅客捷运(APM)系统、新交通系统（AGT）等。 全自动旅客捷运(automated people mover systems ，简称APM) 全自旅客自动捷运系统，该系统也称为自动导轨快捷运输系统(AGTS)，是一种无人自动驾驶、立体交叉的大众运输系统，采用电力动力,橡胶轮胎,由导向轨道引导在水泥路面上行驶,可以一节车厢或者几节车厢连接一起运行.在运行过程中，列车的起步加速度比较快，乘客上车后请注意站好扶稳。值得注意的是，列车是由两节单独的车厢组成的，中间不相通，不同于国内已有的地铁、磁悬浮等交通运输系统. 这个铁路名词通常只形容在范围狭小的地区所运行的低载量铁路运输，例如是机场、城市商业区或主题公园的铁路运输，但有时此名词亦能应用于自动运行但复杂的铁路运输。 世界首条无人驾驶地下捷运系统“广州珠江新城旅客自动运输系统(简称APM线)”，正式开通试运行。APM列车采用的是两节车厢，橡胶轮胎，全自动无人驾驶。
