一种双层双向路轨兼容绿色公交系统

摘要

一种双层双向路轨兼容绿色公交系统，属于一种新型公交系统，该公交系统分轨道设施、供电设施、车辆、站台、回车台五大部分，含有太阳能电池板、导向轮、上导向轨、上轨道、下导向轨、高架梁墩、下轨道、电网、滑轮、钢绳、吊耳、提升架、泵站、油缸，该公交系统利用现代化公交技术配合智能交通和运营管理，开辟公交专用轨道和建造新式站台并配以专用回车台，实现路轨交通运营服务。将传统并列双向轨道改为上下两层分别铺展，电动公交车可在轨道和路面上兼容行驶，实现了对原有道路的空间复用，同时利用新能源驱动，实现零排放，是一种高品质、高效率、低能耗、低成本、零排放、安全的公共交通系统。

权利要求

1.一种双层双向路轨兼容绿色公交系统，该公交系统分轨道设施、供电设施、车辆、站台、回车台五大部分，含有太阳能电池板、导向轮、上导向轨、上轨道、下导向轨、高架梁墩、下轨道、电网、滑轮、钢绳、吊耳、提升架、泵站、油缸，其特征是：高架梁墩分列施建于道路中央，呈“H”形，高架梁墩底端与地面相平埋设一组下轨道，下轨道沿高架梁墩排列延伸方向铺设，下轨道上部内侧分别设有下导向轨，高架梁墩中间的横梁上设有一组上轨道，上轨道上部内侧分别设有上导向轨；所述供电设施包括太阳能电池板、电网，太阳能电池板通过横梁与高架梁墩相连接，并沿高架梁墩延伸方向铺设，其顶端两侧设有太阳能灯，其上方设有电网；所述车辆为新结构电动公交车，该车置于上下轨道上，每只轮胎内侧均设有一只导向轮，导向轮与轮胎同轴，并与导向轨呈垂直悬浮状态卡合；所述站台根据道路情况建于高架梁墩两侧道路上，站台间距为2-3千米，上下两层车辆共用一个站台；所述回车台设于轨道两端，回车台设有五根高架梁墩，其内侧地面建成凹槽状，位于回车台中间的梁墩内侧各设一油缸，其中一侧地面上设有泵站，提升架呈“U”形，共两根，内设一组轨道，提升架像抱箍一样托住轨道，提升架两侧顶端均设有吊耳，钢绳一端固定在油缸底端，一端绕过滑轮与吊耳相连接，所述上下轨道为钢梁，所述钢梁表面可加工成粗糙的纹路，也可敷设附着力强的防滑涂料，所述太阳能电池板阔度为3～5米，所述车辆前后分别设有司机室，构成了一种双层双向路轨兼容绿色公交系统。

说明书

一种双层双向路轨兼容绿色公交系统

技术领域

[0001] 本发明涉及一种新型公交系统，特别是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统。

背景技术

[0002] 改革开放以来，国民经济快速增长，“科技创新，自主创新”已成为目前国内工业发展的主流。各领域及国民生活正逐步向集约型、节能减排、低碳的方向发展。我国政府向世界承诺将减排战略立为国策一项重要实施措施，将节能环保、新能源、新能源汽车列为国家战略性新兴产业，旨在通过节能、减排、创新等实现可持续发展和解决全人类共同面临的气候问题。随着我国城市化进程的不断推进和人民生活水平的不断提高，城市内部交通面临空前的压力，道路资源的严重不足已经成为阻碍城市健康发展的突出瓶颈。目前，我国一线城市的市区交通解决方案主要是城市交通立体化，通过改原先的道路平面交叉为立体交叉，地面交通、轨道交通、地下交通成为主要的交通形式，起到了有效缓解交通压力的作用，但是兴建该类交通设施资金投入量大、施工周期长，尤其是地下工程的实施，还受当地的地质、地貌等因素的制约。城市化进程催生着二、三线城市的迅猛发展，然而资金短缺问题和道路建设的迫切程度形成了强烈反差。显然二、三线城市的交通模式需要根据自身的特质，探寻一种行之有效的建设方案。各类城市均将干线公交作为优先发展的交通设施，但其建设的主要障碍在于因拓宽道路、高架铺轨、地下挖掘而必须进行的拆迁安置，这不仅需要巨额财政投入，还会引起强烈的社会情绪，对构建和谐社会这个重大城市战略目标是一个十分严峻的挑战。快速公交系统(Bus Rapid Transit，简称BRT)，是目前比较热门的一种交通方案，是一种介于快速轨道交通(Rapid Rail Transit，简称RRT)与常规公交(Normal Bus Transit，简称NBT)之间的新型公共客运系统，是一种大运量交通方式，实现轨道交通运营服务，达到轻轨服务水准的一种独特的城市客运系统。但这种方案主要依赖于强有力的行政管理，从示范情况来看，实际效果并不尽如人意，有的还顾此失彼，方便了公交运行，却影响了其他各类车辆的畅通；深圳某公司提出立体快巴公交方案，车身横跨两个车道，共两层，不足2米高的小汽车可从其“胯下”通过，上层空间用来载客。该方案虽然节能环保，暂时缓解了交通拥挤，但该方案的实施给普通汽车司机提出了更高挑战，为避免交通事故，劈腿公交必须在车头和车尾持续发出信号，警告前后汽车，尤其是大卡车注意避让。而劈腿公交一层必须有感应装置，若遭到汽车刮蹭，要发出警告，若需拐弯，劈腿公交要用指示灯提示在其“胯下”行驶的汽车及时作出反应。且小汽车在该种两侧封闭式空间内行驶，存在一定的安全隐患，易发生连环撞车事故。根据国外经验，当公共交通出行速度快于私家车出行时，人们大多会选择公交车，放弃私家车，先进快捷的公共交通可引导人们积极参与绿色出行。世界各国政府都在不断地探索、改进现行公交系统，希望研究一种高品质、高效率、低能耗、低污染、低成本的公共交通形式，以缓解城市交通压力，降低车辆污染物排放等，虽然取得了一些进展，但在实际运用中仍然存在着尚未克服的技术难题。可见，只有借助先进的科学技术手段，充分利用有限的空间，才能有效地解决城市交通难题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于克服以上不足，提供一种双层双向路轨兼容绿色公交系统，该公交系统利用现代化公交技术配合智能交通和运营管理，开辟公交专用轨道和建造新式站台并配以专用回车台，实现路轨交通运营服务，将传统并列双向轨道改为上下两层分别铺展，电动公交车可在轨道和路面上兼容行驶，实现了对原有道路的高效空间复用，同时利用新能源驱动，实现零排放。该公交系统是一种高品质、高效率、低能耗、低成本、零排放、安全的公共交通形式。

[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该公交系统分轨道设施、供电设施、车辆、站台、回车台五大部分，含有太阳能电池板、导向轮、上导向轨、上轨道、下导向轨、高架梁墩、下轨道、电网、滑轮、钢绳、吊耳、提升架、泵站、油缸，高架梁墩分列施建于道路中央，呈“H”形，高架梁墩底端与地面相平埋设一组下轨道，下轨道沿高架梁墩排列延伸方向铺设，下轨道上部内侧分别设有下导向轨，高架梁墩中间的横梁上设有一组上轨道，上轨道上部内侧分别设有上导向轨；所述供电设施包括太阳能电池板、电网，太阳能电池板通过横梁与高架梁墩相连接，并沿高架梁墩延伸方向铺设，其顶端两侧设有太阳能灯，其上方设有电网；所述车辆为新结构电动公交车，该车置于上下轨道上，每只轮胎内侧均设有一只导向轮，导向轮与轮胎同轴，并与导向轨呈垂直悬浮状态卡合；所述站台根据道路情况建于高架梁墩两侧道路上，站台间距为2-3千米，上下两层车辆共用一个站台；所述回车台设于轨道两端(即终点)，回车台设有五根高架梁墩，其内侧地面建成凹槽状，位于回车台中间的梁墩内侧各设一油缸，其中一侧地面上设有泵站，提升架呈“U”形，共两根，内设一组轨道，提升架像抱箍一样托住轨道，提升架两侧顶端均设有吊耳，钢绳一端固定在油缸底端，一端绕过滑轮与吊耳相连接，构成了一种双层双向路轨兼容绿色公交系统。

[0005] 该双层双向路轨兼容绿色公交系统采用的技术原理是：该公交系统利用现代化公交技术配合智能交通和运营管理，开辟公交专用轨道和建造新式站台并配以专用回车台，实现路轨交通运营服务。轨道设施供车辆行驶，高架梁墩分列施建于道路中央，采用钢结构或混凝土结构等形式进行工厂化生产，并运至现场安装，用于支撑和铺设轨道、架设太阳能电池板器件以及安装线缆、路灯等，当通过立交、天桥、线缆等道路上方障碍物时，应下挖一定深度，以满足车辆在其下方通过的高度要求，同时按轨道车辆行驶的要求或相应标准延长坡长，高架梁墩两侧道路无需深挖，保持原状。钢梁作为轨道供车辆行驶，并分上下两层在地面以下和高架梁墩上分别铺设，以便车辆双向行驶，钢梁表面可加工成粗糙的纹路，也可敷设附着力强的防滑涂料或其他材料，以增强其与轮胎之间的摩擦力，提高车辆的行驶和制动性能。导向轨安装于轨道内侧上方，与导向轮卡合，起导向作用，并在极端情况下用作临时行车轨道；供电设施对车辆提供供电服务，太阳能电池板安装于高架梁墩顶端，一般按3~5米的阔度(根据输出功率的需求，结合投资能力)沿线铺设，充分解决太阳能电池板无场地安装的难题，由于太阳能电力非常充裕，(若按电池板长度铺设10000米，宽度5米计，可发电5000千瓦，而轨道车辆若为30辆，用电量约需3000千瓦，富余约2000千瓦)，故应在沿线站台或择地建造蓄电池库，将富余电力储存起来，供阴雨天和夜晚使用，也可对沿线公共设施供电，仅在轨道上行驶的车辆完全采用线路供电，不需携带蓄电池，以减轻车辆自重；车辆以普通电动公交车结构为基础和原型，将其改造成可在轨道和路面上兼容行驶的特殊车辆，关键点即将轮胎内侧装上导向轮，并将车辆部分结构和零部件辅以技术改造，使之符合轨道行驶的特性和要求，车辆前后分别设有司机室，以便车辆运行至轨道终端通过回车台升降后“不调头”换向行驶，车辆可根据情况设定车厢节数，实现大容量运输，其两侧分别设有车门，方便乘客上下。车辆采用普通橡胶轮胎，具有降噪、减振、防滑等钢轮所不具备的功能，还为车辆下轨上路行驶提供了必要条件。导向轮类似于轨道车辆的钢轮，导向轮与轮胎共轴，位于轮胎内侧，与导向轨呈悬浮状卡合，引导车辆沿轨道行驶，并可在车轮爆胎时作为临时车轮使用，若主动轮爆胎则通过车桥内部的差速器使导向轮与其他轮胎差速行驶，若从动轮爆胎，则由导向轮与导向轨摩擦滚动并与其他轮胎差速行驶，确保车辆安全行至附近指定地点换胎；为便于乘客上下车和车辆上下换向接轨，系统建造新式站台并配以专用回车台，站台分上下两层，回车台位于轨道两端(即终点)的高架梁墩内，是供车辆上下换向接轨的关键装置，回车台内置适应车辆长度要求的可升降轨道，车辆行至轨道上并停稳锁定后，连同轨道一起由液压泵站提供动力，油缸牵引钢绳作上下运动，实施升降，升降到位后行程开关指令定位销定位，连接好相应轨道，同时指令锁定装置解除锁定，车辆则在另一轨道上反向行驶，使用该回车台，不仅回车快捷，而且还大量节省了回车场地及较长的爬坡轨道等。

[0006] 该公交系统节省道路资源，实现对原有道路的高效空间复用，由于车辆同时具备了普通车辆和特殊车辆的属性，以及可在轨道上静态或动态充电等特点，从而很好的增强了兼容性，免除了普通电动公交车依赖充电站长时间停留充电或更换电池的困扰，另外，当车辆需保养维修时可直接驶出轨道，行至维修厂。

[0007] 本发明有益效果是：双层双向路轨兼容绿色公交系统是一种全新的适合于各类城市的公共交通方式，特别是大城市的干道、中央隔离带较宽，道路较长、较直，沿途或有若干互通、立交等，采用该方式最为合适。该系统将传统并列双向轨道改为上下两层分别铺展，实现高效空间复用。现状道路上为其辟出的专用公交车道，虽只占道路中央包括隔离带在内约3.2米宽度，但其上下两层的铺轨方式，完全满足车辆双向行驶的需要，该系统不仅节省道路资源，也为新建道路的规划提供了集约利用土地的解决方案。工程建设成本和周期也较高架轻轨、原路拆迁拓宽以及地下交通等大为降低，性价比和可行性非常明显。车辆采用新能源驱动，实现零排放，很好的维护了城市环境。该系统是一种高品质、高效率、低能耗、低成本、零污染的公共交通形式，充分体现了以人为本，构建和谐社会的发展理念。该公交系统采用先进的公共交通车辆和优质的服务设施，通过专用道路空间来实现快捷、准时、舒适和安全的出行服务。

附图说明

[0008] 下面是结合附图和实施例对本发明进一步描述：

[0009] 图1是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统主视图；

[0010] 图2是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统左视图

[0011] 图3是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统回车台主视图；

[0012] 图4是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统回车台左视图；

[0013] 图5是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统交叉道口俯视图；

[0014] 图6是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统交叉道口局部放大图；

[0015] 图7是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统全线运营车辆正向行驶路线示意图；

[0016] 图8是一种双层双向路轨兼容绿色公交系统全线运营车辆反向行驶路线示意图。

[0017] 图中，1太阳能电池板、2导向轮、3上导向轨、4上轨道、5下导向轨、6高架梁墩、7下轨道、8电网、9滑轮、10钢绳、11吊耳、12提升架、13泵站、14油缸

具体实施方式

[0018] 该公交系统市区部分为轨道路段，市区以远部分为公路路段，运营车辆分两种：一种是只在市区区段内轨道上行驶的车辆，该种车辆可根据实际情况适当增加车厢节数，以实现大容量运输，车辆两端分别配有司机室；另一种是全线运营车辆，该种车辆运行线路分公路和轨道两部分，车辆配单司机室。

[0019] 实施例一：

[0020] 轨道路段运营部分：在图1、2、3、4中，该公交系统分为轨道设施、供电设施、车辆、站台、回车台五大部分，高架梁墩6分列施建于道路中央，呈“H”形，高架梁墩6底端与地面相平埋设一组下轨道7，下轨道7沿高架梁墩6排列方向铺设，下轨道7上部内侧分别设有下导向轨5，高架梁墩6中间的横梁上设有一组上轨道4，上轨道4上部内侧分别设有上导向轨3；所述供电设施包括太阳能电池板1、电网8，太阳能电池板1通过横梁与高架梁墩6相连接，并沿高架梁墩6延伸方向铺设，其顶端与高架梁墩6相对应的位置设有太阳能灯，其上方设有电网8；所述车辆为新结构电动公交车，该车置于上下轨道上，每只轮胎内侧均设有一只导向轮2，导向轮2与轮胎同轴，并与导向轨呈垂直悬浮状态卡合；所述站台根据道路情况建于高架梁墩6两侧道路上，站台间距为2-3千米，上下两层车辆共用一个站台；所述回车台设于轨道两端(即终点)，回车台设有五根高架梁墩6，其内侧地面建成凹槽状，位于回车台中间的高架梁墩6内侧各设一油缸14，其中一侧地面上设有泵站13，提升架12呈“U”形，共两根，内设一组轨道，提升架12像抱箍一样托住轨道，提升架12两侧顶端均设有吊耳11，钢绳10一端固定在油缸14底端，一端绕过滑轮9与吊耳11相连接，构成了一种双层双向路轨兼容绿色公交系统。

[0021] 市区公交线路一般比较繁忙，应为轨道路段，经过改造后的车辆置于上下轨道上，相向行驶，通过电网8和太阳能电池板1供电，为减轻自重，车辆不携带蓄电池，当车辆行驶至轨道终点，便于运用回车台上下换向接轨，车辆便在另外轨道上反向行驶。该公交系统利用现代化公交技术配合智能交通和运营管理，开辟公交专用轨道和建造新式站台并配以专用回车台，实现路轨交通运营服务。轨道设施供车辆行驶，高架梁墩6分列施建于道路中央，采用钢结构或混凝土结构等形式进行工厂化生产，并运至现场安装，用于支撑和铺设轨道、架设太阳能电池板1器件以及安装线缆、路灯等，当通过立交、天桥、线缆等道路上方障碍物时，应下挖一定深度，以满足车辆在其下方通过的高度要求，同时按轨道车辆行驶的要求或相应标准延长坡长，高架梁墩6两侧道路无需深挖，保持原状。钢梁作为轨道供车辆行驶，并分上下两层在地面以下和高架梁墩6上分别铺设，以便车辆双向行驶，钢梁表面可加工成粗糙的纹路，也可敷设附着力强的防滑涂料或其他材料，以增强其与轮胎之间的摩擦力，提高车辆的行驶和制动性能。导向轨安装于轨道内侧上方，由轨道钢制成，与导向轮2卡合，起导向作用，并在极端情况下用作临时行车轨道；供电设施对车辆提供供电服务，太阳能电池板1安装于高架梁墩6顶端，一般按3~5米的阔度(根据输出功率的需求，结合投资能力)沿线铺设，充分解决太阳能电池板1无场地安装的难题，由于太阳能电力非常充裕，(若按电池板长度铺设10000米，宽度5米计，可发电5000千瓦，而轨道车辆若为30辆，用电量约需3000千瓦，富余约2000千瓦)，故应在沿线站台或择地建造蓄电池库，将富余电力储存起来，供阴雨天和夜晚使用，也可对沿线公共设施供电，仅在轨道上行驶的车辆完全采用线路供电，不需携带蓄电池，以减轻车辆自重；车辆以普通电动公交车结构为基础和原型，将其改造成可在轨道和路面上兼容行驶的特殊车辆，关键点即将轮胎内侧装上导向轮2，并将车辆部分结构和零部件辅以技术改造，使之符合轨道行驶的特性和要求，车辆前后分别设有司机室，以便车辆运行至轨道终端通过回车台升降后“不调头”换向行驶，车辆可根据情况设定车厢节数，实现大容量运输，其两侧分别设有车门，方便乘客上下。车辆采用普通橡胶轮胎，具有降噪、减振、防滑等钢轮所不具备的功能，还为车辆下轨上路行驶提供了必要条件。导向轮2类似于轨道车辆的钢轮，导向轮2与轮胎共轴，位于轮胎内侧，与导向轨呈悬浮状卡合，引导车辆沿轨道行驶，并可在车轮爆胎时作为临时车轮使用，若主动轮爆胎则通过车桥内部的差速器使导向轮与其他轮胎差速行驶，若从动轮爆胎，则由导向轮2与导向轨摩擦滚动并与其他轮胎差速行驶，确保车辆安全行至附近指定地点换胎；为便于乘客上下车和车辆上下换向接轨，系统建造新式站台并配以专用回车台，站台分上下两层，回车台位于轨道两端(即终点)的高架梁墩6内，是供车辆上下换向接轨的关键装置，回车台内置适应车辆长度要求的可升降轨道，车辆行至轨道上并停稳锁定后，连同轨道一起由液压泵站13提供动力，油缸14牵引钢绳10作上下运动，实施升降，升降到位后行程开关指令定位销定位，连接好相应轨道，同时指令锁定装置解除锁定，车辆则在另一轨道上反向行驶，使用该回车台，不仅回车快捷，而且还大量节省了回车场地及较长的爬坡轨道等。车辆配有专门的逃生装置，以应对各种突发事件。

[0022] 在图5、6中，大中城市只在一个方向设定公交干线是不能真正实现快速出行的，只有兼顾纵向、横向等方向，拟定若干条干线才能较好的解决问题，该交叉道口的设计可解决轨道纵横交错的难题。交叉道口一般设在十字路口中央，以便呈纵、横向道路上的车辆行驶。交叉道口的形状为“井”字形，在交叉点上截去一段导向轨，以便轮胎通过，由于车辆在通过交叉口时轨道线是笔直的，加之被截导向轨的断面加工成“V”字形，交叉口处轨道外侧再装一块轮胎导向板，因而可确保车辆不会偏离轨道，并安全通过。

[0023] 实施例二：

[0024] 本实施例与实施例一的不同之处在于：本实施例车辆实行全线运营，在图7、8中，车辆为单节单司机室，车辆运行线路为郊区——市区——郊区，运行方式即为公路——轨道——公路。市区公交线路一般比较繁忙，应为轨道路段，市区以远的公交延伸线路客流量相对较少，应为公路路段，所述车辆在公路路段的运行方式与普通电车一致，当其运行至轨道路段时，车辆需要对轨(对轨即为车辆从路面行至轨道时需要的入轨程序，即：通过路面引线和司机娴熟的操作技术以及车辆底部安装的雷达指挥实施)，当车辆安全入轨后，其运行方式与实施例一中轨道运营车辆一致，不同之处在于轨道运营车辆行至轨道终点时，可通过回车台升降“不调头”换向行驶，而全线运营车辆行至轨道终点时即通过回车台升降，驶出轨道，进入公路运营阶段。全线运营车辆部分时间在轨道上运行，部分时间在公路上运行，故应携带蓄电池，车辆在公路上行驶时采用蓄电池供电，当行至轨道时可边行驶边充电。