本发明公开了一种列车不停站上下客技术，主要包括：主车1、下客车厢2、上客车厢3、卷扬机4、钢缆5、套环6、支架7、牵引柱8、连接杆9、主车道10及辅车道11；处在主车尾部的下客车厢进站前与主车脱离，依靠惯性进入辅车道停靠站台下客；检票进站的乘客提前坐进停在辅车道的上客车厢，当主车从主车道进站驶过上客车厢时，主车尾部伸出的套环套在上客车厢伸出的连接杆上并滑落在牵引柱上；与套环相连的钢缆从固定在主车尾部的卷扬机上变速释放，上客车厢随即被钢缆牵引进入主车道并逐渐加速向前，直到与主车速度相同，最终接近主车并与主车连在一起，乘客分散到主车各个车厢，完成不停站上下客的任务。
1.一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：至少包括主车、上客车厢、下客车厢、卷扬机、钢缆、套环、支架、牵引柱、连接杆、主车道及辅车道；下客车厢处在主车的尾部，进站前与主车的自动挂钩脱离，依靠惯性向前运行，通过道岔进入紧邻站台的辅车道，停稳后下客及卸载行李；上车乘客提前检票进站，坐进停在辅车道上的上客车厢，当主车从紧邻的主车道进站驶过上客车厢时，主车尾部伸出的套环套在上客车厢伸出的连接杆上并滑落在牵引柱上；与套环相连的钢缆从缠绕在主车尾部的卷扬机上释放，上客车厢随即被钢缆牵引从辅车道进入主车道并逐渐加速向前，直到与主车速度相同，最终接近主车并与主车通过自动挂钩连在一起，然后进行水管对接、刹车管联接操作，完成不停站上下客的任务；
加速度大小由钢缆的释放速度控制在舒适的范围；在上客车厢与主车连在一起之前，牵引钢缆与钢轨始终处于平行状态。
2.根据权利要求1所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的上客车厢与下客车厢均为无动力拖车，但安装再生制动发电系统、程序控制及远程控制的制动系统、灭火救生系统。
3.根据权利要求1所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的上客车厢与下客车厢内装有备用电源，为车厢内用电设备及自控系统供电；备用电源是蓄电池或再生制动发电。
4.根据权利要求1所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的上客车厢与下客车厢上均装有牵引柱及连接杆，连接杆与牵引柱连在一起，牵引柱焊接在车体上。
5.根据权利要求4所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的牵引柱为圆柱体，上端是伞形防脱盖，由高强度不锈钢或其它合金材料制成，是承受钢缆牵引力并防止钢缆滑脱的部件。
6.根据权利要求4所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的连接杆为不锈钢棒、不锈钢管或其它刚性材料制成，末端带有弯柄，弯柄方向朝后；连接杆与伞形防脱盖通过万向节连在一起，是活动连接；从弯柄开始至牵引柱底座距离内，连接杆上无任何支撑物或悬挂物；使用时连接杆向上倾斜伸出车体。
7.根据权利要求1所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的卷扬机固定在主车车尾，上面缠绕牵引钢缆；卷扬机由电脑控制，根据设定的数据随时改变转速，从而调节缆绳的释放速度，实现对上客车厢的加速度控制。
8.根据权利要求1所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的套环与钢缆均为高抗拉强度的钢丝制成，套环与钢缆连在一起；套环有足够的重量以便套住连接杆后迅速靠自重滑落至牵引柱；套环与相连的钢缆均挂在支架上。
9.根据权利要求8所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的支架一端固定在主车车尾的车厢，另一端挂好套环后伸出车体；支架的高度与长度均经过精确设定，可确保能够使套环套在连接杆上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的一种用于列车不停站上下客的系统，其特征在于：所述的辅车道为一段带弧形的车道，紧邻站台，辅车道的两端均与主车道相连；所述的主车道为一段足够长的直线车道，该直线段的长度取决于主车进站的速度，在该直线车道内，上客车厢与主车平稳接近并自动完成联接。
一种用于列车不停站上下客的系统
技术领域
[0001] 本发明属于铁路客运技术领域，具体涉及一种列车不停站上下客的技术。
背景技术
[0002] 客运列车在行驶过程中，往往要在中途站停车让旅客上下车，同时给列车加水、补充食品、燃料等，对高速列车而言，从减速进站、停车上下客、加速起动至正常运行，一般需十分钟左右的时间，以京沪高铁为例，全程24个站，中途22个车站，按设计时速300km计，若为直达列车，运行时间为5小时；若每站均停则需6.4小时，中途停车及辅助时间超过了直达时间的四分之一；若按设计时速500km计算，直达时间3.5小时，每站停则需4.6小时，中途停车及辅助时间接近直达时间的三分之一（马大炜，高速列车及其速度目标值的探讨，[J]中国铁道科学，24（5）1-8，2003），可见，中途停车严重影响高速列车的运行效率，使得列车提速的效益被中途停车抵消掉很大一部分。另外，由于列车的频繁制动与起动，会消耗大量的电力能源，同时也造成列车制动装置与轮轨的磨损，导致列车的保养维护成本上升。
[0003] 目前高速客运列车的运行方法，已越来越不能适应高速、快捷、环保的要求。尤其在列车速度越来越高的情况下，中途停车的弊端越来越突出。为此，人们先后设计了几种中途不停站上下旅客的方法。中国专利CN 101224750A设计了一种“空中站台”技术（陈建军，火车不停站乘客可上下车的方法），其原理是利用一节驮在主车车顶的车厢作为乘客上下的周转车厢，下车旅客事先从主车车厢进入周转车厢，进站时该周转车厢靠惯性从车顶滑入专门设计的空中站台；而上车旅客则在空中站台事先坐进另一节周转车厢，当列车从空中站台驶过时该车厢落在主车的车顶滑轨上，停稳后从周转车厢进入主车。中国另一项专利CN 101152869A则设计了一种母车追赶子车的技术（史正华等，脱卸式子母列车)，其原理是，下车旅客事先坐进母车车尾的子车车厢，临近车站某一位置时子车厢从母车车体脱离，然后自行滑行进站；而上车旅客事先坐进另一列自带动力的子车，当母车驶过车站某一位置时，子列车从辅道起动用自身动力在母车前方行驶，母车则尾随其后，直至与子车平行，达到同一速度时母车与子车从侧面连接，乘客从子车进入母车。
[0004] 空中站台技术思路比较精巧，但该方案存在诸多难题。首先，高铁是动车编组，车顶都有受电弓装置，在车顶铺设滑轨不现实；其次，周转车厢高出主车车顶2米左右，很难保持稳定，更无法穿越隧道；另外，周转车厢从空中站台突然滑落在主车车顶产生的过高加速度必然引起乘客严重不适甚至受伤。母车追赶子车的方案，技术是可行的，但需对车站现有轨道布局做大的调整，改造成本过高，另外该方案的子车需自带动力，设备成本也很高，特别是要安排子车驾驶员，以京沪22个中途站计，至少要配备22位驾驶员，显然是不现实的。
[0005] 针对目前不停站上下客技术存在的问题，本发明设计了一种简单易行，安全可靠的不停站上下客的技术。列车由主车与上客车厢与下客车厢组成。下车旅客提前从主车进入车尾的下客车厢，临近车站时下客车厢从主车脱离，然后自行滑入辅车道（该辅车道紧邻站台）进站；上车旅客提前坐进停在辅车道上的上客车厢，当主车经过上客车厢时，伸出套环套在上客车厢伸出的连接杆上，主车车尾的卷扬机开始转动并释放钢缆，在钢缆的牵引下，上客车厢缓慢起动并逐渐加速，最后与主车车速达到一致，卷扬机卷绕钢缆使上客车厢与主车平稳接触，靠自动挂钩与主车连在一起，完成不停站上车的动作。该技术无需对车站的现有布局进行调整，大大提高列车的行车效率，节省列车运行时间，节约大量的能源。
发明内容
[0006] 为了克服目前高速客运列车进站停车所带来的时间与能源浪费及设备损耗的缺点，发明了一种列车不停站上下客的技术。
[0007] 一种列车不停站上下客技术，至少包括主车、上客车厢、下客车厢、卷扬机、钢缆、套环、支架、牵引柱、连接杆、主车道及辅车道；下客车厢处在主车的尾部，进站前与主车的自动挂钩脱离，依靠惯性向前运行，通过道岔进入紧邻站台的辅车道，停稳后下客及卸载行李；上车乘客提前检票进站，坐进停在辅车道上的上客车厢，当主车从紧邻的主车道进站驶过上客车厢时，主车尾部伸出的套环套在上客车厢伸出的连接杆上并滑落在牵引柱上；与套环相连的钢缆从缠绕在主车尾部的卷扬机上释放，上客车厢随即被钢缆牵引从辅车道进入主车道并逐渐加速向前，直到与主车速度相同，最终接近主车并与主车通过自动挂钩连在一起，然后进行水管对接、刹车管联接等操作，完成不停站上下客的任务；加速度大小可由钢缆的释放速度控制在舒适的范围；在上客车厢与主车连在一起之前，牵引钢缆与钢轨始终处于平行状态。
[0008] 所述的上客车厢与下客车厢均为无动力拖车，但安装再生制动发电系统、程序控制及远程控制的制动系统、灭火救生系统。
[0009] 所述的上客车厢与下客车厢内装有备用电源，为车厢内用电设备及自控系统供电；备用电源可以是蓄电池，也可以是再生制动发电。
[0010] 所述的上客车厢与下客车厢上装有牵引柱及连接杆，连接杆与牵引柱连在一起，牵引柱焊接在车体上。
[0011] 所述的牵引柱为圆柱体，上端是伞形防脱盖，由高强度不锈钢或合金材料制成，是承受钢缆牵引力并防止钢缆滑脱的部件。
[0012] 所述的连接杆为不锈钢棒、不锈钢管或其它刚性材料制成，末端带有弯柄，弯柄方向朝后；连接杆与防脱盖通过万向节连在一起，是活动连接；从弯柄开始至牵引柱底座距离内，连接杆上无任何支撑物或悬挂物；使用时连接杆向上倾斜伸出车体。
[0013] 所述的卷扬机固定在主车车尾，上面缠绕牵引钢缆；卷扬机由电脑控制，根据设定的数据随时改变转速，从而调节缆绳的释放速度，实现对上客车厢的加速度控制。
[0014] 所述的套环与钢缆均为高抗拉强度的钢丝制成，套环与钢缆连在一起；套环有足够的重量以便套住连接杆后迅速靠自重滑落至牵引柱；套环与相连的钢缆均挂在支架上。
[0015] 所述的支架一端固定在主车车尾的车厢，另一端挂好套环后伸出车体；支架的高度与长度均经过精确设定，可确保能够使套环套在连接杆上。
[0016] 所述的辅车道为一段带弧形的车道，紧邻站台，辅车道的两端均与主车道相连；所述的主车道为一段足够长的直线车道，该直线段的长度取决于主车进站的速度，在该直线车道内，上客车厢与主车平稳接近并自动完成联接。
[0017] 本发明的有益用途在于：
[0018] 无需对现有车站的轨道布局进行调整即可实现不停站上下客，大大缩短列车的运行时间，减少列车的损耗并节约大量的能源；本发明技术基本为各领域的成熟技术，可靠性高，易于实现商业化；上下客车厢由主车牵引，无需配备动力设备，维护保养成本大大降低；采用卷扬机的转速控制上下客车厢的起动加速度，操作方便，避免了乘客因加速度过高而导致的不适，增加了乘坐舒适度；无需配备列车驾驶员，节省大量人力成本。
附图说明
[0019] 图1 为进站的主车与上客车厢联接示意图（俯视图）。
[0020] 图2 为牵引柱及连接杆示意图。
具体实施方式
[0021] 以下结合附图说明该发明的实施过程。
[0022] 本发明列车不停站上下客技术，包括主车1、下客车厢2、上客车厢3、卷扬机4、钢缆5、套环6、支架7、牵引柱8、连接杆9、主车道10及辅车道11；主车1在进站前，下车的乘客提前从主车1的各个车厢井然有序向车尾的下客车厢2转移；行李、邮件及其它各种需要卸载的东西也一起由工作人员转移到下客车厢2上；当主车1沿主车道10行驶至临近车站的某一位置，下客车厢2按主车1上操作人员的指令，从主车1脱离，靠惯性及程序控制的制动系统向前减速前进，通过道岔后进入辅车道11，最后平稳停在站台，乘客下车，邮包等物品被搬下；
下车车厢2清扫整理后作为下一趟车的上客车厢。上客车厢3停在辅车道11，辅车道11前方不远处并入主车道10；上车的乘客提前检票坐进车厢，需补充的水、食品及邮包、托运行李等其它物资也提前搬到上客车厢3；车上的连接杆9已经伸出至合适的高度，当主车1沿主车道10驶过上客车厢3时，主车1车尾车厢提前伸出的套环6准确地套在连接杆9上，然后靠自重滑落在牵引柱8上，与套环6相连的钢缆5立即绕卷扬机4的轴旋转并释放，上客车厢3缓缓起动跟在主车1后面，在钢缆5的牵引下首先从辅车道11进入主车道10，后逐渐加速直到与主车1同速，然后卷扬机4开始收缩钢缆5，将上客车厢3迅速拉近直至与主车1平稳对接，收起套环6、支架7及连接杆9，自动接通水管及刹车管等，乘客从上客车厢3进入主车1，分散至各个车厢，行李、食品等由工作人员搬至行李车厢及餐车等，完成整个不停站上下客的程序。
[0023] 主车1是指具有独立牵引系统的普通客运列车、动车及高速列车；下客车厢2与上客车厢3指专门供乘客上下车及行李物品上下的周转车厢；上客车厢3停在站台上时作为上客周转用，与主车联接后则作为下客周转用，反之，下客车厢2连在主车1上时为下客周转，停靠站台下客后则作为下趟车次的上客周转；所述的上客车厢与下客车厢与主车车厢结构尺寸完全相同，上客车厢与下客车厢所有的电气功能如制动等均与主车其它车厢无差别，但车厢内部的设计与主车车厢不同，主要为方便上下车旅客汇集及行李搬运。
[0024] 为实现自动控制及遥控，增加了一套程序控制系统及一套远程控制系统，相应地对车厢的制动系统也进行改造以满足自控需要。
[0025] 牵引柱8是承受钢缆拉力的圆柱体部件，焊接在上客车厢2及下客车厢3的钢制车体上，由高强度不锈钢或合金材料制成；上端焊接伞形防脱盖，以防牵引过程中钢缆5意外滑落，防脱盖也由高强度不锈钢或合金材料制成。
[0026] 连接杆9为长的不锈钢棒、不锈钢管或其它刚性材料制成，末端带有弯柄，弯柄方向朝后；连接杆9与牵引柱8的防脱盖通过万向节连在一起，为活动连接；从弯柄开始至牵引柱底座距离内，连接杆上及牵引柱上无任何支撑物或悬挂物。
[0027] 使用时连接杆9向上倾斜伸出车体，伸出车体的高度与长度均经过严密设计，不可随意调整，使用结束后收起；连接杆的倾斜角度即连接杆与水平方向的夹角不能太小，主要是为了便于套环靠自重迅速滑落至牵引柱上。
[0028] 卷扬机4固定在主车1车尾地板上，上面缠绕牵引钢缆5；卷扬机4的转速由电脑控制，根据设定的数据随时改变，从而调节钢缆5的释放速度，实现对上客车厢3的加速度控制。钢缆5释放时须保证其处在车体的正中，不至于偏心造成牵引力方向改变。
[0029] 套环6与钢缆5连在一起，均挂在支架7上；支架7的一端固定在主车1的车尾车厢，另一端挂好钢缆5与套环6后伸出车体，支架7的高度与长度也是经过精密设计的，与上客车厢3伸出的连接杆9能很好的匹配，可保证套环6准确套在连接杆9上。
[0030] 辅车道11为一段带弧形的车道，紧邻站台，辅车道11的两端均与主车道10相连；所述的主车道10为一段足够长的直线车道，该直线段的长度取决于主车1进站的速度，在该直线车道内，上客车厢3与主车1平稳接近并自动连接在一起；上客车厢3与主车1平稳对接后，收起套环6、支架7及连接杆9，自动接通水管及刹车管等，乘客从上客车厢3进入主车1，分散至各个车厢，行李、食品等由工作人员搬至行李车厢及餐车等。
[0031] 以上所述是本发明的优选实施方式之一，应该指出，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，可以做出若干改进或调整，这些改进或调整方案也落在本发明的保护范围内。
