小型车辆的轨道交通系统的制作方法

专利名称：小型车辆的轨道交通系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及城市轨道交通，具体地说，是以组织无人驾驶的小型车辆在封闭轨道路内运输的轨道交通系统。
背景技术：
地铁和轻轨是城市轨道交通系统，它是城市的公共交通运输的主干线，具有客流量大的特点，它促进了城市的经济发展和改善了人民的生活和工作。地铁和轻轨主要由调度控制中心、车站、列车、封闭轨道和信号系统等组成；运输组织方式是按调度控制中心的运行计划组织列车运行，列车按闭塞(区间闭塞、自动闭塞或移动闭塞)的信号行驶，以确保列车的安全、有序地运行。
但是，地铁和轻轨系统庞大、技术复杂，投资大，工期长；运营费用高，客运低峰时间运输效率低；运输服务单一(仅是客运)，不能实现综合运输；不便于组成城市轨道交通运输网，车辆不能跨线路运行，乘客必须进行换乘才能跨线路出行；不能实现全市轨道运输路网内的个性化的站至站直达服务等缺点。

发明内容
本发明综合了地铁和轻轨的封闭轨道特点，出租车的点到点运输的模式；采用了信息技术、计算机和单片机应用技术、自动控制技术、无线数据通信应用技术，装备和改造了传统的轨道交通系统。提出了一套智能化轨道交通系统采用与地铁和轻轨完全不同的智能化的小型车辆，封闭轨道和具有调度功能的车站等设施，实现智能化的运输系统。
该系统的车站组织按乘客需要的发车和到达车辆的乘客下车等项调度工作，运行过程是由智能车辆自行编制运行计划、自动控制运行速度、以单个车辆或自行动态编组成的虚拟列车在封闭轨道上行驶，中间不停地直达目的站。轨道和车站配置了配套装置，以配合控制车辆的运行，简化了车辆的控制要求，降低了智能车辆的实施难度。由计算机信息网络和通信系统将车辆、轨道、车站等基本单元组合成积木化的智能轨道交通运输系统。
本发明是采用成熟的技术或产品，通过系统设计对技术和产品重新组合，通过计算机(单片机)实现设备的智能化，由计算机信息网络将各个部分有机地成为智能系统。
本发明的目的是提供由计算机组织小型的无人驾驶的车辆在封闭道路上进行运输的轨道交通系统。它既有地铁和轻轨的大运输量的特点，又有出租车的灵活性运输方式；与地铁和轻轨相比，它的投资少，运输效率高，能建立全市性轨道交通路网等优点。
为达到所述目的，本发明采用由计算机控制的小型运输车辆、封闭轨道上设置了配套的控制装置、具有轨道网和计算机调度中心的车站；并采用了按需发车的运输组织方式。
根据本发明的第一方面，提供了一种小型车辆的轨道交通系统，所述车辆的轨道交通系统包括无人驾驶的智能小型电动车辆1；具有调度功能的供乘客上车或下车的车站3；在车站之间的区间封闭轨道，所述区间封闭轨道有直行轨道2、分岔路口4和合并路口5，智能车辆在发车车站和目的车站之间的封闭轨道内自行编组成为虚拟列车行驶。
所述系统包括还包括车辆与轨道、车站之间进行信息交换、传送指令的无线通信系统。所述无线通信系统包括区域无线通信系统，区域无线通信系统是车辆与车站局域网的移动数据通信，通信覆盖范围是车站的站区，区域无线通信系统包括安装在车辆1的车辆无线通信设备411与设置在车站3的车站无线通信设备710，通过该区域无线通信系统，车辆接受车站的调度计算机对车辆发送调度指令或对车辆进行无线引导；车辆向车站的调度计算机发送运行信息、申请和应答的指令；轨道无线通信系统，实现车辆与轨道计算机之间的通信，轨道无线通信系统包括在车辆上安装的车辆1的车辆无线通信器410，在轨道2上安装的轨道无线通信机210和在车辆运行方向的轨道左侧安装的供无线通信的泄漏电缆23，无线通信器410的天线53安装在车辆1的底盘50下面并安装在车辆的左侧，它接收泄漏电缆23辐射的射频信号，并向轨道无线通信机210发射信号；微无线通信系统，包括设置在车辆上的后保险杠42上的车辆运行信息发射器46和在车辆的前保险杠41或车厢前部安装的前车信息接收器45，前面车辆的车辆运行信息发射器46向后面车辆的前车信息接收器45发送信息，后面车辆的前车信息接收器45接收信息，实现前车对后车的近距离无线通信。
所述车辆包括车体、车辆运行标志部分、车辆运行的安全部分、车辆运行的导向定位部分和车辆运行的管理控制部分。
所述车辆运行标志部分包括安装在车辆上的车辆信息发射器54和轨道信号接收装置52；在轨道上安装的车辆信息接收器29和轨道信号发送装置30，当车辆进入一段新轨道时，轨道的车辆信息接收器29接收或检测车辆信息发射器54发出的信息；车辆的轨道信号接收装置52接收或检测轨道的轨道信号发送装置30发出的信息，以确定车辆的通过和车辆进入了一段新轨道。
所述车辆运行的安全部分包括电子测距装置49和碰撞缓冲装置43，在车辆的前保险杠41或车厢前部安装了电子测距装置49，用于测量与前车之间的距离；在车辆的前保险杠41安装碰撞缓冲装置43，碰撞缓冲装置43在车辆碰撞时，起到了缓冲作用，并输出碰撞信号到信息采集单片机402，再送主控微机401，再由主控微机401控制车辆的速度。所述电子测距装置49可以采用目前常用的测速雷达，测量距离小于30米，碰撞缓冲装置43可以采用弹簧结构或液压杆结构的碰撞缓冲装置，碰撞缓冲装置43的弹簧或液压杆的弹性系数较小，以人力推动保险杠时，车辆不会移动，而只是弹簧压缩；在无外力时就恢复原状；在车辆开动时，前保险杠不应有明显的颤抖，当后车追逐前面的车辆而相碰撞时，后车的前保险杠41向后移动，碰撞缓冲装置43输出信号给主控微机，再由主控微机401控制电机驱动电路以降低车速；当车辆脱离碰撞时，前保险杠41恢复，碰撞缓冲装置43输出信号给主控微机，主控微机401控制电机驱动电路以提高车速；主控微机不停地调整车速，达到与前车的运行速度同步。弹簧结构的碰撞缓冲装置43包括在车辆前保险杠41上焊接的导杆431，在导杆431外面套上的弹簧430，固定孔501，螺母432和安装在车辆底盘50上的微动开关439，导杆431穿过车辆底盘50的固定孔501后，由螺母432固定，微动开关的安装位置与导杆431相配合，导杆431的端部有罗纹和一个斜面，导杆431的斜面对准微动开关439的按钮，当前保险41不移动时，斜面不接触按钮，微动开关(439)处于常闭状态，而在前保险杠41移动时，斜面接触按钮，接点断开。所述液压杆结构的碰撞缓冲装置43包括在前保险杠内侧焊接的支架436，液压杆434，螺母432，微动开关439和带有一个斜面的板条435，液压杆434一端由螺母432固定在支架上，另一端穿过车辆底盘50的固定孔501后，由螺母432固定，微动开关439固定在车辆底盘50上，在支架436固定一条带有一个斜面的板条435，斜面对准微动开关439的按钮，当前保险杠不移动时，斜面不接触按钮，而在前保险杠移动时，斜面按下按钮。
车辆运行导向定位部分包括定位轮44和轨道控制板51，在车辆1的前保险杠41、后保险杠42的两端分别固定了定位轮44，在底盘50下面的中间安装了轨道控制板51，定位轮套440通过轴承441固定在定位轮轴442上，定位轮44的组件由调整高度的垫片444和螺母443固定在保险杠的端部，定位轮套440的表面有突出的罗纹或定位轮440的表面是平滑的。
所述车辆运行管理部分包括主控微机401、红外检测器58、电子显示牌59、采集单片机402、测量单片机403、驱动单片机404、显示单片机405、微通信单片机406、轨道单片机407、区域单片机408。主控微机401设置在车辆1的内部，并存储了系统的各车站、停车场、各段轨道、各路口分布的电子地图，车门上部安装了红外检测器58，用于检测车外是否有乘客在上、下车，以控制自动开关车门503；安装在车辆上的电子显示牌59用于显示车辆运行的目的站。采集单片机402采集碰撞缓冲装置43、轨道信号接收装置52、光电对射器55、红外检测器58的开关信号；测量单片机403采集电子测距设备49测量的数据。驱动单片机404通过驱动电路控制动力电机65和控制制动装置，控制电机的运转速度，实现控制车辆的车速；显示单片机405用于控制电子显示牌59的显示内容；微通信单片机406处理前车信息接收器45接收的信息，控制车辆运行信息发射器46发射车辆的运行信息；轨道单片机407控制无线通信器410与轨道无线通信机210的通信；区域单片机408控制无线通信机411与车站的无线通信设备710的通信；主控微机401采集各单片机的信息，向单片机发送工作指令；各单片机各负其责，控制车辆按主控微机401的运行计划运行。
车辆轨道交通系统所使用的电源是蓄电池，或者是以地面供电系统供电为主、蓄电池作为备用。
轨道在每条单向轨道的两侧安装了护栏22、轨道面21、支架31，在轨道的外侧设置设备密封机柜32，在设备密封机柜32内放置轨道计算机201和轨道无线通信机210。
单向分岔路口4的分岔处安装了由单片机202控制的车辆转向控制装置24，车辆转向装置24是安装在轨道上的一对相反运转方向的传送带244，传送带244由主动轴241驱动，被动轴242支撑，主动轴241连接低速电机243或带有变速器的电机，在车辆转向控制装置24后方的轨道面21上安装压敏器件246，并且压敏器件246位于传送带244出口的地面处，压敏器件246的输出信号送单片机202，在车的后轮压在压敏器件246时，单片机202收到压敏器件246输出的表示该车辆已经通过车辆转向装置的信号，控制电机243转动，当左侧传送带244向前传动、右侧传送带244向后传动，车辆1就在车辆转向控制装置24配合下驶向岔道。在分岔出口处安装了多对车辆定位轮25，第一对车辆定位轮的轴间距离最大，以后各对的轴间距离逐渐减小，当车辆1通过分岔路口4时，车辆的轨道控制板51进入第一对定位轮25，逐渐通过第二对、第三对，……，车辆被定位在轨道中央，避免车辆撞击护栏。所述车辆定位轮25包括两个橡胶轮250、轴承252、两根轴251、支架253、两个橡胶轮250通过轴承252分别固定在两根轴251上，轴251与支架253焊接固定，两轴251之间的最小距离大于车辆的轨道控制板51的厚度。
此外，在单向合并路口5的两条轨道的入口处安装了一对定位轮25和车速控制装置26，在车速控制装置26后面的地面，车轮可以压着的位置安装了压敏器件246，在合并路口的出口处安装若干对定位轮25。车速控制装置26包括轴261、一对固定在轴261上的旋转轮260、轴承262和支架263、变速箱264和由合并路口5的单片机203控制的电机265，轴261通过轴承262固定在支架263上；两个旋转轮260之间的间隙与车辆底盘下的轨道控制板51的厚度相等，并且是紧配合；其中一根轴通过变速箱264连接在由单片机203控制的电机265上。
合并路口5的单片机203控制两条进路的车速控制装置26是采用乒乓方式，即放行一条进路的车辆，就制止另一条进路的车辆通行，单片机203的管理控制规则一般是先到先走；两个进路的车辆同时到达时，主路优先；在主路的虚拟列车8通过时，待虚拟列车8通过后，放行辅路车辆。
车站分为3个等级小客流量车站，中等客流量车站，大客流量车站；不同等级的车站配置不同的轨道网。
在小客流量车站，在进站处有分岔路口4，在出站处有合并路口5，车站中间每方向有两条相互隔离的轨道，一条正线为提供通过车辆的直通轨道71，另一条侧线为上车和下车的站台轨道720，站台74设在站台轨道720的外侧或者直通轨道71安排在外侧而将站台设于中间。
在中等以上客流量的车站，在进站处有分岔路口4，在出站处有合并路口5，车站中间每方向有三条相互隔离的轨道，第一条正线为提供通过车辆的直通轨道71，第二条为上车和下车的站台轨道720，在直通轨道71与站台轨道720之间增加第三条通行轨道73，站台74设在站台轨道720的外侧，站台轨道720和通行轨道73之间没有隔离护栏。在站台轨道702和通行轨道73上安装了车辆转向控制装置24，车辆按调度指令驶到指定的车辆转向控制装置24处，由车辆转向控制装置24将车辆从通行轨道73转向站台轨道720，或将车辆从站台轨道720移至通行轨道73。
在大客流量车站，车站轨道分上下两层，上层为直通轨道71-1、71-2和下车站台轨道72-1、72-2，下层为通行轨道73-1、73-2和上车站台轨道80-1、80-2，区间直行轨道2在进站的第1个分岔路口4-1、4-2分别连接直行轨道和调车轨道75-1、75-2；直行轨道分别通过第2个分岔路口4-3、4-4接直通轨道71-1、71-2和供下车的站台轨道72-1、72-2，下车的站台轨道72-1、72-2与折返轨道77-1、77-2连接；折返轨道77-1、77-2是从上层到达下层的轨道，在下层与停车轨道或停车场79-2、79-1连接；停车轨道或停车场79-2、79-1分别与反方向的通行轨道73-2、73-1相接；通行轨道73-2、73-1分别与上车站台轨道80-2、80-1相接；上车站台轨道80-2、80-1与通行轨道73-2、73-1平行，在上车站台轨道80-2、80-1和通行轨道73-2、73-1之间没有隔离护栏，安装了车辆横向传送装置78，通行轨道73-2、73-1分别接至发车轨道76-2、76-1，发车轨道76-2、76-1是从下层到达上层的轨道；发车轨道76-2、76-1分别和直通轨道71-2、71-1在合并路口5-2、5-1合并到区间的直行轨道，空车从调车轨道75-1、75-2分别驶入下层停车轨道79-1、79-2和通行轨道73-1、73-2。
在通行轨道和站台轨道中间安装车辆横向传送装置78，用于横向传送车辆，所述车辆横向传送装置78包括主动电机783，主动滚轮781，传送带784，辅助滚轮782，在传送带上固定的限位块785、左移和右移限位板786和限位开关。
由站台轨道计算机控制主动电机783，主动电机带动主动滚轮781，从而驱动传送带784，传送带由辅助滚轮782支撑，电机按需要可以顺时针和逆时针旋转，在传送带上固定了限位块785、在站台和通行轨道上固定了左移和右移两个限位板786，限制了传送带的移动距离；在限位板786安装了限位开关，平时开关接通，当车辆横向传送装置载车移动到站台轨道的位置时，限位板与限位块接触，限制了传送带移动，同时，限位开关断开，单片机控制的电机停止运转，当车辆横向传送装置载车移动到通行轨道的位置时，另一块限位板与限位块接触，也限制了传送带移动和控制电机停止运转。
在车站设置有计算机调度中心，车站的计算机调度中心包括一套计算机局域网，计算机局域网包括票务系统709、站厅计算机702、站台计算机703和调度计算机701，计算机局域网内的计算机通过集线器704进行联网，并由集线器704通过专用通信线路接入企业城域网，计算机局域网还设置了车辆分布位置数据库708和乘客信息数据库707，票务系统709包括人工售票计算机704和自动售票计算机705，站厅计算机702与站台的引导电子指示牌85的单片机705、各乘车口的验票闸机86控制单片机706组成集散控制系统。站厅计算机702将电子显示牌85的显示内容送单片机705，由单片机705驱动电子指示牌85。站厅计算机(702)将乘车口的目的站信息送验票闸机(86)的控制单片机706，当验票正确时，验票闸机86放行乘客，并将通过的乘客人数送站厅计算机702。
站台计算机703与各单片机组成集散控制系统，所述单片机有管理各轨道的轨道单片机902、管理分岔路口的单片机202、管理合并路口的单片机203、控制车辆横向传送控制的移动单片机901。轨道单片机902采集车辆信息接收器29接收到车辆1的车辆信息发射器54的发射信号，并通过轨道无线通信机210对车辆进行登记、排序，轨道单片机902将车辆的运行信息送站台计算机703；移动单片机901采集车辆进入车辆横向移动装置的信息和横向移动装置的位置信息送站台计算机703，站台计算机703将调度计算机701的调度指令送移动单片机901；分岔路口单片机202将车辆到达的信息送站台计算机703；站台计算机703将出发车辆的信息送合并路口的单片机203；调度计算机701根据票务系统709的乘客的出行信息，站厅计算机702的乘客通过乘车口的信息，车辆的在站内分布的信息，调度空车到指定位置、指定车辆去往的目的站、通过电子指示牌引导乘客到指定的乘车口乘车、安排到站的车辆停靠到指定位置，向车辆发送发车的指令；车站的站厅计算机702和站台计算机703执行调度计算机701的调度指令，并将执行情况、采集的信息、报告调度计算机701；调度计算机701通过区域无线通信系统向车辆1下达各种调度指令，和车辆1向调度计算机701发送运行信息、申请发车和接收到调度指令的应答指令。
根据本发明的第二方面，提供了一种车辆的轨道交通系统的控制方法，所述车辆的轨道交通系统包括无人驾驶的车辆1；区间封闭轨道，其中区间封闭轨道有直行轨道2、分岔路口4和合并路口5，车辆在封闭轨道行驶；车站3，在区间封闭轨道之间设置有供乘客上车或下车的车站。所述控制方法包括车辆轨道交通系统的运输组织方法，所述运输组织方法包括下列步骤调车出发车站的调度计算机按需要随机调度车辆，指定空车到乘客上车的站台轨道，车辆在轨道的车辆转向装置或车辆横向传送装置的配合下，控制车辆停在指定位置；确定目的站和选择车辆行驶的路线确定车辆行驶的目的站后，乘客上车，自动驾驶的车辆的主控微机自行确定行驶路线的计划，直驶目的站；发车调度计算机发送发车指令，车辆通过通行轨道进入发车轨道；在出站的合并路口，车辆在轨道的车速控制装置配合下，驶入区间的直行轨道；行驶车辆在区间的直行轨道上行驶，并向轨道计算机进行登记、核对和排序，车辆的主控微机将实际行驶路线与行驶路线计划进行比对，确定继续行驶的方向；轨道计算机将前进方向通知前方的路口单片机，车辆在分岔路口需要拐弯时，轨道计算机通过单片机启动车辆转向控制装置，控制车辆拐弯；车辆运行车辆从发车站行驶到目的站台；车辆自动组成虚拟列车在轨道内运行；车辆到站车辆在到达目的站的分岔路口时，车辆在车辆转向控制装置的配合下，控制车辆驶到通行轨道，按目的站调度计算机的调度指令，车辆停到下车站台轨道的指定位置；在乘客下完车后，按调度计算机的调度指令车辆停在停车轨道或停车场，或者按调度计算机的调度指令车辆停在乘客上车的站台轨道。
所述调车的步骤如下当上车站台轨道的空车数量不够时，车站调度计算机查询车站局域网的车辆位置数据库708，当查询到本车站的停车轨道或下车站台轨道的有空车时，调度计算机701-1通过区域无线通信系统直接通知停车轨道或下车站台轨道的空车行驶到通行轨道73-1，由车辆横向传送装置78将空车移到上车站台轨道80-1；
若本车站的停车轨道或下车站台轨道上都无空车时，调度计算机701检索企业城域网的车辆动态数据库803，根据检索结果，按先近后远的原则向后方的富有空车的车站发送空车调度申请；对方车站的调度计算机701一方面通过区域无线通信系统下达调度指令，按车辆的身份地址指定车辆开往申请的车站，另一方面通知站台计算机703予以发车；调度计算机将调度结果通知申请车站的调度计算机；被调车辆的调度计算机修改车站的车辆位置数据库；被调车辆的调度计算机修改车辆动态数据库803，被调车辆通过区间直达调用空车车站，被调车辆通过进站的分岔路口4-3进入停车轨道或停车场79-1，然后进入上车站台轨道。
所述确定目的站和选择车辆行驶的路线的步骤如下确定目的站乘客在购票时确定达到的目的站，售票计算机将乘客信息传送给乘客信息数据库，调度计算机向站台计算机、站厅计算机发送调度指令停在某位置的某号车辆开往的目的站，调度计算机通过区域无线通信系统向车辆发送目的站的指令，车辆的电子显示牌显示目的站名；站厅计算机控制的乘客引导电子指示牌，显示开往目的站的车辆位置；站台护栏的乘车口显示目的站名；乘客上车乘客持车票通过乘车口验票上车，当去往目的站的乘客全部上车或车辆满员后，乘客停止通行，站厅计算机向调度计算机发送可以关门和发车信息，调度计算机向车辆下达指令关门和发车，验票设备将上车乘客人数通知站厅计算机，站厅计算机将上车人数修改乘客信息数据库；车辆的红外检测器检测到站台上无乘客时，在接到关门和发车指令后，车门自动关闭；车辆向站台计算机发送发车申请；选择行驶路线车辆的主控微机根据出发站和目的站的信息，根据存储的全系统的电子地图，自动选择行驶路线，确定行驶路线计划、通过的轨道、分岔路口、合并路口、车站的代码和顺序。
所述发车的步骤如下发车指令接到站台计算机发送的发车申请后，调度计算机向站台计算机发送发车指令，站台计算机通过轨道无线通信系统向准备发车的车辆发送发车指令；启动车辆转向控制装置，车辆拐弯驶向通行轨道，或由车辆横向传送装置将车辆传送到通行轨道；站台计算机将发车信息发送给出站的合并路口单片机；车速控制在站台计算机将发车信息发送给出站的合并路口单片机之后；当直通轨道有车辆通过时，合并路口的单片机控制发车方面的车速控制装置，限制出发车辆的速度；出站合并路口的单片机选择直通轨道的行车空隙，放行出站车辆；放行时，调整车速控制装置提高出站车辆的车速。
所述车辆运行的步骤如下发送登记指令车辆进入直行轨道时，车辆的轨道信号接收装置检测到轨道信号发射装置发出的信号后，车辆的无线通信机发送车辆号码和目的站的信息，轨道计算机接收到车辆运行信息后进行登记；核对运行区段和排序轨道的车辆信息接收器检测到车辆信息和接收到车辆登记信息后，轨道计算机向车辆发送区段代码、车辆在区段运行的序号和车辆运行速度；车辆接收到轨道计算机的信息和指令后，与运行线路进行核对；轨道计算机向车辆运行前方的分岔路口单片机发送车辆的运行信息车辆号码、序号、目的站。
所述车辆可以采用虚拟列车方式行驶，所述虚拟列车方式行驶的步骤如下测距车辆的前部安装的电子测距设备在运行时不断测量与前车的距离，车辆的主控微机根据距离控制车辆速度；当距离大于阀值时，车辆按轨道计算机的指定的速度运行；追逐当距离小于阀值时，后车的前车信息接收器能接收到前车的车辆运行信息，主控微机根据前车的速度，控制本车以大于前车的速度进行追逐。两车的速度差与车辆之间的距离成线性关系，车距接近于零则车辆的速度之差也接近于零；虚拟列车运行当车辆距离接近于零而碰撞时，车辆的碰撞缓冲装置起到缓冲作用，传感器向主控微机提供碰撞信息，主控微机降低车辆速度，直到脱离碰撞；后车不断调整速度，直到两车的速度同步进入虚拟列车运行方式为止。
所述车辆到站的步骤如下驶入下车站台轨道车辆经过进站的分岔路口时，由车辆转向控制装置的控制，车辆驶入下车的站台轨道；停靠下车站台车辆进入站台轨道后，行驶到站台的最前端；当前方有停靠车辆时，车辆就自动调整速度，停靠在前车的后面，车辆停稳后，自动开启车门；停到停车轨道车辆待乘客下车完毕后，车辆自动关闭车门，跟随前方车辆行驶到停车轨道，进入停车轨道后停在轨道上；停车登记车辆在进入停车轨道时，车辆向停车轨道的单片机进行登记。
小型车辆轨道交通系统的运输组织与传统的轨道交通的运输组织有所不同传统的运输组织是由调度控制中心按计划实施的，而本系统是由各车站的计算机调度中心按需要实施的。
小型车辆的轨道交通系统的运输组织方法，是出发车站的调度计算机按需要随机发送车辆；自动驾驶的车辆自行编制运行计划、选择路线直驶目的站；无人驾驶的小型车辆在封闭轨道上以追逐方式组成虚拟列车运行。
本发明的另一个优点是，在相同的运输量时，比其它轨道交通相比，能大幅度降低建设投资，减少运营成本、提高了安全性能和便于轨道交通的联网。
此外，本发明还具有如下优点降低建设投资本发明使用的小型车辆，与地铁和轻轨的车辆相比，大幅度减轻了单位长度轨道上的负荷，从而可以简化轨道结构；车辆的截面小，减少隧道直径，降低隧道工程量；车辆的发车站直达目的站的运行，取消了换乘车站；车站的站台长度按客流量设计，大幅度缩短中、小客流量车站的站台长度，降低了车站的建设规模；用信息中心取代了调度控制中心，用信息系统取代了信号系统；减少了车辆段的车库面积，减少了检修车间的规模等因素，大幅度降低了建设规模和工程投资。还有以电子系统为主的车辆取代了以机械为主的车辆，采用地面配合控制的措施降低了车辆的智能要求，充分降低车辆的投资。
减少运营成本车站的规模减小，相应的机电设备的减少，降低能耗和维护费用；按需发车代替了按计划发车，在高峰以外时间，降低了运行费用；降低建设费用，减少贷款利息和折旧费用等等。
提高了安全性能系统采用追逐技术，闭塞距离为零，避免了追尾；采用合并路口的乒乓控制方式，防止了车辆之间的侧撞；采用顺向连接的折返线，取消了调头折返线，避免道岔造成的事故。国际上已有几十条地铁线路采用自动驾驶，实践证明自动驾驶的安全性能优越于人工驾驶。由于采用了蓄电池作为(备用)动力电源，在事故停电时，车辆能继续行驶脱离事故现场等等。
便于轨道交通的联网本系统采用地面交通方式，相当于单车道快速路联网成为无换乘的轨道交通系统；系统不仅适用与干线交通和环线交通，还适用于集散交通，真正能建成城市的轨道交通网路。
本系统是成熟技术的组合采用常规的计算机控制，普通的计算机和单片机；车辆的控制也比现有的电动汽车简单，只是控制前进的速度；采用简单的无线通信传输低速数据，通信距离近，要求低。本发明是将复杂的技术分解为若干个简单技术，将难以处理的闭环控制分解为开环问题进行处理。本发明涉及面宽，需要多学科、多专业的普通技术人员协作开发。
因此，本系统是一种投资少、运输量大、效率高、服务好、污染少、占地少、易开发的城市轨道交通系统。
有关的技术资料1.城市轨道交通 毛保华等编著 北京科学出版社 20012.集散控制系统原理及应用 何衍庆、俞金寿编著 北京化学工业出版社 2002.103.交直流调速系统 史国生主编 北京化学工业出版社 2002.14.汽车电子技术 吴基安编著 北京人民邮电出版社 1999.115.现代电动汽车技术/陈清泉、孙逢春、祝嘉光编著/北京北京理工大学出版社 2002.116.单片机应用文集(1)(2) 何立民主编 北京航空航天大学出版社7.单片机应用技术选编1-8何立民主编 北京航空航天大学出版社8.城市轨道交通 蔡君时编著 上海同济大学出版社2000.3


图1是小型车辆的轨道交通系统示意2是直行双向轨道俯视示意3是图2的I-I方向的端视示意4是单向分岔路口轨道俯视示意5是单向合并路口轨道俯视示意6是车辆的俯视示意7是车辆的右侧视示意8是车辆底盘仰视示意9是小客流量车站轨道的示意10是中等客流量车站轨道的示意11是大客流量车站轨道的示意12是车速控制装置的结构示意13是中心定位轮结构示意14是车辆定位轮结构的示意15是图14的A-A剖面示意16是车辆转向控制装置的示意17是车辆横向传送装置的示意18是轨道护栏与车辆的相对位置示意19是采用车辆转向控制装置的站台轨道示意20是采用车辆横向传送装置的站台轨道示意21是采用弹簧的碰撞缓冲装置结构示意22是采用液压杆的碰撞缓冲弹簧结构示意23是计算机网络框24是站台计算机的集散控制系统框25是车辆的集散控制系统框26是轨道计算机控制框27是站厅计算机控制框28是区域无线通信系统框29是微无线通信系统框30是轨道无线通信系统框31是多段轨道无线通信系统框32是调用空车的过程图33是组织乘客乘车的过程图34是调度车辆发车的过程图35是调度车辆运行的过程36是车辆通过合并路口的过程图37是车辆通过分岔路口的过程图38是车辆进行登记、核对和排序的过程具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述(一)系统图1示出了单个运输方向的小型车辆的轨道交通系统，系统主要包括小型车辆1、区间封闭轨道2和车站3，其中区间封闭轨道有直行轨道2、分岔路口4和合并路口5。此外，由直行轨道2、分岔路口4、合并路口5组合成立交和环路轨道，可以将轨道连接成轨道网。
每个车站3在每个运输方向都有进站口和出站口，其进、出站口的轨道分别与区间轨道2连接成一条完整的运输线路轨道；车辆按运输要求在此轨道上运行。本发明采用铁路的习惯，运输方向(图2中的箭头方向)分上行方向和下行方向，每个车站按上行方向、下行方向各有唯一的编号。
每段直行轨道2是指(按运输方向)只有一个入口和一个出口的封闭轨道。分岔路口4是指有一个入口、两个出口的封闭道口。如图1所示，分岔路口4的入口连接轨道2的出口，而它的两个出口分别连接后两条轨道2的入口。合并路口5是指有两个入口、一个出口的封闭道口。如图1所示，合并路口5的两个入口连接两条轨道2的出口，而它的一个出口连接一条轨道2的入口。同样，每段轨道、路口都有唯一的编号。
车辆1在轨道上可以是单车运行，也可以自动组成虚拟列车8运行。
图4所示，在分岔路口4安装了车辆转向控制装置24，车辆转向控制装置工作时，就控制车辆驶向岔道。在路口设一个单片机进行管理，它采集车辆信息接收器的检测信号和控制车辆转向控制装置工作。
图5所示，合并路口5有两条进路，为避免两条进路的车辆出现侧撞，在两条进路分别安装了车速控制装置26。两个车速控制装置26由一个单片机进行管理，两个装置工作在乒乓状态，一个允许车辆通行时，另一个的转速为零，就禁止车辆通行。
本发明的轨道交通系统是采用大量的小型运输车辆组成虚拟列车在区间轨道上鱼贯而行，他们的每小时单向轨道截面的客流量与地铁相当，举例说明如下◇例如车辆长度为4米，车内空间长为3米，宽1.6米；一侧有6个座位，另一侧为4个座位和1米宽的门，每辆车乘坐10人；车速40公里/小时，平均车辆间隔为1米，则单向轨道截面的客流量——最大运输能力
40公里/小时X200辆/公里X10人/辆＝80,000人/小时；一般应控制在40,000人/小时至60,000人/小时。
需要增大运输能力就要降低个性化服务能力，反之可以提高个性化服务能力。
一般地铁的单向轨道截面的客流量为4～6万人/小时；一般轻轨的单向轨道截面客的流量为1～3万人/小时。
提高车辆通过车站时的通过能力，采用的技术方案是类似铁路车站的轨道布局，有通过车辆的正线和供乘客上、下车的侧线，在车站设置进站的分岔路口、直通轨道、站台轨道和出站的合路路口等组成轨道网。减少到(站)、(出)发车辆对直通车辆的影响，减少慢动作乘客的上、下车对发车的影响。
(二)轨道图2示出了区间的双向直行轨道的结构示意图，它与德国的O-Banh系统的轨道类似(资料8的82页)。图3示出了区间的双向直行轨道的I-I方向的端视结构示意图。在每条单向轨道的两侧安装了护栏22、轨道面21、支架31，在车辆运行方向的轨道左侧安装了供无线通信的泄漏电缆23；在车辆运行方向的入口处安装了检测车辆通过的车辆信息接收器29，和车辆检测的轨道信号发送装置30。轨道信号发送装置30发出标志着车辆进入了一段新的轨道的信号。在轨道的外侧设置设备密封机柜32，设备密封机柜32内放置轨道计算机201、轨道无线通信机210等设备。
(1)轨道结构图2中的护栏22的作用是用于车辆运行的导向，采用平滑钢板连接而成，其板的宽度大于车辆(导向)定位轮活动的范围(见图18)；轨道面21是钢筋水泥路面，可以是整体路面，也可以是由钢筋水泥连接的两条钢筋水泥路面，路口、车站可采用整体路面的钢筋水泥路面，直行轨道可采用钢筋水泥连接的两条钢筋水泥路面。支架31适用于高架线路，固定在高架桥梁上，是钢筋水泥预制件，既支撑了轨道面21，又可固定护栏22；在隧道线路和地面线路，轨道面21直接置于地面，支架31是一根立柱，只用于固定护栏22。
(2)轨道运行的标志装置轨道运行的标志装置包括车辆信息接收器29和轨道信号发送装置30。在图2中的车辆信息接收器29是用于检测车辆通过，而轨道信号发送装置30是用于车辆来检测车辆是否进入了一段新轨道。
车辆信息接收器29和轨道信号发送装置30的安装位置与后面将详细描述的车辆运行的标志装置的车辆信息发送装置54和轨道信号接收装置52的安装位置相对应。轨道运行的标志装置和后面将详细描述的车辆运行的标志装置构成运行的系统的标志装置。当车辆通过时，轨道的车辆信息接收器29接收或检测车辆信息发射器54发出的信息，以确定车辆的通过。同样，当车辆进入一段新轨道时，车辆的轨道信号接收装置52接收或检测轨道的轨道信号发送装置30发出的信息，以确定车辆进入了一段新轨道。
车辆信息接收器29检测车辆通过和轨道信号发送装置30检测车辆进入一段新轨道的方法，可以采用很多种已有技术的检测方法，例如采用光信号原理的信号灯(例如发光管等)和光接收器(例如光敏器件)，采用磁技术的磁铁(例如电磁铁)与霍尔器件(例如干簧继电器)，采用无线标志信号的发射器和接收器等；采用遮光原理的光电对射器27与遮光板28也是其中一种。具体地说车辆信息接收器29是光接收器、光敏器件、霍尔器件、干簧继电器的一种，而与之对应的后面将要详细描述的车辆信息发射器54就是信号灯、发光管、磁铁、电磁铁中对应的一种；轨道信号发送装置30是信号灯、发光管、磁铁、电磁铁中的一种，而与之对应的后面将要描述的安装在车辆上的轨道信号接收装置52就是光接收器、光敏器件、霍尔器件、干簧继电器中对应的一种。
光电对射器27是由光发射器和光接收器组成，平时光接收器接收光发射器发射的光信号，并输出一个高电平的直流信号；当一块遮光板28阻挡对射器27中间的光线时，光接收器接收不到光信号，输出低电平的直流信号。光电对射器27与遮光板28分别安装在相对运动的轨道和车辆上，用于轨道检测车辆和车辆检测轨道。
如图26所示，车辆信息接收器29、轨道信号发送装置30、轨道无线通信机210都连接轨道计算机201。当车辆进入一段轨道时，车辆信息接收器29检测到车辆通过时的车辆信息发射器54发出的信号，就产生一个脉冲信号送往轨道计算机201；轨道信号发送装置30可以由轨道计算机201控制发送，也可以是人工控制的连续发送。
(3)安装在轨道的第一轨道无线通信装置安装在轨道上的第一轨道无线通信装置与后面将要详细描述的安装在车辆上的第二轨道无线通信装置实现车辆与轨道之间的通信。由第一轨道无线通信装置与第二轨道无线通信装置构成轨道无线通信系统。
第一轨道无线通信装置包括泄漏电缆23和轨道无线通信机210。如图2、图3和图30所示，泄漏电缆23的一端用低损耗电缆231连接至轨道无线通信机210天线口，泄漏电缆23相当于一条很长的分布式天线，在泄漏电缆23的周围形成一个轨道无线通信机210发射的(信号)场强区域，对应的车载的轨道无线通信器410能够接收到轨道无线通信机210发射的信号；由于电波传播是双向的，车载轨道无线通信器410发出的信号，通过泄漏电缆23被轨道无线通信机210所接收。采用泄漏电缆23的轨道无线通信设备的特点是它的通信范围只在泄漏电缆周围的几米范围，也就是无线通信的范围可以用架设泄漏电缆进行控制。
轨道无线通信机210、轨道计算机201和其它电路放置在一个密封的设备机柜32内，机柜安装在轨道的入口附近。用低损耗的连接电缆231在轨道面21下面串过，连接轨道无线通信机210的天线接口和泄漏电缆23的一端。另一方向的轨道入口也同样安装轨道无线通信机210、轨道计算机201等设备，也是同样连接。即泄漏电缆23的两端分别连接了上行、下行的轨道无线通信机210，泄漏电缆23内传输两路(上行、下行)轨道无线通信的发射信号，和两路轨道无线通信的接收信号。上行轨道无线通信系统和下行轨道无线通信系统分别使用不同的频率组。
泄漏电缆23是一种能将电缆中的电磁场泄漏到电缆外部的同轴电缆，又能将电缆外的电磁场感应到电缆内部。它与普通的同轴电缆的不同之处是其外导体开槽或有空隙，它的特点既是一条传输线，又沿线辐射能量。泄漏电缆23有标准的产品，按开槽方式分，常用的泄漏电缆有一字(形开)槽、八字槽的两种；按频率分有450MHz、150MHz两个频段和450MHz、150MHz综合频段三种；另外，还有外导体是稀编织的宽带泄漏电缆。泄漏电缆在地铁、铁路的山区和隧道、江底的公路隧道已经得到广泛应用。
如图31所示，每段轨道、路口都有由一台轨道无线通信机210连接的泄漏电缆23构成的无线通信区域，轨道无线通信机210和在此区域内的车辆1组成轨道周围的无线通信网，图31是多台轨道计算机201通过轨道无线通信机210、和泄漏电缆23与车辆1组成的多个轨道无线通信网。车辆的主控微机401通过轨道无线通信网与轨道计算机201实现数据通信，图31所示，车辆A与轨道计算机b进行无线数据通信，而车辆N与车站K+1的合并路口的单片机e进行无线数据通信。
轨道无线通信采用统一的两组频率(上行、下行各用一组)、调制方式、数据结构、传输速率、纠错方式等。最好选用450MHz频段的半双工通信方式(频率由无线电管理委员会批准)，轨道的固定无线通信设备210为双工通信设备，其发射频率为高端的460MHz频带的频率，车辆的移动通信设备410为异频单工无线通信机，车辆的发射频率为低端的450MHz频带的频率。其调制方式可以用频率调制、相位调制或其它调制方式。采用带有奇偶校验位的异步串行通信方式。常用速率为2400波特、4800波特、9600波特等。
(4)车辆运行的登记、排序和核对当车辆1驶入一段轨道(包括路口)时，需要进行一次登记、排序和核对。其过程结合图38予以说明车辆1进入新的轨道区域时，①车辆1的轨道信号接收装置52也接收到轨道的轨道信号发送装置30的信号，就产生一个脉冲送主控微机401；②轨道的车辆信息接收器29接收到车辆的车辆信息发送器54的信号，也产生一个脉冲送轨道计算机201，轨道计算机201就记录了进入车辆的数量；③车辆的主控微机401收到脉冲信号后，确认车辆进入一段轨道，将车辆的运行的登记、核对信息(车辆固定编号、运行目的站、在前方路口的出口方向)通过车辆无线通信器410和轨道无线通信机210传送给轨道计算机201；④轨道计算机201通过轨道无线通信机210和车辆无线通信器410向主控微机401发送应答的核对、排序的指令(车辆固定编号、本区段的轨道编号、车辆在本区段的序号m、在本区段的允许运行速度)；⑤车辆就此指令进行核对，并调整车辆的运行状态；⑥轨道计算机201进行了车辆登记，并将车辆运行信息(车辆的序号m、轨道编号、后面路口的编号、通过路口后的方向)送往下一个路口的单片机。其中车辆的序号用1个字节——256个数，循环使用，即从00H(0)开始到0FFH(255)，再到00H(0)……。
(5)分岔路口图4示出了单向分岔路口轨道结构，入口处安装了车辆信息接收器29和轨道信号发送装置30，在分岔处安装了由单片机202控制的车辆转向控制装置24，在车辆转向控制装置24的后方的轨道面21上安装压敏器件246，在分岔的两个出口处安装了车辆定位轮25若干对，其第一对定位轮对的间隔略宽，后面定位轮对的间隔逐渐减少。
◇例如轨道控制板51的厚度可为4mm，第一对轮间距离可为30cm；在离第一对0.5m处安装第二对，其轮间距离为20cm；在后面0.5m的第三对轮间距离为10cm；再后面0.5m的第四对轮间距离为5cm；最后一对为2cm。
车辆信息接收器29和轨道信号发送装置30，离车辆转向控制装置24的距离为20m-30m。
车辆转向装置24是安装在轨道上的一对相反运转方向的传送带244。当左侧传送带244向前传动、右侧传送带244向后传动，车辆1就在车辆转向控制装置24配合下向右拐弯驶向岔道。图16所示，传送带244由主动轴241驱动，被动轴242支撑，主动轴241连接低速电机243或带有变速器的电机，在传送带244出口的地面处装有一个压敏器件246，压敏器件246可选用已有技术的各种标准产品；电机243由单片机202控制，压敏器件246的输出信号送单片机202，在车辆的后轮压在压敏器件246时，单片机202收到压敏器件246输出的高电平信号，说明该车辆已经通过车辆转向装置。
图37所示，①分岔路口的单片机202在车辆到达路口前就收到轨道计算机201传送的车辆的运行信息；②车辆进入分岔路口4后，与直行轨道2一样，车辆1检测到轨道信号发送装置30发送的信号；③分岔路口4的单片机202也检测到车辆信息发射器54的信号，单片机202就进行计数；④车辆1的主控微机401通过轨道无线通信系统向分岔路口4的单片机202发送车辆的运行登记、核对信息(发送车辆的序号、运行目的站、路口的出口方向)；⑤单片机202收到车辆1通过轨道无线通信发送的运行信息后发送应答指令(车辆的序号、本路口的编号)。车辆1在分岔路口单片机202进行了登记，车辆1也核对了行驶路线。
图37还表示虚拟列车8通过分岔路口4的过程①在车辆1到达分岔路口4以前，分岔路口单片机202已经接收到轨道计算机201发送的序号为m和m+1号车辆的运行信息，记录了m号车辆直行运行信息和m+1号车辆的拐弯运行信息。即m号车是直行通过、而m+1号车需要拐弯，⑥在m号车的后轮压在压敏器件246时，⑦单片机202收到压敏器件246输出的高电平信号，说明m号车辆已经通过车辆转向装置24；⑧分岔路口单片机202启动车辆转向控制装置24运转；⑨在m+1号车辆到达时，就控制m+1号车辆拐弯驶向岔道。反之，在前面的拐弯车辆的后轮压在压敏器件246时，单片机202收到压敏器件246输出的高电平信号，路口单片机202控制车辆转向控制装置24停止工作。如果前后车辆去往同一方向，单片机虽然也收到压敏器件246输出的高电平信号，但不改变车辆转向控制装置24的工作状态。
单片机202判断车辆的运行方向是根据轨道计算机201送来的车辆运行信息(车辆序号、目的站、出口方向)；车辆1进入分岔路口4时，单片机202的计数；车辆1发送的车辆运行信息(车辆序号、目的站、路口的出口方向)。所以每辆车到达车辆转向控制装置24之前，单片机202就按车辆1的出口方向控制车辆转向控制装置24的是否运转。虚拟列车8通过分岔路口4是要求最严格的。下面举例说明虚拟列车8在通过分岔路口4时，车辆转向控制装置24的工作情况◇例如图40所示，车辆转向控制装置24的传送带244是长约1米、宽大于40公分，最高运行线速度是1米/秒；虚拟列车8以40公里/小时(约11米/秒)的速度运行，每个车轮502在传送带244上的通过时间为0.09秒；车辆的左、右轮的实际行程偏差为2X 0.09米＝0.18米；当车长为4米，前、后轮之间的轮距为2米，在车辆通过车辆转向控制装置后24，就产生5°的偏转。
车辆转向控制装置24的启动加速度选择为10米/秒2，当前车的车号m的后轮通过传送带244时(已压在压敏器件上)，电机243启动，只需0.1秒就达到稳定速度(这是一般电机都能做到的)；而后车的车号m+1的前轮到达传送带244，需要0.1秒时间，传送带244已经到达稳定的速度；同样，传送带的停止时间也能满足要求。
当车辆1通过分岔路口4时，位置可能出现偏差，造成车辆撞击护栏。在分岔出口处安装了车辆定位轮25若干对，如图4所示，当车辆1向前行驶时，车辆的轨道控制板51进入第一对定位轮25，逐渐通过第二对、第三对等，车辆被定位在轨道中央，避免车辆撞击护栏。
图13是车辆定位轮25的结构示意图，两个橡胶轮250通过轴承252分别固定在两根轴251上，轴251与支架253焊接固定，两轴之间的距离大于车辆的轨道控制板51的厚度，第一对的轮间距离最大，以后各对的轮间距离逐渐减小。
(6)合并路口图5所示单向合并路口5轨道结构，在两条轨道的入口处，分别安装了车辆信息接收器29和轨道信号发送装置30，以及一对定位轮25和车速控制装置26，在车速控制装置26后面的地面，车轮可以压着的位置，安装了压敏器件246，在合并出口处安装若干对定位轮25。车辆信息接收器29和轨道信号发送装置30，离车速控制装置26的一般距离为20m-30m。
车速控制装置26的结构如图12所示，车速控制装置26是由一对固定在轴261上的旋转轮260，其轴261通过轴承262固定在支架263上；两个旋转轮260之间的间隙与车辆底盘下的轨道控制板51的厚度相等，能紧密配合；其中一根轴通过变速箱264连接在由单片机203控制的电机265。
合并路口5的单片机203控制两条进路的车速控制装置26是采用乒乓方式，即放行一条进路的车辆，就制止另一条进路的车辆通行。单片机203的管理控制规则一般是先到先走；两个进路的车辆同时到达时，主路优先(人为定义)；在主路的虚拟列车8通过时，待虚拟列车8通过后，放行辅路车辆。
图36是车辆通过合并路口的具体过程在车辆到达合并路口前，合并路口5的单片机203已经收到两条进路传送来的车辆运行信息；①当轨道A的车辆m到达合并路口5的入口时，车辆m的轨道信号接收装置52检测到轨道信号发送装置30发出的信号；②轨道的车辆信息接收器29检测到车辆的车辆信息发射器发出的信号；③车辆m的主控微机401通过轨道无线通信系统与合并路口5的单片机203进行登记、核对的通信；④轨道B的车辆m+1到达路口，车辆m+1检测到信号；⑤合并路口的单片机203也检测到车辆m+1的进入路口的信息；⑥车辆m+1也进行登记、核对。
合并路口5的单片机203按时间顺序记录每条进路的车辆序号；单片机203按车辆到达时间进行排队，根据两条进路的车辆到达顺序放行。⑦单片机203通过轨道无线通信系统对放行车辆发送全速通过指令；⑧同样对禁行车辆发送减速指令；⑨单片机203控制车速控制装置26放行先到的车辆。以此类推，路口的单片机在每次倒换放行时，单片机都要向车辆分别发送通过和减速的指令。
合并路口5的单片机203判断虚拟列车的方法车辆1通过合并路口5的入口时，轨道上的车辆信息接收器29接收到车辆的车辆信息发射器54发出的信号，车辆信息接收器29产生一个脉冲送单片机203，当虚拟列车8通过时，就产生一个间隔均匀的脉冲串，脉冲间隔约0.36秒(车速为40公里/小时)。单片机203判断脉冲间隔小于0.45秒时(车速为32公里/小时的虚拟列车，或车速为40公里/小时的间隔为1米的车辆)，就认为是虚拟列车通过。
车速控制装置26在制动状态时，车辆1接收到合并路口5的单片机203的减速指令，车辆底盘的轨道控制板51被紧紧地卡在车速控制装置26内，车辆就停在车速控制装置26处；当车速控制装置26以某个速度运行时，车辆1一方面按单片机203的速度指令运行，在进入车速控制装置26时就以车速控制装置26的速度运行。总之，车辆1和车速控制装置26按单片机的指定速度运行，车速控制装置26的运行速度为实际运行速度。
车速控制装置的运转速度由电机265的转速决定，单片机203通过驱动电路控制电机的速度。
车速控制装置26的运转速度由轨道计算机201组成的集散控制系统控制。可以采用已有技术的集散控制系统。关于集散控制系统原理及应用已在对比文件2和对比文件6(1)的第48页IBM-PC和单片机构成的主从分布式系统详细叙述。
(三)车辆图6为车辆1的俯视图、图7为车辆1的侧视图、图8示意车辆底盘的设备安装情况。
车辆可以是单独运行的智能化小型电动车或无人驾驶车辆，包括车体、车辆运行的安全部分、车辆运行的导向定位部分、车辆运行的标志部分、车辆运行的无线通信部分、车辆运行的管理控制部分和电源。
(1)车体例如，车体可以为载客10人左右小型电动客车，可以选用合适的旅游观光车或电瓶运输车改装而成。车体包括驱动电机、制动装置和调速控制电路，对于不同的驱动电机采用不同的制动装置和调速控制电路，可以采用现有的驱动电机、制动装置和调速控制电路来构成车体。车门503为自动门，有条件时，可以采用轮毂电机，直接驱动车轮502，电机、制动、自动门由驱动单片机404控制。
(2)车辆运行的安全部分车辆运行的安全部分包括电子测距装置49和碰撞缓冲装置43。如图6和图8所示。在车辆的前保险杠41或车厢前部安装了电子测距装置49，电子测距装置49可以采用目前常用的测速雷达(声纳)，测量距离小于30米，用于测量与前车之间的距离。在车辆的前保险杠41安装碰撞缓冲装置43，碰撞缓冲装置43在车辆碰撞时，起到了缓冲作用，并输出碰撞信号到信息采集单片机402，再送主控微机401，再由主控微机401控制车辆的速度，如附图25所示。
碰撞缓冲装置43的缓冲部件可以采用弹簧或液压杆。图21示出了采用弹簧结构的碰撞缓冲装置43在前保险杠41上焊接导杆431，导杆431外面套上弹簧430，导杆431的端部有罗纹和有一个斜面，穿过车辆底盘50的固定孔501后，由螺母432固定；在车辆底盘50上安装了微动开关439，安装位置与导杆431相配合，导杆431的斜面对准微动开关439的按钮，当前保险杠不移动时，斜面不接触按钮(处于常闭状态)，而在前保险杠移动时，斜面接触按钮，接点断开。
图22示出了采用液压杆的碰撞缓冲装置43，在前保险杠内侧焊接支架436，液压杆434一端由螺母432固定在支架上，另一端穿过车辆底盘50的固定孔501后，由螺母432固定；微动开关439固定在车辆底盘50上，在支架436固定一条带有一个斜面的板条435，斜面对准微动开关439的按钮。当前保险杠不移动时，斜面不接触按钮，而在前保险杠移动时，斜面按下按钮。(以常闭状态的开关为例)微动开关439连接单片机402的一个输入端(称为碰撞信号口)和地，平时此口为低电平；当微动开关按动时，接点端开，碰撞信号口呈现高电平。单片机402读此口，以高、低电平判断是否碰撞，再将信息送主控微机401。
碰撞缓冲装置43的弹簧(或液压杆)的弹性系数较小，以人力推动保险杠时，车辆不会移动，而只是弹簧压缩；在无外力时就恢复原状；在车辆开动时，前保险杠不应有明显的颤抖。
当后车追逐前面的车辆而相碰撞时，后车的前保险杠41向后移动，碰撞缓冲装置43压缩，微动开关439的接点断开，单片机402的碰撞信号口为高电平，再由主控微机401控制电机驱动电路以降低车速；当车辆脱离碰撞时，前保险杠41恢复，微动开关439的接点接通，碰撞信号口为低电平，主控微机401控制提高车速；主控微机不停地调整车速，达到与前车的运行速度同步。
(3)车辆运行的导向定位部分车辆运行的导向定位部分包括定位轮44和轨道控制板51。
车辆1的前保险杠41、后保险杠42的两端分别固定了定位轮44，在底盘50下面的中间安装了轨道控制板51，如图6-8所示。4个定位轮44限制车辆在轨道内行驶。图14、图15示出了车辆定位轮44的结构。定位轮套440通过轴承441固定在定位轮轴442上，定位轮44的组件由调整高度的垫片444和螺母443固定在保险杠的端部。车辆1的定位轮44与轨道2的护栏22长期磨擦，为减少护栏2的局部磨损，定位轮套440的表面有突出的罗纹；另外可以选用表面平滑的定位轮套440，但其安装高度是随机的。
◇例如车辆1宽度为1.8米，定位轮44直径为0.2米，超出车辆1侧面0.1米，护栏22之间的距离略大于2米。
在车辆1的底盘50下面的轨道控制板51，有2个作用车辆通过分岔路口时，起定位作用；在合并路口，起到地面直接控制车辆速度的作用。
(4)车辆运行的标志部分车辆运行的标志部分包括轨道信号接收装置52、车辆信息发射器54、遮光板56、光电对射器55。
安装在车辆上的车辆运行的标志装置的车辆信息发射器54和轨道信号接收装置52的安装位置与前面细描述的在轨道上安装的轨道运行标志装置的车辆信息接收器29和轨道信号发送装置30的相对应。当车辆通过时，轨道的车辆信息接收器29接收或检测车辆信息发送装置54发出的信息，以确定车辆的通过。同样，当车辆进入一段新轨道时，车辆的轨道信号接收装置52接收或检测轨道的轨道信号发送装置30发出的信息，以确定车辆进入了一段新轨道。
如图8所示，在车辆1的底盘50上安装了轨道信号接收装置52和车辆信息发射器54轨道信号接收装置52和车辆信息发射器54的安装位置分别与轨道2的车辆信号接收器29和轨道信息发送装置30相对应。如前所述，轨道信号接收装置52和车辆信息发射器54可以采用已有技术的各种方式，只要能检测到车辆的通过和能确定车辆进入了一新的轨道区域就可以。此外，在车辆1上还可安装与轨道2上的光电对射器27、遮光板28相对应的遮光板56、光电对射器55，同样用于检测车辆的通过。
(5)车辆运行的无线通信部分车辆运行的无线通信部分三个相互独立的子系统区域无线通信系统、轨道无线通信系统和前后车辆之间的微无线通信系统。为避免三个系统的干扰，应选择不同的工作频率或频段；为避免上下行之间的干扰，应采用两组频率，车载无线通信设备能自动切换工作频率。这些无线通信系统都是常规的无线通信系统，是成熟技术的具体应用。
区域无线通信系统区域无线通信系统是车辆与车站局域网的移动数据通信，通信覆盖范围是车站的站区。区域无线通信系统包括车上无线通信设备和车站的无线通信设备。通过该区域无线通信系统，车辆接受调度计算机对车辆发送调度指令或对车辆进行无线引导；车辆向调度计算机发送运行信息、申请和应答指令。
如图28所示，在车辆1顶部安装了车上无线通信设备411的天线57，它与车站的区域无线通信设备710，组成车站范围内的区域无线通信系统。例如，车站的区域无线通信设备710可以采用双工收发信机710，无线通信设备411可以采用异频单工收发信机，无线通信设备411、710分别具有天线。频率由地方无线电管理局(委员会)分配，可以选800MHz或450MHz频段的双工频率，f1为高端频率、f1’为低端频率。
微无线通信系统车辆的前保险杠41或车厢前部安装了前车信息接收器45，在车辆的后保险杠42装有车辆运行信息发射器46。如图29所示，由前车的车辆运行信息发送器46与后车的车辆信息接收器45组成微无线通信系统，实现前后车辆之间的近距离无线通信，前车发送车辆的运行信息，后车接收前车发送的信息，通信距离只需要20多米。频率f3采用200MHz或350MHz开放频段的同频通信频率。
车辆运行信息包括车辆的序号、目的站、运行速度。后面车辆的前车信息接收器45受到信号后，需要判断序号，序号相符合时，接收的信息有效。车辆在收不到前面车辆发出的信息时，就按0.5秒间隔进行发射；在收到前面车辆发送的信息后，就立即向后面发射信息。
安装在车辆上的第二轨道无线通信装置前面所述的安装在轨道上的第一轨道无线通信装置与安装在车辆上的第二轨道无线通信装置实现车辆与轨道之间的通信。整个系统的轨道无线通信系统包括第一轨道无线通信装置与第二轨道无线通信装置。
如附图30所示，在车辆1的底盘50下面安装无线通信器410的天线53，车辆1的无线通信器410与泄漏电缆23、轨道无线通信机210组成轨道无线通信系统，天线53安装在车辆的左侧，它接收泄漏电缆23辐射的射频信号，还向轨道无线通信机210发射信号。由于无线通信器410的天线53安装在车辆底部，降低了干扰信号的强度，改善了信号的信噪比。频率由地方无线电管理局(委员会)分配，可以选450MHz频段的双工频率，f2为高端频率、f2’为低端频率。
如附图31所示，各轨道、路口的单片机接轨道无线通信机210、泄漏电缆23等，建成各个轨道区段的轨道无线通信网。车辆进入哪个区段，就在该区段的轨道无线通信网内与该单片机进行无线通信。
(6)车辆运行的管理控制部分车辆运行的管理控制部分包括主控微机401、红外检测器58、电子显示牌59和多个单片机402-409等。
在车辆1的内部设置了主控微机401，车门上部安装了红外检测器58，用于检测车外是否有乘客在上、下车，以控制自动开关车门503；车辆上还安装电子显示牌59，用于显示车辆运行的目的站。
图25是车辆1的主控微机401和各单片机组成的集散控制的计算机系统。采集单片机402采集碰撞缓冲装置43、轨道信号接收装置52、光电对射器55、红外检测器58的开关信号；测量单片机403采集电子测距设备49测量的数据。驱动单片机404通过驱动电路控制动力电机65，控制电机的运转速度，实现控制车辆的车速；驱动单片机404还控制车辆的自动门503和控制车辆的制动装置；显示单片机405用于控制电子指示牌的显示，显示目的站的站名；微通信单片机406处理前车信息接收器45接收的信息，和控制车辆运行信息发射器46发射车辆的运行信息。轨道单片机407控制无线通信器410与轨道无线通信机210通信。区域单片机408控制无线通信机411与车站的无线通信设备710通信。主控微机401采集各单片机的信息，向单片机发送工作指令；各单片机各负其责，控制车辆按主控微机401的运行计划运行。车辆信息发射器54是车辆启动就工作。
本文中单片机可以采用通用的单片机，例如MCS-51系列。
主控微机401可以是一台嵌入式微机，微机401存有系统的各车站、停车场、各段轨道、各路口分布的电子地图(数据库)。当确定发车站和目的站后，主控微机401就自行编制运行计划(确定行车路线)，从发车站直达目的站。
由于系统中的车站、轨道、路口、停车场等不需要精确的位置，所述的电子地图只是记载各车站、轨道、路口、停车场之间的相互关系，远比地理信息的电子地图简单。
◇例如以一条直线和一条环形线路相互交叉的系统为例，建立数据库直线线路1有13个车站，其站名为A1-A15；环行线路2有18个车站，其站名为B1-B18。其交叉点的车站(或称换乘站)有2个，是A4与B2、A10与B10两个站。对于1线有14条连接车站的双向轨道，对于2线有18条连接车站的双向轨道。
定义下行方向为编号从小至大的方向，反之为上行方向。(以下可以自行定义)以两个字节表示每个车站、轨道、停车场的地址如，第一个(高)字节的D7、D6位区分地址性质，其00为路口、01为车站、10为轨道、11为停车场等；其D5为待用；D4-D0为线路号，可有32条线路；第二个(低)字节的D7表示上下行，‘0’表示是上行、‘1’表示是下行；D6、D5区分车站标志，‘00’表示是一般车站、‘01’无定义，‘10’表示终端车站、‘11’表示交叉车站(或称换乘站)；D4-D0有32个地址。轨道、路口、停车场等都可以类似编号。
首先确定代码线路1的车站的下行站台代码为A1(41、C1)，A2(41、82)，A3(41、83)，A4(41、E4)，A5(41、85)，A6(41、86)，A7(41、87)，A8(41、88)，A9(41、89)，A10(41、EA)，A11(41、8B)，A12(41、8C)，A13(41、8D)，A14(41、8E)，A15(41、CF)；线路1的车站的上行站台代码为A1(41、41)，A2(41、02)，A3(41、03)，A4(41、64)，A5(41、05)，A6(41、06)，A7(41、07)，A8(41、08)，A9(41、09)，A10(41、6A)，A11(41、0B)，A12(41、0C)，A13(41、0D)，A14(41、0E)，A15(41、4F)；线路2的车站的下行站台代码为B1(42、C1)，B2(42、E2)，B3(42、83)，B4(42、84)，B5(42、85)，B6(42、86)，B7(42、87)，B8(42、88)，B9(42、89)，B10(42、EA)，B11(42、8B)，B12(42、8C)，B13(42、8D)，B14(42、8E)，B15(42、8F)，B16(42、90)，B17(42、91)，B18(42、D2)；线路2的车站的上行站台代码为B1(42、41)，B2(42、62)，B3(42、03)，B4(42、04)，B5(42、05)，B6(42、06)，B7(42、07)，B8(42、08)，B9(42、09)，B10(42、6A)，B11(42、0B)，B12(42、0C)，B13(42、0D)，B14(42、0E)，B15(42、0F)，B16(42、10)，B17(42、11)，B18(42、52)。
同样可以列出区间轨道的代码表线路1的下行区间轨道的代码为a1(81、C1)，a2(81、82)，a3(81、E3)，a4(81、E4)，a5(81、85)，a6(81、86)，a7(81、87)，a8(81、88)，a9(81、E9)，a10(81、EA)，a11(81、8B)，a12(81、8C)，a13(81、8D)，a14(81、CE)；线路1的上行区间轨道的代码为a1(81、41)，a2(81、02)，a3(81、63)，a4(81、64)，a5(81、05)，a6(81、06)，a7(81、07)，a8(81、08)，a9(81、69)，a10(81、6A)，a11(81、0B)，a12(81、0C)，a13(81、0D)，a14(81、4E)；线路2的下行区间轨道的代码为b1(82、C1)，b2(82、C2)，b3(82、83)，b4(82、84)，b5(82、85)，b6(82、86)，b7(82、87)，b8(82、88)，b9(82、C9)，b10(82、CA)，b11(82、8B)，b12(82、8C)，b13(82、8D)，b14(82、8E)，b15(82、8F)，b16(82、90)，b17(82、91)，b18(82、D2)；线路2的下行区间轨道的代码为b1(82、61)，b2(82、62)，b3(82、03)，b4(82、04)，b5(82、05)，b6(82、06)，b7(82、07)，b8(82、08)，b9(82、69)，b10(82、6A)，b11(82、0B)，b12(82、0C)，b13(82、0D)，b14(82、0E)，b15(82、0F)，b16(82、10)，b17(82、11)，b18(82、52)。
建立数据库上述系统的数据库的内容为三张表一张为线路布局表，一张为线路关系表，另一张为站名代码表。
线路布局表是由下列子表组成①线路1的下行表A1(41、C1)，a1(81、C1)，A2(41、82)，a2(81、82)，A3(41、83)，a3(81、E3)，A4(41、E4)，a4(81、E4)，A5(41、85)，a5(81、85)，A6(41、86)，a6(81、86)，A7(41、87)，a7(81、87)，A8(41、88)，a8(81、88)，A9(41、89)，a9(81、E9)，A10(41、EA)，a10(81、EA)，A11(41、8B)，a11(81、8B)，A12(41、8C)，a12(81、8C)，A13(41、8D)，a13(81、8D)，A14(41、8E)，a14(81、CE)，A15(41、CF)；②线路1的上行表A1(41、41)，a1(81、41)，A2(41、02)，a2(81、02)，A3(41、03)，a3(81、63)，A4(41、64)，a4(81、64)，A5(41、05)，a5(81、05)，A6(41、06)，a6(81、06)，A7(41、07)，a7(81、07)，A8(41、08)，a8(81、08)，A9(41、09)，a9(81、69)，A10(41、6A)，a10(81、6A)，A11(41、0B)，a11(81、0B)，A12(41、0C)，a12(81、0C)，A13(41、0D)，a13(81、0D)，A14(41、0E)，a14(81、4E)A15(41、4F)；③线路2的下行表B1(42、C1)，b1(82、C1)，B2(42、E2)，b2(82、C2)，B3(42、83)，b3(82、83)，B4(42、84)，b4(82、84)，B5(42、85)，b5(82、85)，B6(42、86)，b6(82、86)，B7(42、87)，b7(82、87)，B8(42、88)，b8(82、88)，B9(42、89)，b9(82、C9)，B10(42、EA)，b10(82、CA)，B11(42、8B)，b11(82、8B)，B12(42、8C)，b12(82、8C)，B13(42、8D)，b13(82、8D)，B14(42、8E)，b14(82、8E)，B15(42、8F)，b15(82、8F)，B16(42、90)，b16(82、90)，B17(42、91)，b17(82、91)，B18(42、D2)，b18(82、D2)；④线路2的上行表B1(42、41)，b1(82、61)，B2(42、62)，b2(82、62)，B3(42、03)，b3(82、03)，B4(42、04)，b4(82、04)，B5(42、05)，b5(82、05)，B6(42、06)，b6(82、06)，B7(42、07)，b7(82、07)，B8(42、08)，b8(82、08)，B9(42、09)，b9(82、69)，B10(42、6A)，b10(82、6A)，B11(42、0B)，b11(82、0B)，B12(42、0C)，b12(82、0C)，B13(42、0D)，b13(82、0D)，B14(42、0E)，b14(82、0E)，B15(42、0F)，b15(82、0F)，B16(42、10)，b16(82、10)，B17(42、11)，b17(82、11)，B18(42、52)，b18(82、52)。
线路关系表列出交叉站的线路关系①交叉站1A4/B2(41、X4，42、Y2)，②交叉站2A10/B10(41、XA，42、YA)。
(7)电源电源可以按需要选择，一种是由蓄电池供电，另一种是以地面供电系统供电为主、蓄电池作为备用。这两种供电方式都有应用，例如，电动汽车就是蓄电池供电，而通过长安街的无轨电车就采用了后一种供电方式。
(8)车辆的运行主控微机401是一台嵌入式微机，微机的存储器存有系统的各车站、停车场、各段轨道、各路口分布的电子地图。当确定发车站和目的站后，主控微机401就自行编制运行计划(确定行车路线)，从发车站直达目的站。
还以上面的数据库为例，当确定发车站和目的站后，车辆的主控微机自行编制运行计划。
◇例如车辆从A14站出发去B17站。
首先按确定发车站和目的站的所在线路，A14站在1线，B17站在2线；检索1线与2线的交叉站A4/B2和A10/B10(查代码的线路号)；车辆选择路线在一般情况下先选择最近的交叉站，A10/B10站；确定运行线路车辆将通过的车站A14、A13、A12、A11、A10/B10、B11、B12、B13、B14、B15、B16、B17；车辆在A14至A10段是行驶在上行线路，在B10至B17段是行驶在下行线路；则运行线路为A14(41、0E)，a13(81、0D)，A13(41、0D)，a12(81、0C)，A12(41、0C)，a11(81、0B)，A11(41、0B)，a10(81、6A)，A10(41、6A)；车辆在A10/B10站从1线的上行线路转到2线的下行线路，A10(41、6A)、B10(42、EA)，b10(82、CA)，B11(42、8B)，b11(82、8B)，B12(42、8C)，b12(82、8C)，B13(42、8D)，b13(82、8D)，B14(42、8E)，b14(82、8E)，B15(42、8F)，b15(82、8F)，B16(42、90)，b16(82、90)，B17(42、91)。(由于每个车站都有分岔路口和合路路口，在运行计划中要将各车站的路口代码列在表内)。
车辆1运行到一段轨道时，都要进行登记、核对和排序；在每个路口也都要进行登记、核对。其登记、核对和排序的过程在(二)轨道一节的(4)中已经叙述。
车辆1通过分岔路口4时，车辆1继续直行，在路口的车辆转向装置24配合下，车辆按运行计划运行。其具体的过程在(二)轨道一节的(5)中已经叙述。
车辆1通过合并路口5时，车辆1在路口的单片机203的安排下，以单片机203指定的速度通过合并路口5。其具体的过程在(二)轨道一节的(6)中已经叙述。
车辆1需要通过车站3时，其过程由(四)车站一节中将予以叙述。
车辆1可以单独在直行轨道2上运行；为提高运输效率(充分利用专用路权的道路)，车辆自行编组成为虚拟列车8在直行轨道2上运行。
虚拟列车8的编组过程本发明所述的虚拟列车是指无固定连接和牵引的若干辆车以同步速度运行的列车。
车辆在通过直行轨道2时，轨道计算机201通过轨道无线通信系统对每辆车进行排序，并予以序号。车辆在行驶时，其电子测距设备49不断测量与前车之间的距离，测量数据送测量单片机403，当距离达到20米左右时，单片机403将测量值送主控微机401；另一方面前车信息接收器45接收前面车辆的车辆运行信息发送器46发送的信息，主控微机401根据与前面车辆之间的距离和前车的运行速度，按大于前面车辆的速度运行，两车的速度差与两车之间的距离成线性关系，距离为零时速度差为零。
由于距离为零时，实际的速度差不一定是零，后车追逐到前车时，会产生碰撞，碰撞缓冲装置43被压缩，其微动开关439的接点断开，采集单片机402采集的碰撞信息送主控微机401，主控微机401通过驱动单片机404启动车辆的制动装置，以调整车速。
当前后车辆1以同步的速度组成虚拟列车8运行，在通过分岔路口5时虚拟列车中的不同方向的车辆在车辆转向装置24配合下分开行驶。
车辆1在车站内的运行见(四)车站部分。
(四)车站车站分为3个等级小客流量车站，中等客流量车站，大客流量车站。
(1)车站的轨道布局图9所示小客流量车站的轨道布局，它类似铁路的小车站，在进站处有分岔路口4，在出站处有合并路口5，车站中间每方向有两条相互隔离的轨道，一条为提供通过车辆的直通轨道71，另一条为上车和下车的站台轨道720。站台74设在站台轨道的外侧，这样设置的站台称为侧式站台，而直通轨道安排在外侧。当然，也可以将站台设于中间，这样设置的站台称为岛式站台。两种轨道布局各有优缺点。侧式站台的直通轨道与区间的直行轨道处于一条直线，直通行驶的车辆没有晃动，车站扩建容易，还便于站台管理；而岛式站台的站台利用率高，站台的宽度较窄，机电设备(自动扶梯、空调、照明等)也较少。
图10所示中等客流量车站的轨道布局，在直通轨道71与站台轨道720之间增加一条通行轨道73，站台轨道72和通行轨道73之间没有隔离护栏。在这两条轨道上安装了前述的车辆信号接收器29、轨道信息发送装置30，车辆转向控制装置24，如19所示。车辆按调度指令驶到指定的车辆转向控制装置24处(车辆检测轨道信息发送装置30发送信号，进行计数)，由车辆转向控制装置24将车辆从通行轨道73转向站台轨道720，或将车辆从站台轨道720移至通行轨道73。
图11所示大客流量车站的轨道布局，从右向左为下行方向，从左向由为上行方向，附图标记中的-1代表下行方向，-2为上行方向。车站轨道分上下两层，上层为直通轨道71-1、71-2和下车站台轨道72-1、72-2，下层为通行轨道73-1、73-2和上车站台轨道80-1、80-2。区间直行轨道2在进站的第1个分岔路口4-1、4-2分别连接直行轨道和调车轨道75-1、75-2；直行轨道分别通过第2个分岔路口4-3、4-4接直通轨道71-1、71-2和供下车的站台轨道72-1、72-2，下车的站台轨道72-1、72-2与折返轨道77-1、77-2连接；折返轨道77-1、77-2是从上层到达下层的轨道，在下层与停车轨道或停车场79-2、79-1连接；停车轨道或停车场79-2、79-1分别与反方向的通行轨道73-2、73-1相接；通行轨道73-2、73-1分别与上车站台轨道80-2、80-1相接；上车站台轨道80-2、80-1与通行轨道73-2、73-1平行，在上车站台轨道80-2、80-1和通行轨道73-2、73-1之间没有隔离护栏，安装了车辆横向传送装置78，如图20所示；通行轨道73-2、73-1分别接至发车轨道76-2、76-1，发车轨道76-2、76-1是从下层到达上层的轨道；发车轨道76-2、76-1分别和直通轨道71-2、71-1在合并路口5-2、5-1合并到区间的直行轨道2。为便于从后方站调用空车，空车从调车轨道75-1、75-2分别驶入下层停车轨道79-1、79-2和通行轨道73-1、73-2。
(2)车站轨道上的设置在车站各段轨道、路口和停车场的入口处的设置，与区间的轨道、路口相同。如前所述。在通行轨道和站台轨道中间安装车辆横向传送装置78，用于横向传送车辆，如图20所示。
图17示出了车辆横向传送装置78。它由站台轨道计算机控制主动电机783，主动电机带动主动滚轮781，从而驱动传送带784，传送带由辅助滚轮782支撑。电机按需要可以顺时针和逆时针旋转。类似于轨道吊车的两端的限位装置，在传送带上固定了限位块785、在站台和通行轨道上固定了左移和右移两个限位板786，限制了传送带的移动距离；在限位板786安装了限位开关，平时开关接通。当车辆横向传送装置载车移动到站台轨道的位置时，限位板与限位块接触，限制了传送带移动；同时，限位开关断开，单片机控制的电机停止运转。当车辆横向传送装置载车移动到通行轨道的位置时，另一块限位板与限位块接触，也限制了传送带移动和控制电机停止运转。
(3)车站的计算机调度中心在车站设置有计算机调度中心。如图23所示，车站的计算机调度中心是一套计算机局域网，它包括票务系统709、站厅计算机702、站台计算机703和调度计算机701组成。局域网内的计算机通过集线器704进行联网，并由集线器704通过专用通信线路接入企业城域网。局域网还设置了车辆分布位置数据库708和乘客信息数据库707。局域网、城域网、数据库可以采用现有计算机网络的成熟技术来实现。票务系统709包括人工售票计算机704和自动售票计算机705。
如图27所示站厅计算机702与站台的引导电子指示牌85的单片机705、各乘车口的验票闸机86控制单片机706组成集散控制系统。站厅计算机702将电子指示牌85的显示内容送单片机705，由单片机705驱动电子指示牌85。站厅计算机(702)将乘车口的目的站信息送验票闸机(86)的控制单片机706，当验票正确时，验票闸机86放行乘客，并将通过的乘客人数送站厅计算机702。
图24所示，站台计算机703与各单片机组成集散控制系统，所述单片机有管理各轨道的轨道单片机902、管理分岔路口的单片机202、管理合并路口的单片机203、控制车辆横向传送控制的移动单片机901。轨道单片机902采集车辆信息接收器29接收到车辆1的车辆信息发射器54的发射信号，并通过轨道无线通信机210对车辆进行登记、排序，轨道单片机902将车辆的运行信息送站台计算机703；移动单片机901采集车辆进入车辆横向移动装置的信息和横向移动装置的位置信息送站台计算机703，站台计算机703将调度计算机701的调度指令送移动单片机901；分岔路口单片机202将车辆到达的信息送站台计算机703；站台计算机703将出发车辆的信息送合并路口的单片机203；调度计算机701根据票务系统709的乘客的出行信息，站厅计算机702的乘客通过乘车口的信息，车辆的在站内分布的信息，调度空车到指定位置、指定车辆去往的目的站、通过电子显示牌引导乘客到指定的乘车口乘车、安排到站的车辆停靠到指定位置，向车辆发送发车的指令；车站的站厅计算机702和站台计算机703执行调度计算机701的调度指令，并将执行情况、采集的信息、报告调度计算机701；调度计算机701通过区域无线通信系统向车辆1下达各种调度指令，和车辆1向调度计算机701发送运行信息、申请发车和接收到调度指令的应答指令；图33所示，票务系统709的人工售票计算机706、自动售票计算机705，在售票时采集乘客乘车信息，与铁路、公路一样，乘客需要指定目的站，并实时地将乘客信息修改乘客信息数据库707。各验票单片机706将乘客通过的信息送站厅计算机702，站厅计算机702实时地修改乘客信息数据库707。
在车站内的车辆进入每段轨道时都进行登记，各段轨道的单片机902将车辆的位置信息送站台计算机703，由站台计算机703实时地修改车辆位置数据库。当车辆通过出站的合并路口5时，合并路口单片机203将车辆通过的信息送站台计算机703，同样站台计算机703要在车辆位置数据库中删除出站的车辆编号。
(4)车站的无线通信设备由前面所述车上无线通信设备和车站的无线通信设备构成区域无线通信系统。区域无线通信系统是车辆与车站局域网的移动数据通信，通信覆盖范围是车站的站区。如图28所示，调度计算机701连接车站的无线通信设备710，它与无线通信设备411组成车站范围内的区域无线通信系统。车站的区域无线通信设备710可以采用例如双工收发信机710，无线通信设备710分别具有天线。
(五)组织车辆运行的方法以图11所示的车站为例。以编号的尾缀-X表示运行方向，X为单数为下行方向，X为双数为上行方向。
(1)调用空车假设下行的上车站台轨道80-1的空车数量不够时，需要调用空车。
车站的下行调度计算机701-1查询车站局域网的车辆位置数据库708，不同情况采用不同的调度方案。
A.调用下行停车轨道的空车在下行停车轨道(停车场)79-1有空车时，下行调度计算机701-1通过区域无线通信系统直接通知停车轨道的空车行驶到通行轨道73-1，由车辆横向传送装置78将空车移到上车站台轨道80-1。
B.调用上行停车轨道的空车下行停车轨道79-1无空车时，而上行停车轨道(停车场)79-2有空车时，下行调度计算机701-1向上行调度计算机701-2申请调用空车，上行调度计算机701-2通过区域无线通信系统向停车轨道79-2的空车发送调度指令，被调空车通过通行轨道73-2的最前端、由车辆横向传送装置78将空车移到上车站台轨道80-2，再开往下行停车轨道(停车场)79-1，以后与A相同。两个的调度计算机分别修改车辆位置数据库。
C.调用上行下车站台轨道的空车在上行的下车站台轨道72-2有空车时，空车接受上行的调度计算机701-2的调度指令后，就从下车站台轨道72-2开到上行折返轨道77-2，驶入下行停车轨道(停车场)79-1，以后与上面的A相同。两个的调度计算机分别修改车辆分布位置数据库。
D.需要从其他车站调用空车如图32所示，①调度计算机701检索企业城域网的车辆动态数据库803；②按先近后远的原则向后方的富有空车的车站发送空车调度申请；③对方车站的调度计算机701通过区域无线通信系统下达调度指令——按车辆的身份地址指定车辆开往申请的车站；另一方面通知站台计算机703予以发车；④调度计算机将调度结果通知申请车站的调度计算机；⑤被调车辆的调度计算机修改车站的车辆位置数据库；⑥被调车辆的调度计算机修改车辆动态数据库803。……车辆通过区间直达调用空车车站。……⑦车辆通过进站的分岔路口4-3进入下行调车轨道75-1，进入下行停车轨道(停车场)79-1，⑧以后与上面的A相同；⑨调用车辆的调度计算机修改车辆动态数据库；⑩调用车辆的调度计算机修改车辆位置数据库。车辆经过各个路口时，各路口按收到的车辆运行信息控制车辆行驶方向。
在调度计算机调度空车发车后，都要向申请调用空车的调度计算机发送被调车辆的车辆编号等信息；车辆在运行时也要逐段登记、核对、排序，所经过路口需要配合控制车辆的运行方向等等。
(2)发车调度计算机701组织发车有两个步骤组织乘客上车和组织车辆发车。
A.组织乘客上车如图33所示，①售票计算机706将乘客信息发送给乘客乘车信息数据库707，②乘客乘车方向的调度计算机查询乘客乘车信息数据库707；③调度计算机向车辆位置数据库查询空车位置；④调度计算机指定上车站台轨道的空车开往的目的站后，向站厅计算机发送调度指令开往目的站的空车位置，以引导乘客乘车；⑤站厅计算机控制站台的电子指示牌，指示开往目的站的空车位置，乘客通过乘车口的验票机验票后登车；⑥站厅计算机根据验票机的乘客乘车的信息，修改乘客信息数据库；⑦调度计算机向站台计算机向车辆发送关门的指令；⑧车辆发车后，站台计算机修改车辆位置数据库。
B.车辆发车图34所示，①验票机确定车辆的乘客满员后，站厅计算机702通知调度计算机车辆可以发车；②调度计算机向站台计算机发售调度指令，指定车辆发车；③站台计算机通过轨道无线通信系统通知车辆关门；或者，车辆的红外检测器检测到站台上无乘客时，也将自动关门；④站台计算机指定车辆横向传送装置78移动车辆到通行轨道73-1；⑤车辆横向传送装置78将车辆移动到位后，立即向站台计算机发送车辆移动到位的信息；⑥站台计算机向调度计算机发送车辆移动到位的信息，并申请发车；⑦调度计算机根据各轨道的车辆运行信息，通过区域无线通信系统向车辆发送发车指令；⑧车辆发车到出站口的合并路口，并进行登记；⑨合并路口放行出站车辆。⑩合并路口单片机通过站台计算机修改车辆位置数据库。
站台计算机将发车信息发送给出站的合并路口单片机，路口单片机根据两条线路的车辆情况进行控制，如遇到同时有直通车辆需要通过时，先放行直通车辆，直通轨道71-1的车速控制装置按车辆的运行速度运转，合并路口的单片机通过车速控制装置，限制出发车辆的速度；单片机选择直通轨道的行车空隙，放行出站车辆；放行时，调整车速控制装置提高出站车辆的车速。
(3)运行车辆的登记、追逐、运行和到站。
图35所示①发车站的调度计算机对车辆发送发车的调度指令，车辆出站；②发车站的调度计算机向目的站的调度计算机发送发车通知；③发车站的调度计算机修改车辆动态数据库803；④车辆进入区间轨道，车辆1向轨道计算机201进行登记、核对和排序；……在直行轨道上，车辆追逐前车，当电子测距设备测出车辆距离小于阀值时，后车的车辆信息接收器能接收到前车的车辆信息发射器发送的车辆运行信息。车辆自动组成虚拟列车行驶。
实现虚拟列车是采用了车辆追逐技术，它涉及到车辆上安装的电子测距设备、车辆信息接收器、车辆信息发射器、碰撞缓冲装置、接近碰撞传感器等设备。具体步骤是□测距车辆的前部安装的电子测距设备在运行时不断测量与前车的距离，车辆的主控微机根据距离控制车辆速度；当距离大于阀值时，车辆按轨道计算机的指定的速度运行；□追逐当距离小于阀值时，后车的车辆信息接收器能接收到前车的车辆运行信息，主控微机根据前车的速度，控制本车以大于前车的速度进行追逐。两车的速度差与车辆之间的距离成线性关系，车距接近于零则车辆的速度之差也接近于零；□虚拟列车运行当车辆距离接近于零而碰撞时，车辆的碰撞缓冲装置起到缓冲作用，微动开关向主控微机提供碰撞信息，主控微机降低车辆速度，直到脱离碰撞；后车不断调整速度，直到两车的速度同步为止。以此类推，车辆就组成了虚拟列车在区间运行，提高了运输能力。
车辆需要通过车站时，经过进站的分岔路口后，进行了登记和核对等工作，分岔路口的单片机控制车辆转向控制装置停止运转，车辆在直通轨道上继续直行。接着车辆进入直通轨道，并进行登记、核对和排序；直通轨道的计算机将车辆的运行信息送往出站的合并路口的单片机；车辆按直通轨道计算机指定的速度运行或重新组成虚拟列车运行。车辆再经过出站的合并路口而进入直行轨道。
还是图35⑤车辆到达目的站的分岔路口4-1时，进行了登记和核对等工作；⑥分岔路口4-1的单片机控制车辆转向控制装置停止运转；车辆直行至分岔路口4-3，并由分岔路口4-3将车辆转向进入岔道、下车站台轨道72-1；车辆行驶到站台轨道72-1的最前端(当前方有停靠车辆时，车辆就自动调整速度，停靠在前车的后面)；⑦停车后，车辆通过区域无线通信系统向车站的下行调度计算机申请开门；⑧下行调度计算机确定车辆不需向前移动时，通知车辆和站台计算机，车辆可以开门和下客；车辆自动开门和广播提示乘客下车。车辆内部的传感器测定无乘客时，车辆自动关门。⑨下行调度计算机修改车辆位置数据库；⑩下行调度计算机修改企业城域网的车辆动态数据库。
(4)空车安排空车关门后，空车向下行调度计算机申请安排。
若将空车停至停车场79-2下行调度计算机将调度车辆至停车场79-2的信息通知上行调度计算机；下行调度计算机指令空车至停车轨道(停车场)79-2，车辆就行驶通过折返轨道77-1开往停车轨道(停车场)79-2。车辆停车后，通过轨道无线通信系统向停车轨道(停车场)79-2的计算机进行登记。下行调度计算机修改车辆分布位置数据库。
若空车停至停车场79-1下行调度计算机将调度车辆至停车场79-1的信息通知上行调度计算机；下行调度计算机指令空车至停车轨道(停车场)79-1，车辆就行驶通过折返轨道77-1开往停车轨道(停车场)79-2；再开往通行轨道73-2，由车辆传送装置将车辆送至上车站台轨道80-2的出口824(图18)，车辆向上行调度计算机申请启动，上行调度计算机命令车辆启动行驶至停车轨道(停车场)79-1。下行调度计算机修改车辆分布位置数据库。
若空车停至上车站台轨道80-1第一步是将车辆停至停车场79-1(如前所述过程)；第二步是将在停车场79-1的空车调往上车站台轨道80-1。第二步是由下行调度计算机通过停车场79-1的轨道计算机传送调度指令，停车场79-1的轨道计算机通过轨道无线通信系统向车辆传送调度指令，空车按调度指令开往上车站台轨道80-1。下行调度计算机修改车辆分布位置数据库。
************************************综上所述，本发明既有干线运输的客流量大的优点，又有个性化服务特点；它不仅降低建设投资，而且也降低运营费用；它既能进行客运，也可以进行货运；它不仅能建设成全市性的轨道交通路网，而且可以方便地连接专用线；它轨道占地少，弯曲半径小，车辆矮，修建立体交叉线路方便，也容易在商业中心建设轨道交通。也就是说它完全能替代地铁和轻轨，并且还能实现地铁和轻轨不能实现的功能。
权利要求
1.一种小型车辆的轨道交通系统，其特征在于，所述轨道交通系统包括无人驾驶的智能小型电动车辆(1)；具有调度功能的供乘客上车或下车的车站(3)；在车站之间的区间封闭轨道，所述区间封闭轨道有直行轨道(2)、分岔路口(4)和合并路口(5)；智能车辆在发车车站和目的车站之间的封闭轨道内自行编组成为虚拟列车行驶。
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括包括车辆与轨道、车站之间进行信息交换、传送指令的无线通信系统；所述无线通信系统包括区域无线通信系统，区域无线通信系统是车辆与车站局域网的移动数据通信，通信覆盖范围是车站的站区，区域无线通信系统包括安装在车辆(1)的车辆无线通信设备(411)与设置在车站(3)的车站无线通信设备(710)，通过该区域无线通信系统，车辆接受车站的调度计算机对车辆发送调度指令；车辆向车站的调度计算机发送运行信息、申请和应答的指令；轨道无线通信系统，实现车辆与轨道计算机之间的通信，轨道无线通信系统包括在车辆上安装的车辆(1)的车辆无线通信器(410)，在轨道(2)上安装的轨道无线通信机(210)和在车辆运行方向的轨道左侧安装的供无线通信的泄漏电缆(23)，无线通信器(410)的天线(53)安装在车辆(1)的底盘(50)下面并安装在车辆的左侧，它接收泄漏电缆(23)辐射的射频信号，并向轨道无线通信机(210)发射信号；微无线通信系统，包括设置在车辆上的后保险杠(42)上的车辆运行信息发射器(46)和在车辆的前保险杠(41)或车厢前部安装的前车信息接收器(45)，前面车辆的车辆运行信息发射器(46)向后面车辆的前车信息接收器(45)发送信息，后面车辆的前车信息接收器(45)接收信息，实现前车对后车的近距离无线通信。
3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的车辆包括车辆运行标志部分，车辆运行标志部分包括安装在车辆上的车辆信息发射器(54)和轨道信号接收装置(52)；在轨道上安装的车辆信息接收器(29)和轨道信号发送装置(30)，当车辆进入一段新轨道时，轨道的车辆信息接收器(29)接收或检测车辆信息发射器(54)发出的信息，车辆的轨道信号接收装置(52)接收或检测轨道的轨道信号发送装置(30)发出的信息，以确定车辆的通过和车辆进入了一段新轨道。
4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述车辆包括车辆运行的安全部分，车辆运行的安全部分包括电子测距装置(49)和碰撞缓冲装置(43)，在车辆的前保险杠(41)或车厢前部安装了电子测距装置(49)，用于测量与前车之间的距离；在车辆的前保险杠(41)安装碰撞缓冲装置(43)，碰撞缓冲装置(43)在车辆碰撞时，起到了缓冲作用，并输出碰撞信号到信息采集单片机(402)，再送主控微机(401)，再由主控微机(401)控制车辆的速度。
5.如权利要求4上述权利要求所述的系统，其特征在于所述电子测距装置(49)可以采用目前常用的测速雷达，测量距离小于30米，碰撞缓冲装置(43)可以采用弹簧结构或液压杆结构的碰撞缓冲装置，碰撞缓冲装置(43)的弹簧或液压杆的弹性系数较小，以人力推动保险杠时，车辆不会移动，而只是弹簧压缩；在无外力时就恢复原状；在车辆开动时，前保险杠不应有明显的颤抖，当后车追逐前面的车辆而相碰撞时，后车的前保险杠(41)向后移动，碰撞缓冲装置(43)输出信号给主控微机，再由主控微机(401)控制电机驱动电路以降低车速；当车辆脱离碰撞时，前保险杠(41)恢复，碰撞缓冲装置(43)输出信号给主控微机，主控微机(401)控制电机驱动电路以提高车速；主控微机不停地调整车速，达到与前车的运行速度同步。
6.如权利要求5上述的系统，其特征在于，弹簧结构的碰撞缓冲装置(43)包括在车辆前保险杠(41)上焊接的导杆(431)，在导杆(431)外面套上的弹簧(430)，固定孔(501)，螺母(432)和安装在车辆底盘(50)上的微动开关(439)，导杆(431)穿过车辆底盘(50)的固定孔(501)后，由螺母(432)固定，微动开关的安装位置与导杆(431)相配合，导杆(431)的端部有罗纹和一个斜面，导杆(431)的斜面对准微动开关(439)的按钮，当前保险(41)不移动时，斜面不接触按钮，微动开关(439)处于常闭状态，而在前保险杠41移动时，斜面接触按钮，接点断开。
7.如权利要求5所述的系统，所述液压杆结构的碰撞缓冲装置(43)包括在前保险杠内侧焊接的支架(436)，液压杆(434)，螺母(432)，微动开关(439)和带有一个斜面的板条(435)，液压杆(434)一端由螺母(432)固定在支架上，另一端穿过车辆底盘(50)的固定孔(501)后，由螺母(432)固定，微动开关(439)固定在车辆底盘(50)上，在支架(436)固定一条带有一个斜面的板条(435)，斜面对准微动开关(439)的按钮，当前保险杠不移动时，斜面不接触按钮，而在前保险杠移动时，斜面按下按钮。
8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的车辆包括车辆运行导向定位部分，车辆运行导向定位部分包括定位轮(44)和轨道控制板(51)，在车辆(1)的前保险杠(41)、后保险杠(42)的两端分别固定了定位轮(44)，在底盘(50)下面的中间安装了轨道控制板(51)，定位轮套(440)通过轴承(441)固定在定位轮轴(442)上，定位轮(44)的组件由调整高度的垫片(444)和螺母(443)固定在保险杠的端部，定位轮套440的表面有突出的罗纹或定位轮套440的表面是平滑的。
9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的车辆包括车辆运行管理部分，所述车辆运行管理部分包括主控微机(401)、红外检测器(58)、电子显示牌(59)、采集单片机(402)、测量单片机(403)、驱动单片机(404)、显示单片机(405)、微通信单片机(406)、轨道单片机(407)、区域单片机(408)；主控微机(401)设置在车辆(1)的内部，并存储了系统的各车站、停车场、各段轨道、各路口分布的电子地图，车门上部安装了红外检测器58，用于检测车外是否有乘客在上、下车，以控制自动开关车门(503)安装在车辆上的电子显示牌(59)用于显示车辆运行的目的站，采集单片机(402)采集碰撞缓冲装置(43)、轨道信号接收装置(52)、光电对射器(55)、红外检测器(58)的开关信号；测量单片机(403)采集电子测距设备(49)测量的数据；驱动单片机(404)通过驱动电路控制动力电机(65)和控制制动装置，控制电机的运转速度，实现控制车辆的车速；显示单片机(405)用于控制电子显示牌(59)的显示内容；微通信单片机(406)处理前车信息接收器(45)接收的信息，控制车辆运行信息发射器(46)发射车辆的运行信息；轨道单片机(407)控制无线通信器(410)与轨道无线通信机(210)的通信；区域单片机(408)控制无线通信机(411)与车站的无线通信设备(710)的通信；主控微机(401)采集各单片机的信息，向单片机发送工作指令；各单片机各负其责，控制车辆按主控微机(401)的运行计划运行。
10.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的轨道在每条单向轨道的两侧安装了护栏(22)、轨道面(21)、支架(31)，在轨道的外侧设置设备密封机柜(32)，在设备密封机柜(32)内放置轨道计算机(201)和轨道无线通信机(210)。
11.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的单向分岔路口(4)的分岔处安装了由单片机(202)控制的车辆转向控制装置(24)，车辆转向装置(24)是安装在轨道上的一对相反运转方向的传送带(244)，传送带(244)由主动轴(241)驱动，被动轴(242)支撑，主动轴(241)连接低速电机(243)或带有变速器的电机，在车辆转向控制装置(24)后方的轨道面(21)上安装压敏器件(246)并且压敏器件(246)位于传送带(244)出口的地面处，压敏器件(246)的输出信号送单片机(202)，在车的后轮压在压敏器件(246)时，单片机(202)收到压敏器件(246)输出的表示该车辆已经通过车辆转向装置的信号，控制电机(243)转动，当左侧传送带(244)向前传动、右侧传送带(244)向后传动，车辆(1)就在车辆转向控制装置(24)配合下驶向岔道。
12.如权利要求11所述的系统，其特征在于，在分岔出口处安装了多对车辆定位轮(25)，第一对车辆定位轮的轴间距离最大，以后各对的轴间距离逐渐减小，当车辆(1)通过分岔路口(4)时，车辆的轨道控制板(51)进入第一对定位轮(25)，逐渐通过第二对、第三对，……，车辆被定位在轨道中央，避免车辆撞击护栏；所述车辆定位轮(25)包括两个橡胶轮(250)、轴承(252)、两根轴(251)、支架(253)，两个橡胶轮(250)通过轴承(252)分别固定在两根轴(251)上，轴(251)与支架(253)焊接固定，两轴(251)之间的最小距离大于车辆的轨道控制板(51)的厚度。
13.如权利要求1所述的系统，其特征在于，在单向合并路口(5)的两条轨道的入口处安装了一对定位轮(25)和车速控制装置(26)，在车速控制装置(26)后面的地面，车轮可以压着的位置安装了压敏器件(246)，在合并路口的出口处安装若干对定位轮(25)；车速控制装置(26)包括轴(261)、一对固定在轴(261)上的旋转轮(260)、轴承(262)和支架(263)、变速箱(264)和由合并路口(5)的单片机(203)控制的电机(265)，轴(261)通过轴承(262)固定在支架(263)上；两个旋转轮(260)之间的间隙与车辆底盘下的轨道控制板(51)的厚度相等，并且是紧配合；其中一根轴通过变速箱(264)连接在由单片机(203)控制的电机(265)上。
14.如权利要求13所述的系统，其特征在于，所述合并路口(5)的单片机(203)控制两条进路的车速控制装置(26)是采用乒乓方式，即放行一条进路的车辆，就制止另一条进路的车辆通行，单片机(203)的管理控制规则一般是先到先走；两个进路的车辆同时到达时，主路优先；在主路的虚拟列车(8)通过时，待虚拟列车(8)通过后，放行辅路车辆。
15.如权利要求1所述的系统，其特征在于所述车站分为3个等级小客流量车站，中等客流量车站，大客流量车站，不同等级的车站配置不同的轨道网。
16.如权利要求15所述的系统，其特征在于在所述小客流量车站，在进站处有分岔路口(4)，在出站处有合并路口(5)，车站中间每方向有两条相互隔离的轨道，一条正线为提供通过车辆的直通轨道(71)，另一条侧线为上车和下车的站台轨道(720)，站台(74)设在站台轨道(720)的外侧或者直通轨道(71)安排在外侧而将站台设于中间。
17.如权利要求15所述的系统，其特征在于在所述中等客流量车站，在进站处有分岔路口(4)，在出站处有合并路口(5)，车站中间每方向有三条相互隔离的轨道，第一条正线为提供通过车辆的直通轨道(71)，第二条为上车和下车的站台轨道(720)，在直通轨道(71)与站台轨道(720)之间增加第三条通行轨道(73)，站台(74)设在站台轨道(720)的外侧，站台轨道(720)和通行轨道(73)之间没有隔离护栏。在站台轨道(720)和通行轨道(73)上安装了车辆转向控制装置(24)，车辆按调度指令驶到指定的车辆转向控制装置(24)处，由车辆转向控制装置(24)将车辆从通行轨道(73)转向站台轨道(720)，或将车辆从站台轨道(720)移至通行轨道(73)。
18.如权利要求15所述的系统，其特征在于在所述大客流量车站，车站轨道分上下两层，上层为直通轨道(71-1)、(71-2)和下车站台轨道(72-1)、(72-2)，下层为通行轨道(73-1)、(73-2)和上车站台轨道(80-1)、(80-2)，区间直行轨道(2)在进站的第1个分岔路口(4-1)、(4-2)分别连接直行轨道和调车轨道(75-1)、(75-2)；直行轨道分别通过第2个分岔路口(4-3)、(4-4)接直通轨道(71-1)、(71-2)和供下车的站台轨道(72-1)、(72-2)，下车的站台轨道(72-1)、(72-2)与折返轨道(77-1)、(77-2)连接；折返轨道(77-1)、(77-2)是从上层到达下层的轨道，在下层与停车轨道或停车场(79-2)、(79-1)连接；停车轨道或停车场(79-2)、(79-1)分别与反方向的通行轨道(73-2)、(73-1)相接；通行轨道(73-2)、(73-1)分别与上车站台轨道(80-2)、(80-1)相接；上车站台轨道(80-2)、(80-1)与通行轨道(73-2)、(73-1)平行，在上车站台轨道(80-2)、(80-1)和通行轨道(73-2)、(73-1)之间没有隔离护栏，安装了车辆横向传送装置(78)，通行轨道(73-2)、(73-1)分别接至发车轨道(76-2)、(76-1)，发车轨道(76-2)、(76-1)是从下层到达上层的轨道；发车轨道(76-2)、(76-1)分别和直通轨道(71-2)、(71-1)在合并路口(5-2)、(5-1)合并到区间的直行轨道，空车从调车轨道(75-1)、(75-2)分别驶入下层停车轨道(79-1)、(79-2)和通行轨道(73-1)、(73-2)。
19.如权利要求18所述的系统，其特征在于在所述在通行轨道和站台轨道中间安装车辆横向传送装置(78)，用于横向传送车辆，所述车辆横向传送装置(78)包括主动电机(783)，主动滚轮(781)，传送带(784)，辅助滚轮(782)，在传送带上固定的限位块(785)、左移和右移限位板(786)和限位开关，由站台轨道计算机控制主动电机(783)，主动电机带动主动滚轮(781)，从而驱动传送带(784)，传送带由辅助滚轮(782)支撑，电机按需要可以顺时针和逆时针旋转，在传送带上固定了限位块(785)、在站台和通行轨道上固定了左移和右移两个限位板(786)，限制了传送带的移动距离；在限位板(786)安装了限位开关，平时开关接通，当车辆横向传送装置载车移动到站台轨道的位置时，限位板与限位块接触，限制了传送带移动，同时，限位开关断开，单片机控制的电机停止运转，当车辆横向传送装置载车移动到通行轨道的位置时，另一块限位板与限位块接触，也限制了传送带移动和控制电机停止运转。
20.如权利要求1所述的系统，其特征在于在车站设置有计算机调度中心，车站的计算机调度中心包括一套计算机局域网，计算机局域网包括票务系统(709)、站厅计算机(702)、站台计算机(703)和调度计算机(701)，计算机局域网内的计算机通过集线器(704)进行联网，并由集线器(704)通过专用通信线路接入企业城域网，计算机局域网还设置了车辆分布位置数据库(708)和乘客信息数据库(707)；票务系统(709)包括人工售票计算机(704)和自动售票计算机(705)；站厅计算机(702)与站台的引导电子指示牌(85)的单片机(705)、各乘车口的验票闸机(86)控制单片机(706)组成集散控制系统。站厅计算机(702)将电子显示牌(85)的显示内容送单片机(705)，由单片机(705)驱动电子指示牌(85)；站厅计算机(702)将乘车口的目的站信息送验票闸机(86)的控制单片机(706)，当验票正确时，验票闸机(86)放行乘客，并将通过的乘客人数送站厅计算机702；站台计算机(703)与各单片机组成集散控制系统，所述单片机有管理各轨道的轨道单片机(902)、管理分岔路口的单片机(202)、管理合并路口的单片机(203)、控制车辆横向传送控制的移动单片机(901)；轨道单片机(902)采集车辆信息接收器(29)接收到车辆(1)的车辆信息发射器(54)的发射信号，并通过轨道无线通信机(210)对车辆进行登记、排序，轨道单片机(902)将车辆的运行信息送站台计算机(703)；移动单片机(901)采集车辆进入车辆横向移动装置的信息和横向移动装置的位置信息送站台计算机(703)，站台计算机(703)将调度计算机(701)的调度指令送移动单片机(901)；分岔路口单片机(202)将车辆到达的信息送站台计算机(703)；站台计算机(703)将出发车辆的信息送合并路口的单片机(203)；调度计算机(701)根据票务系统(709)的乘客的出行信息，站厅计算机(702)的乘客通过乘车口的信息，车辆的在站内分布的信息，调度空车到指定位置、指定车辆去往的目的站、通过电子指示牌引导乘客到指定的乘车口乘车、安排到站的车辆停靠到指定位置，向车辆发送发车的指令；车站的站厅计算机(702)和站台计算机(703)执行调度计算机(701)的调度指令，并将执行情况、采集的信息、报告调度计算机(701)；调度计算机(701)通过区域无线通信系统向车辆(1)下达各种调度指令，和车辆(1)向调度计算机(701)发送运行信息、申请发车和接收到调度指令的应答指令；
21.一种车辆轨道交通系统的控制方法，所述车辆的轨道交通系统包括无人驾驶的车辆(1)；区间封闭轨道，其中区间封闭轨道有直行轨道(2)、分岔路口(4)和合并路口(5)，车辆在封闭轨道行驶；车站(3)，在区间封闭轨道之间设置有供乘客上车或下车的车站；所述控制方法包括车辆轨道交通系统的运输组织方法，所述运输组织方法包括下列步骤调车出发车站的调度计算机按需要随机调度车辆，指定空车到乘客上车的站台轨道，车辆在轨道的车辆转向装置或车辆横向传送装置的配合下，控制车辆停在指定位置；确定目的站和选择车辆行驶的路线确定车辆行驶的目的站后，乘客上车，自动驾驶的车辆的主控微机自行确定行驶路线的计划，直驶目的站；发车调度计算机发送发车指令，车辆通过通行轨道进入发车轨道；在出站的合并路口，车辆在轨道的车速控制装置配合下，驶入区间的直行轨道；行驶车辆在区间的直行轨道上行驶，并向轨道计算机进行登记、核对和排序，车辆的主控微机将实际行驶路线与行驶路线计划进行比对，确定继续行驶的方向；轨道计算机将前进方向通知前方的路口单片机，车辆在分岔路口需要拐弯时，轨道计算机通过单片机启动车辆转向控制装置，控制车辆拐弯；车辆运行；车辆从发车站行驶到目的站台；车辆自动组成虚拟列车在轨道内运行；车辆到站车辆在到达目的站的分岔路口时，车辆在车辆转向控制装置的配合下，控制车辆驶到通行轨道，按目的站调度计算机的调度指令，车辆停到下车站台轨道的指定位置；在乘客下完车后，按调度计算机的调度指令车辆停在停车轨道或停车场，或者按调度计算机的调度指令车辆停在乘客上车的站台轨道。
22.如权利要求21所述的小型车辆的轨道交通系统的运输组织方法，所述调车的步骤如下当上车站台轨道的空车数量不够时，车站调度计算机查询车站局域网的车辆位置数据库(708)，当查询到本车站的停车轨道或下车站台轨道的有空车时，调度计算机(701-1)通过区域无线通信系统直接通知停车轨道或下车站台轨道的空车行驶到通行轨道(73-1)，由车辆横向传送装置(78)将空车移到上车站台轨道(80-1)；若本车站的停车轨道或下车站台轨道上都无空车时，调度计算机(701)检索企业城域网的车辆动态数据库(803)，根据检索结果，按先近后远的原则向后方的富有空车的车站发送空车调度申请；对方车站的调度计算机(701)一方面通过区域无线通信系统下达调度指令，按车辆的身份地址指定车辆开往申请的车站，另一方面通知站台计算机(703)予以发车；调度计算机将调度结果通知申请车站的调度计算机；被调车辆的调度计算机修改车站的车辆位置数据库；被调车辆的调度计算机修改车辆动态数据库(803)，被调车辆通过区间直达调用空车车站，被调车辆通过进站的分岔路口(4-3)进入停车轨道或停车场(79-1)，然后进入上车站台轨道。
23.权利要求21所述的小型车辆的轨道交通系统的运输组织方法，所述确定目的站和选择车辆行驶的路线的步骤如下确定目的站乘客在购票时确定达到的目的站，售票计算机将乘客信息传送给乘客信息数据库，调度计算机向站台计算机、站厅计算机发送调度指令停在某位置的某号车辆开往的目的站，调度计算机通过区域无线通信系统向车辆发送目的站的指令，车辆的电子显示牌显示目的站名；站厅计算机控制的乘客引导电子指示牌，显示开往目的站的车辆位置；站台护栏的乘车口显示目的站名；乘客上车乘客持车票通过乘车口验票上车，当去往目的站的乘客全部上车或车辆满员后，乘客停止通行，站厅计算机向调度计算机发送可以关门和发车信息，调度计算机向车辆下达指令关门和发车，验票设备将上车乘客人数通知站厅计算机，站厅计算机将上车人数修改乘客信息数据库；车辆的红外检测器检测到站台上无乘客时，在接到关门和发车指令后，车门自动关闭；车辆向站台计算机发送发车申请；选择行驶路线车辆的主控微机根据出发站和目的站的信息，根据存储的全系统的电子地图，自动选择行驶路线，确定行驶路线计划、通过的轨道、分岔路口、合并路口、车站的代码和顺序。
24.如权利要求21所述的车辆轨道交通系统的运输组织方法，其特征在于所述发车的步骤如下发车指令接到站台计算机发送的发车申请后，调度计算机向站台计算机发送发车指令，站台计算机通过轨道无线通信系统向准备发车的车辆发送发车指令；启动车辆转向控制装置，车辆拐弯驶向通行轨道，或由车辆横向传送装置将车辆传送到通行轨道；站台计算机将发车信息发送给出站的合并路口单片机；车速控制在站台计算机将发车信息发送给出站的合并路口单片机之后；当直通轨道有车辆通过时，合并路口的单片机控制发车方面的车速控制装置，限制出发车辆的速度；出站合并路口的单片机选择直通轨道的行车空隙，放行出站车辆；放行时，调整车速控制装置提高出站车辆的车速。
25.如权利要求21所述的车辆轨道交通系统的运输组织方法，其特征在于所述车辆运行的步骤如下发送登记指令车辆进入直行轨道时，车辆的轨道信号接收装置检测到轨道信号发射装置发出的信号后，车辆的无线通信机发送车辆号码和目的站的信息，轨道计算机接收到车辆运行信息后进行登记；核对运行区段和排序轨道的车辆信息接收器检测到车辆信息和接收到车辆登记信息后，轨道计算机向车辆发送区段代码、车辆在区段运行的序号和车辆运行速度；车辆接收到轨道计算机的信息和指令后，与运行线路进行核对；轨道计算机向车辆运行前方的分岔路口单片机发送车辆的运行信息车辆号码、序号、目的站。
26.权利要求21所述的车辆轨道交通系统的运输组织方法，其特征在于所述车辆可以采用虚拟列车方式行驶，所述虚拟列车方式行驶的步骤如下测距车辆的前部安装的电子测距设备在运行时不断测量与前车的距离，车辆的主控微机根据距离控制车辆速度；当距离大于阀值时，车辆按轨道计算机的指定的速度运行；追逐当距离小于阀值时，后车的前车信息接收器能接收到前车的车辆运行信息，主控微机根据前车的速度，控制本车以大于前车的速度进行追逐。两车的速度差与车辆之间的距离成线性关系，车距接近于零则车辆的速度之差也接近于零；虚拟列车运行当车辆距离接近于零而碰撞时，车辆的碰撞缓冲装置起到缓冲作用，传感器向主控微机提供碰撞信息，主控微机降低车辆速度，直到脱离碰撞；后车不断调整速度，直到两车的速度同步进入虚拟列车运行方式为止。
27.权利要求21所述的车辆轨道交通系统的运输组织方法，所述车辆到站的步骤如下驶入下车站台轨道车辆经过进站的分岔路口时，由车辆转向控制装置的控制，车辆驶入下车的站台轨道；停靠下车站台车辆进入站台轨道后，行驶到站台的最前端；当前方有停靠车辆时，车辆就自动调整速度，停靠在前车的后面，车辆停稳后，自动开启车门；到停车轨道车辆待乘客下车完毕后，车辆自动关闭车门，跟随前方车辆行驶到停车轨道，进入停车轨道后停在轨道上；停车登记车辆在进入停车轨道时，车辆向停车轨道的单片机进行登记。
全文摘要
本发明公开了一种小型车辆的轨道交通系统。指在替代地铁和轻轨。系统组织无人驾驶的小型车辆在封闭道路内运行。系统由车辆、封闭轨道、车站组成。车辆是由计算机控制的自动驾驶电动车辆，封闭轨道配置车辆运行控制设备，车站随机发送车辆。采用车站至车站的直达运输。本发明既有干线运输的客流量大的优点，又有个性化服务特点；它不仅降低建设投资，而且也降低运营费用；它既能进行客运，也可以进行货运；它能建设成全市性的轨道交通路网。它还具有许多地铁和轻轨不能实现的功能。
文档编号B61B1/00GK1526596SQ20041000106
公开日2004年9月8日 申请日期2004年1月30日 优先权日2003年1月30日
发明者沈湧, 沈 申请人:沈湧, 沈