专利名称：城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统。该交通系统用高速、无 中转、无空载、点到点、不候车、无排放、无人驾驶出租车的方法解决城市交通拥堵的问题。
背景技术：
为解决城市交通拥堵问题，很多专家提出了很多方案、办法，有单双号法、收拥堵 费法、繁华地段收高价停车费法、立交桥法、地铁法、BRT法、公共自行车法、车辆物联网法、 智能信号灯法、单行道法、公车限行法、牌照高价法、关键单位外迁法、门形公交车法、大型 公交车法、轻型电动轨道交通法等等，而且每种办法都有过尝试，但是事实证明，均不能解 决根本问题。修地铁，修马路只能增加人们出行的距离和人数，因为站点少、需中转、需候 车这三个关键问题导致了以下恶性循环站点少、需中转、需候车——出行不便——买车 或坐出租车——堵车——修路、建立交桥——行车便利——更多人买车——再堵车、停车 困难——车速下降——修地铁——坐地铁的人增加——为去地铁站点坐公交、出租车人增 加——地面交通堵塞——再修地铁、立交桥。一直到没办法，最后只能限制小汽车，降低人 们生活水平，削弱了城市的功能。城市拥堵问题已成为世界难题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是城市交通拥堵问题。为了解决城市出行拥堵问题，本发明提供一种城市无人驾驶电动有轨出租车交通 系统，该交通系统包括组合轨道、运行在该组合轨道上的无人驾驶电动有轨出租车和交通 系统中央控制计算机，该交通系统中央控制计算机控制所述无人驾驶电动有轨出租车在组 合轨道上的运行状态。进一步，所述组合轨道是由高速轨道、临近该高速轨道一侧的变速轨道、远离高速 轨道且临近所述变速轨道一侧的慢速轨道、远离高速轨道和变速轨道且临近慢速轨道的上 下车轨道构成；从上下车轨道至慢速轨道方向之间、再到变速轨道方向之间、最后从变速轨道到 高速轨道方向之间，上述轨道间均有并轨导引轨道连接各相邻轨道；从高速轨道至变速轨道方向之间、再到慢速轨道方向之间、最后从慢速轨道到上 下车轨道方向之间，上述轨道间均有离轨导引轨道连接各相邻轨道。进一步，所述无人驾驶电动有轨出租车是由封闭或半封闭轨道和位于该轨道内的 无人驾驶电动有轨出租车厢构成。进一步，临近所述的上下车轨道一侧且远离所述慢速轨道分别设有上车站点和下 车站点，所述上车站点前设有车库，所述下车站点前设有侯泊区。进一步，所述轨道横截面为矩形，该矩形截面轨道上下道轨为运行道轨，所述无人 驾驶电动有轨出租车在所述上下道轨之间运行，该矩形轨道左右两侧为上下道轨之间的支 撑架，用于支撑所述上下道轨。
进一步，所述无人驾驶电动有轨出租车的上部和底部均安装有限位轮，该限位轮 卡在所述上下轨道上；所述无人驾驶电动有轨出租车的上部或下部还安装有直线电机初 级，在对应直线电机初级部位的轨道上部或下部安装有直线电机次级。进一步，所述无人驾驶电动有轨出租车的底部安装有位置传感器。进一步，所述无人驾驶电动有轨出租车上安装有车载控制器，该车载控制器用于 接受系统中央控制计算机指令控制整车运行和反馈车辆运行状态信号给所述系统中央控 制计算机；所述无人驾驶电动有轨出租车上还安装有变轨用电机，该变轨用电机连接所述车 载控制器，所述变轨用电机用于控制该出租车的转向装置，实现变轨功能。作为一种优选方案，所述无人驾驶电动有轨出租车上还安装有整流器、读卡器、目 的地选择器、车门电机、显示屏、空调、照明灯和语言通讯；所述整流器为读卡器、目的地选择器和显示屏供电；所述整流器还连接该出租车外部的供电器，该供电器为直线电机初级、车门电机、 空调和照明灯供电；所述直线电机初级和车门电机接受车载控制器指令运行；所述读卡器、目的地选择器以及位置传感器反馈指令给车载控制器。本发明的有益效果在于1、本发明技术方案的交通系统由高速轨道、变速轨道、慢速轨道、上下车轨道、站 点、驱动系统、系统中央控制计算机，计费系统、检测系统、人机交互系统、特制车辆组成。本 发明通过将地铁、小汽车、公交车、电梯的优点集中于一身，满足现代城市交通的快速、安 全、经济、便利、环保的要求，从而从根本上解决城市交通问题。2、本发明技术方案的交通系统在城市所有干道架设轻型高速轨道，互联互通，轨 道上的车辆以100km/h以上的速度行驶着，每个车能坐2人，轨道上的车从不减速、从不停 车，每辆车无人驾驶，由中央控制计算机集中控制，从出发点到目的地，不停车、不中转。街 道两侧任意距离内可以设一个站点，每个居民小区、每个商场、学校、机场、车站也都可以设 有站点。从每个站点通过慢速轨道、变速轨道与高速轨道连接，从每个上车站点乘车均可以 到达任何下车站点下车。每个车库都停放有足够多的空车，能保证每个站点不用侯车。城 市之间可以用更高速度的轨道连接起来。车辆全部由电力驱动，对城市无任何污染。3、本发明技术方案的交通系统之方便性、经济性、准时性、环保性将彻底解决城市 拥堵的世界难题，不仅不减弱、反而大大增强了城市功能。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明技术方案作进一步详细描述。图1是本发明组合轨道结构及运行线路示意图；图2是本发明无人驾驶电动有轨出租车功能模块结构示意框图；图3是本发明无人驾驶电动有轨出租车机械结构示意图；图4是本发明组合轨道并轨结构示意图；图5是本发明组合轨道离轨结构示意图。附图标记注释
21高速轨道；23变速轨道；24慢速轨道；25上下车轨道；26上车站点；27下车站 点；29限位轮1 ；211导引轨道；212限位轮2 ；214转向装置伸缩翼；215位置传感器；216轨 道支撑架；217运行道轨；218车厢内部；224主干轨道；225主干限位轨；226辅干限位轨； 227辅助轨道。
具体实施例方式本发明提供一种城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，该交通系统包括组合轨 道、运行在该组合轨道上的无人驾驶电动有轨出租车和交通系统中央控制计算机，该交通 系统中央控制计算机控制所述无人驾驶电动有轨出租车在组合轨道上的运行状态。如图1 所示，所述组合轨道是由高速轨道21、临近该高速轨道一侧的变速轨道23、远离高速轨道 且临近所述变速轨道一侧的慢速轨道24、远离高速轨道和变速轨道且临近慢速轨道的上下 车轨道25构成；从上下车轨道25至慢速轨道24方向之间、再到变速轨道23方向之间、最 后从变速轨道23到高速轨道21方向之间，上述轨道间均有并轨导引轨道211连接各相邻 轨道；从高速轨道21至变速轨道23方向之间、再到慢速轨道24方向之间、最后从慢速轨道 24到上下车轨道25方向之间，上述轨道间均有离轨导引轨道211连接各相邻轨道。临近所 述的上下车轨道25 —侧且远离所述慢速轨道24分别设有上车站点26和下车站点27，所述 上车站点26和下车站点27均有专用车库。该轨道系统的运行方式如下所述乘客自上车 站点26进入车厢内部218，刷卡、选择目的地，系统关闭车门，无人驾驶电动有轨出租车经 并轨辅助轨道227自动进入上下车轨道25，速度为V-，之后经并轨辅助轨道进入慢速轨道 24，速度为V-，再进入变速轨道23，速度为V+，之后经并轨辅助轨道进入高速轨道21，速度 为勻速V，该无人驾驶电动有轨出租车在高速轨道21上运行一段时间后，在到达乘客目的 站点之前，该出租车经离轨导引轨道211离开高速轨道21，进入变速轨道23，再离轨进入慢 速轨道24，再离轨进入上下车轨道25，最后进入下车站点27，完成一个周期运行；该出租车 运行方式均由系统中央控制计算机根据轨道上所有车辆运行状况和目的地，决定车辆并轨 时刻或是离轨时刻，和调整车辆运行速度和车辆间间距。如图2、图3所示，所述无人驾驶电动有轨出租车是由封闭或半封闭轨道和位于该 轨道内的无人驾驶电动有轨出租车厢构成。该轨道横截面为矩形，该矩形截面轨道上下道 轨为运行道轨217，所述无人驾驶电动有轨出租车在所述上下道轨之间运行，该矩形轨道左 右两侧为上下道轨之间的轨道支撑架216，用于支撑所述上下道轨。该矩形截面轨道中部 为出租车车厢内部218 ；所述无人驾驶电动有轨出租车的上部和底部均安装有限位轮29， 该限位轮29卡在所述上下道轨上；所述无人驾驶电动有轨出租车的上部或下部还安装有 直线电机初级，在对应直线电机初级部位的轨道上部或下部安装有直线电机次级。所述无 人驾驶电动有轨出租车的底部安装有位置传感器215。所述无人驾驶电动有轨出租车上安 装有车载控制器，该车载控制器用于接受系统中央控制计算机指令控制整车运行和反馈车 辆运行状态信号给所述系统中央控制计算机；所述无人驾驶电动有轨出租车上还安装有变 轨用电机，该变轨用电机连接所述车载控制器，所述变轨用电机用于控制该出租车的转向 装置，该转向装置是由连接在变轨用电机上的伸缩翼214构成，在车厢上部和底部均安装 有该伸缩翼214，以实现变轨功能；所述无人驾驶电动有轨出租车上还安装有整流器、读卡 器、目的地选择器、车门电机、显示屏、空调、照明灯和语言通讯；所述整流器为读卡器、目的地选择器和显示屏供电；所述整流器还连接该出租车外部的供电器，该供电器为直线电机 初级、车门电机、空调和照明灯供电；所述直线电机初级和车门电机接受车载控制器指令运 行；所述读卡器、目的地选择器以及位置传感器反馈指令给车载控制器。所述轨道横截面形状也可以是圆形，所述运行道轨217和轨道支撑架216为一体 结构，所述无人驾驶电动有轨出租车的外形为圆形，在圆形轨道内部运行。如图4所示，并轨轨道是由主干轨道224和辅助轨道227构成，该主干轨道224中 部有一个主干限位轨225，该辅助轨道227中部有一个辅干限位轨226，上述主干限位轨225 连接辅干限位轨226，该辅干限位轨226将车辆导引到主干轨道224上。如图5所示，离轨轨道是由主干轨道224和辅助轨道227构成，该主干轨道224 中部有一个主干限位轨225，该辅助轨道227中部有一个辅干限位轨226，上述主干限位轨 225连接辅干限位轨226，有一个导引轨道211平行并行在辅干限位轨226 —侧，该导引轨 道211和辅干限位轨226将车辆导引到慢速轨道上。本发明的并轨和离轨方法如下所述并轨车辆在慢车道上，得到指令后，进入加速轨道，加速到与正在主干道上运行 的车辆相同的速度，再并入轨道。由于系统中央控制计算机预先经过计算，根据主干道上的 车辆位置、速度以及准备进入主干道的车辆的加速度和距离判断，并轨时绝对安全，不会发 生碰撞。离轨车辆在主干道上行驶，到目的地准备离轨时，提前伸出上下翼，车辆到交叉 口时上下翼在变轨辅助轨道的强制作用下，离开主干轨道。而正常行驶的车辆，不伸出上下 翼，上下翼接触不到变轨辅助轨道，仍在主干轨道上行驶。高速通过十字口 车辆在主干轨道上行驶，到十字口如果要向左或右拐，先离轨再 依次进入减速轨道、加速轨道，再并入另一轨道。这时的减速轨道和加速轨道相连，没有明 确的界限，车辆根据控制系统的指令，在减速、加速的过程中完成位置的微调，确保并轨时 不发生碰撞。乘客乘车过程描述该系统在城市所有干道架设轻型高速轨道，互联互通，轨道 上的车辆以100km/h以上的速度行驶着，每个车能坐2人以上，轨道上的车从不减速、从不 停车，每辆车无人驾驶，由系统中央控制计算机集中控制，从出发点到目的地，不停车、不中 转。街道两侧任意距离以内都可以设一个站点，每个居民小区、每个商场、学校、机场、车站 也都可以设站点。从每个站点通过慢速轨道、变速轨道与高速主干轨道连接，从每个上车站 点乘车均可以到达任何下车站点下车。每个车库都停放有足够多的空车，能保证每个站点 不用侯车。乘客按按钮后，车门开，乘客上车，通过读卡器交费，然后选择目的地，车辆起步， 后续的车辆马上进入上车站点，载人车辆进入慢车轨道，获得指令后马上加速，然后并入高 速主干轨道，一路高速行驶到目的地附近时，车辆会伸出双翼，靠双翼驶出高速轨道，减速 进入慢车道，到达车站，开门下车，空车按照指令驶入站点停车库。本发明提供的解决城市拥堵问题的交通系统，区别于用修地铁、扩公路、收费、限 行的方法了解决城市交通拥堵问题，就是通过提供最方便、快捷、经济、安全的交通系统，将 大部分出行的人们吸引过来，从而减轻地面交通压力，进而解决城市交通拥堵问题。本发明交通系统为最方便、快捷、经济、安全的交通系统，包括以下六个关键特 征
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城区的站点要密集，站点间的设置距离不受车速限制，可以任设站点，可使乘客步 行距离不超过250米，流量大的路段站点要更密，使乘客不需借助其他交通工具就能很方 便到达站点、或从站点到达目的地。从每个上车站点乘车均可以到达任何下车站点下车，乘 客不需要找寻乘车站点。这样解决了乘车不方便的问题。(1)不需候车，解决乘客拥挤、出行途中时间长的问题。(2)系统内出行，中途不需中转，解决出行途中时间长、不方便的问题。(3)运力大，速度快，能满足城市交通需要。(4)安全，交通事故趋于零，百万人次死亡率低于地铁系统。(5)无排放，不污染城市空气。(6)全自助，24小时运行，象私家车一样方便。(7)廉价，能耗低。本发明提供的一种车辆在轨道上安全、高速、不堵车的的行驶的交通系统。具体地 说就是通过在计算机控制轨道上每辆车的位置，使每辆车之间的距离在安全的范围内，为 新入轨的车辆预留空间，车辆进入或离开轨道后，系统会在瞬间重新调整好车与车的距离， 从而达到车辆在主干轨道行驶的安全、高速、不堵车的目的。本发明提供的能快速上下车、不候车的交通系统，就是将上车站点和下车站点分 设，同时在上车站点的前方设置车库，车库的大小根据人流量设计，使车库内能停放足够的 车辆，满足乘客需求，达到快速上下车、不需候车、不拥挤的目的。本发明综合了地铁、公交、出租车、电梯、小汽车的优点，采用自动控制技术、直线 电机技术、计算机技术、高速变轨技术，将在整个城市街道上架设的轨道及轨道里的车辆作 为一个有机的整体，实现城市交通高速、无中转、无空载、点到点、不候车、无排放，彻底解决 城市拥堵问题。该系统的车辆、轨道、动力等所有动作，都在系统中央控制计算机的控制协调下， 从乘客按键开始，选择目的地、收费、起步、加速、并入高速主干轨道、调整车距、十字路口变 轨、离开高速主干道、减速、并入慢车道、进入目的地下车站点，开门下车、关门、出发进入车 库、进入上车站点载客，以上所有过程都是在系统中央控制计算机的控制下协调完成的。本发明在采用成熟技术或产品基础上，创新了高速变轨的方法，利用直线电机的 位置控制精度高的特点，又创新了用精确控制城市轨道交通每个车辆位置和速度的方法实 现整个城市交通整体的高速、协调运行。实现了在高速主干道上车辆高速勻速行驶，使通行 效率达到最大。创新了高速并轨时的避免撞车的技术。本发明的目的是提供一种城市交通模式，它既有地铁的运力大、安全、经济、无排 放的特点，又有小汽车24小时服务的方便，更有电梯的无人驾驶、完全自助、公交车的全覆 盖等特点，更有目前城市交通所没有的高速度。为达到所述目的，本发明采用由中央控制计算机统一控制协调下的出租车、轨道 网络、上下车站点、动力、收费、安全保障等组成有机整体，使整个城市的交通就像一台机器 一样高速协调运行。不同交通工具对比表
权利要求
一种城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于，该交通系统包括组合轨道、运行在该组合轨道上的无人驾驶电动有轨出租车和交通系统中央控制计算机，该交通系统中央控制计算机控制所述无人驾驶电动有轨出租车在组合轨道上的运行状态。
2.根据权利要求1所述的城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于，所述 组合轨道是由高速轨道、临近该高速轨道一侧的变速轨道、远离高速轨道且临近所述变速 轨道一侧的慢速轨道、远离高速轨道和变速轨道且临近慢速轨道的上下车轨道构成；从上下车轨道至慢速轨道方向之间、再到变速轨道方向之间、最后从变速轨道到高速 轨道方向之间，上述轨道间均有并轨导引轨道连接各相邻轨道；从高速轨道至变速轨道方向之间、再到慢速轨道方向之间、最后从慢速轨道到上下车 轨道方向之间，上述轨道间均有离轨导引轨道连接各相邻轨道。
3.根据权利要求1所述的城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于，所述 无人驾驶电动有轨出租车是由封闭或半封闭轨道和位于该轨道内的无人驾驶电动有轨出 租车厢构成。
4.根据权利要求2所述的城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于，临近 所述的上下车轨道一侧且远离所述慢速轨道分别设有上车站点和下车站点，所述上车站点 前设有车库，所述下车站点前设有侯泊区。
5.根据权利要求3所述的城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于，所述 轨道横截面为矩形，该矩形截面轨道上下道轨为运行轨道，所述无人驾驶电动有轨出租车 在所述上下道轨之间运行，该矩形轨道左右两侧为上下道轨之间的支撑架，用于支撑所述 上下道轨。
6.根据权利要求5所述的城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于，所述 无人驾驶电动有轨出租车的上部和底部均安装有限位轮，该限位轮卡在所述上下轨道上； 所述无人驾驶电动有轨出租车厢的上部或下部还安装有直线电机初级，在对应直线电机初 级部位的上轨道或对应的下轨道安装有直线电机次级。
7.根据权利要求6所述的城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于，所述 无人驾驶电动有轨出租车的底部安装有位置传感器。
8.根据权利要求7所述的城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于，所述 无人驾驶电动有轨出租车上安装有车载控制器，该车载控制器用于接受系统中央控制计算 机指令控制整车运行和反馈车辆运行状态信号给所述系统中央控制计算机；所述无人驾驶电动有轨出租车上还安装有变轨用电机，该变轨用电机连接所述车载控 制器，所述变轨用电机用于控制该出租车的转向装置，实现变轨功能。
9.根据所述权利要求8所述的城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，其特征在于， 所述无人驾驶电动有轨出租车上还安装有整流器、读卡器、目的地选择器、车门电机、显示 屏、空调、照明灯和语言通讯；所述整流器为读卡器、目的地选择器和显示屏供电；所述整流器还连接该出租车外部的供电器，该供电器为直线电机初级、车门电机、空调 和照明灯供电；所述直线电机初级和车门电机接受车载控制器指令运行；所述读卡器、目的地选择器以及位置传感器反馈指令给车载控制器。
全文摘要
本发明公开一种城市无人驾驶电动有轨出租车交通系统，该交通系统包括组合轨道、运行在该组合轨道上的无人驾驶电动有轨出租车和交通系统中央控制计算机，该交通系统中央控制计算机控制所述无人驾驶电动有轨出租车在组合轨道上的运行状态；本发明技术方案系统由高速轨道、变速轨道、慢速轨道、上下车轨道、站点、驱动系统、系统中央控制计算机，计费系统、检测系统、人机交互系统、特制车辆组成。本发明通过将地铁、小汽车、公交车、电梯的优点集中于一身，满足现代城市交通的快速、安全、经济、便利、环保的要求，从而从根本上解决城市交通拥堵问题。
文档编号E01B25/00GK101992782SQ20101057048
公开日2011年3月30日 申请日期2010年12月2日 优先权日2010年12月2日
发明者张婧 申请人:张婧