一种汽车悬浮通行装置、城市轨道交通系统及城间轨道交通网络的制作方法

本发明涉及一种适用于城市(城间)汽车通行的交通系统，具体地说是一种汽车悬浮通行装置、城市轨道交通系统及城间轨道交通网络，属于汽车智能交通技术领域。

背景技术：

城市交通拥堵的形成是由以私人汽车为代表的民用车辆对交通量的巨大需求与供应不足的城市道路之间的矛盾引起的。交通拥堵在增加了额外的耗油费用的同时也迫使社会为此支付不必要的外部成本，例如时间成本、环境污染成本和交通意外成本。

对于时间成本来说，随着城市现代化进程的加快，停车场与道路等基础设施建设跟不上日益增多汽车的需求，反而由于城市人口的过度集中使得原本已经高负荷运载的城市道路更加拥挤不堪，人们大量的宝贵时间被堵在了路上，由此可见，交通拥堵为出行者自己及他人带来了非常巨大的时间成本。

对于环境污染成本来说，保护环境、控制大气污染，关系到公众的身体健康，同时也关系到城市的可持续发展，但是随着机动车保有量的高速度增长、高强度使用，机动车噪音、振动与废气排放问题日趋突出，极大的影响了人的生活质量，破坏了城市居民的人居环境，由此可见，由交通拥堵而额外引发的空气污染和噪声污染更是给城市增加了巨大的环境污染成本。

对于交通意外成本来说，全世界60亿人口每年死亡5200万人，其中死于交通事故的50万人，占总死亡人数的1％。2011年一年内我国共发生交通事故210812起，全国道路交通事故死亡人数为6.2万人，受伤人数23.7万人，造成直接经济损失9.3亿元。这是机动车辆，尤其是私家车辆迅猛增长带来的负面影响。

通过上面分析可以看出，城市交通拥堵已经成为一个阻碍人们高效有序出行的矛盾点，解决交通拥堵问题，降低人们的出行成本是一个函待解决的难题，必须建设和完善合理的公共交通体系，分流掉私人汽车对交通量的巨大需求。

技术实现要素：

本发明针对目前城市汽车量不断增加，带来的交通拥堵，环境污染以及交通事故频发等，提出的一种汽车悬浮通行装置、城市轨道交通系统及城间轨道交通网络，此发明提出了一套解决汽车出行交通方案，降低城市现有道路压力，解决汽车污染和交通事故频发等现象，适用于大城市交通网络和城市之间的交通网络。

为了解决上述技术问题，本发明的汽车悬浮通行装置，至少包括有一对作为通行载体的导轨，每对导轨上均设置有用于牵引汽车通行的汽车牵引装置，每对导轨的侧部边缘均设置有导轨磁力推进装置和导轨磁力悬浮装置，汽车牵引装置上设置有与导轨磁力推进装置配合的牵引磁力推进装置以及与导轨磁力悬浮装置配合的牵引磁力悬浮装置，所述汽车能够固定在汽车牵引装置上并随牵引装置在导轨上悬浮通行。

所述导轨的下方设置有支撑座台，所述支撑座台上设置的支撑梁，所述导轨安置在支撑梁的上方。

每对所述导轨均包括有两条开口相对的u形结构的导轨钢架以及设置在两条导轨钢架之间的横梁，所述导轨磁力悬浮装置设置在每条u形结构的轨道钢架所形成的u形槽的下侧，导轨磁力推进装置设置在每条u形结构的轨道钢架所形成的u形槽的内侧。

所述汽车牵引装置包括机架、设置在机架上方的用于对汽车进行锁定的汽车锁紧装置、设置在机架上的紧急制动系统，所述牵引磁力悬浮装置和牵引磁力推进装置均设置在机架的两侧边缘。

所述机架采用型钢焊接而成，所述机架的前部安装有前磁力连接装置，所述机架的后部安装有后磁力连接装置，前后相邻的机架通过前磁力连接装置和后磁力连接装置彼此连接成组。

所述牵引磁力悬浮装置包括设置在机架两侧上部的上牵引磁力悬浮装置和设置在机架两侧下部的下牵引磁力悬浮装置。

一种基于汽车悬浮轨道通行装置的城市轨道交通系统，包括由架设在道路上方并沿道路干线铺设的汽车悬浮轨道通行装置所形成的主干道，所述主干道上设置有用于汇入主干道且同样由铺设的汽车悬浮轨道通行装置所形成的进口支路以及用于从主干道分离的同样由铺设的汽车悬浮轨道通行装置所形成的出口支路，还包括用于控制汽车牵引装置的互联网交通管理系统，所述汽车悬浮轨道通行装置的汽车牵引装置能够通过互联网交通管理系统控制将汽车运行。

部分所述进口支路和/或出口支路处还设置有站台、立体车库或停车场。

所述主干道还衔接有支干道，支干道上同样可以设置有进口支路和出口支路。

所述主干道与支干道通过变道轨道相互衔接，所述变道轨道的内侧均设置有位于上部的上变道磁悬浮装置、位于下部的下变道磁悬浮装置以及位于中部的变道磁力推进装置，所述变道轨道的分支部分使变道磁力推进装置过渡形成一排主干道变道磁力推进装置和一排支干道变道磁力推进装置。

部分所述进口支路和/或出口支路处还设置有汽车维修维护服务站。

一种基于城市轨道交通系统的城间轨道交通网络，相邻的城市之间均设置有由汽车悬浮轨道通行装置所形成的主干道，各个所述城市具有汇入主干道的进口支路以及从主干道分离的出口支路，相邻的城市之间的主干道同样通过变道轨道相互衔接形成通行网络。

一种城间轨道交通网络，所述城间主干道经过变道轨道的分支部分后衔接城间支干道，该城间支干道作为通向另外一个城市的城间主干道。

本发明的优点在于：其占地面积小，建造费用低、大大提高了汽车行驶速度，降低了汽车出行时间，减少了汽油消耗，适用于缓解城市汽车拥堵、交通事故频发的环境，也适用于城间远距离交通，减少高速公路建设带来的巨大投入，减少因过度驾驶疲劳带来的交通事故，亦能减少石油消耗节约能源，同时保障了安全可靠出行，减少交通事故带来的人员伤亡，满足了城市日益增多的汽车对交通道路需求，提高了城市(城间)汽车出行安全和效率，缩减了汽车路上行驶时间，减少了汽车尾气对环境的污染和日益增多的交通事故，尤其适用于新能源汽车出行，在运载新能源汽车的同时可以对其进行充电，大幅度提高了新能源汽车行驶的里程。

附图说明

图1为本发明汽车悬浮通行装置的主视结构示意图；

图2为本发明汽车悬浮通行装置的侧视结构示意图；

图3为本发明汽车悬浮通行装置中导轨的结构示意图；

图4为本发明汽车悬浮通行装置中牵引装置的主视结构示意图；

图5为本发明汽车悬浮通行装置中牵引装置的俯视结构示意图

图6为本发明城市轨道交通系统的结构示意图；

图7为本发明城间轨道交通网络的结构示意图；

图8为本发明城市轨道交通系统中变道轨道的结构示意图；

图9为图8的a-a截面结构图；

图10为本发明城市轨道交通系统中汽车进站结构示意图；

图11为本发明城市轨道交通系统中汽车出站结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明的汽车悬浮通行装置、城市轨道交通系统及城间轨道交通网络作进一步详细说明。

如图所示，本发明的汽车悬浮通行装置，至少包括有一对作为通行载体的导轨4，通常是设置有可以实现相反方向往复通行的两对导轨4，导轨4的下方设置有支撑座台，支撑座台上设置的支撑梁3，导轨4安置在支撑梁3的上方，如图1所示，所说的支撑座台包括桥墩1、桥墩1上的桥台2以及桥台2上的支撑梁(t型梁)3，本实施例中每个桥台2上设计有两条t型梁3，每条t型梁3设置一对作为通行载体的导轨4，由图可见，桥墩1采用混凝土结构固定在地面之上，起到支撑桥台2的作用，桥台2搭建在桥墩1上面，桥台2上面左右两侧各铺设一条t型梁3，形成连续的路面，每个t型梁3上面布置一对导轨4，由图3所示，每对导轨4均包括有两条开口相对的u形结构的导轨钢架以及设置在两条导轨钢架之间的调节横梁10，导轨钢架中下底边的边长大于上顶边的边长，也就是说下底边作为主支撑部分，上顶边作为辅助限位部分，两对导轨钢架布置在t型梁3的左右两侧，每对导轨的中间均通过调节横梁10调节各自导轨之间的平行度和距离，并将两对导轨的位置关系固定，也就是说每个桥台2上面布置两对导轨，实现汽车双向运行，当然，桥台沿纵向方向间隔排布实现连续支撑，每对导轨4的侧部(内侧)边缘均设置有导轨磁力推进装置8和导轨磁力悬浮装置9，导轨磁力悬浮装置9设置在每条u形结构的轨道钢架所形成的u形槽的下侧边(轨道钢架的底边)上，导轨磁力推进装置8设置在每条u形结构的轨道钢架所形成的u形槽的内侧，每对导轨4上均设置有用于牵引汽车7通行的汽车牵引装置5，汽车牵引装置5上设置有与导轨磁力推进装置配合的牵引磁力推进装置13以及与导轨磁力悬浮装置9配合的牵引磁力悬浮装置。

由图4、图5可见，所说的汽车牵引装置5包括机架11、设置在机架11上方的用于对汽车进行锁定的汽车锁紧装置6、设置在机架11上的电控系统16(电控系统16位于机架的中部位置)以及机架11上设置的位于电控系统16两侧的紧急制动系统15，牵引磁力悬浮装置设置在机架11两侧上下位置，牵引磁力(导向)推进装置13设置在机架11的两侧边缘与导轨磁力推进装置相对应，牵引磁力(导向)推进装置13提供转向和前进动力，通过安装的汽车锁紧装置6可以将汽车7固定在牵引装置5上随着牵引装置一起移动，当然，机架11采用型钢焊接而成，机架11的前部安装有前磁力连接装置17，机架11的后部安装有后磁力连接装置18，前后相邻的机架11通过前磁力连接装置17和后磁力连接装置18将多个汽车牵引装置彼此连接成组，汽车7能够固定在汽车牵引装置5上并随牵引装置在导轨上悬浮通行。

另外，需要说明的是，为了实现变道行驶，牵引磁力悬浮装置包括设置在机架11两侧上部的上牵引磁力悬浮装置14和设置在机架11两侧下部的下牵引磁力悬浮装置12，上牵引磁力悬浮装置14的作用是汽车变道时提供变道过程的悬浮动力，下牵引磁力悬浮装置12为汽车正常行驶过程提供悬浮力，上牵引磁力悬浮装置和下牵引磁力悬浮装置构成整个牵引磁力悬浮装置与导轨磁力悬浮装置9配合实现磁力悬浮。

按照上述方案，整个汽车悬浮通行装置架设在现有道路(或者高速公路、空地)上方，不影响现有道路汽车交通，汽车悬浮通行装置中汽车牵引装置5安装在每对导轨4上利用导轨的支撑可以沿着汽车导轨4移动，导轨4上布置电力系统，汽车牵引装置5由导轨4上布置的电力系统提供动力源，汽车7通过汽车锁固装置6与汽车牵引装置5固连，当汽车牵引装置5在导轨4上运动时，带动汽车7运动。

一种基于上述的汽车悬浮轨道通行装置的城市轨道交通系统，包括由架设在道路上方并沿道路干线铺设的由汽车悬浮轨道通行装置所形成的主干道19，主干道19还可以衔接有支干道26，主干道19上设置有用于汇入主干道的进口支路20作为汽车驶入入口以及用于从主干道分离的出口支路21作为汽车驶出出口，当然支干道26上同样可以设置有进口支路20作为汽车驶入入口以及从支干道分离的出口支路21作为汽车驶出出口，进口支路20和出口支路21均同样由铺设的汽车悬浮轨道通行装置所形成，城市轨道交通系统还包括有用于控制牵引装置5的互联网交通管理系统28，部分进口支路20和/或出口支路21处还设置有站台、立体车库或停车场(根据具体需要设计)，站台、立体车库或停车场通过过渡支路22与主干道衔接，当然站台、立体车库或停车场也通过过渡支路22与支干道衔接，过渡支路22同样由铺设的汽车悬浮轨道通行装置所形成，其中所说的站台如汽车站台23，当然在汽车站台23一侧设置有汽车站台控制面板24，通过汽车站台控制面板24可以实现相应的操作，所说的立体车库包括路边、小区、商场、车站等不同位置设置的立体自动化车库25，所说的立体车库也包括大型数字化公共立体停车场27，只要能够实现汽车的停放都可以考虑作为本发明城市轨道交通系统的停车使用场所，另外，还可以路边、小区、商场、车站等不同位置设置汽车维修维护服务站，通过互联网交通管理系统28控制牵引装置5，就可以实现使汽车在汽车悬浮通行装置上通行并将汽车7运送到各个进口支路20或出口支路21处以及要去的站台和立体车库，通过该城市轨道交通系统的构建，将主干道架设在现有道路上方，不影响居民现有道路交通和市民正常生活，导轨根据城市规划进行架设，在现有道路的主要道路口设有通入口，汽车由城市道路通入口驶入轨道汽车驶入入口20，与轨道汽车驶入入口的汽车牵引装置固定连接，每个汽车牵引装置配有一套网络控制终端，用户通过终端设置汽车线路，也可以根据站台控制面板进行设置，牵引装置根据用户设置线路，自动牵引汽车行驶。

另外需要说明的是，主干道19与支干道26通过变道轨道相互衔接，变道轨道32的结构如图9所示，通过该附图可以看出，变道轨道32的内侧设置有位于上部的上变道磁悬浮装置34、位于下部的下变道磁悬浮装置35以及位于中部的变道磁力推进装置，变道轨道32的分支形成两条线路(主线路和支路线路)，经过变道轨道32的分支部分后使变道磁力推进装置过渡形成一排主干道变道磁力推进装置36(主线路)和一排支干道变道磁力推进装置37(支路线路)，由图可见，其中主线路与导轨自然衔接仍称之为主干道，当然，主干道变道磁力推进装置36与导轨磁力推进装置8对应接合，下变道磁悬浮装置35也与导轨磁力悬浮装置9对应接合，当不变道时，牵引磁力悬浮装置的下牵引磁力悬浮装置12与下变道磁悬浮装置35配合为汽车正常行驶过程提供悬浮力，汽车牵引装置5的牵引磁力(导向)推进装置13与主干道变道磁力推进装置36配合提供前进动力，使之正常行驶；另外的支路线路与导轨衔接称之为支干道(变道支线)，支干道变道磁力推进装置37延伸至导轨处，它与支干道的导轨磁力推进装置8对应接合，然而，此时上变道磁悬浮装置34延伸至导轨上部(位于支干道变道磁力推进装置37上侧)，此时，导轨本身具有的导轨磁力悬浮装置9是位于支干道变道磁力推进装置37下侧，由此其变道过程变为，牵引磁力悬浮装置的上牵引磁力悬浮装置14与上变道磁悬浮装置34配合为汽车变道时提供变道过程的悬浮动力，汽车牵引装置5的牵引磁力(导向)推进装置13与支干道变道磁力推进装置37配合提供前进动力，当变道完成后，牵引磁力悬浮装置的上牵引磁力悬浮装置14与上变道磁悬浮装置34停止提供悬浮力，改由导轨磁力悬浮装置9与牵引磁力悬浮装置的下牵引磁力悬浮装置12提供悬浮动力，导轨磁力推进装置8接续支干道变道磁力推进装置37与汽车牵引装置5的牵引磁力(导向)推进装置13提供推进力，当然这只是一种详细的过程描述，实际上运行是无间隙的续接过程。

一种基于上述的城市轨道交通系统的城间轨道交通网络，相邻的城市之间均设置有由汽车悬浮轨道通行装置所形成的城间主干道31，城间主干道31进入各个城市内定义为城市主干道，各个城市具有汇入城间主干道31的进口支路作为汽车驶入口以及从城间主干道31分离的出口支路作为汽车驶出出口，相邻的城市之间的城间主干道通过分离汇入部分相互衔接形成通行网络，分离汇入部分必然形成交叉部分，为了表明连接状态，其交叉部分中的其中一条定义为城间支干道33，此处定义仅仅说明一种状态，实际上进入城市后依然作为连接城市与城市的城间主干道，接上所述，城间主干道31与城间支干道33通过汽车分离汇入轨道32衔接，也说明了城间轨道交通网络是由各个城市的城市轨道交通系统衔接构成，通过上述描述可以得出，衔接过程中通过城间主干道31利用汽车分离轨道32衔接后形成城间支干道33，通过形成的城间轨道交通网络将汽车运送到各个城市和景区，形成汽车全国通行，通过这样的结构构成，汽车轨道交通网络可以直接与城间轨道交通网络连接，每个城市的城间交通网络设计汽车驶入入口和汽车驶出入口，不同城间的交通系统通过变道轨道进行汽车线路分离。

为了更清楚的描述城间轨道交通网络以最为主要的变道部分为例展开如下说明，如图7、图8、图9所示，变道部分由城间主干道31、汽车变道轨道32以及衔接的城间支干道(支线)33构成，实际上，这与支干道与主干道的变道部分是完全一致的结构，由图10可见，汽车变道轨道32至少设置有一对，每对汽车变道轨道32的内侧均设置有位于上部的上变道磁悬浮装置34、位于下部的下变道磁悬浮装置35以及位于中部的变道磁力推进装置，再由图9可见，汽车变道轨道32的分支部分使变道磁力推进装置过渡形成一排主干道变道磁力推进装置36(主线路)和一排支干道变道磁力推进装置37(支路线路)，上变道磁悬浮装置34布置在汽车变道轨道32的上侧部分，准备分离进入城间支干道(支线)33的汽车在进入汽车变道轨道32时由下变道磁力悬浮装置35提供浮力更换为上变道磁悬浮装置34提供悬浮力，当变道完成后，牵引磁力悬浮装置的上牵引磁力悬浮装置14与上变道磁悬浮装置34停止提供悬浮力，改由导轨磁力悬浮装置9与牵引磁力悬浮装置的下牵引磁力悬浮装置12提供悬浮动力，导轨磁力推进装置8接续支干道变道磁力推进装置37与汽车牵引装置5的牵引磁力(导向)推进装置13提供推进力进入城间支干道(支线)运行，不进行分离的车辆仍由下变道磁悬浮装置35提供浮力，继续沿着主干道前行，另外，对于进口支路和出口支路来说，也可以采用同样的变道轨道。

对于上述任何一种轨道交通来说，汽车的进站可以采用多支路进站方案，可以多辆汽车同时进站，实施过程中，可以采用图10的变道结构进行并道，如图10所示，进口支路由汽车驶入支线38、汽车驶入站台轨道39、驶入站台控制面板40、站台41、汽车进入道路42组成，汽车驶入支线38与主干道相连，汽车驶入支线38后面设置多对汽车驶入站台轨道39，汽车驶入站台轨道39与汽车驶入支线38过渡衔接，每对汽车驶入站台轨道39后面具有汽车驶入道路入口，每个汽车驶入站台轨道旁设置站台，站台上设有驶入站台控制面板40，当汽车由汽车进入道路42的入口驶入汽车驶入站台轨道39上的汽车牵引装置，进行汽车与牵引装置固定，用户可以通过站台进行上下客，也可以通过站台上的驶入站台控制面板规划车辆的行驶路线，汽车由牵引装置牵引由汽车驶入站台轨道进入支线，进而并入主干道行驶，同样，汽车的出站可以采用多支路出站方案，可以多辆车同时出站，实施过程中，可以采用图11所示变道结构进行并道，如图11所示，出口支路由汽车驶出支线43、汽车驶出站台轨道44、驶出站台控制面板45、驶出站台46、汽车驶出道路47组成，汽车驶出支线与主干道相连，汽车驶出支线后面设置多对汽车驶出站台轨道，多对汽车驶出站台轨道之后设置汽车驶出道路，

每个汽车由主干道进入汽车驶出支线43，然后驶入汽车驶出站台轨道44，进行牵引装置与汽车分离，汽车从驶出站台46使出，用户可以通过驶出站台46进行上下客，也可以通过驶出站台46上的驶出站台控制面板45规划车辆后续的行驶路线，重新输入轨道系统。

本发明的原理如下：

汽车驶入汽车悬浮通行装置过程：汽车通过汽车驶入进口支路20行驶到汽车牵引装置5指定位置，汽车牵引装置5上的汽车锁紧装置6将车轮锁紧在牵引装置5上，汽车牵引装置5根据用户事先设置好的路径规划，牵引汽车驶入导轨，由互联网管理系统28控制自动沿着轨道行驶，此时汽车发动机熄火，由汽车牵引装置向汽车提供电能，进行汽车内部电器使用和给电动汽车充电。

汽车驶出汽车悬浮通行装置过程：当汽车7按照路径规划需要驶出汽车悬浮通行装置时，导航系统会语音提示用户做好驶出导轨的准备，汽车到达出口支路21，汽车牵引装置5将汽车7车轮解锁，汽车7发动机启动，驾驶员将汽车7驶出导轨，此过程中，汽车牵引装置5将根据互联网管理系统28控制自动移动到其他位置，为下一辆汽车服务。

汽车在汽车悬浮通行装置上行驶过程：汽车在导轨4上行驶时，跟随牵引装置5移动，按照互联网管理系统28的规划路径自动行驶，行驶期间不需要驾驶员控制，根据驾驶员预先设置好的路径规划自动行驶，特别是在城间交通网络过程，驾驶员可以放松休息，减少驾驶员疲劳带来的事故发生，整个行驶期间汽车7发动机处于熄火状态，节省能源，减少对环境的污染。

汽车在导轨上变道：汽车在轨道上进行变道和并道过程如下，需要变道进入支干道的车辆在进入变道导轨时由下变道磁力悬浮装置提供浮力更换为上变道磁力悬浮装置提供浮力，进入分离路口后由上变道磁力悬浮装置提供浮力进而与导轨磁力悬浮装置无缝衔接进入支干道运行，不进行变道的车辆仍由下变道磁力悬浮装置提供浮力，进而与导轨磁力悬浮装置无缝衔接，继续沿着主干道前行，反之亦然。

汽车立体自动化车库存取车过程：汽车悬浮通行装置直接与居民区内的自动化立体车库7、车站(商场等)公共场所的自动化立体车库11以及汽车保养维修站13连通，汽车7不用驶出导轨1交通网络就可以直接存放在立体自动化车库内，特别是商城、车站车流量大的公共场所，汽车7很方便快速的存入立体自动化车库，乘客从车站乘客出入口下车，实现汽车7自动存取，不仅缩短了驾驶员停放车的时间，而且能够节约停车场用地，存放更多的车辆。

汽车无人状态下自动往返车库过程：当驾驶员开车到达车站等公共场所汽车需要停放时间过长时，自己购买的车库与汽车快速轨道系统连通，可以通过互联网管理系统将汽车自动送回个人车库存放，需要使用汽车时可以在与汽车快速轨道系统连通的任意一个自动化立体车库终端取车。

城间轨道交通使用过程：通过汽车悬浮通行装置将各大城市之间联通，汽车通过城间的汽车轨道交通系统快速到达目标城市，因自动化管理，节约了汽车能耗，降低了驾驶员驾驶疲劳，减少事故发生，缩短了城市间驾车时间。

汽车自动维护保养过程：将汽车维修维护站与汽车轨道交通系统连接，汽车可以通过轨道交通迅速到达维修维护车站进行维护保养，汽车在无人状态下通过互联网交通管理系统设置自动去维修维护车站进行保养和维修，保养完成后自动回到用户车库。

轨道交通互联网管理系统：汽车在汽车悬浮通行装置上行驶，全程由互联网管理中心自动控制，用户可以通过车载客户端和手机软件客户端进行功能选择，目标地点选择和停放车选择等，停放车和交通过程产生的费用由互联网管理系统自动收取。

汽车配置管理及导航系统：汽车配置管理客户端和导航系统，接入互联网管理系统，进行功能选择和目标地选择，以及停放车和取车。

通过上述的具体构成，这种汽车轨道交通系统具有占地面积小，建造费用低、能够提高汽车行驶速度，降低汽车出行时间，减少汽油消耗，减低对环境的污染，降低交通事故，减少人员伤亡等多种优点。