货运运输系统和方法

专利名称：货运运输系统和方法
技术领域：
本发明一般涉及运输业，尤其涉及货运运输系统和方法。
背景技术：
联运集装箱运输是目前由船只、铁路、货车、以及在较小范围中由内陆水路 系统上的驳船处理的交叉形式的事业。每一模式在处理集装箱时有其优点和缺点。 铁路运输擅长长距离移动物资。经由铁路的联运货运的经济半径被认为落在
500英里范围之外。其特征在于在超长距离上的低成本以及相比货车运输增加了由
排放引起的环境影响较小的好处。铁路运输的缺点包括运输货物时缺乏速度以及与 货车运输相比明显缺乏灵活性。例如，没有送货上门的服务。铁路运输将市场份额 输给了货车运输，并在城际、短途运输市场上被完全打败。
货车运输主宰了货运运输，尤其在由众多州际公路系统服务的城际通道中。 货车在历史上提供了用于将货物从一个位置移动到另一位置的快速、灵活的手段。 然而，货车运输越来越多地产生了公路安全问题、路面损坏、公路拥塞以及降低的 空气质量形式的显著缺点。
发明概述
根据本发明的一个实施例， 一种货运运输系统包括轨道和具有被配置成容纳 多个集装箱的通用联运集装箱底板的运输交通工具，轨道包括一对铁轨和置于铁轨
之间的线性电动机反应板。运输交通工具包括各自具有与铁轨啮合的多个钢轮的一 个或多个悬挂系统。该货运运输系统还包括耦合至运输交通工具且可用于结合线性 电动机反应板工作来移动运输交通工具的线性感应推进系统，以及耦合至线性感应 推进系统且可用于控制运输交通工具的移动的控制系统。
本发明的实施例提供了众多技术优点。本发明的实施例可包括这些优点中的 全部、某些，或者不包括这些优点。根据本发明的一个实施例， 一种货运运输系统 是从现有系统中提取其设计组件中的某一些的混合概念，它旨在提供对通过诸如货
车等更常规手段进行的货物的市内和/或城际移动的低成本、可靠的替换方式。该 货运运输系统可被设计成在专用、立体交叉公用道路上工作，从而在安全性、损耗 和容量方面减少了对公路的负担。
根据本发明的一个实施例的一种货运运输系统通过允许各个集装箱在它们在 "即时"装运系统中接收时被发送并与现有模式高效地交互来提供对铁路货运运输 的改进。该货运运输系统可被设计成最小化或消除铁路自身正尝试克服的大多数技 术困境。例如，线性感应推进系统意味着，实际上不存在关于动力和推进的移动部 分。发生故障的主要元件是轮轴轴承，而使用该系统，可经由热或声学传感器来容 易地对其进行监控。
此外，该货运运输系统可以是自动化和无人操作的，且可以是立体交叉的并 且没有由越过同一平面上的其它基础设施而引起的障碍。它也可被设计成与电动线 性感应电动机一起工作。就用于发电的基本燃料而言，该电源可向系统提供相当程 度的灵活性。这些燃料选择可包括煤、天然气、石油、核燃料、氢、或太阳能。
根据本发明的一个实施例的一种货运运输系统通过在保守的基建费用情形下 产生正回报率以及改变使用级别来对货车货运运输提供改进。实际上，该系统可在
每天24小时、每周7天的基础上工作，并很大程度上不受由严酷的天气、交通拥 塞、或破坏性道路事件引起的延迟影响。这一特征可提供改进的服务和高容量水平， 这可允许带有至站的直接链路的系统设计，从而提高了吞吐量和流量。此外，该货 运运输系统可允许引入"市内载重板车"交通工具，它们被设计为具有短途和中途 能力，并引入使用诸如丙垸或天然气等代用燃料的空气质量友好的推进系统，从而 减少了在市区内对重型柴油拖拉机的使用并对空气质量产生正面影响。
本领域的技术人员通过阅读以下附图、描述和所附权利要求书可容易地明白 其它技术优点。而且，尽管以上列出了具体的优点，但各个实施例可包括所列出优 点中的全部、某些或不包括这些优点。
附图简述


图1是示出根据本发明的一个实施例的货运运输系统的路线的地理示意图； 图2A和2B是示出根据本发明的一个实施例具有在货运运输系统的两个货车 站之间的相关联路线的通道的示意图3是示出根据本发明的一个实施例的货车站的示意图4A和4B分别是根据本发明的一个实施例的运输交通工具的立体图和正视
图4C是示出根据本发明的一个实施例在公路之间行进的多个运输交通工具 的立体图5A和5B是示出根据本发明的某些实施例的货运运输系统的各种轨道设计 的部分立体图6是示出根据本发明的一个实施例的平轨的设计的部分立体图； 图7是示出根据本发明的一个实施例的货运运输系统的命令、控制和通信设 计的示意图；以及
图8是示出控制根据本发明的一个实施例的货运运输系统的示例方法的流程图。
发明的详细描述
图1是示出根据本发明一个实施例的货运运输系统的各条路线100的地理示 意图。在所示的实施例中，路线100被示为在州104的各个城市102之间延伸；然 而，路线IOO可在任何合适的位置之间延伸。
如将在以下更详细描述的，本发明的某些实施例针对一种提供与诸如货车等 更常规系统相比对货运的城际移动的低成本、可靠的替换方式。由于超越通常主宰 城际货运运输的货车运输的优点，本发明尤其适用于500英里范围内的货运运输。 然而，如此处所述的货运运输系统也适于大于500英里的距离，其中它可直接与铁 路货运运输匹敌。此处所述的货运运输系统相比铁路货运运输的某些优点在于，各 个集装箱可在它们在"即时"装运系统中被接收到时被发送，且由于所利用的推进 系统的类型而提供更好的可靠性。在某些实施例中，路线IOO可与多用途通道，诸 如以下将结合图2A和2B示出的通道200单独相关联。
图2A和2B是示出根据本发明的一个实施例具有在货车站204a与货车站204b 之间延伸的相关联路线202的通道200的示意图。尽管通道200在图2B中被示为 在同一水平面上，但本发明构想了通道200是立体交叉的(即，地面下方或地面上 方)。如图2A中的虚线208所示，货车站204a、 204b的入口也可位于同一水平 面上或是立体交叉的。例如，参考图2B，货车站204a的入口被示为位于地面下方。
参考图2B，通道200可包括沿一条或多条公路208， 一条或多条客运或货运 铁轨210、以及诸如管道、光纤、或适于长距离的其它合适系统等其它合适系统的 路线202。
路线202包括连接至货车站204a的出口通道205和进口通道206，使得运输 交通工具400可将货物302运至货车站204a或从中运出，这将在以下结合图3更 详细示出。
参考图3，根据本发明的一个实施例，运输交通工具400被示为在货车站300 内空闲。运输交通工具400经由出口通道205到达货车站300，并在装载和/或卸载 货物302之后经由进口通道206离开货车站300。作为本发明的货运运输系统的重 要组成部分的运输交通工具400将在以下结合图4A和4B更详细描述。
货车站300在图3中被示为位于市区301中；然而，货车站300可位于任何 合适的位置。此外，如上所述，货车站300可位于同一水平面上或是立体交叉的。 货车站300包括被配置成将货物302运往顾客310以及从顾客310运出货物的货车 304。尽管图1示出货车304为载重板车，但本发明也构想了其它合适的交通工具。
市内载重板车交通工具作为减少汽车排放并对市区空气质量产生有利影响的 代用燃料交通工具是有优势的。此外，估计诸如图3中所示的^集装箱306等集装箱 的本地交付需要比正常采用的长途运输货车马力低得多的引擎。与通常在240马力 范围中工作的柴油机相比，这种产出将导致额定为160-180马力的引擎。使用诸如 天然气等代用燃料，市内载重板车交通工具可减少多达增强柴油货车排放50%的 排放。
在所示的实施例中，货车304被示为运送从运输交通工具400装载的联运集 装箱306;然而，如在以下更详细描述的，货车304可运输以诸如制造商包装，如 箱子、集合包装(如货盘)、集装箱和拖车等任何合适方式存储的任何合适的货物。 货车站300也包括货车304或其它合适交通工具的代用燃料源308。
尽管未在图3中示出，但可使用任何合适的起重机构，诸如高架起重机、轻 便起重机或联运起重机来在运输交通工具400与货车304之间传送货物302。这些 起重机构，以及与货车站300相关联的其它系统和/或组件可以是自动化或非自动 化的。本发明构想了具有与图3中所示相比更多、更少、或不同组件的货车站300。
图4A和4B分别是根据本发明的一个实施例的运输交通工具400的立体和正 视图。尽管在图4A和4B中仅示出一个运输交通工具400，但本发明构想了以任 何合适方式彼此耦合的任何合适数目的运输交通工具400。每一运输交通工具400 由推进系统408驱动，并经由一个或多个悬挂系统406搭载在轨道404上。运输交 通工具400经由与通用联运集装箱底板403相关联的一个或多个联运货运集装箱 402来运输货物401。运输交通工具400也可包括位于其每一端的一对流线形外罩410。本发明的一个优点在于，运输交通工具400可以是自动化的，且由一个或多 个控制系统控制或管理。这样的控制系统将在以下结合图7更详细描述。
联运货运集装箱402可以是被配置成在运输期间容纳货物401的任何合适的 构件。在一个实施例中，联运集装箱402类似于国际贸易中所使用的联运集装箱。 在一个实施例中，它们约40英尺长乘以9^平方英尺；然而，联运集装箱402可具 有任何合适的大小和形状。例如，在本发明的某些实施例中，联运集装箱402的长 度范围约为40英尺到54英尺。使用联运集装箱的一个优点在于，货运运输系统可 成为包括轮船公司、铁路运输、货车运输甚至驳船在内的已经建立的联运系统中的 链路，由此联运集装箱可在各模式之间迅速传送。在其它实施例中，联运集装箱 402是公路拖车，使得它们可在到达其目的地之后被容易地传送给合适的货车。
本发明的一个优点在于，取决于特定目的地处的货车站所构想的运输模式， 运输交通工具400可利用处理不同类型的货物的不同类型的货运集装箱。可使用任 何方式来支撑联运集装箱402。例如，可利用耦合至悬挂系统406的、类似于铁路 行业中所利用的中心桁条的中心桁条。支撑件也可类似于箱型支撑件，其中联运集 装箱402经由任何合适的方法坐落于其中并为固定起见插上销。
在一个实施例中，运输交通工具400的构架需要在其整个生命周期内经受住 所有静力和动力的能力。基于该实施例的所预期的设计负载，可能需要钢结构，其 重量约是跨径(span)支撑件所需的两倍以便最小化偏转、振动、和疲劳。预期约 30英尺长的该结构的设计负载如下。分布的活载500磅/英尺、框架重量1,000磅， 推进和控制系统重量2,000磅。使用这些负载条件，满载的运输交通工具的框架需 要抗60k-ft的最大弯矩。然而，设计力矩应约为120k-ft (最大弯矩的两倍)，以 便提供限制偏转、振动和疲劳所需的强度。
悬挂系统406可以是具有任何数目的轮子407的、用于搭载轨道404的任何 合适的悬挂系统。例如，悬挂系统406可以是四轮转向架悬挂系统或两轮单轴系统。 在一个实施例中，悬挂系统406具有啮合各个铁轨504 (图5A)并彼此独立转动 的钢轮，以便消除与由于曲线中轮子滚行面的差速引起的径向轨道运动相关联的任 何问题。在一个实施例中，与传统铁路工作中所找到的钢轨翼缘滚行面相比，轮子 407具有平坦轮廓(如在图5A中最佳示出)以最小化摩擦分量。在该实施例中， 钢轮407未安装翼缘，且不用于引导运输交通工具400。这将在以下结合图5A的 实施例更详细描述。
悬挂系统406可具有与其相关联的其它合适的系统或组件，诸如可任选的气
动、液压、或电动制动系统、减震系统、或其它合适的系统。悬挂系统406可按照 任何合适的方式耦合至运输交通工具400的主要支撑件。本发明也构想了其它合适 的悬挂系统，诸如磁悬浮系统、橡皮轮胎系统或其它合适的系统。
轨道404可以是可用于支撑运输交通工具400并沿特定路线引导运输交通工 具400的任何合适的轨道系统。轨道404的各种设计将在以下结合图5A和5B示 出；然而，本发明构想了任何合适的轨道系统。
推进系统408为运输交通工具400提供动力。在所示的实施例中，推进系统 408包括相对于线性电动机反应板506 (在图5A中最佳示出)垂直定向的多个线 性感应电动机。然而，本发明构想了其它合适的推进系统，诸如水平定向的线性感 应电动机、例如在常规铁路中所用的更常规的电动机设计、基于氢气的推进系统、 天然气动力的电动机以及旋转电力奉引电动机。在本发明的一个特定实施例中，推 进系统408包括两组相对的20马力的电动机。
使用线性感应电动机的某些优点在于，与利用燃料的某些其它系统相比，它 们对环境更友好，基本上不存在关于动力和推进模式的移动部分以及未能至其余电 动机的电动机的动力生成的移动。它们的使用也可促进比常规系统更快的速度，并 与常规旋转电动机相比，减少电击穿的发生。线性感应电动机所需的是电，而这可 按照任何合适的方式被传递给线性感应电动机，诸如使用第三铁轨，这在运输领域 中是公知的。为了防止线性感应电动机触及线性电动机反应板506，在设计中包括 每一线性感应电动机和线性电动机反应板506之间的距离。该距离可以是任何合适 的距离，诸如半英寸或以上。
在本发明的一个实施例中，单个运输交通工具的动力需求为四十(40)马力， 以便在60秒内将运输交通工具400从时速0加速到60英里/小时。这假定总质量 为36吨(运输交通工具质量9吨，最大集装箱质量27吨)。还假定0.77 kwh/mi 的摩擦阻力，0.0036 kwh/ton-mi的滚动阻力、可忽略的冲击损失、以及由于线性感 应电动机造成的效率损耗2.0，则所需的总功为1.8 kwh/mi。初始加速度需求假定 为0.7204 kwh/ton-mi。该初始加速度乘以36吨的质量达到25.9 kwh的能量需求。 等效的马力约为35马力。为了包括在斜面上磁滑行的约12%的效率损耗，对35 加上5马力达到如上所述的40马力的动力需求。再一次，这仅是运输交通工具400 的动力需求的一个示例；本发明构想了其它合适的动力需求。
为根据一个实施例的其中运输交通工具与地下(即，地面下方)货运运输系 统相关联的货运运输系统形成动力/能量需求的一种分析保守地示出，130kW的峰
值电负载容量将是能装载等量满载运输交通工具中的货物的货车所需的最大值，包
括运输交通工具皮重的总共100,000磅的30个货盘。假设预期的载荷曲线为沿特 定通道每天2000辆货车，则最大占用率在9:00a.m.到4:00p.m.之间出现。其4:00 p.m.峰值小时期间运输交通工具的总数目为1,891单位。
由于假定在每一站有两个运输交通工具码头，假定运输交通工具加速期间的 最大负载为37kW，则负载约为该值的两倍，即74kW。通道的附加负载可假定为 对系统中的任何电流块至多50英里。假定通道所需的最大动力为50英里的通道长 度的峰值期间同时负载的最大占用率，则在每分钟从每一站向通道发送四个运输交 通工具的基础上，同时最多有400个运输交通工具占据50英里的通道。该分析假 定在一个方向中出现正坡度的任何位置处，在相反方向中出现相等的负坡度。此外， 假定没有坡度是连续的，但坡度的主要物理形态与从起点到终点的总体上升持平， 该上升由相反方向中的下降来均衡。
当运输交通工具使用动力控制系统来使运输工具减速，同时由于使用线性电 动机驱动期望下坡为效率损耗的一半时，能量通过电力再生而恢复。能量计算包括 功耗的效率损耗。然而，假定线性电动机的电动转差损耗比旋转牵引电动机小50 %，则再生损耗将为恢复容量的50%，即仅为维持使用电力再生下坡的运输交通 工具加速上坡所需的能量输入的25%。从而，对每次上坡所需的130kW，下坡仅 恢复32kW。最终差额为每一运输交通工具花费100 kW而非花费130 kW，包括 一次上坡和一次下坡。
考虑了沿一路线的坡度的可能性，假定总长的仅10%能具有实质性的坡度。 还假定坡度主要位于系统的一半中并均匀分布。从而，在系统的这一半中每英里存 在约0.2英里的坡度。对被认为具有最大占用率的50英里的系统，显然交通将处 于具有坡度的区域中。在该特定的一半中，期望将在任何50英里中遇到总共10 英里的坡度。假设，在任一方向中运输交通工具分布将为每英里四个单位(从任一 站的最大启程速率)，则将在所关注的50英里长度中存在400个运输交通工具。 由于占用一个坡度每两个运输工具(每一方向一个)需要100kW的净容量，将存 在占有正被评估的50英里长度中的坡度的80个运输交通工具，因此峰值负载容量 为8,000 kW。其余运输交通工具均被假定为处于水平运行中。在水平运行中，运 输交通工具需要2 kW来维持其所需的每小时60英里的速度。因此，其余的运输 交通工具需要供电系统640 kW的负载容量。
最高占用率的50英里长的货运运输系统的峰值电负载容量需求保守估计为
9,000 kW的容量，且该货运运输系统的总容量至多估计为50 MW。基于ERCOT 内的当前峰值负载57,000 MW的需求，以及70,700 MW的发电容量，通道的总容 量需求表示小于ERCOT储备的1%的一半。这种准备工作暗示，运输等量货物(30 个货盘)的每一货车需要200kW的电力。
流线形外罩410可具有任何合适的大小和形状，用于对减少运输交通工具400 的空气阻力。流线形外罩410也可是运输交通工具400的框架的构件。流线形外罩 410也可用于保护货物401和/或容纳任何合适的组件或系统，诸如用于控制运输交 通工具400的控制系统。这样的控制系统将在以下结合图7和8更详细描述。
为最小化能量消耗起见，进行了在通过通道运输期间最小化对运输交通工具 的空气阻力的研究。这示出气动阻力最小化主要与表面摩擦和压差阻力的减少相关 联。因此，使用计算工具来对最小化这些参数的运输交通工具配置执行气动分析。 这一工作得到最小化阻力的以下建议。使用连续运输交通工具配置，并混合单独的 运输交通工具的表面。使用带有曲率和曲线的矩形横截面运输交通工具。通过由平 面部分连结的两个圆形臂形成合适的低空气阻力轮廓。阻塞比(p)应保持在0.3 以下。运输交通工具的上表面与地道的屋顶(假定为地面下方实现)之间的间隙应 大于3英尺，且侧壁与运输交通工具之间的间隙也应大于3英尺。
图5A和5B是示出根据本发明的某些实施例的轨道404的两种不同设计的部 分立体图。首先参考图5A，轨道500被示为具有底基502、 一对铁轨504、以及线 性电动机反应板506。
可由任何合适材料来形成底基502，诸如钢筋混凝土，且它可具有任何合适的 厚度。铁轨504被耦合至、嵌入在或以其它方式附连于底基502，并由诸如钢铁等 任何合适的材料形成。铁轨504用于支撑运输交通工具400的重量，并为轮子407 提供滚行面。在所示的实施例中，铁轨504包括平坦的上表面505，它结合平缘轮 407促进了小于常规铁轨系统的滚动摩擦。铁轨504也可包括可任选的锥形面507。 将在以下结合图6描述铁轨504的其它细节。
线性电动机反应板506结合推进系统408用于在工作期间引导运输交通工具 400。线性电动机反应板506可以是任何合适的大小和形状，且可由任何合适的材 料形成。在一个实施例中，线性电动机反应板506的高度至少为18英寸。
在所示的实施例中，线性电动机反应板506由表面为铸铁板510的内部铝板 508形成。铝板508和铸铁板510可按照任何合适的方式彼此耦合。铝板508和铸 铁板510各自可由使用诸如螺栓或其它合适的紧固件等机械装置保持在一起的多
个单独的板组成。在本发明的一个特定实施例中，铝板508以交错的方式放置在一
起，并由机械装置保持在一起，而铸铁板510通过合适的机械装置被附连于铝板 508的外表面，从而形成铝核心和铸铁表面的连续"夹层"。在相邻铝板508之间 存在合适的间隔。
铝板508和铸铁板510可具有允许异种金属膨胀和收縮并允许补偿底基502 的移动的任何合适的长度。本发明也构想了由与推进系统408兼容的单片材料形成 的线性电动机反应板506。铝板508被夹在铸铁板510内的一个原因在于，为达成 当在由本发明的推进系统408提供的运动中暴露于磁场时现有技术的涡流和磁通 量互补的最大优点。
图5B示出类似于常规铁路中所使用的更常规轨道系统的轨道550。轨道550 包括底基552和一对铁轨554。底基552可类似于图5A的底基502，或者可以是 多个常规的枕木。铁轨554包括在常规铁路系统中找到的常规铁轨，且由诸如钢等 任何合适的材料形成。在图5B中所示的实施例中，铁轨554同时用作运输交通工 具400的导轨和负载支撑结构两者。以此方式，轮子407包括类似于常规铁路轮子 中所找到的那些的翼缘。
在图5B中所示的实施例中，推进408的线性感应电动机的水平方向可以是任 选的。在该实施例中，线性电动机反应板可位于铁轨554之间底基552上的平面位 置上(未示出)，并与耦合至运输交通工具400的下侧的水平定向的线性感应电动 机相互作用。这种配置可消除在运输交通工具400的下方、中心部分提供垂直槽或 空间以骑跨诸如线性电动机反应板506等垂直中心板电动机组件的需求。
图6是示出根据本发明的一个实施例的平轨600的设计的部分立体图。铁轨 600尤其适用于图5A中所示的轨道500的实施例。为了考虑热胀冷縮，铁轨600 包括耦合至、嵌入在和/或附连于合适的底基(未示出)的多个平轨部分602a、 602b。 铁轨部分602a、 602b以端对端方式排列，且每一铁轨部分602a、 602b具有耦合至 第一端608的一个或多个凸起604以及在第二端610中形成的一个或多个凹口 。凸 起604以使得在凹口 606的底部中凸起604的自由端之间存在间隔612的方式被置 于相邻铁轨部分的各个凹口 606内，以允许铁轨部分602a、 602b随铁轨部分602a、 603b的温度改变而膨胀和/或收縮，从而维持铁轨600的平滑且连续的表面。在一 个特定实施例中，间隔612约为四分之一 (1/4)英寸。
在一个实施例中，如参考标号614所示，铁轨部分的末端可按照任何合适角 度成为锥形。本发明构想了耦合铁轨部分602a、 602b的其它合适的安排。图6中
所示的设计的一个优点在于基本上减少或消除了由常规铁轨中产生的纵向应力所 引起的出轨。
图7是示出根据本发明的一个实施例的货运运输系统的命令、控制和通信系
统700的示意图。在所示的实施例中，系统700包括中央控制系统702，它耦合至 用于控制沿特定路线708的特定区域706的多个区域控制系统704。在该"分层" 控制系统中，区域A控制系统704a可将对运输交通工具710的控制转移给区域B 控制系统704b，如同手机网络将呼叫从一个小区转给下一个小区一样。在其它实 施例中，中央控制系统702直接控制路线708的每一区域706。
控制系统700用于管理和控制运输交通工具710的各个参数，诸如速度、位 置、相对位置和其它合适的参数。此外，控制系统700可对运输交通工具710执行 健康监控，以便预期运输交通工具的任何机械问题并减少停工时间。这种健康监控 可通过将一个或多个传感器711在合适的位置中耦合至运输交通工具400来促进。 这些传感器711可被耦合至与特定运输工具400相关联的板载控制系统713。板载 控制系统713可被容纳在流线形外罩410 (图4A和4B)或其它合适的位置内。可 利用如参考标号715a和715b所指示的任何合适的有线或无线通信网络，以便在中 央控制系统702、区域控制系统704和板载控制系统713之间通信。
可基于任何合适的位置的中央控制系统702可用于监控运输交通工具400在 货车站300的进入和离开事件、维护对区域控制系统704的监督授权、并对货运运 输系统内的性能表征进行交通流量预测以便对照实施计划比较实际的实施更新。本 发明也构想了其它合适的功能。
如图7中所示，中央控制系统702包括存储在任何合适的计算机或计算系统 上的运输交通工具控制应用程序717。运输交通工具控制应用程序717是可使用任 何合适的计算机语言来编写的一个或一组计算机程序。根据本发明的教导，运输交 通工具控制应用程序802自动控制与本发明的货运运输系统相关联的运输交通工 具的移动。运输交通工具控制应用程序717也可结合其它应用程序工作来管理使用 运输交通工具的货物运输。运输交通工具控制应用程序717的一个示例功能将在以 下结合图8描述。
在一个实施例中，区域控制系统704用于监控对其授权范围内控制元件的过 或欠利用的控制。例如，区域控制系统704可监控特定运输交通工具从中汲取功率 的配电系统的局部过热，这可能指示电动机故障或轮/轴摩擦的实质性增加、或运 输交通工具的其它合适的状况。区域控制系统704也可维护正确的运输交通工具计
数、速度和本地动力条件。本发明也构想了其它合适的功能。
在一个实施例中，板载控制系统713包括板载计算系统和监控诸如传感器711 等车用传感器的动力控制系统，以便确定速度、至其前方的紧接的运输交通工具的
距离以及其它合适的参数。板载控制系统713向其各自的区域控制系统704或直接 向中央控制系统702提供反馈。
图8是示出根据本发明的一个实施例控制运输交通工具的示例方法的流程图。 该示例方法在步骤800处开始，在那里从特定运输交通工具接收到反馈。该反馈可 包括诸如速度、位置或特定运输交通工具的状况等信息。在步骤802处，分析该信 息，并将其与特定实施计划或运输计划进行比较，以便控制该运输交通工具。在步 骤804处，确定该运输交通工具的各个参数以便有效地管理该运输交通工具的移 动，且在步骤806处，将参数发送给运输交通工具。信息的这种连续循环反馈继续， 直到特定运输交通工具完成其实施计划。
因此在一个实施例中，如此处所述的货运运输系统提供对中等距离、城际货 车运输的经济的替换方式，它能够避免与城际和市内货车运输两者相关联的社会成 本。这样的货运运输系统可按照分隔且安全的顺序工作，它提供了极大改进的货运 安全性等级，确保例如密封的集装箱不会在传输中被损害。在某些实施例中，提供 巿内载重板车交通工具以在市区中装运和递送货物而非重型长途运输的柴油机，来 处理对城市空气质量的影响。这也从与基于石油的系统结合的运输基础设施设计迈 出了重要的一步。使用电力来推进可允许货运运输系统以从广泛来源生成的电力工 作。
尽管由若干实施例描述了本发明，但可向本领域的技术人员建议各种改变和 修改。本发明旨在包括落入本发明所附权利要求书范围内的所有这样的改变和修 改。
权利要求
1.一种货运运输系统，包括轨道，它包括一对铁轨和置于所述铁轨之间的线性电动机反应板；运输交通工具，它具有被配置成容纳多个集装箱的通用联运集装箱底板，所述运输交通工具包括各自具有与所述铁轨啮合的多个钢轮的一个或多个悬挂系统；线性感应推进系统，它耦合至所述运输交通工具且可用于结合所述线性电动机反应板工作来移动所述运输交通工具；以及控制系统，它耦合至所述线性感应推进系统且可用于控制所述运输交通工具的移动。
2. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述集装箱的长度范围从约40 英尺到约54英尺。
3. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述运输交通工具还包括处于前 端和后端的每一个处的流线形外罩。
4. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线性电动机反应板是垂直的， 且所述线性感应推进系统包括置于所述线性电动机反应板任一侧上的多对相对的 线性感应电动机。
5. 如权利要求4所述的系统，其特征在于，在所述线性感应电动机的每一个 与所述线性电动机反应板之间存在至少二分之一英寸的间隔。
6. 如权利要求4所述的系统，其特征在于，所述线性电动机反应板包括多个 内部铝板和多个外部铸铁板。
7. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述钢轮和铁轨具有平坦表面。
8. 如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述钢轮可用于彼此独立转动。
9. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述线性电动机反应板是水平的， 且所述线性感应推进系统包括耦合至所述运输交通工具下侧的多个水平线性感应 电动机。
10. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述钢轮具有与之相关联的翼缘。
11. 如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制系统还可用于控制所 述运输交通工具的速度、加速和减速。
12. 如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制系统还耦合至产生反馈至所述控制系统的电力的再生制动系统。
13. —种用于货运运输系统的轨道，包括 底基；耦合至所述底基的一对铁轨；以及垂直地置于所述铁轨之间并与每一铁轨大致等距的线性电动机反应板。
14. 如权利要求13所述的轨道，其特征在于，所述底基是由钢筋混凝土形成的。
15. 如权利要求13所述的轨道，其特征在于，所述铁轨部分嵌入在所述底基内。
16. 如权利要求13所述的轨道，其特征在于，所述铁轨包括被配置成啮合运 输交通工具的一个或多个平缘轮的平坦的滚行面。
17. 如权利要求13所述的轨道，其特征在于，每一铁轨包括从所述平坦滚行 面延伸至所述底基的锥形侧。
18. 如权利要求13所述的轨道，其特征在于，所述线性电动机反应板的高度 至少为18英寸。
19. 如权利要求13所述的轨道，其特征在于，所述线性电动机反应板由铸铁 形成。
20. 如权利要求13所述的轨道，其特征在于，所述线性电动机反应板包括多 个内部铝板和多个外部铸铁板。
21. —种用于货运运输系统的铁轨系统，包括 混凝土底基；耦合至所述混凝土底基并以端对端方式排列的多个平面铁轨部分； 其中相邻铁轨部分的连结处包括耦合至所述铁轨部分之一的第一端的至少一个凸起以及在另一铁轨部分的第二端形成的至少一个凹口；以及其中所述凸起以使所述凸起的自由端与所述凹口的底部之间存在间隔的方式置于所述凹口内，以允许所述铁轨部分随所述铁轨部分温度的改变而膨胀和收縮。
22. 如权利要求21所述的铁轨系统，其特征在于，所述铁轨部分被嵌入到所 述混凝土底基内。
23. 如权利要求21所述的铁轨系统，其特征在于，所述铁轨部分的第一和第 二端是锥形的。 24.如权利要求21所述的铁轨系统，其特征在于，所述间隔约为l/4英寸。
全文摘要
根据本发明的一个实施例，一种货运运输系统包括轨道和具有被配置成容纳多个集装箱的通用联运集装箱底板的运输交通工具，轨道包括一对铁轨和置于铁轨之间的线性电动机反应板。运输交通工具包括各自具有与铁轨啮合的多个钢轮的一个或多个悬挂系统。该货运运输系统还包括耦合至运输交通工具且可用于结合线性电动机反应板工作来移动运输交通工具的线性感应推进系统，以及耦合至线性感应推进系统且可用于控制运输交通工具的移动的控制系统。
文档编号B61B1/00GK101193786SQ200580047200
公开日2008年6月4日 申请日期2005年5月24日 优先权日2004年6月22日
发明者C·A·摩根, C·洛科, L·E·奥尔森, S·S·鲁珀 申请人:得克萨斯A&M大学系统