本发明属于交通控制领域，具体涉及一种联合运输系统及其使用方法。
背景技术：
联合运输(combinedtransport)：简称联运，原指使用两种或两种以上的运输方式，完成一项进出口货物运输任务的综合运输方式。在本发明中指将人、车辆、货物集中于同一载具中同时运输。
直线电机（linearmotor）是一种将电能直接转换成直线运动机械能，而不需要任何中间转换机构的传动装置。它可以看成是一台旋转电机按径向剖开，并展成平面而成。
在不久的将来，燃油汽车将告别世界，取而代之的是交通的“新能源时代”。车辆能源越来越环保，然而同时也产生了新的问题——交通工具最大航程随着能源的清洁化而不断降低。特别是电力车辆，由于电池重量与体积等问题，航程尤为短小，而且速度慢。在新一代高储能电池未诞生之前，“短腿”问题一直都是电力汽车的软肋。
由于电力车辆目前尚未普及，加上现有技术进行“人车同行”的过程繁琐耗时较长，所以在当今这样以燃油汽车居多的背景下，燃油私人车辆有能力进行长途运行，所以这类服务目前并不能获得太大市场。
现有“人车同行”方案，不论是中国还是其他国家，其托运汽车所用的列车都不能摆脱轨距的限制。由于1435mm的标准轨距相关技术在世界普及率较高，宽轨的发展空间不大，故大多数设计者都不会考虑采用宽轨解决车厢大小的问题。若要实现车辆能“独立且自行进出”列车车厢，必须让车辆以车头垂直于行进方向置于列车内（以下简称“横置”），而按照《停车场规划设计规则》，小型汽车的停车位设计宽度应超过5m，如果依照标准轨距，则无法设计超过5m宽度的列车，因此无法“横置”车辆实现“独立且自行进出”。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种联合运输系统及其使用方法，用于解决未来私人电力汽车远距离出行困难的问题，使得在未来人们也能使用私人电力汽车进行方便快捷的远程自驾旅行，提高出行效率，补足未来电力汽车“短腿”的缺点。进一步实现绿色、环保、快捷、舒适的未来交通发展方向。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种联合运输系统，包括轨道、列车、动力系统、站台及车场，所述轨道的两钢轨中间隔一定的距离设置相同的两条相同的长定子轨道作为感应轨道；所述动力系统采用长定子型同步直线电机作为动力，由感应轨道内的感应线圈直接通电，与位于列车底部的感应板产生电磁作用形成推力；感应轨道内输送高压直流电，并使用分段供电方式，根据cbtc信号结合列车控制员发出的指令，半自动控制地面感应轨道的供电情况，从而控制列车的运行；所述列车还搭载有蓄电池；当进入车场时，将不使用直线电机感应，而是采用所述蓄电池电力驱动位于车厢的动轮上的动力马达，推动列车缓慢前进入库；在车辆出库时，若蓄电池电力不足，则通过车场内设置充电桩为其充电；所述站台为双层设计；下层为车辆舱对应的车辆站台，上层中部为旅客站台，前后部为禁止旅客进入的货运站台；在所述车场内不设置直线电机的感应轨道。
在本发明的一实施例中，所述轨道为宽轨，且采用双线设计，其中正线铺设无砟轨道，使用工字型加强钢轨，并配置高速动心道岔。
在本发明的一实施例中，所述列车为双层列车；具有若干节车厢；首末车厢为上层为货仓、下层为车辆舱，并带有驾驶室；中间车厢上层为客舱，下层为车辆舱；车厢底部感应轨道正上方位置设置有感应单元，每节车厢至少设置2组感应单元；车厢底板配置有电磁屏蔽层；所述列车的首尾设置自由式车钩，编组内车厢的联结为永久式牵引杆，车厢联结处的上层设置有风挡，下层不设置。
进一步的，列车采用铰接式转向架；中间车厢中每节车厢与相邻车厢的联结处各设置一组双轴转向架，该转向架无动力配置，但配有制动设备；在首尾两车厢设置一组双轴普通转向架，支撑车辆，并配置动力设备；在车辆入库时或遇到紧急情况时使用蓄电池的电力驱动车辆缓慢行动；在转向架底部，直线电机感应轨道的上方，设置有感应式发电机，收集感应轨电流提供的能量，为蓄电池充电。
进一步的，车厢内电力由所述蓄电池提供；汽车舱内设置有供电力汽车充电的充电桩，用于电力车辆的续航。
进一步的，所述客舱采用统一布局，不分座位等级，座椅布局为每排2+3+2布局；座椅靠背可调节，每排作为均可旋转，座椅上部设有行李架；客舱走道采用双通道设计，在车厢交界处合并为单通道，舱内靠近联结处设有通往一层汽车舱的楼梯，并且设有2间厕所和1个服务间，车厢间使用风挡组件连结；车门位于车厢两侧的前后方，每节车厢2组车门；在车门附近与临窗的座椅下方设有逃生软梯；车辆舱内靠近联结处设置通往上层的扶梯，车辆舱前3m与后3m为转向架预留安放空间，该空间上方为空调机房与蓄电池房，中间28m为10个5.2*2.8m的车位，每个车位都喷涂实线区分，并设置显示屏提示车主相关信息；车位设有充电桩，为电力车辆进行充电；车厢之间不设置风挡组件；车辆舱车门采用全侧上开设计，即整个车厢侧面按照车辆停靠位设置一一对应的车门，每个车位对应1个车门；每个车门大小为整个侧壁，无窗，使用自动液压设备向上以外摆式开启，开启后最终停留于上层车厢外部，每个舱门为整体控制或单独控制；货仓内部采用半自动导向装置，并配合车内专门的工作人员进行货物的调度，该车厢禁止乘客进入，在进站时停靠位置为专门的货运站台区，与旅客区域隔离。
本发明还提供一种联合运输系统的使用方法，该系统同时进行车辆运输、旅客运输及货物运输：
车辆运输具体包括以下流程：当车辆进站时，先需要进入车站引道，通往车站配属的收费站；引道前与接近每个车站的各道路上均有快轨班次及余位信息的显示屏，或通过终端来查询此类信息；车主根据需求选择班次；收费站设有etc通道及人工取卡通道；通过收费站后若该车不是乘坐该次快轨列车，或是该班无位情况下的排队候补车辆，则在车站外的停车区等候；若该车是本次快轨列车的乘客，则驶入站台区在相应的等待线前等候；车主在临近到站时将被通知发动车辆，车辆进站后自行将车辆开出快轨列车，根据信号指示依次出站；然后进入收费站，完成出站交卡缴费，离开快轨系统；旅客运输具体包括以下流程：采用一人一票对号入座的形式，旅客由上站台进入列车，由下站台出列车；货物运输具体包括以下流程：各物流企业或个人网络预订货仓位置后，自行派车将货物运往相应站台，后进行安检，检验合格后将由工作人员将货物传输上预订的班次，搭载前往目的地；到达目的后由接货方在目的地自行接货
进一步的，车辆运输采用一车一位对号制，车辆进站后，车站内站台区会有足够的显示屏提示每个车主到相应的号位进行等候，若车主进错车位，则可从等待区前的安全退出通道重新进入站台区寻找位置；车辆在等待区等候，待列车进站，上车门开启，进位提示灯亮起后，车辆自行驶入列车内，并安放轮档，熄火后驾驶员由楼梯进入二层对应座位休息。
与现有技术相比，本发明将私人车辆搭载于重载高速轨道交通工具上，实现小型车辆的远距离快捷运输，为未来私人电力车辆的城际出行提供便利。出于经济效益与车辆的力学特征因素，本发明采用人、车、货物分舱联合运输的模式，并设计新型宽轨双层高速列车增加运量，提高运输效率。同时，在轨道与动力系统方面也有较大的创新，并制定相应的转型计划迎合时代的发展，实用性与前瞻性兼具。
附图说明
图1为本发明一实施例的联合运输快速轨道的中间车厢感应单元与发电感应器位置示意图。
图2为本发明一实施例的联合运输快速轨道中间车厢尺寸与内部构造三视图。
图3为本发明一实施例的联合运输快速轨道的转向架示意图。
图4为本发明一实施例的联合运输快速轨道的分舱示意图。
图5为本发明联合运输快速轨道的使用流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步解释说明。
一种联合运输系统，包括轨道、列车、动力系统、站台及车场，所述轨道的两钢轨中间隔一定的距离设置相同的两条相同的长定子轨道作为感应轨道；所述动力系统采用长定子型同步直线电机作为动力，由感应轨道内的感应线圈直接通电，与位于列车底部的感应板产生电磁作用形成推力；感应轨道内输送高压直流电，并使用分段供电方式，根据cbtc信号结合列车控制员发出的指令，半自动控制地面感应轨道的供电情况，从而控制列车的运行；所述列车还搭载有蓄电池；当进入车场时，将不使用直线电机感应，而是采用所述蓄电池电力驱动位于车厢的动轮上的动力马达，推动列车缓慢前进入库；在车辆出库时，若蓄电池电力不足，则通过车场内设置充电桩为其充电；所述站台为双层设计；下层为车辆舱对应的车辆站台，上层中部为旅客站台，前后部为禁止旅客进入的货运站台；在所述车场内不设置直线电机的感应轨道。
在本发明的一实施例中，所述轨道为宽轨，且采用双线设计，其中正线铺设无砟轨道，使用工字型加强钢轨，并配置高速动心道岔。
在本发明的一实施例中，所述列车为双层列车；具有若干节车厢；首末车厢为上层为货仓、下层为车辆舱，并带有驾驶室；中间车厢上层为客舱，下层为车辆舱；车厢底部感应轨道正上方位置设置有感应单元，每节车厢至少设置2组感应单元；车厢底板配置有电磁屏蔽层；所述列车的首尾设置自由式车钩，编组内车厢的联结为永久式牵引杆，车厢联结处的上层设置有风挡，下层不设置。
进一步的，列车采用铰接式转向架；中间车厢中每节车厢与相邻车厢的联结处各设置一组双轴转向架，该转向架无动力配置，但配有制动设备；在首尾两车厢设置一组双轴普通转向架，支撑车辆，并配置动力设备；在车辆入库时或遇到紧急情况时使用蓄电池的电力驱动车辆缓慢行动；在转向架底部，直线电机感应轨道的上方，设置有感应式发电机，收集感应轨电流提供的能量，为蓄电池充电。
进一步的，车厢内电力由所述蓄电池提供；汽车舱内设置有供电力汽车充电的充电桩，用于电力车辆的续航。
进一步的，所述客舱采用统一布局，不分座位等级，座椅布局为每排2+3+2布局；座椅靠背可调节，每排作为均可旋转，座椅上部设有行李架；客舱走道采用双通道设计，在车厢交界处合并为单通道，舱内靠近联结处设有通往一层汽车舱的楼梯，并且设有2间厕所和1个服务间，车厢间使用风挡组件连结；车门位于车厢两侧的前后方，每节车厢2组车门；在车门附近与临窗的座椅下方设有逃生软梯；车辆舱内靠近联结处设置通往上层的扶梯，车辆舱前3m与后3m为转向架预留安放空间，该空间上方为空调机房与蓄电池房，中间28m为10个5.2*2.8m的车位，每个车位都喷涂实线区分，并设置显示屏提示车主相关信息；车位设有充电桩，为电力车辆进行充电；车厢之间不设置风挡组件；车辆舱车门采用全侧上开设计，即整个车厢侧面按照车辆停靠位设置一一对应的车门，每个车位对应1个车门；每个车门大小为整个侧壁，无窗，使用自动液压设备向上以外摆式开启，开启后最终停留于上层车厢外部，每个舱门为整体控制或单独控制；货仓内部采用半自动导向装置，并配合车内专门的工作人员进行货物的调度，该车厢禁止乘客进入，在进站时停靠位置为专门的货运站台区，与旅客区域隔离。
本发明还提供一种联合运输系统的使用方法，该系统同时进行车辆运输、旅客运输及货物运输：车辆运输具体包括以下流程：当车辆进站时，先需要进入车站引道，通往车站配属的收费站；引道前与接近每个车站的各道路上均有快轨班次及余位信息的显示屏，或通过终端来查询此类信息；车主根据需求选择班次；收费站设有etc通道及人工取卡通道；通过收费站后若该车不是乘坐该次快轨列车，或是该班无位情况下的排队候补车辆，则在车站外的停车区等候；若该车是本次快轨列车的乘客，则驶入站台区在相应的等待线前等候；车主在临近到站时将被通知发动车辆，车辆进站后自行将车辆开出快轨列车，根据信号指示依次出站；然后进入收费站，完成出站交卡缴费，离开快轨系统；旅客运输具体包括以下流程：采用一人一票对号入座的形式，旅客由上站台进入列车，由下站台出列车；货物运输具体包括以下流程：各物流企业或个人网络预订货仓位置后，自行派车将货物运往相应站台，后进行安检，检验合格后将由工作人员将货物传输上预订的班次，搭载前往目的地；到达目的后由接货方在目的地自行接货
进一步的，车辆运输采用一车一位对号制，车辆进站后，车站内站台区会有足够的显示屏提示每个车主到相应的号位进行等候，若车主进错车位，则可从等待区前的安全退出通道重新进入站台区寻找位置；车辆在等待区等候，待列车进站，上车门开启，进位提示灯亮起后，车辆自行驶入列车内，并安放轮档，熄火后驾驶员由楼梯进入二层对应座位休息。
本发明一具体实施例的联合运输快速轨道的中间车厢感应单元与发电感应器位置示意图参见图1。本发明的联合运输快速轨道系统的轨道采用宽轨设计，轨距初步设定为3000mm，为a型专用轨道的路权，双线设计。正线铺设无砟轨道，使用工字型加强钢轨，配置高速动心道岔。为了加快运行速度和稳定性，本发明采用目前高铁线路规划的“截弯取直”设计理念，尽量减少弯道设置，从而提高运行质量与效率。
本发明轨道电路采用先进的cbtc（communicationbasedtraincontrolsystem基于通信的列车自动控制系统）信号系统，精确测定车辆位置，信号类型为车内（驾驶室）显示信号，动力轨供电由行控中心控制。
此外，在车辆基地中，动力将使用另外的方案。由于列车搭载了大容量蓄电池，在进入车场时，将不使用直线电机感应，而是采用自身蓄电池电力驱动位于守卫车厢的动轮上的动力马达，推动列车缓慢前进入库。由于入库列车为空载状态，重量轻，且入库速度慢，需求功率低，大容量蓄电池可以提供足够的动力。在车辆出库时，若蓄电池电力不足，则可通过车场内的充电桩为其充电。在车场内不设置直线电机的感应轨道，这样的设计方便了施工人员进入车底进行检修。
本发明一具体实施例的联合运输快速轨道所用的车辆为适应3000mm宽轨的高速钢轮双层列车。初期设计为6节编组，首末车厢为上层货仓、下层车辆舱，并带有驾驶室；中间车厢为上层客舱，下层车辆舱。车宽5300mm，高5380mm，底板距离轨道600mm，单节（中间车厢）长度初步设定为35m。车厢结构使用金属复合材料制造，车头呈流线型，车窗车门采用带有视觉减速效果的中空钢化玻璃，车内壁设有加劲结构支撑，每节车厢有专门的空调机房和蓄电池房。车厢底部感应轨道正上方位置设置有感应单元，每节车厢设置2组感应单元。转向架下方装有发电作用的感应器。车厢底板配置有电磁屏蔽层。图2为本发明一实施例的联合运输快速轨道中间车厢尺寸与内部构造三视图。其中图2a为联合运输快速轨道中间车厢正视图，图2b为联合运输快速轨道中间车厢俯视图，图2c为联合运输快速轨道中间车厢左视图。
本发明一实施例的联合运输快速轨道单列6节编组，首尾设置自由式车钩（藏在整流罩内），编组内车厢的联结为永久式牵引杆，为高铁常用的紧密螺旋车钩，仅在特殊情况下才可断开。车厢联结处的上层（客舱）设置有风挡，下层（车辆舱）不设置。
在本发明一实施例，快轨车辆采用了法国tgv(trainàgrandevitesse法国高速铁路系统)列车使用的铰接式转向架（非受牵引力），第2-5节中每节车厢与相邻车厢的联结处各设置一组双轴转向架，该转向架无动力配置（但配有制动设备）。在首尾两车厢设置一组双轴普通转向架，支撑车辆，并配置动力设备（电机），在车辆入库时或遇到紧急情况时可使用蓄电池的电力驱动车辆缓慢行动。车轮采用大半径钢轮，形式与现有铁路一致。转向架示意图参见图3。
由于车辆采用了长定子同步直线电机作为推进动力，由轨道通电与车载的感应线圈发生电磁感应产生推力，故车辆采用非接触受电。车内电力由大容量蓄电池提供，包括航行控制、通讯、照明、车内电器等，通过变压器分别输出。汽车舱内设置有供电力汽车充电的充电桩，方便电力车辆的续航。在转向架底部，直线电机感应轨道的上方，设置有感应式发电机，收集感应轨电流提供的能量，为蓄电池充电（若即将充满则停止充电）。此外，在必要时也可以通过设置在车厢边的充电口为蓄电池充电（需要停车进行）。
本发明一实施例的联合运输快速轨道的分舱示意图参见图4。
快轨车辆客舱设置在第2至5节的第上层，内宽度为5.2m，采用统一布局，不分座位等级，座椅布局为每排2+3+2布局。座椅间距与尺寸均参考“中国标准动车组”二等座数据设计。座椅靠背可调节，每排作为均可旋转，座椅上部设有行李架。走道采用双通道设计，在车厢交界处合并为单通道，舱内靠近联结处设有通往一层汽车舱的楼梯，并且设有2间厕所和1个服务间（楼梯对应的另一侧空间），车厢间使用风挡组件连结。车门位于车厢两侧的前后方，每节车厢2组车门（左右各2个）。车窗布局采用优化设计，保证所有座位都不会出现“面壁”的情况。在安全方面，由于客舱距离地面较高，在车门附近与临窗的座椅下方设有逃生软梯，在危险发生时，可以敲碎门窗玻璃后由软梯爬下进行疏散逃生。
车辆舱设置于全部1-6节的下层，底板距离轨道面0.6m，内宽度为5.2m。舱内靠近联结处设置通往上层的扶梯。以第2-5节车厢为例（首末节由于特殊结构另外设计），前3m与后3m为转向架预留安放空间，该空间上方为空调机房与蓄电池房（也属于下层空间），中间28m为10个5.2*2.8m的车位（横向排布），每个车位都喷涂实线区分，并设置显示屏提示车主相关信息（如到站情况、进出安排等）。车位设有充电桩，可为电力车辆进行充电。车厢之间不设置风挡组件。
车辆舱车门采用独特的“全侧上开”设计，即整个车厢侧面按照车辆停靠位设置一一对应的车门，每个车位对应1个车门。每个车门大小为整个侧壁，无窗，使用自动液压设备向上以外摆式开启，开启后最终停留于上层车厢外部。每个舱门既可以整体控制，也可以单独控制。
货仓设置于第1、第6节车厢上部，主要运输对象是线路沿线的物流业，尤其是快递。该车货舱内部参照桃园机场捷运“直达车”的行李车设计，内部采用半自动导向装置，并配合车内专门的工作人员进行货物的调度，保证在进站停车时及时完成相应的货物进出任务。该车厢禁止乘客进入，在进站时停靠位置为专门的货运站台区，与旅客区域隔离。
本发明的“联合运输快速轨道”系统虽然和现代铁路较为类似，但由于其宽轨设计和独特的“联合运输”模式，故需要设计一个新型站台与之适应。
站台为双层设计，下层为车辆舱对应的车辆站台，上层中部为旅客站台，前后部为货运站台（旅客禁止进入）。与现代铁路的单侧站台不同，“联合运输快速轨道”使用了独立双侧站台，站台设置于一条轨道的两侧，一侧为“上站台”，一侧为“下站台”，这样设计是为了让车辆“自行进出”轨道列车，同时也使的旅客与货物的进出列车速率翻倍，极大程度地缩短了停站时间。
在列车停站后，列车会先开启“下站台”一侧的车门（货舱门会同时开启），待需要下车的车辆与旅客下车后，再开启“上站台”一侧的车门，并适时关闭下车站台的车门，防止人流或车流的拥堵，提高安全性与效率。
出于经济与运输效率的考虑，“联合运输快速轨道”应设置较大的站距。
本发明的运营模式参见图5。
车辆运输：
车辆进站时，先需要进入车站引道，通往车站配属的收费站。引道前与接近每个车站的各道路上均有快轨班次及余位信息的显示屏，也可通过相应软件来查询此类信息。若车主发现对班次及余位不满意，可提早选择不通过“联合运输快速轨道”出行。收费站设有etc(electronictollcollection不停车收费系统)通道，若无etc设备车辆则可以通过人工取卡通道通过。通过收费站后若该车不是乘坐该次快轨列车，或是该班无位情况下的排队候补车辆，则在车站外的停车区等候。若该车是本次快轨列车的乘客，则驶入站台区在相应的等待线前等候。
“联合运输快速轨道”采用一车一位对号制，车辆进站后，车站内站台区会有足够的显示屏提示每个车主到相应的号位进行等候，若车主进错车位，则可从等待区前的一条“安全退出通道”重新进入站台区寻找位置。车辆在等待区等候，待列车进站，上车门开启，进位提示灯亮起后，车辆自行驶入列车内，并安放轮档，熄火后驾驶员由楼梯进入二层对应座位休息（车位保留座位）。
车辆下车和上车流程相似，驾驶员在临近到站时将被通知发动车辆，车辆进站后自行将车辆开出快轨列车（但不需要进入“等待区”），而是根据信号指示依次出站。然后进入收费站，与之前相同，也分etc通道与人工通道，完成出站交卡缴费，离开快轨系统。具体费用与规章目前还在研究中，期待下一阶段有所进展。
旅客运输：
旅客运输的模式与现代高铁一致，采用一人一票对号入座的形式，但会预留车辆驾驶员的休息座位。车站设有候车室。旅客由上站台进入列车，由下站台出列车。具体流程可参照高铁的运行模式，这里不多做介绍。由于采用了联合运输的模式，旅客的旅行费用会略低于目前的动车，预计会有较好的客源。
货物运输：
货物运输方面，各物流企业或个人网络预订货仓位置后，自行派车将货物运往相应“联合运输快速轨道”车站，后进行安检，检验合格后将由工作人员进行操作，将货物传输上预订的班次，搭载前往目的地，后由接货方在目的地自行接货。若未来“联合运输快速轨道”形成运输网络，可提供货物转乘服务，实现货物的“点对点”运输。
上述实施例仅供说明本发明之用，本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化，因此，所有等同的技术方案也应该属于本发明的范畴。