一种动态搭乘的公共交通系统及其控制方法与流程

本发明涉及公共交通运输领域，特别是一种动态搭乘的公共交通系统及其控制方法。

背景技术：

公共交通工具是服务与社会群众的重要交通工具之一，就目前来说，最为常见的当然是各个城市当中的公交车，公交车座位城市交通工具中的重要交通工具之一，不仅仅是其相对低的乘车成本，更是由于其布满整个城市交通网络，对于乘客来说，乘车非常方便，能够满足大部分人的乘车需求，并且现在城市交通中有专门的公交专用车道，给公交车营造了一个良好的运行环境，为低碳出行做出了不可忽视贡献，但公交基于其车型和出于其安全考虑，一般都设定了限速，这边使得公交出行花费的时间更多，尤其是公交车没到一站之后需要停靠一段时间，而停靠后车辆重新起步也需要花费一定的时间，这边又增加了公交车耗时的因素，为赶时间的乘客造成困扰，也是基于此很多人便选择了自身开车出行，从而给环境带来污染、造成负担。

基于公交车的上述现象，为了保证公交车也能够快速达到乘客需要达到的目的地，城市快速公交应运而生，快速公交是利用现代化公交技术配合智能交通和运营管理(集成调度系统)，开辟公交专用道路和建造新式公交车站，实现轨道交通模式的运营服务，达到轻轨服务水准的一种动态搭乘的公共交通系统独特的城市客运系统。通过采用专用车道，虽然快速公交能够相对于普通公交速度较快，并且在很大程度上缩减了其运行过程中的耗费的时间，但是由于其不同于普通车道，在乘车方面对于乘客来说具有一定的局限性，且同样也存在停车、起步耗费时间的现象。

公交站台是专门为城市候车市民建设的公共设施，它提供了人们候车场所，为市民候车亭提供了方便。目前公交站台提供一个定点乘车的公共设施，但是其除了与提供定点位置换乘车以外，相对于公交车以及乘客来说其功能性还不够强。

技术实现要素：

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种动态搭乘的公共交通系统，通过采用动态结构的设计，使得站台能够在载客车辆进站时带动乘客与其同步运行，从而实现了车辆不用停靠以及起步便能实现乘客的搭乘，使得公交车可以处以一直行驶当中，大大的节约了时间，提高了公交车的行车效率。

本发明采用的技术方案如下：

本发明的动态搭乘的公共交通系统，包括公交站台、车用轨道、辅助轨道、载客车辆以及控制系统；所述公交站台沿车用轨道布置有若干，每个公交站台内设有辅助轨道，载客车辆在车用轨道上行驶；所载客车辆包括车头、固定车厢和切换车厢；所述车头上固定安装有容纳乘客的固定车厢，所述切换车厢可与固定车厢连接/脱落，用于乘客动态上/下车；所述公交站台内的辅助轨道上至少设有一节切换车厢，用于与载客车辆上的切换车厢进行交换；所述切换车厢上设有独立的驱动装置和制动装置，辅助轨道与车用轨道之间通过变轨机构连接，用于站台内的切换车厢与载客车辆上的切换车厢交替更换，实现乘客的动态搭乘；所述切换车厢包括与载客车辆连接的切换车厢一和位于公交站台内的辅助轨道上的切换车厢二，切换车厢一用于换乘车厢，切换车厢二用于搭乘车厢；所述切换车厢一与切换车厢二可以在辅助轨道的作用下相互调换与载客车辆连接；所述控制系统包括：

中央控制单元，包括控制器和控制电路，所述控制器通过控制电路与以下各个单元连接；

定位控制单元，包括安装在载客车辆上的定位装置、安装在切换车厢上的距离传感器以及安装在变轨机构处的光电传感器，所述定位装置、距离传感器以及光电传感器均与控制器连接；

速度检测单元，包括设置在安装在切换车厢一上的速度传感器一、安装在切换车厢二上的速度传感器二和切换车厢上独立的驱动装置和制动装置以及安装在载客车辆上的速度传感器三和加速度传感器；所述速度一、驱动装置、制动装置和速度传感器二以及加速度传感器均与控制器连接，控制器用于接收传感器一、传感器二和加速度传感器的可读信号以及驱动驱动装置和制动装置对切换车厢进行速度控制；

轨道控制单元，包括变轨机构，所述变轨机构与控制器连接并受其控制驱动，用于实现辅助轨道与车用轨道之间的切换；

车厢切换控制单元，包括切换车厢与固定车厢之间的连接机构，所述连接机构与控制器电性连接，控制器控制连接机构的锁紧和解锁，实现切换车厢与固定车厢之间的连接和脱落；

供电单元，包括电源设备，用于为上述单元提供电力支持。

由于采用上述结构，载客车辆能够在车用轨道上保持一定速度的运行状态而车辆不用停靠和起步，载客车辆在进站时，能够在辅助轨道的作用下，使得载客车辆上准备和辅助轨道上的切换车箱相互切换，在两车厢车前车厢，载客车辆上的固定车厢内需要下车的乘客便进入连接在固定车厢上的切换车厢内，需要搭乘的乘客便事先搭乘在辅助轨道上等待的切换车厢内，载客进站时，在一定距离将其上连接的切换车厢脱落，卸载下的该切换车厢由于自身的惯性在经过辅助轨道进入公交站台内，在上述过程的同时，位于站台内的等待切换的车厢便通过其上的驱动装置缓慢加速至与载客车辆在一定位置时，在辅助轨道的作用下与载客车辆连接，便实现了本发明的交通工具的动态搭乘过程，整个系统系结构简单，实现了一种动态的搭乘的过程，大大的节约了现有公交车需要在公交站停靠等待乘客上车并起步花费的时间，提高了公共交通工具的形成效率，具有良好的使用价值，通过各个控制单元的有序控制，实现了整个系统的自动控制运行，便于系统的维护和管理。

本发明的动态搭乘的公共交通系统，所述固定车厢上设有通向切换车厢上的车门一；所述切换车厢上沿其行车方向上均设有与车门一对应设置的车门二；所述车门一和车门二均为对开门，其上均设置电控锁，所述电控锁与控制器连接并受其控制实现切换车厢与固定车厢之间乘客的流动。

由于采用上述结构，载客车辆能够在即将进站时距离变轨机构一定距离的时候与载有需要下车的乘客的切换车厢一脱落，卸载了切换车厢一的载客车辆经过变轨机构时，在切换车厢一还未到达变轨机构时，通过变轨机构将辅助轨道与车用轨道连接，使得切换车厢一能够在惯性或者制动装置的作用下沿变轨后的辅助轨道进站并且缓慢停下，上述过程中载客车辆在车用轨道上保持行驶，且在上述过程操作的同时，在辅助轨道上处于等待的载有需要乘车的切换车厢二在其驱动装置的作用下慢慢加速，载客车辆经过车用轨道与车用轨道的连接端处时，该处的变轨机构再次将辅助轨道的另一端与车用轨道连接，使得切换车厢二能够经过辅助轨道和车用轨道行驶并加速至与载客车辆上的固定车厢连接，切换车厢内下一站不要下车的乘客便通过切换车厢与固定车厢连通车门开启后进入固定车厢内，需要在下一站下车的乘客便进入切换车厢内，切换车厢在载客车辆的作用下一起在车用轨道上行驶至下一站，在于下一站停靠的切换车厢进行乘客的上下车切换，一直循环，整个动态搭乘完毕，操作简单，搭乘安全，具有良好的实用性。

本发明的动态搭乘的公共交通系统，所述固定车厢与切换车厢通过连接机构连接；所述连接机构包括卡接部和锁紧部；所述卡接部设置在切换车厢上，所述锁紧部对应卡接部设置在固定车厢上；所述卡接部为一柱形体，其上设有锁口；所述锁紧部包括卡紧槽和锁扣，卡紧槽用于容纳卡接部，所述锁扣可相对于卡紧槽伸进和缩出卡接部的锁口内，用于锁紧和解锁卡接部与锁紧部的连接。

进一步地，所述卡紧槽上固定设有一限位环，所述锁扣的一端与一锁杆的一端连接，锁杆通过一支点转动连接在卡紧槽上，锁扣的另一端可在锁杆转动过程中穿过限位环落入卡接部的锁口中锁紧或者从锁口中沿限位环升起解锁；位于所述支点另一侧的锁杆另一端上设有驱动锁杆沿支点转动的驱动机构。

进一步地，所述驱动机构包括设置在卡紧槽上的铁块一和与铁块一对应设置在锁杆上的铁块二；所述铁块一上安装有电磁线圈，所述电磁线圈通过控制开关与控制器电性连接，控制器控制电磁线圈的通断电。

进一步地，所述锁杆与卡紧槽之间还连接有平衡弹簧。

更进一步地，所述卡紧槽内安装有复位弹簧，所述复位弹簧的一端与卡紧槽固定连接，另一端与一滑板连接；所述滑板与卡紧槽滑动连接，滑板能够在卡紧槽的长度范围内滑动。

更进一步地，所述卡接部为圆柱形结构，其直径与卡紧槽上容纳卡接部的空腔的直径比为9:11。

由于采用上述结构，连接机构的作用原理为，切换车厢要与固定车厢进行卡解释，铁块一上的电磁线圈通电，将锁扣向上升起，等到卡接部在切换车厢的作用下伸入卡紧槽内，当卡接部在切换车厢的作用下伸入卡紧槽口，电磁线圈断电，铁块一失去磁性与锁杆上的铁块二分离，锁扣经过限位环并插入接部上的锁口内，将切换车厢与固定车厢连接；当需要卸载切换车厢时，将线圈通电，使得铁块一产生磁性与铁块二相吸，锁扣升起后卡接部逐渐与卡槽脱离，实现切换车厢的下载之后断电便行；连接机构结构简单，作用原理简单，操作便捷，使用成本低。

一种动态搭乘的公共交通系统的控制方法，其控制过程包括以下步骤：

步骤一、通过载客车辆上定位装置发送给控制器的信号，不断监测载客车辆的进站距离，当载客车辆行驶至距离站台一定位置处时，控制器控制连接机构中铁块一上电磁线圈通电，锁扣解锁切换车厢一上的卡接部与固定车厢上的卡接槽脱落，切换车厢一卸载，同时，距离传感器将测得的该处切换车厢相对于最近端变轨机构处的距离L1、卸载切换车厢一时刻的速度传感一测得的速度V1以及载客车辆上加速器传感器测得的加速度a1信号传递给控制；

步骤二、控制器根据上述接收的信号计算处切换车厢一将经过变轨机构所需要的时间t1，并在光电传感器将载客车辆经过变轨机构的信号发送给控制后,在t1之前控制变轨机构将车用轨道切换至辅助轨道；上述过程中，根据辅助轨道上两端变轨机构之间的车用轨道的预设距离S0，速度传感器三将载客车辆经过变轨机构时刻的速度值V3传递给控制，控制计算出载客车辆将经过出站方向上的变轨机构的时间t2，并控制位于辅助轨道上切换车厢二关闭车门并启动其上的驱动机构，在载客车辆经过相应变轨机构后控制变轨机构将辅助轨道切换至车用轨道；

步骤三、控制器控制切换车厢一的制动装置制动直至其停止，切换车厢一停止后，控制器控制切换车厢一上的车门打开，切换车厢一内的乘客下车，同时，需要搭乘下一班次的乘客进入切换车厢一内等待下一班次车进站；在上述控制过程进行同时，切换车厢二通过其上的距离传感器不断检测切换车厢二与载客车辆之间的距离L2，并在光电传感器检测到切换车厢二进入车用轨道后，控制切换车厢二上的驱动装置加速追上载客车辆，当L2=0.5米-1米时，控制器控制电磁线圈保持通电状态，等待可接部插入卡接槽内；当L2=0米时，控制器控制电磁线圈断电，锁扣插入卡接部上的锁口内锁紧连接结构，切换车厢与固定车厢连接完毕，控制器停止对切换车厢二的驱动，使其在载客车辆的拖拽下随着载客车辆同步行驶；

步骤四、控制器打开固定车厢和切换车厢二上的车门，并开始计时时间t0，下一站需要下车的乘客进入切换车厢二内，下一站不需要下车的乘客进入固定车厢内；当t0=1min后，关闭车门；

步骤五、等待下一班次车辆进站，并循环上述步骤。

进一步地，在上述过程中，切换车厢一上的距离传感器检测的其与切换车厢二之间的距离L3不小于3米，否则，控制器控制切换车厢一上的制动装置和切换车厢二上的驱动装置同时作用，使得L3等于3米-5米内，并保持该距离的情况下控制切换车厢一停靠在辅助轨道上乘客下车以及搭乘之后，等待与下一班次载客车辆上的切换车厢进行切换。

由于采用上述技术方案，本发明的动态搭乘的公共交通系统的运行有序，控制过程操作简单，整个轨道系统与载客车辆以及切换车型和乘客之间实现了有序的切换搭乘等动作，保证了系统的运行效率和运行安全性，使得乘客有个简单易懂的搭乘环境，保证了乘客在搭乘过程中的舒适性。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明的动态搭乘的公共交通系统结构简单，安装和使用方便；

2、大大提高了公交车的行车效率，节约了乘客搭乘公交车的时间；

3、其制作工艺简单，安装成本低；

4、具有良好的安全性能。

附图说明

图1是本发明动态搭乘的公共交通系统的系统示意图；

图2是载客车辆的结构简图；

图3是图2中A的结构示意简图；

图4是载客车俩的俯视图；

图5是现有技术中轨道之间的换轨原理图；

图中标记：100-公交站台，101-车用轨道，102-辅助轨道，103-变轨机构，200-载客车辆，201-车头，202-固定车厢，203-切换车厢一，204-切换车厢二，205-车门一，206-车门二，300-连接机构，301-卡接部，302-锁口，303-卡紧槽，304-滑板，305-复位弹簧，306-锁扣，307-限位环，308-锁杆，309-支点，310-铁块一，311-电磁线圈，312-铁块二，313-平衡弹簧。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作详细的说明。

为了使发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

如图1至图5所示，一种动态搭乘的公共交通系统，包括公交站台100、车用轨道101、辅助轨道102、载客车辆200以及控制系统；所述公交站台100沿车用轨道101布置有若干，每个公交站台100内设有辅助轨道102，载客车辆200在车用轨道101上行驶；所载客车辆200包括车头201、固定车厢202和切换车厢；所述车头201上固定安装有容纳乘客的固定车厢202，所述切换车厢可与固定车厢202连接/脱落，用于乘客动态上/下车；所述公交站台100内的辅助轨道102上至少设有一节切换车厢，用于与载客车辆200上的切换车厢进行交换；所述切换车厢上设有独立的驱动装置和制动装置，辅助轨道102与车用轨道之间通过变轨机构103连接，用于站台内的切换车厢与载客车辆200上的切换车厢交替更换，实现乘客的动态搭乘；所述切换车厢包括与载客车辆200连接的切换车厢一203和位于公交站台100内的辅助轨道102上的切换车厢二204，切换车厢一203用于换乘车厢，切换车厢二204用于搭乘车厢；所述切换车厢一203与切换车厢二204可以在辅助轨道102的作用下相互调换与载客车辆200连接，值得注意的是本实施例中切换车厢一和切换车厢二仅仅只是表示其与载客车厢的连接状态，而不限定两者的功能，当连接相对于载客车辆200的连接位置互换之后，相应的两者所对应的功能也互换；所述控制系统包括：

中央控制单元，包括控制器和控制电路，所述控制器通过控制电路与以下各个单元连接；

定位控制单元，包括安装在载客车辆200上的定位装置、安装在切换车厢上的距离传感器以及安装在变轨机构103处的光电传感器，所述定位装置、距离传感器以及光电传感器均与控制器连接；

速度检测单元，包括设置在安装在切换车厢一上的速度传感器一、安装在切换车厢二上的速度传感器二和切换车厢上独立的驱动装置和制动装置以及安装在载客车辆200上的速度传感器三和加速度传感器；所述速度一、驱动装置、制动装置和速度传感器二以及加速度传感器均与控制器连接，控制器用于接收传感器一、传感器二和加速度传感器的可读信号以及驱动驱动装置和制动装置对切换车厢进行速度控制；

轨道控制单元，包括变轨机构103，所述变轨机构103与控制器连接并受其控制驱动，用于实现辅助轨道102与车用轨道101之间的切换；

车厢切换控制单元，包括切换车厢与固定车厢之间的连接机构，所述连接机构与控制器电性连接，控制器控制连接机构的锁紧和解锁，实现切换车厢与固定车厢之间的连接和脱落；

供电单元，包括电源设备，用于为上述单元提供电力支持。

固定车厢202上设有通向切换车厢上的车门一205；所述切换车厢上沿其行车方向上均设有与车门一205对应设置的车门二206；所述车门一和车门二均为对开门，其上均设置电控锁，所述电控锁与控制器连接并受其控制实现切换车厢与固定车厢之间乘客的流动。所述固定车厢202与切换车厢通过连接机构300连接；所述连接机构300包括卡接部301和锁紧部；所述卡接部301设置在切换车厢上，所述锁紧部对应卡接部301设置在固定车厢202上；所述卡接部301为一柱形体，其上设有锁口302；所述锁紧部包括卡紧槽303和锁扣306，卡紧槽303用于容纳卡接部301，所述锁扣306可相对于卡紧槽303伸进和缩出卡接部301的锁口302内，用于锁紧和解锁卡接部301与锁紧部的连接。所述卡紧槽303上固定设有一限位环307，所述锁扣306的一端与一锁杆308的一端连接，锁杆308通过一支点309转动连接在卡紧槽303上，锁扣306的另一端可在锁杆308转动过程中穿过限位环307落入卡接部301的锁口302中锁紧或者从锁口302中沿限位环307升起解锁；位于所述支点309另一侧的锁杆308另一端上设有驱动锁杆308沿支点309转动的驱动机构。所述驱动机构包括设置在卡紧槽303上的铁块一310和与铁块一310对应设置在锁杆308上的铁块二312；所述铁块一310上安装有电磁线圈311，所述电磁线圈311通过控制开关与控制器电性连接，控制器控制电磁线圈的通断电。所述锁杆308与卡紧槽303之间还连接有平衡弹簧313。所述卡紧槽303内安装有复位弹簧305，所述复位弹簧305的一端与卡紧槽303固定连接，另一端与一滑板304连接；所述滑板304与卡紧槽303滑动连接，滑板304能够在卡紧槽303的长度范围内滑动。所述卡接部301为圆柱形结构，其直径与卡紧槽303上容纳卡接部301的空腔的直径比为9:11。

实施例2

一种基于实施例1的动态搭乘的公共交通系统的控制方法，其控制过程包括以下步骤：

步骤一、通过载客车辆上定位装置发送给控制器的信号，不断监测载客车辆的进站距离，当载客车辆行驶至距离站台一定位置处时，控制器控制连接机构中铁块一上电磁线圈通电，锁扣解锁切换车厢一上的卡接部与固定车厢上的卡接槽脱落，切换车厢一卸载，同时，距离传感器将测得的该处切换车厢相对于最近端变轨机构处的距离L1、卸载切换车厢一时刻的速度传感一测得的速度V1以及载客车辆上加速器传感器测得的加速度a1信号传递给控制；

步骤二、控制器根据上述接收的信号计算处切换车厢一将经过变轨机构所需要的时间t1，并在光电传感器将载客车辆经过变轨机构103的信号发送给控制后,在t1之前控制变轨机构将车用轨道切换至辅助轨道；上述过程中，根据辅助轨道上两端变轨机构之间的车用轨道的预设距离S0，速度传感器三将载客车辆经过变轨机构时刻的速度值V3传递给控制，控制计算出载客车辆将经过出站方向上的变轨机构的时间t2，并控制位于辅助轨道上切换车厢二关闭车门并启动其上的驱动机构，在载客车辆经过相应变轨机构后控制变轨机构103将辅助轨道切换至车用轨道；

步骤三、控制器控制切换车厢一的制动装置制动直至其停止，切换车厢一停止后，控制器控制切换车厢一上的车门打开，切换车厢一内的乘客下车，同时，需要搭乘下一班次的乘客进入切换车厢一内等待下一班次车进站；在上述控制过程进行同时，切换车厢二通过其上的距离传感器不断检测切换车厢二与载客车辆之间的距离L2，并在光电传感器检测到切换车厢二进入车用轨道后，控制切换车厢二上的驱动装置加速追上载客车辆，当L2=0.5米-1米时，控制器控制电磁线圈保持通电状态，等待可接部插入卡接槽内；当L2=0米时，控制器控制电磁线圈断电，锁扣插入卡接部上的锁口内锁紧连接结构，切换车厢与固定车厢连接完毕，控制器停止对切换车厢二的驱动，使其在载客车辆的拖拽下随着载客车辆同步行驶；

步骤四、控制器打开固定车厢和切换车厢二上的车门，并开始计时时间t0，下一站需要下车的乘客进入切换车厢二内，下一站不需要下车的乘客进入固定车厢内；当t0=1min后，关闭车门；

步骤五、等待下一班次车辆进站，并循环上述步骤。

在上述过程中，切换车厢一上的距离传感器检测的其与切换车厢二之间的距离L3不小于3米，否则，控制器控制切换车厢一上的制动装置和切换车厢二上的驱动装置同时作用，使得L3等于3米-5米内，并保持该距离的情况下控制切换车厢一停靠在辅助轨道上乘客下车以及搭乘之后，等待与下一班次载客车辆上的切换车厢进行切换。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。