一种基于自动甩挂的不停站快速公交系统的制作方法

本发明涉及公交系统技术领域，特别是涉及一种基于自动甩挂的不停站快速公交系统。

背景技术

近年来，我国车辆持续上涨，车辆保有量持续增加，道路拥堵问题持续加重，即便是为公交设置专有道路，公共交通的工作效率还是不能提高。另外，由于乘客在公交站点上下车引起的交通延误，增加了乘客的出行时间，同样导致了公共交通的工作效率低的问题。目前，国内外地区或城市大多通过给定专属路权来体现“公交优先”的概念，巴西库里巴蒂、美国洛杉矶、澳大利亚阿德莱德等地区都是快速公交成功应用的例子。其中，库里巴蒂brt专用道采用双铰新型公交车，最大容量可达270人，brt站点设为玻璃管状，站台高度与车辆地板水平设计，保障安全，站内检票，节省等待时间；阿德莱德brt专用道在高峰时期用作快速公交，非高峰时段普通公交也可使用，以减少对道路的占用。国内近几年brt建设飞速发展，34个城市都有了自己的公交快速系统，来进行地面上大量人群的运载，但由于各地区交通环境的差异，部分地区的brt还存在路权被占用，快速公交受到其他车辆的干扰、配套设施不完善等问题的限制。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种基于自动甩挂的不停站快速公交系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于自动甩挂的不停站快速公交系统，包括：多个主车，多个副车，多个站台，以及设置于所述多个主车、所述多个副车和所述多个站台内的通讯系统；

每个所述站台处设置有副车港湾，其内停泊有所述多个副车中的预设副车停泊个数的副车；

每个所述主车，用于在主车道上匀速行驶，其内载有乘客，其尾部连接有所述多个副车中的一个副车，该副车内载有从该主车过来的下一站预下车的乘客；

当一个所述主车驶入一个站台对应的主车道上时，该主车尾部连接的副车与该主车脱离，该站台处对应的所述预设副车停泊个数的副车中停泊在前的一个副车与该主车尾部连接，以便该主车和该副车内的乘客根据其下一站是否下车进行选择车辆；

所述通讯系统，用于控制和/或记录每个所述主车和每个所述副车的运动。

本发明的有益效果是：本发明为解决由于乘客上下车引起的公交车停车延误，基于自动甩挂的技术，设计出一套不停车公交系统，运输主车全程无停车过程，上下乘客的步骤由副车完成。与传统公交相比，上下车时间大幅度延长，无须拥挤争抢，上下车人员的交换放在行驶过程中完成，大大减少公共交通的时间损耗。由于此系统采用的是不停站快速公交消除了由于乘客上下车引起的延误，使公交车运行一个全程时间减少，发车频率增加，运送乘数量增加，乘客等候时间减少，公共交通的作用得到发挥，人们出行方便。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述预设副车停泊个数的副车在所述主车行驶方向上呈一字型依次停泊于所述副车港湾内。

本发明的进一步有益效果是：副车在副车港湾内呈一字型排列，使得副车发车有序，避免站台内的混乱现象，提高公交系统疏散人流的效率。

进一步，所述预设副车停泊个数的副车中每一个副车当处于停止状态时，其上下门处于打开状态，以便所述站台内的乘客进入其内。

本发明的进一步有益效果是：在主车还未到达站台位置处时，乘客就可以提前进入副车候车，当主车到达时，在主车均速行驶的过程中，载有乘客的副车上前与主车连接，使公交车运行全程时间减少。

进一步，所述主车的上下车门和所述副车的上下门均为地铁屏蔽门，其中，所述主车的上下门位于其尾部，所述副车的上下车门位于其头部，所述主车的尾部和所述副车的头部连接，以便所述主车和所述副车内的乘客根据其下一站是否下车进行选择车辆。

本发明的进一步有益效果是：主车和副车的上下门均采用地铁屏蔽门，方便、安全、快捷。

进一步，所述主车和所述副车分别独立的为：无人驾驶车辆或有人驾驶车辆。

进一步，所述副车为无人驾驶车辆。

本发明的进一步有益效果是：副车采用无人驾驶，节省人力和财力。

进一步，所述通讯系统包括：分别设置于每个所述主车和每个所述副车内的rfid设备，以及设置于每个所述站台内的多个分别携带有射频标签的路测传感器；

每个所述站台内的每个所述路测传感器通过该路测传感器内的所述射频标签与行驶在其检测范围内的所述主车和所述副车内的rfid设备进行通信，实现对所述主车和所述副车的运动控制和/或记录。

本发明的进一步有益效果是：主车、副车和站台内的路测传感器通过射频标签进行通信，方便、可靠。

进一步，每个所述站台内的所述路测传感器的个数为四个，分别为第一路测传感器、第二路测传感器、第三路测传感器和第四路测传感器，且均位于该站台的在所述主车行驶方向的前方的一端；

所述第一路测传感器，用于基于其内的所述射频标签和行驶在其检测范围内的所述主车和所述副车内的所述rfid设备，判定行驶在其检测范围内的所述主车和所述副车是否成功分离，若否，则控制该主车减速停车，且控制该站台内的所述副车不启动，若是，则分别向所述第二路测传感器、所述第三路测传感器和所述第四路测传感器发送判断信号，并记录下脱离成功的时间和地点信息；

所述第二路测传感器，用于基于其内的所述射频标签和行驶在其检测范围内的所述副车内的所述rfid设备，判断脱离后的所述副车是否进入该站台的所述副车港湾，若否，则发出警报，并将该副车牵引入该副车港湾；

所述第三路测传感器，用于基于其内的所述射频标签和行驶在其检测范围内的所述主车内的所述rfid设备，感应并检测该主车是否到达预设位置，若是，给该站台内的停泊在前的一个副车发送启动信号，并记录所述启动信号的发送时间以及该副车的速度信息；

所述第四路测传感器，用于基于其内的所述射频标签和行驶在其检测范围内的所述主车和该站台内的停泊在前的一个副车内的所述rfid设备，控制该副车与该主车完成对接。

本发明的进一步有益效果是：通过路测传感器和主车和副车进行通信，避免了后面的主车与前面站台的主车、副车撞车以及主车到达站台时两个副车的调换错开以免撞车的问题。

附图说明

图1为本发明一个实施例提供的一种基于自动甩挂的不停站快速公交系统的示意图；

图2为本发明另一个实施例提供的一种基于自动甩挂的不停站快速公交系统中副车在副车港湾内排列的示意图。

附图中，各标号所代表的元件列表如下：

1、站台，2、主车道，3、副车，4、副车内的rfid设备，5、主车，6、主车内的rfid设备，7、路测传感器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例一

一种基于自动甩挂的不停站快速公交系统，包括：多个主车，多个副车，多个站台，以及设置于多个主车、多个副车和多个站台内的通讯系统。其中，如图1所示，每个站台1处设置有副车港湾，其内停泊有多个副车中的预设副车停泊个数的副车3；每个主车，用于在主车道2上匀速行驶，其内载有乘客，其尾部连接有多个副车中的一个副车，该副车内载有从该主车过来的下一站预下车的乘客；当一个主车驶入一个站台对应的主车道上时，该主车尾部连接的副车与该主车脱离，该站台处对应的预设副车停泊个数的副车中停泊在前的一个副车与该主车尾部连接，以便该主车和该副车内的乘客根据其下一站是否下车进行选择车辆(即该主车和该副车内的乘客根据其下一站是否下车选择站在该副车或该主车)；通讯系统(图1中副车内的rfid设备4、主车内的rfid设备6以及路测传感器7构成通讯系统)，用于控制和/或记录每个主车和每个副车的运动。

需要说明的是，途中向左和向右的粗箭头分别代表主车道上主车的运行方向。

本实施例为解决由于乘客上下车引起的公交车停车延误，基于自动甩挂的技术，设计出一套不停车公交系统，本实施例减少了公交在行驶过程中由于乘客上下车引起的停车延误。运输主车全程无停车过程，上下乘客的步骤由副车完成。与传统公交相比，上下车时间大幅度延长，无须拥挤争抢，上下车人员的交换放在行驶过程中完成，大大减少公共交通的时间损耗。由于此系统采用的是不停站快速公交消除了由于乘客上下车引起的延误，使公交车运行一个全程时间减少，发车频率增加，运送乘数量增加，乘客等候时间减少，公共交通的作用得到发挥，人们出行方便。本实施例能够提高公共交通的运行效率，增加公共交通对城市居民出行的吸引，使快速公交线路运行更加顺畅高效，服务水平提高，缓解城市道路拥堵问题。

优选地，如图2所示，所述预设副车停泊个数的副车在所述主车行驶方向上呈一字型依次停泊于所述副车港湾内。

需要说明的是，图中l代表副车的长度，w代表副车的宽度。

副车在副车港湾内呈一字型排列，使得副车发车有序，避免站台内的混乱现象，提高公交系统疏散人流的效率。

优选地，预设副车停泊个数的副车中每一个副车当处于停止状态时，其上下门处于打开状态，以便所述站台内的乘客进入其内。

在主车还未到达站台位置处时，乘客就可以提前进入副车候车，当主车到达时，在主车均速行驶的过程中，载有乘客的副车上前与主车连接，使公交车运行全程时间减少。

优选地，所述主车的上下车门和所述副车的上下门均为地铁屏蔽门，其中，所述主车的上下门位于其尾部，所述副车的上下车门位于其头部，所述主车的尾部和所述副车的头部连接，以便所述主车和所述副车内的乘客根据其下一站是否下车选择车辆。

主车和副车的上下门均采用地铁屏蔽门，方便、安全、快捷。

优选地，所述主车和所述副车分别独立的为：无人驾驶车辆或有人驾驶车辆。

优选地，副车为无人驾驶车辆。

需要说明的是，该副车可包括：环境感知传感器、局部路径规划单元、激光雷达定位装置、在线地图服务单元、人机交互系统和车联网系统，其无人驾驶汽车的运动控制可基于以上各单元通过现有技术实现。

副车采用无人驾驶，节省人力和财力。

优选地，通讯系统包括：分别设置于每个主车和每个副车内的rfid设备(副车内的rfid设备4和主车内的rfid设备6)，以及设置于每个站台内的多个分别携带有射频标签的路测传感器7；

每个站台内的每个路测传感器通过该路测传感器内的射频标签与行驶在其检测范围内的主车和副车内的rfid设备进行通信，实现对主车和副车的运动控制和/或记录。

需要说明的是，每个路测传感器内设置有射频标签，以便与主车和副车内的rfid设备建立通信。

主车、副车和站台内的路测传感器通过射频标签进行通信，方便、可靠。

优选地，每个站台内的路测传感器的个数为四个，分别为第一路测传感器、第二路测传感器、第三路测传感器和第四路测传感器，且均位于该站台的在主车行驶方向的前方的一端；

第一路测传感器，用于基于其内的射频标签和行驶在其检测范围内的主车和副车内的rfid设备，判定行驶在其检测范围内的主车和副车是否成功分离，若否，则控制该主车减速停车，且控制该站台内的所述副车不启动，若是，则分别向第二路测传感器、第三路测传感器和第四路测传感器发送判断信号，并记录下脱离成功的时间和地点信息；

第二路测传感器，用于基于其内的射频标签和行驶在其检测范围内的所述副车内的rfid设备，判断脱离后的副车是否进入该站台的副车港湾，若否，则发出警报，并将该副车牵引入该副车港湾；

第三路测传感器，用于基于其内的射频标签和行驶在其检测范围内的主车内的rfid设备，感应并检测该主车是否到达预设位置，若是，给该站台内的停泊在前的一个副车发送启动信号，并记录启动信号的发送时间以及该副车的速度信息；

第四路测传感器，用于基于其内的射频标签和行驶在其检测范围内的主车和该站台内的停泊在前的一个副车内的rfid设备，控制该副车与该主车完成对接。

通过路测传感器和主车和副车进行通信，避免了后面的主车与前面站台的主车、副车撞车以及主车到达站台时两个副车的调换错开以免撞车的问题。

例如，主车车身长12米，宽2.5米；副车车身长6米，宽2.5米；每一站点均放置有至少一辆运送乘客的副车；主车采用前置发动机制动，车门设置在车辆后方，采用地铁屏蔽门形式，副车采用后置发动机制动，车门设置在车辆前方，采用地铁屏蔽门；副车前方包括：宽1米的副车驾驶室与宽1.5米的车门，主车副车对接由主车驾驶员、副车驾驶员共同完成，对接成功后，车门打开，乘客进行交换；

具体的，实施例对车辆内部进行的设计如下：设brt车辆单个座位占用面积为am²，共有n个座位，车内包括驾驶员位置、发动机以及车门附近等乘客用不上的空间占用面积a0m²，则可以认为站立乘客可用有效空间a等于车辆地板总面积减去座位占用面积和不可用面积，a＝lw-an-a0，其中，l为brt车长，单位为米，w为brt车宽，单位为米。城市公交车辆单个座位的典型占用面积约为0.5m²；乘客不可用面积可估为3倍车宽；采用波哥大transmilenio系统设计标准，设定高峰小时最大客流断面brt车内乘客站立密度为7人/m²；公交乘客站立可接受在车时间限值一般为20～30mim，经过实地调查武汉公交车座位实际数，一辆12m长的公交车为25座，本系统设计的甩挂不停站快速公交行驶完全程时间为20min，因此，乘客平均出行距离较短，对座位数不太敏感，所以此系统的车辆采用一侧一列10个座位共计20个座位。

那么，主车站立乘客可用有效空间12×2.5-20×0.5-3×2.5＝12.5m²；主车站立乘客人数12.5×7＝87.5人；主车总计容纳人数20+87.5＝107.5人；副车总计容纳人数6×2.5×7＝105人。主车容纳总人数大于副车总人数，所以该设计符合乘客上下车要求。

另外，副车港湾的长度为50m，副车停靠在站台等候区(即为副车港湾)内，乘客买票进站，进入副车等候；主车驶入站台范围触发安装在站台前方的感应装置，主车上的副车接收信号并与主车脱离进入站台，站台内的副车接收信号启动，同主车完成对接。

具体的，对停靠站的设计如下：设定的行驶路线的首末站为a站和b站。专用道全程约12km，主车以40km/h行驶18分钟可驶完全程，以4分钟为发车间距，则至少需要10辆主车，配置38辆副车组成新型快速公交，首末站面积不低于1000m²。

对站台的尺寸设计如下：brt站台主要由停靠的车辆数决定，通过其发车频率、车辆容量、车辆尺寸参数及客流量确定每个站点所需泊车位数量。站台为港湾式，如图2所示，副车在站台内呈“一”字排列，l为副车车身长度，两辆副车间隔至少为2.5米，站台长度s＝n×(l+2.5)-2.5，其中，n为泊车位数量，l为副车车身长度，取6米，取n＝9，计算站台长度l＝74m。站台宽度拟沿用现行brt宽度，则站台宽度w＝4.5m。

对站台可容纳线路数、最小发车间隔、站台最大容量和日均发送量设计如下：从第一副车与主车脱离到第二副车加速至12m/s，所用时间约为12s，为保证下一趟主车不会与前面第一、第二副车相撞，故任意两班主车之间发车间距不得低于12s，尽量消除多条线路之间的相互影响。

站台最大长度可为220米，计算得到n最大值约为25。早高峰取7:00到9:00，晚高峰取16:00到19:00，运行时间早上六点到晚上十点，高峰发车间隔为四分钟，平峰发车间隔为八分钟，则brt1路一天最大运量为16605人次/天。

主车和副车的对接过程详细描述如下：主车在道路上保持匀速行驶，副车自己脱车进入港湾，另外一辆副车加速驶出港湾与主道上的主车进行对接。主车全程以12m/s匀速行驶，距离站台48m时脱去第一副车，然后第一副车以1.5m/s²减速度做减速运动，在第8秒时速度减至0。脱去副车4s后主车到达站台，第一副车此时距离站台还有12m，此时第二副车以1.5m/s²的加速度启动，加速11.13s至预设最大速度16.7m/s后，以该速度匀速行驶7.08s，最后第二副车以1.5m/s²的减速度减速3.13s至主车行驶速度12m/s。第二副车加速共行驶92.9355m，匀速行驶118.236m，减速行驶44.9155m。

故第二副车行驶总距离为92.9355+118.236+44.9155＝256.087m；而主车从站台行驶至此的距离为12×21.34＝256.087m；对接总时间为11.13+7.08+3.13＝21.34s；主车与副车连接人员可以进行交换的时间为(1000-48-256)/12＝58s)。

站内通讯系统包括车载rfid设备、传感器内的标签及d1、d2、d3和d4四个路测传感器。副车在站台内呈“一”字排列，l为副车车身长度，两辆副车间隔至少为2.5米，主车在道路上保持匀速行驶。

d1判定点判定主副车是否成功分离，分离不成功则主车减速停车，站台内的第二副车不启动，分离成功则进入第二个判断记录下主副车脱离成功的时间和地点信息；d2判定点，判断第一副车是否通过，若未通过，则发出警报，采用应急方案将第一副车牵引进站，保证乘客安全；d3感应点感应并检测主车通过，并给第二副车发送启动信号，记录时间和速度信息。d4核查点确认主车与第二副车完成对接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。