用于自动车辆系统中的车辆队列的方法

摘要

公开了一种增加自动车辆系统中轨道容量的方法，所述自动车辆系统包括适于车辆沿其行驶的轨道的交通网，所述交通网包括至少两个上游轨道并入以形成下游轨道的至少一个并入点、一个上游轨道分岔以形成至少两个下游轨道的至少一个分岔点和乘客可搭乘和/或离开车辆的多个车站，其中，所述方法包括：控制车辆，使得空车行驶，以成为至少一个序列的空车；控制所述至少一个序列的空车，使得按照彼此之间的第一安全距离行驶，第一安全距离小于至少部分承载的车辆之间的第二安全距离。

说明书

技术领域

本发明总体上涉及增加自动车辆系统中的轨道容量，更具体地说，涉及所谓的个人快速运输系统(被称为“PRT”)。

背景技术

个人快速运输系统包括按需要提供独立运输服务的小型车辆。本发明涉及诸如个人快速运输系统的自动车辆系统，所述自动车辆系统具有沿着轨道行驶的车辆，并且轨道形成通过以轨道的形式单向线路而互相连接的车站、并入处、分岔处的交通网。PRT车辆可被构造成紧凑并且重量轻，这反过来允许PRT引导路线(轨道)结构与诸如传统电车轨道系统或地下铁道系统的传统铁路系统相比重量轻。因此，PRT系统的建造成本要比可选方案的建造成本低得多。由于PRT系统具有更小的视觉冲击并且产生低噪声，所以PRT系统对环境更友好，并且不会产生当地的空气污染。此外，PRT车站可建造在现有的建筑物的内部。另一方面，由于可使车辆之间的车间时距或空闲距离保持得相当短，所以PRT系统的交通容量可比得上现有的诸如公共汽车和有轨电车的交通方式。

通常，车站离线地位于旁路轨道上，使得停靠的车辆不妨碍通过的车辆。

通常，要求诸如PRT系统的自动车辆系统中的车辆至少以车辆之间的最小安全间隔行驶。通常要求间隔足够大，使得如果一辆车突然意外地停止，则跟随其后的车辆可在碰撞停止车辆之前停止。

轨道交通网中用于行驶中的车辆的最小安全间隔取决于车速、检测延迟、制动应用延迟以及可接受的制动率。对于以45kph行驶的车辆来说，通常安全间隔可以是25-40米(车辆的前部到前方车辆的距离)或最小车间时距可以是2-3秒。

车辆之间的最小安全间隔/车间时距确定了线路/轨道的容量，如果最小车间时距为3秒，则线路容量将是1200辆车/每小时。因此，PRT系统的线路/轨道容量受到车辆之间的间隔要求限制。本发明涉及增加PRT交通网以及自动车辆行驶的其他交通网中的线路/轨道容量。

通常，PRT系统的导轨/轨道交通网包括：单向线路/轨道；节点(所谓的并入处或并入点)，在该节点处两个或更多上游轨道并入，以形成下游轨道；节点(所谓的分岔处)，在该节点处上游轨道分支，以形成两个或更多下游轨道。车辆接近分岔处时的重要问题是路线的选择，而车辆接近并入处时的重要问题是安全、效率和乘客的舒适度。

一般来说，在并入处，两股车流行驶到一起，因此，并入处也是容量的潜在瓶颈。无论如何，车流可通过并入处，可自由地通过下游交通网直至下一个并入处。因此，并入容量也确定系统容量的大小。

一般来说，PRT系统包括用于控制速度和车辆之间的距离的控制系统。在PRT系统中存在用于车辆控制的两种主要原理。采用同步控制，使车辆遵循具有固定时间间隔的同步运动轨迹，对车辆确定尺寸以确保交通网中所有允许的速度下的安全距离。在允许车辆离开车站之前，给车辆分配一直到目的地的轨迹。并入通道的所有登记需要由中央计算机管理。在重载系统中，为了空闲轨迹，车辆不得不等候更长的时间(占据空间)，特别是如果所述空闲轨迹的路线经过多个并入处的情况。同步系统中的可用容量仅为理论线路容量的大约65％。考虑到安全性，只要所有车辆遵循各自的分配轨迹，则应该不会有并入冲突。

采用异步控制，在车辆交通中就地解决(例如)并入冲突。只要在主轨道上有空闲轨迹，则车辆可离开车站，但是车辆在经过并入处之前可能不得不减速或甚至停止。经过并入处的交通受独立于中央控制的本地并入控制器控制。通过动态改变路线可减少拥堵，从而避免趋于过载的并入。并入容量可以使用至100％，如果有必要的话车辆可以动态改变路线。因此，通常异步控制提供改善的系统容量、路线灵活性以及抗干扰性。

第2004/0225421号美国专利描述了一种PRT系统和通过中央控制系统、旁路控制系统以及车辆控制系统控制车辆运动的方法。当旁路控制系统检测到正接近的车辆的身份时，根据来自中央控制系统的交通流量指令将设定合适的切换位置并核实所述合适的切换位置。该现有技术文件还描述了车辆可机械地结合以及电结合，从而形成列车，由此增加系统的容量。

发明内容

技术问题

然而，由于每辆车需要包括合适的结合，所以这样的机械结合和电结合要求更加复杂的车辆构造。此外，车辆的结合和拆开费时并且会带来更多的安全问题。

因此，为了以有效的并且费用合适的方式增加轨道容量，控制诸如PRT系统的自动车辆系统中的车辆仍然存在问题。

在此公开一种增加自动车辆系统中的轨道容量的方法，所述自动车辆系统包括轨道交通网，车辆适于沿轨道交通网行驶，所述交通网包括：至少一个并入点，在该并入点处至少两个上游轨道并入，以形成下游轨道；至少一个分岔点，在该分岔点处一个上游轨道分岔，以形成至少两个下游轨道；多个车站，在车站处乘客可上车和/或下车。

其中，所述方法包括控制车辆，以使空车以至少一个序列的空车行驶，

控制至少一个序列的空车按彼此之间的第一安全距离行驶，第一安全距离比至少部分承载的车辆之间的第二安全距离短。

为了本说明书的目的，具有相同负载状态并且以减小的车间距离(即，比用于承载的车辆的安全距离小)行驶的车辆的序列也将被称为队列。

因此，优点是将空车聚集在一起以队列行驶，因为两辆车或更多车辆在轨道上可以以比载客的车辆更近的间隔行驶，所以车辆的队列将增加轨道容量。通过增加自动车辆系统中的轨道容量，可能会有更多车辆在交通网中的轨道上行驶，因为空车可以以队列行驶，由于可能有更大数量的车辆在轨道上，所以可服务更多乘客。

当车辆处于队列中时，控制系统可单独处理各个车辆，使得(例如)每辆车被提供来自控制系统的各自的速度命令。由于队列中的车辆不是物理连接的，所以车辆从队列分离或分开不依赖于物理上断开连接，如果断开连接不按计划发生，则会引入安全危险。

可选地，控制系统可集中处理车辆，即，作为一个整体或一辆车对待队列，使得(例如)队列中的车辆被提供来自控制系统的共同的速度命令。然而，队列可以等长，而不管队列中的车辆是集中受控制还是单独受控制，当队列分别在并入处和分岔处增长和/或分裂时，队列的长度可变。

队列中末尾的车辆与跟随其后的车辆之间的最小安全距离可同样独立于队列长度。当队列增长和/或分裂时，从队列的前部到跟随其后的车辆的前部测得的车间时距可变，并且这个车间时距可受控制。可选地，当车辆单独受控制时，车间时距可从队列中末尾的车辆的前部开始测量，然后，车间时距可保持不变。

在一个实施例中，控制空车包括动态形成车辆的所述序列。

优点是可动态(即，车辆在轨道交通网中行驶(即，在离开车站之后的行程中))形成以队列行驶的车辆。相反，队列的静态形式只包括通过将车辆聚集在一起形成队列、车辆在车站保持停止、车辆在车库中保持停止等，并不包括车辆以队列动态形成来行驶。在队列的动态形式中，车辆之间的距离可通过控制单元根据车辆的负载状态动态地改变，这允许轨道交通网中的车辆有效的分布并且增加轨道容量。

本发明的另一个优点是队列中的车辆之间没有机械结合或电结合，由此避免了费时的结合操作。此外，结合操作会带来安全问题。另外，机械结合或电结合的车辆要求在并入处、分岔处和/或车站之间足够长并且足够直的轨道来运行由结合的车辆形成的列车。在本发明中，以队列行驶但是不机械结合或电结合的车辆可以更灵活地并且动态地行驶通过并入处、分岔处、车站。

采用轨道切换，通过轨道上的机构引导车辆经过切换处(例如，分岔处)，采用车辆切换，通过车辆中的机构引导车辆经过切换处。因为有时会发生实际的轨道切换，所以轨道切换要求沿不同方向行驶的车辆之间的车间时距长。相反，因为车辆自身执行轨道切换(例如，通过保持在沿期望的方向行驶的轨道上)，所以车辆切换理论上要求沿不同方向行驶的车辆之间没有车间时距，因此，当车流中的车辆在分岔处沿不同方向行驶时，切换轨道的时间不是必需的。因此，采用车辆切换，可能减小车辆之间的距离，此外，当车辆在分岔处沿不同方向行驶时，因此使车辆的队列成为可能。

本发明的另一优点是当增加诸如PRT系统的自动车辆系统的线路/轨道容量时，系统对于具有更高行驶需求的区域来说切实可行，不需要另外的基础设施。

这样的车辆队列的概念从(例如)汽车交通中可知。然而，汽车交通中的队列涉及车辆的自动运输，其中，队列中的车辆行驶的目的在于获得更容易、更快的控制以及对行驶中的车辆的速度和方向的计算。

空车是不载任何乘客的车辆。由于部分承载的车辆之间的安全距离要求用于确保乘坐的乘客的安全，因此，当空车一起靠近行驶时不会有乘客的个人危险，但是当车辆空载时，没有必要满足这些安全距离要求，因为队列将不会影响车辆系统中的乘客安全。

在自动车辆系统中，经常可能的情况是，要求车辆在一天中的特定时间段在一些车站更大些，例如，在城市的中心的车站可能需要多辆车在下午驶出，以将乘客从他们在城市中的工作地运送到他们在郊区的家，在早上当乘客从他们在郊区的家来到城市的中心时也是相同的情形。当车辆的需求在一些车站比在其他车站更大时，必须将多个空车从到达车站/目的地车站运输到繁忙的出发站。通过以队列(各独立的车辆之间的距离短)行驶这些空车，将会比其他方式更快地执行空车的运输。

技术方案

将在本发明的实施例中描述将空车一起聚集成队列的多个方法。

在一个实施例中，所述方法包括给按计划离开车站的车辆分配离开优先级，其中，响应于车辆的负载状态分配离开优先级。

本实施例的优点是(例如)将会给空车的序列分配更高的离开优先级，使得当空车即将离开它们停过或已停过的车站时，由于当这些车辆上没有乘客时不需要满足安全间隔要求，所以两辆或更多空车可以以队列一起离开。通过使更多空车一起离开，由于当车辆以队列(车辆之间的距离更近)聚集时在相同的轨道距离上可能会有更多空车，所以轨道容量增加。

在一个实施例中，本方法包括使至少两辆空车的序列以队列一起离开，将给至少两辆空车的序列中的前方车辆分配离开时间(计划的离开时间)。

本实施例的优点是在前方车辆的离开时间内通过使更多空车以队列离开，队列中的所有空车将会比其他方式更快地离开车站，这除了增加轨道容量之外还能使交通网中的车辆更快的分布。因此，由于空车更快地离开车站将能使在车站等候的停止的负载车辆更快地离开，所以更快的分布会影响交通网中的所有车辆，而不仅是以队列行驶的空车，因为等候的车辆可能比其他方式更快地离开车站，所以通过使车辆比其他方式更快地进站，这可能进一步影响接下来要进站的车辆。

在一个实施例中，车站可以是直线车站，即，车站只允许车辆以与车辆到站时的顺序相同的序列顺序离开。因此，停在车站的最前面的车辆将会第一个离开车站，跟随其后的车辆可以(例如)与第一车辆一起离开。

在一个实施例中，该方法包括选择即将以空车的序列离开的空车，只要在车站有即将离开的空车即可。

本实施例的优点是通过使空车一起离开车站(只要有停止在车站的空车即可)，可形成更长的空车队列。结果，负载车辆同时可组成只包括负载车辆的序列，由于具有不同负载状态的更少的车辆应该并入、分岔等，所以这可使通过并入点、分岔点等时更有效。

在另一实施例中，该方法包括选择即将以负载车辆的序列离开的负载车辆，只要在车站有即将离开的负载车辆即可。

在一个实施例中，该方法包括给在分岔处的路径分配路径优先级，在所述分岔处多条路径通向车辆的目的地，其中，分配路径优先级包括给响应于各个先前的沿多条路径行驶的车辆的负载状态的路径分配更高的优先级。

本实施例的优点是在轨道交通网中有多条路线通向相同的目的地，通过根据在路径上行驶的车辆的负载状态给路径分配路径优先级，例如，可以给大部分行驶车辆是空载的路径分配更高的路径优先级，因此，可以控制将在分岔处的前方的空车引至在大部分行驶车辆也是空载的路径上行驶。通过在交通网的相同轨道上行驶空车，因此使用相同的交通网路径，可能会获得车辆的队列，这将增加轨道容量。

此外，每次更长的空车队列与来自另一上游轨道的另一队列将形成在上游轨道上行驶的一个队列，通过并入点。

在一个实施例中，该方法包括将空车引至所述空车将与至少一个其他空车形成队列的路径。

本实施例的优点是当空车重新分布在交通网中时可能获得空车队列，这将增加轨道容量。在诸如PRT系统的自动车辆系统中，如果在一些车站下车的乘客比上车/到达相同车站的乘客多，则可能有必要在不同的车站之间重新分布空车。因此，为了满足车辆需要，空车将围绕轨道交通网分布，由于没有要遵守的安全要求，所以为了增加轨道容量，可以利于这些空车以队列行驶。

在一个实施例中，该方法包括当在交通网中重新分布空车时，选择车辆目的地，从而在路径上形成队列。

本实施例的优点是当为了满足乘客的需要和要求在交通网中重新分布空车时，可选择不同的车辆目的地，从而形成队列。当以这种方式形成队列时，因为基于可形成队列来选择空车的目的地，所以可能形成最长可能的队列和/或最大可能数量的队列。

在一个实施例中，该方法还包括：

限定与并入点关联的并入控制区域，并入控制区域限定上游轨道的至少各自的部分；

在上游轨道的第一上游轨道上检测进入并入控制区域的车辆，所述车辆为在所述第一上游轨道上接近并入点的一个或多个车辆序列中的车辆；

给检测到的车辆分配通过时间，通过时间指示车辆按计划通过并入点的时间；分配通过时间基于根据预先确定的一套并入优先级规则分配给车辆的并入优先级；

响应于分配的通过时间控制车辆的速度。

本实施例的优点是在并入点控制车辆的通过，在并入点两个或更多上游轨道并入形成一个或多个下游轨道。车辆通过受分配给所有车辆或车辆序列的通过时间控制。

在检测到车辆正进入并入控制区域时可立即执行通过时间的分配。可选地，通过时间的分配可晚于进入并入控制区域的时刻，为了确保安全，只要通过时间分配刚好在并入之前发生即可。如果第一上游轨道比第二上游轨道长，则因此通过时间的分配可延迟，使得在第一上游轨道和第二上游轨道上的车辆在与并入点相同的距离处接收到各自的通过时间分配。另外，在最长的第一上游轨道上的车辆可能总是比在第二上游轨道上的车辆得到更早的通过时间。例如，当并入控制区域受到下面限定时可发生这样的情况，即，并入控制区域覆盖从并入处到下一上游节点(例如，下一上游并入点)的整个上游轨道。因此，在进入并入控制区域并且在并入点之前在一些点分配通过时间。

在一些实施例中，通过各自的并入控制器之间的通信，控制甚至可延伸到下一上游并入处之外。

由于通过并入点的通过时间的分配基于给不同车辆分配优先级的预定规则，所以该方法允许整个系统容量和/或诸如平均乘客行驶时间的其他整体性能参数最优化。

因此，在此描述的方法和系统的优点是提供了增加的容量。

因此，在并入点的并入控制区域上游之内车速和车辆位置受控制，使得车辆可以以全速以及最小的安全间隔通过并入处。

通过时间可以限定成时间中的点、时间间隔，或者可以以任何其他合适的方式限定通过时间。

在此描述的方法的实施例中，检测进入并入控制区域的每辆车，在车辆已进入并入控制区域之后并且在到达并入点之前的某时刻分配通过时间。

在一些实施例中，该系统包括用于监视接近并入处的所有车辆的旁路控制器。

在一个实施例中，该方法包括响应于车辆的负载状态以及在并入控制区域中的至少一个其他车辆分配并入优先级。

在一个实施例中，该方法包括分配并入优先级，以形成具有相同负载状态的车辆序列。例如，当两组车辆并入成一组时，可分配并入优先级，以使能够使两辆空车彼此跟随的车辆通过。在任何时候都不会有超过两辆车通过并入处，要么第一车辆在第一上游轨道上要么第一车辆在第二上游轨道上。优点是，通过合适的并入优先级使队列的创建可被包含在用于并入控制的一般框架中。

在一个实施例中，该方法包括当通过并入点并且直接领先所述空车的车辆为空车时，给该空车分配比负载车辆更高的并入优先级。

本实施例的优点是当通过并入点时具有相同负载状态的车辆可以一起结成组。车辆可来自并入点的不同的上游轨道，当在并入点的上游轨道上给车辆分配通过时间时，在相同轨道上具有相同负载状态的车辆或在不同轨道上具有相同负载状态的车辆被引导一个紧接一个通过并入点，使得当车辆在下游轨道上在到达下一并入点、分岔点、车站等的路上行驶时，具有相同负载状态的车辆可结成组。

本实施例的另一优点是因为当空车已通过并入点然后选择另一空车通过并入点时能实现空车的队列，只要在并入点的上游轨道上有空车即可。

在一个实施例中，该方法包括当车辆通过并入点并且直接领先所述负载车辆的车辆为负载车辆时，给负载车辆分配比空车更高的优先级。

在一个实施例中，该方法包括选择负载车辆通过并入点，直到至少两个上游轨道具有即将到达并入点的空车。

这些实施例的优点是当负载车辆已通过并入点时，然后选择来自两个或更多上游轨道的负载车辆通过并入点，直到在并入点的所有上游轨道上有空车，然后，因为这些空车可在来自并入点的下游轨道上并入成队列，所以增加了轨道容量。

当相同的并入优先级规则或并入优先级过程应用到后面更长的并入点时，将形成更长的空车队列。

当空车具有不同的目的地时，队列将最终再次分开，从而当它们在交通网中四处运动时，队列动态地增加和分离。

关于车辆的负载状态，车辆的负载状态可以以任何合适的方式被检测。例如，控制系统可基于车站上的传感器例如通过车站出口处的规模或者基于并入点或者分岔点的传感器和/或车辆中的传感器等检测车辆的负载状态。可选地或者附加地，负载状态可在车辆门或者站台处通过检票被检测，例如，通过车票的验证被检测。

在一些实施例中，车辆的负载状态还可以被指定和/或被扩展，以包括负载车辆是否承载乘客或者其他货物。

如果负载车辆被定义为承载乘客或者货物的任意车辆，则关于在车辆中的负载的安全要求还可以存在差别。对于承载有乘客的车辆的安全要求可以比承载有货物的车辆的安全要求更严格。在一些实施例中，关于安全速度和车辆之间的安全间隔，承载有货物(如果货物不是易碎的)的车辆可被视为空车。因此，在一些实施例中，承载有货物的车辆可例如按照队列行驶以增加交通网中的轨道容量。

操作者可决定承载有货物的车辆相对于安全距离是否应该被视为空车或者负载车辆。如果车辆承载有易碎货物，则车辆可例如被视为负载车辆，而如果货物不是易碎的，则车辆可以被视为空的。

可通过例如车票、呼叫指令、编码到车辆上的信息等来执行对于车辆是否应该被视为负载或者空的的命令或者指令。该命令或者指令可定义负载是乘客还是货物，并且例如，在负载是货物的情况下，还可以定义该货物的类型。

在一个实施例中，所述方法包括控制空车加速以追上在前面行驶的空车。

该实施例的优点在于空车能够增加其速度以追上可以是队列中的一部分的在前面行驶的另一辆空车。当所述空车已经追上一个或者多个在其前面行驶的空车时，所述空车能够成为空车队列中的一部分。由于所述车辆是空的且在其前面行驶的一个或者多个车辆是空的，所以不是必须遵守安全速度的要求，这是由于没有与负载车辆碰撞的危险。当空车速度增加以追上前面的空车时，车辆通过加速减少在轨道上通过间隔的时间，以行驶靠近前面的空车。此外，另一辆前面的空车也可以加速并且也如此。总而言之，当空车彼此更靠近地行驶且更快行驶以追上前面的空车时，轨道上更多的空闲间隔被释放。从而空车的加速对增加轨道容量产生影响。

在一个实施例中，所述方法还包括将车辆从多个上游轨道并入到下游轨道，其中，空车加速，从而提供具有下游轨道上的空闲间隔的间隙，用于容纳来自所述多个的上游轨道的所述车辆。

通过在下游并入处并入(例如编织)车流，通过使空车加速而产生的车流中的间隙能够利用来自另一个轨道的车辆来填充，从而增加轨道容量。

当车辆在系统中行驶时，车辆的加速和并入导致队列的动态形成。优点在于执行途中的车辆的动态队列，而不是仅执行在他们从车站开始出发之前的车辆队列，这是因为动态队列允许增加更多的轨道容量。

在一个实施例中，所述方法包括自动车辆系统是个人快速运输系统。

本发明涉及包括上面和下面所述的方法以及相应的系统、装置和/或产品装置的不同方面，每一方面均产生结合提到的第一方面所描述的一个或多个益处和优点，每一方面均具有与在权利要求中所公开的和/或提到的第一方面结合所描述的实施例对应的一个或多个实施例。

具体地讲，在此公开了一种在自动车辆系统中增加轨道容量的控制系统，所述自动车辆系统包括车辆适于沿其行驶的轨道的交通网，所述交通网包括至少两个上游轨道合并以形成下游轨道的至少一个并入点、一个上游轨道分岔以形成至少两个下游轨道的至少一个分岔点、在其上乘客可上车和/或从车辆上下车的多个车站，其中，所述控制系统包括：

用于控制车辆以使空车行驶为至少一个序列的空车的装置；

用于控制至少一个序列的空车以彼此之间的第一安全距离行驶的装置，第一安全距离短于至少部分负载的车辆之间的第二安全距离。

有益效果

根据本发明，因为空载车辆能够以队列行驶，所以更多的车辆可以行驶在交通网中的轨道上，因此，由于最大可能数量的车辆在轨道上而能够给更多的乘客提供服务。

附图说明

通过下面结合附图对本发明的实施例进行的示例性且非限制性的详细描述，上述和/或其它目的、特点和优点将进一步被阐明，其中：

图1示意性地示出个人快速运输系统的一部分的示例。

图2示意性地示出在并入点车辆队列优先级的示例。

图3示意性地示出在分岔点车辆队列优先级的示例。

图4示意性地示出从车站离开的车辆的优先级的示例。

图5示出了并入控制方法的流程图。

图6示出了离开控制方法的流程图。

图7示出了道路控制方法的流程图。

具体实施方式

在以下的描述中，附图中示出了标号，附图显示了如何实施本发明。

图1示意性地显示了具有内轨型(in-track type)线性感应电机的个人快速运输系统的一部分的示例，其中，主芯(primary core)沿着轨道布置。但是，应该理解，这里所述的控制车辆的方法可以应用于自动车辆行驶在其中的任何类型的轨道交通网系统，具体地讲，可应用于任何类型的PRT系统，例如，可应用于主芯和电机控制器位于车上的车载系统。

个人快速运输系统包括轨道，一部分轨道在图1中由标号6表示。轨道一般形成交通网，一般包括多个并入处和分岔处。个人快速运输系统还包括多辆车，车辆由标号1表示。在该示例中，车辆通过线性感应电机(LIM)的推进力沿着轨道在车轮上运动。正常情况下，每辆车可以承载3或4名乘客，但是应该理解，车辆可以承载更多或者更少的乘客。图1a示出了带有1a和1b两辆车的轨道部分6，而图1b示出了单辆车1的放大视图。即使仅有两辆车在图1a中被示出，但应该理解，个人快速运输系统可包括多辆车。通常，每辆车一般包括由底盘或车架承载轮22支撑的客舱。在WO 04/098970号国际专利申请中公开了PRT车辆的示例，其全部内容通过引用被结合于此。

图1的个人快速运输系统包括内轨型线性感应电机，所述线性感应电机包括由标号5整体上表示且周期性地位于轨道6上/沿着轨道6布置的多个主芯。在图1a中，车辆1a和1b被显示为分别位于主芯5a和5b上的位置。每个车辆具有安装在车辆的底表面上的反应板7。反应板7通常是钢背垫板上的由铝、铜等制成的金属板。

每个主芯5通过电机控制器2被控制，电机控制器2给对应的主芯提供适合的AC电源，以控制使车辆加速或者减速的推力。当反应板位于主芯之上时，由主芯5给予的推力作用在反应板7上。为此，每个电机控制器2包括给主芯5供给驱动电源的变换器(inverter)或者开关装置，例如用于切换电流(相位角调制)的固态继电器(SSR)。电机控制器2根据外部控制信号9控制驱动电源的电压/频率。通常，如果在例如磁通的密度和频率相同的条件下，在所述板7和主芯5之间产生的电磁推力与所述板7和主芯5之间的空气间隙的面积成比例。电机控制器可与每个主芯相邻或者位于容易进入以进行维修的柜体中。在后者情况下，一个电机控制器可被开关以控制多个主芯。

所述系统还包括用于检测车辆沿着轨道的位置的多个车辆位置检测传感器。在图1的系统中，车辆位置通过车辆位置传感器8被检测，所述车辆位置传感器8适于检测靠近各个传感器的车辆的存在。虽然图1中的车辆位置传感器8被示出为与多个主芯5一起沿着轨道6布置，但是车辆位置传感器的其它位置也是可以的。具体地讲，每个车辆可包括一个或者多个车载车辆位置检测传感器，以使得每辆车在被车载车辆传感器测量时将位置和速度传送给电机控制器。

车辆位置传感器可通过任何合适的检测机构检测车辆的存在。在优选实施例中，车辆位置传感器还检测参数，例如车辆速度、方向和/或车辆ID。

术语“车辆位置检测传感器”指的是任何用于检测车辆的位置和速度的装置，例如旁路传感器(wayside sensor)、车载传感器、内轨传感器(in-tracksensor)等。

可选地或者附加地，车辆的位置和速度可通过其他类型的车辆检测手段(例如车载推算定位法(dead reckoning))被检测，其中，基于先前确定的位置，并基于已知速度、经过的时间和路线从所述位置的行进，来推测车辆的当前位置。

所述系统还包括一个或者多个区域控制器10，用于控制PRT系统的至少一个预定部分或者区域的操作。例如，由区域控制器控制的部分可包括在此所述的并入点的并入控制区域，或者构成在此所述的并入点的并入控制区域。每个区域控制器在由区域控制器10控制的区域中与电机控制器2的子集连接，以允许每个电机控制器2与对应的区域控制器10之间通过例如点对点通信的有线通信、总线系统、诸如局域网(LAN)的计算机网络等进行数据通信。可选地或者附加地，区域控制器可被构造成与机动车辆或者安装有轨道的电机通过例如无线通信信道、通过例如射频通信来进行通信。虽然图1仅描述了一个区域控制器，但是应该理解，PRT系统通常包括任意合适数量的区域控制器。所述系统的不同部分/区域可通过各自的区域控制器被控制，从而允许所述系统适当的缩放，并提供彼此独立的单个区域的操作。此外，虽然没有在图1中示出，但是每个区域控制器10可被构造为多个单独的控制器，以提供对区域中的电机控制器(例如轨道的预定部分的电机控制器)的分布式控制。可选地或者附加地，可对每个区域提供多个区域控制器，以通过冗余增加可靠性，或者给不同组的区域控制器提供直接的通信通道。

当从电机控制器接收到指示被检测车辆的位置和车辆ID的合适的检测信号时，区域控制器10识别出每个车辆(1，1a，1b)的位置。或者，可以直接从车辆接收到位置和速度。区域控制器可在由区域控制器控制的区域内利用所有车辆的各个记录维持实时数据库系统。

此外，区域控制器计算两辆车之间的距离，该距离由车辆1a和1b之间的距离11表示。因此，区域控制器10根据计算的两辆车之间的距离11确定车辆1a和1b的各自期望/建议的速度，以保持期望的车辆之间最小车间时距或者安全距离，并且管理专门区域内的全部交通流量。因此，区域控制器可将关于检测车辆的空闲距离和期望/建议速度的信息在车辆被检测的位置返回给电机控制器。或者，区域控制器可确定期望的速度调节程度并将对应的命令发送给电机控制器。

在一些实施例中，区域控制器仅将速度命令返回给电机控制器就足够。

在车载系统中，区域控制器可与车辆经例如适合的无线通信信道对关于车辆的空闲距离和/或速度命令进行通信，在该车载系统中，主芯和电机控制器位于车辆上。

可选地或者附加地，速度还可通过电机控制器基于被确定的空闲距离被计算。因此，由于电机控制器可基于最后知道的车辆的空闲距离计算速度，所以安全控制不取决于与区域控制器的连续通信。

PRT系统还可包括中央系统控制器20，该中央系统控制器20连接到区域控制器10，以允许区域控制器和中央系统控制器20之间进行数据通信。中央系统控制器20可安装在PRT系统的控制中心中，并且被构造成检测并控制整个系统的运行状态，优选地包括交通管理任务(诸如负载预报、空车管理、乘客信息等)。

每辆车1可包括总体上由13表示且用于车辆的控制操作的车辆控制器。具体地讲，车辆控制器13可控制安装在车辆1中的一个或者多个紧急制动器21的操作。

图2示出车辆的队列优先级的示例。图2a示出在上游轨道203上行驶的车辆201和202以及在上游轨道206上行驶的车辆204和205。

在自动车辆系统(例如PRT系统)中的车辆需要以与前面车辆的至少最小安全距离d_s行驶，以确保乘客的安全。安全距离通常指可基于特定安全需要预先确定的最小距离。对于安全距离的一般要求是足以确保以下情况，即，如果一辆车突然停止，则后面的车辆在撞到停滞车辆之前能够停下。但是，这种特定需要可能不总是需要，例如，如果在车辆序列中的车辆没有承载乘客，则安全距离不需要和车辆承载乘客时的情况一样长，但是，在任何情况下，都存在根据例如车辆的状况和/或环境的最小安全距离。对于在轨道网络中的行驶车辆的安全距离可根据车辆的速度、检测延迟、制动应用延迟、可接受的制动率等。

在通过并入点207后，车辆201、202、204和205将在同一下游轨道208上行驶，见图2b。

车辆201和204显示为空车，空车由白色表示，而车辆202和205显示为负载车，负载车由黑色阴影表示。负载车辆202和205对于前后的各个车辆应该具有至少的安全距离d_s。但是，由于车辆201和204是空车，与安全距离d_s相比，空车可以以彼此更短的距离行驶，所以在该系统中不危及乘客的安全。以减小的车辆间的距离行驶的车辆序列被定义为队列，队列中的车辆间的距离被称为队列距离d_p。

图2还示出控制上游轨道203和206的一部分的区域控制器209，上游轨道203和206位于相对于并入点207被定义为预定并入区域(未显示)中。例如，并入区域可被限定为覆盖每个上游轨道的特定上游轨道部分。可根据通常的车辆速度、通常的车辆间的距离、车辆的制动和加速性能、车辆速度改变的期望平稳度和/或其它因素来选择并入区域中的轨道的长度。

并入控制单元209还给接近并入点207的每个车辆分配优先级值。例如，基于关于由并入控制器209控制的区域中的所有车辆的信息、优选地还基于关于在由并入控制单元209控制的区域外的上游行驶的车辆的信息，可给车辆分配并入优先级。例如，并入控制单元209可经例如区域控制器之间的有线或者无线通信链路从一个或者多个其它区域控制器和/或从中央系统控制器接收信息。在可选择的实施例中，通过中央控制单元分配优先级。在一些实施例中，由于例如交通环境中的改变，并入优先级可一次性分配、改变。下面将对并入优先级的分配进行更加详细地描述。

基于分配的优先级，例如车辆201、202、204和205的负载状态，控制单元209决定哪辆车应该根据预定的优先级先通过并入点207。控制单元209可给每辆车分配其通过并入点207的通过时间。

车辆的速度必须根据分配的通过时间被调整。为此，在车辆的车载速度控制的情况下，并入控制单元可与每辆车201、202、204和205对分配的通过时间进行通信，从而允许车辆调整他们各自的速度。或者，并入控制单元209可确定用于使车辆加速或者制动预定量的速度命令，将一个或者多个速度命令传送给每辆车和/或传送给沿着轨道布置的电机控制器。控制单元209与车辆和/或基于轨道的电机控制器通过例如无线通信、点对点通信、诸如局域网(LAN)的计算机网络等进行通信。

结果，通过并入控制单元209，车辆只要在上游其速度和位置就能够被控制，从而车辆能够全速并以最小的安全间隔通过并入点。

虽然并入控制单元209在图2中被显示为一个装置，但是应该理解，并入控制单元209在一个或者多个位置上能够包括一个或者多个部件。并入控制单元209可以是结合图1描述的区域控制单元中的一个。或者，并入控制单元209可以是集成到区域控制器中的单独功能性模块或者单独的单元。虽然仅有一个并入控制单元在图2中被示出，但是应该理解，自动车辆系统(例如PRT系统)可包括任何合适数量的并入控制单元。此外，虽然仅有四辆车、两个上游轨道和一个下游轨道在图2中被示出，但是应该理解，在并入点和自动车辆系统(例如PRT系统)中，能够存在任何数量的车辆和任何数量的轨道。

为了避免车辆在达到共同的下游轨道208之前从不同的上游轨道203和206在并入点207碰撞，并入控制单元207控制车辆的车辆速度，使得在轨道203和206上的车辆之间的投影距离在并入控制区域中增加。投影距离是假设所有车辆在同一上游轨道上行驶时的距离。通过使上游轨道203上的车辆较快行驶和/或使上游轨道206上的车较慢行驶或者制动等，来执行所述距离的增加。在车辆通过并入点207之前，上游轨道203上的车与上游轨道206上的车之间的投影距离应该增加到安全距离d_s。

优先级规则还可根据一个或者多个整体系统参数，例如，指示整个交通网或者交通网的预定部分(例如，车站、子网、两个节点之间的线路等)的特性的整体性能参数。这样，优先级的分配可根据整体系统的性能随着时间而改变。

在一个实施例中，并入优先级的分配考虑上游线路的特性和/或在上游线路上行驶的车辆的特性。这里，术语“线路”指的是连接交通网的两个节点(例如，两个并入处和分岔处)的轨道。

例如，并入优先级规则可减小排队回到下一个上游节点的风险，在下一个上游节点会沿着其它方向堵塞车辆。具体地讲，这种规则的一个示例考虑并入点的每个上游线路的长度。例如，所述规则可将更高的优先级给予在具有最低空闲容量的上游线路上接近并入点的车辆。例如，线路/轨道的空闲容量可被确定为线路的(最大)容量减去线路上的车辆的数量。所述规则尤其用于避免接近容量的系统中的拥塞。

图3示意性地示出用于将道路优先级分配给系统中的道路的示例，此时，在分岔处的车辆将在其间行驶两个点A和B之间存在多于一条道路。道路优先级可基于已经在可能的道路上行驶的车辆的负载状态。在分岔处的车辆(将在不同道路的任意道路上行驶)的负载状态与已经在点A和B之间的不同道路上行驶的车辆的负载状态进行比较。例如，可以将更高的道路优先级分配给多数行驶的车辆是空车的道路，从而可以控制在分岔处之前的空车行驶在多数行驶的车辆也是空车的道路上。例如，控制系统可基于车站上的传感器例如通过车站出口处的规模或者基于并入点或者分岔点的传感器和/或车辆中的传感器等检测车辆的负载状态。

当两点之间存在多条道路时，选择增加轨道容量的道路。

在图3a中，车辆301朝着分岔点303行驶在轨道302上，在分岔点303，轨道分成两个轨道304和305，每个轨道到点B是不同的道路，车辆301从点A朝着点B行驶。由轨道304和305限定的两条道路具有在其上行驶的多辆车。如果可以选择点A和B之间的道路，其中，车辆301能够与其它空车按照队列行驶，则通过道路引导控制系统308选择该道路。如图3a所示，在轨道304上向前行驶的车辆306是负载车辆，因此车辆306和车辆301之间的距离应该是安全距离d_s。然而，在轨道305上向前行驶的车辆307是空车，因此，车辆307和车辆301之间的距离应该仅是队列距离d_p。通过选择由轨道305限定的道路来用于车辆301的交通，可以增加轨道容量，这是因为空车之间所需要的距离与至少一辆车是负载车时的车辆之间的距离相比更短。而且，与在由轨道304限定的道路上行驶相比，当按照队列行驶时车辆301可更快地到达其目的地，这是因为车辆301可加速以追上前面的空车。

图4示意性地示出将离开优先级分配给从车站离开的车辆的规则的示例。离开优先级基于车辆的负载状态。例如，离开控制系统可(例如)通过车站出口的规模和/或车辆中的传感器等基于车站处的传感器来检测负载状态。

在图4中，轨道401是车辆到达和离开的车站的站台。在图4a中，四辆车停在站台正等待从车站离开。停止的车辆之间的距离可以是例如小于安全距离d_s的短距离，但是，可选地，停止的车辆之间的距离可以是大于例如安全距离d_s的距离。车辆中的两辆车被示出为载有乘客或货物，即，前面的车辆402和最后的车辆405，其中，负载由黑色阴影颜色指示。通常，新来的乘客可以搭乘停在车站的最空的车辆。其他两辆车403和404是空的(由白色阴影颜色指示)。

在图4b中，车辆402和403均离开车站，并朝着主轨道408在出口轨道406上行驶。车辆402和403的离开时间隔开安全车间时距，由于车辆402承载，所以在这些车辆从出口轨道406离开到达主轨道408时可具有安全距离d_s。离开车辆之间的车间时距可以是安全车间时距，但是，出口轨道上的空车的加速会导致车间时距增加，以确保来自出口轨道406的空车和在主轨道408上行驶的负载车辆之间的距离等于安全车间时距。当来自出口轨道406的车辆以全速进入主轨道408时，该车辆可具有安全距离。

在出口轨道406的端部可达到安全距离d_s和/或队列距离d_p。出口轨道406可具有用于等待离开的车辆的间隔和到达主轨道408的加速距离。

在图4c中，车辆404也从车站离开，并在出口轨道406上行驶，由于控制系统407检测到两辆车402和403是空的，所以车辆404的离开时间可被调整，使得车辆402和403之间的距离等于队列距离d_p，从而车辆403和404在离开车站轨道401时按照队列行驶。因此，车辆403和404均具有队列距离d_p，并在它们从出口轨道406出去时可按照全速行驶。

虽然附图示出当车辆403和404从车站轨道401离开时，在出口轨道406上形成车辆403和404的队列，但是，由于离开时间被调整，所以这些正离开的空车具有队列距离，应该理解，可选地，当车辆403和404从出口轨道406离开时，可形成车辆403和404的队列。在这种情况下，车辆404可加速，以在出口轨道406上赶上车辆403。可选地，可在车站轨道401处形成空车的队列。

可通过控制离开时间执行车辆的控制，车辆可在出口轨道上加速，以当进入主轨道时具有正确的速度。当在车站轨道上时，车辆可紧靠在一起停止，并在进入主轨道之前，车辆可在出口轨道处紧靠在一起等待。控制车辆以队列行驶可依赖于来自控制系统的开始命令的时间。

在图4d中，车辆405也离开车站轨道401，并正从车站开始在出口轨道406上行驶，车辆405与前面的车辆404之间具有安全距离d_s。空车403和404可以队列行驶，只要所述车辆没有承载即可。

通过使空车之间的开始车间时距小于车辆(车辆中的至少一辆车承载)之间的开始车间时距，车辆之间的距离可被调整成分别与队列距离和安全距离一致。因此，为了赶上空车或者前面的队列而进行的车辆加速可不发生。因此，所有车辆的速度分别和例如加速可以相同。

当在例如出口轨道上或者在并入处没有形成队列时，可进行空车在主轨道上的加速，以形成队列。

离开控制系统407可通过检测车辆的负载状态来控制车辆从车站离开。

例如，可限定离开控制系统407，使其覆盖车站轨道的特定轨道部分和/或从车站开始的出口轨道。接着，离开控制系统可检测正到达和正离开车站的所有车辆，并检测车辆的负载状态，并且相应地分配离开优先级。

例如，离开控制系统407可例如通过区域控制器之间的有线或者无线通信链路从网络上的一个或者多个区域控制器和/或中央系统控制器接收信息。在可选的实施例中，可通过中央控制单元分配离开优先级。在一些实施例中，即使分配了离开优先级，但是例如由于交通状态的改变可改变离开优先级。

在图4中，虽然离开控制系统407被示出为一个装置，但是应该理解，并入控制单元407可包括在一个或者多个位置的一个或者多个部分。离开控制单元407可以是结合图1描述的区域控制单元中的一个。可选地，离开控制单元407可以是集成在区域控制器中的单独的单元或者单独的功能模块。虽然在图4中示出了一个离开控制单元，但是，应该理解，自动车辆系统，例如，PRT系统可包括任何合适数量的离开控制单元。此外，虽然在图4中使出了只有四辆车、一个车站轨道和从车站开始的一个出口轨道，但是应该理解，在自动车辆系统，例如，PRT系统中，可具有任何数量的车辆以及到达车站和从车站开始的任何数量的轨道。

在一个实施例中，车站可具有多于一个车站轨道，因此，可具有用于使车辆离开的更多轨道，这表示来自不同轨道的车辆在从车站开始的出口轨道上行驶之前可并入。这使得通过如图2所示的并入也可形成空车的队列，因此，参照图2进行的描述也可应用于该实施例/状态/情况。

此外，图4中的出口轨道406可进入主轨道，来自出口轨道406的车流可通过参照图2描述的并入方法与主轨道上的车流并道。

应该理解的是，在此所描述的方法的实施例可例如通过计算根据不同的规则计算出来的优先级的权重和和/或通过响应于整体系统性能来选择不同的规则，来使用上述和/或可选规则的结合。例如，当系统在接近其容量运行时可使用不同的规则，所述规则不同于在系统仅其车辆人口稀少的情况下使用的规则。

图5示出并入控制的整体方法的示例的流程图。在步骤501中，例如，通过与并入控制单元进行通信的车辆、通过检测车辆的存在情况的内轨式车辆传感器等等，在自动车辆系统(例如，PRT系统)中的上游轨道上朝着并入点行驶的车辆被检测到驶入并入点的并入控制区域。此外，通过并入控制单元检测车辆的负载状态。在步骤502中，控制单元计算让车辆通过并入点的分配的通过时间，这确保在车辆与将要通过同一并入点的来自其他上游轨道的其他车辆之间存在预定投影安全距离，使得车辆不会在并入点处相互碰撞。如在此所描述的，控制单元根据预定的并入控制优先级(例如，基于车辆的负载状态)来计算通过时间。在步骤503中，控制单元使车速被调整，从而车辆在分配的通过时间通过并入点，从而保持车辆之间的预定安全距离。车辆可基于从并入控制器传送给车辆的通过时间和/或车速命令来控制其自身的车速。可选地，车速可通过沿着轨道布置的电机控制单元来控制。在步骤504中，车辆被检测到在分配的通过时间以至少到并入控制区域中的其他车辆的预定的安全距离通过并入点。接着，在步骤505中，如果检测到车辆是空的，则控制单元检查在前面行驶的车辆是否也是空的。如果两辆车都是空的，则控制所述两辆车按照小于在并入点应用的预定安全距离的预定队列距离行驶。车辆可以加速以赶上前面的空车。如果两辆车都不是空的，则所述两辆车从并入处开始持续按照预定的安全距离行驶。之后，在下游轨道上持续进行正常的车速控制。

图6示出了控制车辆从车站离开的整体方法的示例的流程图。在步骤601中，停在车站的车辆在自动车辆系统(例如，PRT系统)中的出口轨道上离开车站，并且，例如，通过与离开控制系统进行通信的车辆、通过检测车辆的存在情况的内轨式车辆传感器等等，检测到所述车辆离开车站。此外，通过离开控制单元检测车辆的负载状态，如果正离开的车辆是空的，则在步骤602中，控制单元检查在正离开的车辆前面行驶的车辆是否也是空的。如果两辆车都是空的，则控制单元确保正离开的车辆按照小于车辆(所述车辆中的至少一辆车是承载的)之间的安全距离的预定队列距离跟随前面的车辆。如果两辆车都不是空的，则控制单元确保正离开的车辆按照用于负载车辆的预定安全距离跟随前面的车辆。在步骤603中，控制单元计算正离开的车辆能够行驶的速度，以达到与前面的车辆的安全距离。如果两辆车都是空的，则正离开的车辆可以加速，以赶上行驶在前面的车辆。车辆可基于从离开控制单元发送到车辆的速度命令控制其自身的速度。可选地，车速可通过沿着轨道布置的电机控制单元来控制。在步骤604中，车辆被检测到已经达到了与前面的车辆的预定距离。在步骤605中，可进行出口轨道上的车辆的正常速度控制，并通过自动车辆系统中的一些其他控制单元进行控制。

图7示出了当在自动车辆系统中在两点之间具有多于一个路径时控制在两点之间行驶的空车的路径方向的整体方法的示例的流程图。在步骤701中，例如，通过与控制系统进行通信的车辆、通过检测车辆的存在情况的内轨式车辆传感器等等，在轨道上朝着分岔点(从该分岔点到目的地点具有两条路径)行驶的空车被检测到驶入分岔点。在步骤702中，控制单元确定在通往目的地点的至少两个轨道中的一个轨道上行驶在空车前面的车辆中的一辆车是否也是空的。如果在轨道中的一个轨道上行驶在前面的车辆中的一辆车也是空的，则控制单元确保空车也在同一轨道上行驶。如果在任何轨道上在空车前面行驶的车辆中没有一辆车是空的，则控制单元根据其他条件/规则而不是根据负载状态选择空车应该行驶的路径。在步骤703中，控制单元计算空车可行驶的速度，以达到与前面的车辆的预定距离。如果两辆车都是空的，则车辆可加速，以赶上在前面行驶的车辆。控制系统确保车辆按照小于车辆(所述车辆中的至少一辆车是承载的)之间的预定安全距离的预定队列距离跟随前面的车辆。如果在空车前面行驶的车辆中没有一辆车是空的，则控制单元确保车辆按照用于负载车辆的预定安全距离跟随前面的车辆。车辆可基于从控制单元发送到车辆的速度命令控制其自身的速度。可选地，车速可通过沿着轨道布置的电机控制单元来控制。在步骤704中，车辆被检测到已经达到了与前面的车辆的预定距离。在步骤705中，可进行出口轨道上的车辆的正常速度控制，并通过自动车辆系统中的一些其他控制单元进行控制。

在此所描述的方法和控制系统，具体地讲，在此所描述的车辆控制器、并入控制器/区域控制器和电机控制器可通过包括多个离散元件的硬件以及通过适于编程的微处理器或其他处理装置来实现。术语“处理装置”是指包括适于执行在此所描述的功能的任何电路和/或装置，例如，由程序代码工具(例如，计算机可执行指令)的执行所致。具体地讲，上述术语包括通用或专用的可编程微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑阵列(PLA)、现场可编程门阵列(FPGA)、专用电子电路等或其结合。

在列举多种装置的装置权利要求中，这些装置中的多种装置可以通过一个且相同项目的硬件(例如，适于编程的微处理器、一个或多个数字信号处理器等)来实施。事实上，在互为不同的从属权利要求中列举或者在不同的实施例中描述的某些措施并不表示这些措施的组合不能加以利用。

尽管已经详细描述和显示了一些实施例，但是本发明不限于此，而是还可以以在由权利要求限定的主题的范围之内的其他方式来实施。具体地讲，应该理解的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可使用其他的实施例，并可进行结构和功能上的修改。

具体地讲，本发明的实施例主要结合内轨式PRT系统进行描述。然而，应该理解的是，其他PRT系统，例如，车载PRT系统和其他推进系统以及除PRT系统之外的自动车辆系统可结合本发明来进行应用。

应该强调的是，在本说明书中使用的术语“包括”用于指明所述特点、整体、步骤或组件的存在，但是不排除一个或多个其他特点、整体、步骤、组件或其组合的存在或添加。