一种地铁系统用作真空管道交通支线及车站的方法与系统

摘要

一种地铁系统用作真空管道交通支线及车站的方法，把既有城市地铁用作真空管道交通市内支线，地铁站用作真空管道交通市内车站，使长途乘客可就近从地铁站乘坐真空管道交通车辆，消除换乘环节。以及一种地铁系统用作真空管道交通支线及车站的系统，包括主管道、气闸站、渡线、道岔、车辆、渡车、地铁线路、地铁站，渡线连接气闸站和地铁线路，渡车由地铁车辆改制而成，轮廓限界跟地铁车辆相同；内部包括承载轨道，跟气闸站的承载轨道一致，供停放真空管道车辆及其进出使用。本发明使长途乘客可就近从地铁站乘坐真空管道交通车辆，消除换乘环节，减少旅行时间，提高出行效率；通过利用既有地铁站，省却为真空管道交通新建车站，节约建设成本。

说明书

技术领域

本发明属于真空管道交通技术领域，具体涉及一种地铁系统用作真空管道交通支线及车站的方法与系统。

背景技术

便捷出行、快速到达目的地和尽可能缩短旅行时间，是交通运输始终不渝的永恒追求目标。

飞机是远距离交通工具，速度快，但机场都远离市区，去往机场常常需要花费较长时间，一般在1小时以上。到达机场后换票、安检、候机、登机又需要较长时间，通常又需要1小时以上。

高铁是现有的中长距离交通工具，速度较快。高铁站虽然离市区较近，或者在市内，但站点少，中小城市一般只设置一座高铁车站，特大城市才会有2个以上高铁站。乘客出门到高铁站，一般都需要先乘坐汽车、公交或地铁，再换乘高铁。一定程度上降低了高铁的出行效率。

如果能在家门口就近上车，省去换乘环节，则可极大方便长途旅行，减少旅途时间，大大提高远程旅行效率。

现有的城市地铁、轻轨，实现了就近乘车，快捷而又方便，但仅仅作为一种短途交通工具而被应用。如何既能像飞机、高铁一样高速，又具备城市轨道交通的便捷，这是未来交通系统需要解决的问题。

真空管道交通是一种即将建设实施的未来交通系统，由于同时消除了机械摩擦和空气阻力，所以速度很快，可达到超音速；仅使用少量电力，能耗低；无废气排放，噪声很低，不污染环境；不受风、雪、雨、雾和雷电等气象因素影响；相对安全，且建设成本较低。运行速度高于飞机、高铁，且有可能如地铁一样就近便捷搭乘。

发明内容

为了使真空管道交通具备就近搭乘功能和减少换乘环节，进一步降低全程旅行时间，并充分利用既有基础设施，在不大幅度增加建设成本的前提下提高交通系统运行效率，本发明公开了一种地铁系统用作真空管道交通支线及车站的方法及系统。本发明使长途乘客可就近从地铁站乘坐真空管道交通车辆，消除换乘环节，减少旅行时间，提高出行效率；通过利用既有地铁站，省却为真空管道交通新建车站，节约建设成本。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种地铁系统用作真空管道交通支线及车站的方法，把既有城市地铁用作真空管道交通市内支线，地铁站用作真空管道交通市内车站，使长途乘客可就近从地铁站乘坐真空管道交通车辆，消除换乘环节，包括以下步骤：

1）根据调度需求，载有真空管道车辆的渡车 按调度指令到达候车乘客所在地铁站；

2）乘客在地铁站通过渡车车门和真空管道车辆车门进入真空管道车辆；

3）渡车车门和真空管道车辆车门关闭，由渡车和真空管道车辆组成的支线车辆按优化路径驶向出发场气闸站，行驶过程中启动真空管道车辆内部生命支持系统，给车内供氧和进行空气调节；

4）支线车辆经由道岔和渡线到达气闸站，渡车通过锁紧机构与气闸站建立起密闭连接；

5）载有乘客的真空管道车辆离开渡车进入气闸站；

6）气闸站外闸门关闭，由真空泵对气闸站抽真空，直到气闸站真空度达到主管道内相同的真空度水平；

7）气闸站内闸门打开，真空管道车辆离开气闸站，经由衔接岔管进入主管道，驶向目的地城市。

所述真空管道车辆到达目的地城市后，乘客可以从目的地城市的真空管道车站离开；也可以通过步骤1）~7）的逆操作，由真空管道车辆从真空管道主管道进入地铁线路后，从地铁线路离开。

所述步骤3）中，在渡车从地铁车站向真空管道气闸站行驶的过程，完成乘客身份验证和安全检查，具体步骤包括：

Ⅰ）乘客进入真空管道车辆后，渡车车门和真空管道车辆车门关闭，载有真空管道车辆的渡车驶离地铁站；

Ⅱ）车内通过人脸自动识别系统、指纹识别系统或者其他方式，对乘客进行身份确认；车内装载的自动化安检系统对乘客所带行李和随身物品进行检查；

Ⅲ）当乘客不能通过身份验证、安全检查时，触发车载报警装置，该车辆停靠某一地铁站台、专用安检站或警务站，提示可疑乘客下车或者由工作人员对可疑乘客及物品实施检查。

以及一种地铁系统用作真空管道交通支线及车站的系统，真空管道交通系统的主管道与地铁交通系统的地铁线路通过渡线连接；管道与渡线、渡线与地铁线路的连接部位为道岔；渡线上设置气闸站；气闸站的内闸门面向真空管道主管道方向，气闸站的外闸门面向地铁交通系统的地铁线路方向；

支线车辆包括真空管道车辆和渡车；真空管道车辆在主管道、主管道与气闸站间的渡线、气闸站内行驶；渡车在地铁线路、地铁线路与气闸站间的渡线内行驶；真空管道车辆内设有生命支持系统；渡车的车厢、气闸站内部空间足以容纳真空管道车辆，渡车的车厢内设有承载轨道；渡车与气闸站可以通过锁紧机构密闭连接，密闭连接时，渡车内的承载轨道与气闸站内的轨道相连接。

所述渡线在气闸站与地铁线路间设有支线，该支线包括渡线支线a与渡线支线b两条渡线通道，其中渡线支线a供载有真空管道车辆的渡车驶向市内，渡线支线b供空载渡车避让载有真空管道车辆的渡车并驶向气闸站。

所述渡线包括并列布置的出发渡线与到达渡线，出发渡线上设有出出发气闸站站，到达渡线上设有到达气闸，出发气闸站站与到达气闸并列设置。

所述出发气闸站站外闸门外、到达气闸外闸门外的出发渡线与到达渡线上设置转辙器；转辙器可以实现渡车在出发渡线与到达渡线间的快速转换。

所述转辙器为平移式转辙器或者旋转式转辙器中的一种或多种。

所述支线车辆可自带动力行驶，也可由其他牵引车牵引；支线车辆包括真空管道车辆和渡车；渡车内有承载轨道，承载轨道与主管道内轨道相同，可以支承和固定真空管道车辆；渡车两端结构相同，两端均可打开，承载轨道在渡车端部可与气闸站内轨道相对接；真空管道车辆底部安装若干与承载轨道相匹配的承载轮，使得真空管道车辆可以进出渡车。

所述真空管道车辆、渡车、气闸站可以具有多种尺寸，当真空管道车辆尺寸较小或者渡车、气闸站尺寸较大时，一节渡车内可搭载一辆或多辆真空管道车辆，气闸站内可同时容纳一辆或多辆真空管道车辆。

本发明的有益效果是：

1）本发明可以使真空管道交通乘客出门可就近乘坐真空管道车辆，省去换乘环节，节约旅行时间；

2）本发明充分利用已经存在的地铁、轻轨等基础设施，作为真空管道交通的城市支线及车站，使既有基础设施和资源的效用得到充分发挥，节约建设成本；

3）本发明省却投资新建专用真空管道交通车站，而使能实际发挥作用的乘客站点数量最大化，为全球的门到门高速、便捷旅行提供现实条件和实施方法。

附图说明

图1为本发明中真空管道交通支线及车站的线路布局示意图；

图2为本发明到达场双渡线布置时渡线支线a与渡线支线b的布局示意图；

图3为本发明出发场与到达场混合布置时出发渡线、到达渡线及转辙器的布局示意图；

图4为载有真空管道车辆的渡车的结构示意图；

图5为载有真空管道车辆的渡车与气闸站对接时的工作原理示意图；

图6为真空管道车辆离开渡车进入气闸站的工作原理示意图。

图中，1为主管道；2为渡线；21为渡线支线a；22为渡线支线b；23为出发渡线；24为到达渡线；3为道岔；4为地铁线路；5为支线车辆；51为真空管道车辆；52为渡车；6为地铁车站；7为气闸站；71为出出发气闸站站；72为到达气闸站；8为承载轮；9为承载轨道；10为锁紧机构；11为转辙器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细描述，但本发明不局限于以下实施例。

参照图1~图6，一种地铁系统用作真空管道交通支线及车站的方法与系统，利用已经建成运营的地铁线路，作为真空管道交通进入城市后的支线；利用地铁的各个车站，作为真空管道交通乘客上下的车站。

本发明给出的真空管道交通支线车辆为专用车辆，不同于已经运营中的地铁车辆。其特征是，支线车辆由两部分组成，即支线渡车和真空管道车辆。支线渡车的车架、动力系统跟地铁车辆相同，整车横断面轮廓和限界跟地铁车辆相似。也可对既有地铁车辆进行改装而形成支线渡车，或者在既有地铁车辆基础上修改设计而制造支线渡车。支线渡车跟地铁车辆的区别是，车内设置有停放并临时固定真空管道车辆的承载轨道，端部有跟真空管道气闸站连接的对接装置。支线渡车内的承载轨道跟气闸站内的轨道一致，保证真空管道车辆能够从支线渡车内顺利进入气闸站内。真空管道车辆设置有侧门，在支线渡车内停放时，侧门跟支线渡车侧门相对应，以便于乘客从地铁站台进入真空管道车辆。

真空管道交通市内支线由两部分组成，一是既有的地铁线路，二是连接地铁线路和真空管道气闸站的渡线。渡线只供真空管道支线车辆行驶，承担城市交通任务的地铁车辆不驶入渡线。渡线跟地铁线路之间用常规道岔连接，渡线跟气闸站之间通过专用设施衔接。在渡线跟气闸站衔接处，要保证当支线车辆的渡车跟气闸站对接后，渡车内的承载轨道跟气闸站内的承载轨道在同一水平面上。渡车内的承载轨道跟气闸站内的承载轨道可设置成无缝连接，也可设置成有缝连接。

渡线分到达场渡线和出发场渡线。对于到达场渡线，为避免空载渡车前往气闸站时占用搭载了到达真空管道车辆的渡车驶往市区所必需的渡线空间，避免堵车和降低通行效率，可设置双线渡线，其中一条渡线供载有真空管道车辆的支线车辆驶向市内，一条渡线供空载渡车驶向气闸站。对于出发场渡线，为避免载有乘客及真空管道车辆的渡车前往气闸站时与离开气闸站返程的空载渡车之间冲突和待避，降低通行效率，可为出发场设置双线渡线，其中一条渡线供载有真空管道车辆及乘客的渡车驶向气闸站，一条渡线供空载渡车驶向市内。

出发场气闸站可以设置成单方向专用的，也可设置成为不同去向真空管道车辆提供服务的多用型的。

对于渡线，也可设置成到达场跟出发场混合模式。这种模式下，出发渡线跟到达渡线并列布置，为出发车辆提供服务的出出发气闸站站跟为到达车辆提供服务的到达气闸站并列布置。在靠近两个气闸站外闸门的两条渡线之间设置转辙器，供出发渡线上已经空置的渡车就近、快速转移到到达渡线上，以便到达的真空管道车辆离开气闸站进入该空载渡车。转辙器可以是平移式的，也可以是旋转式的。

运行时，根据乘客出行请求或预订，载有真空管道交通车辆的支线渡车到达地铁站台，渡车车门及真空管道交通车辆车门打开，经过身份识别验证后，拟乘坐真空管道车辆的长途乘客经由渡车车门进入真空管道车辆。渡车车门和真空管道车辆车门关闭，载有真空管道车辆的支线渡车驶离地铁站，前往真空管道气闸站。地铁车辆和真空管道支线渡车之间的到达及始发次序通过调度优化合理安排。

为进一步压缩乘客花在身份验证和安检上的时间，实现快速、高效旅行，可在车内完成身份验证和安检。利用支线渡车从地铁车站向真空管道气闸站行驶的时间，完成乘客身份验证和安全检查工作。操作方法是，当乘客进入真空管道车辆并就坐后，渡车车门和真空管道车辆车门关闭，载有真空管道车辆的支线渡车驶离地铁站。与此同时，车内自动人脸识别系统或指纹识别系统或其用他方式，对乘客进行身份确认，车内自动化安检系统对乘客所带行李和随身物品进行检查。如有乘客不能通过身份验证，或者携带了可疑的危险物品或违禁物品，则触发报警装置，该车辆就近停靠某一地铁站台，提示可疑乘客下车，或者由工作人员对可疑乘客及物品实施检查。该车辆也可直接驶向专用安检站或警务站。

通过查验的乘客及车辆则按自动化调度系统编排的优化路径直接驶向气闸站及真空管道主管道。该车辆一旦得到安检确认，渡车内的真空管道车辆即实施气密性操作，车门气密性锁紧，车内启动供氧、空气调节等生命保障系统。该支线车辆通过连接道岔，经渡线到达气闸站。

支线车辆通过设置在端部的对接机构跟气闸站对接、锁紧，这时气闸站位于渡线一端的外闸门处于打开状态，位于主管道一端的内闸门处于关闭状态，气闸站内为常压状态。载有乘客的真空管道车辆离开渡车进入气闸站，气闸站外闸门关闭，启动真空泵对气闸站内抽真空，直至达到跟主管道内相同的真空度。然后气闸站内闸门打开，真空管道车辆进入主管道，始向目的地城市。

在车辆到达目的地城市的气闸站时，该气闸站位于真空管道主管道一端的内闸门提前处于打开状态，迎接到达车辆。真空管道车辆经过内闸门进入目的地城市气闸站，内闸门关闭，位于目的地城市渡线一端的外闸门打开，气闸站充气至常压。这时渡车已经跟气闸站相对接，等待真空管道车辆进入。真空管道车辆离开气闸站进入渡车，渡车与气闸站之间锁紧机构解锁，渡车离开气闸站，沿渡线始向预订的离家最近的地铁车站。

渡车车门类似于地铁车站的屏蔽门，真空管道车辆在渡车内部，其车门类似于地铁车厢车门，二者同步打开、同步关闭，或者略有延迟。

综合以上，本发明的实施方式可总结为：

一种地铁系统用作真空管道交通市内支线及车站的方法，把既有城市地铁用作真空管道交通市内支线，地铁站用作真空管道交通市内车站，使长途乘客可就近从地铁站乘坐真空管道交通车辆，消除换乘环节；通过利用既有地铁站，省却为真空管道交通规划建设乘客上下车车站。运行包括如下步骤：

第一步，根据乘客预订和客流情况，载有真空管道车辆的渡车按调度指令到达候车乘客所在地铁站；

第二步，乘客在地铁站通过渡车车门和真空管道车辆车门进入真空管道车辆；

第三步，渡车车门和真空管道车辆车门关闭，由渡车和真空管道车辆组成的支线车辆驶离，按优化路径驶向出发场气闸站，行驶过程中同时启动真空管道车辆内部生命支持系统，给车内供氧和进行空气调节；

第四步，支线车辆经由道岔和渡线到达气闸站，通过锁紧机构把渡车跟气闸站坚固连接在一起；

第五步，载有乘客的真空管道车辆离开渡车进入气闸站；

第七步，气闸站外闸门关闭，由真空泵对气闸站抽真空，直到达到跟主管道内相同的真空度水平；

第八步，气闸站内闸门打开，真空管道车辆离开气闸站，经由衔接岔管进入主管道，驶向目的地城市；

真空管道车辆到达目的地城市后，执行上述逆操作，最终到达乘客预订的目的地地铁站。

利用支线渡车从地铁车站向真空管道气闸站行驶的时间，完成乘客身份验证和安全检查工作。操作方法是，当乘客进入真空管道车辆并就坐后，渡车车门和真空管道车辆车门关闭，载有真空管道车辆的支线渡车驶离地铁站；与此同时，车内自动人脸识别系统或指纹识别系统或其用他方式，对乘客进行身份确认，车内自动化安检系统对乘客所带行李和随身物品进行检查；如有乘客不能通过身份验证，或者携带了可疑的危险物品或违禁物品，则触发报警装置，该车辆就近停靠某一地铁站台，提示可疑乘客下车，或者由工作人员对可疑乘客及物品实施检查；该车辆也可直接驶向专用安检站或警务站。

如果一个地铁站的乘客上车后真空管道车辆内还有剩余座位，而附近其他地铁站还有去往同一目的地城市的乘客在候车，该渡车则驶到候车乘客所在地铁车站继续搭载乘客，直至真空管道车辆内部满载，或者暂时没有去往同一城市的候车乘客，或者已经上车的乘客愿意支付加急直达服务费，则该渡车载着真空管道车辆驶向始发地城市气闸站；

如果一节车辆内搭乘了去往同一城市内不同地铁车站的乘客，则该真空管道车辆先到达目的地城市气闸站，气闸站内闸门关闭，外闸门打开充气至常压，真空管道车辆离开气闸站，进入等候的渡车；

载有到达真空管道车辆的渡车经渡线、道岔进入目的地城市地铁线路，并在乘客预订的地铁车站分别停靠，让乘客在各自预订的地铁车站下车。

以及一种地铁系统用作真空管道交通市内支线及车站的系统，包括真空管道主管道、气闸站、渡线、道岔、真空管道车辆、渡车、地铁线路、地铁站，岔线连接主管道和气闸站，渡线一端跟气闸站相连，另一端通过道岔跟地铁线路相连。

所述到达场渡线可设置成双渡线模式，其中一条渡线供载有真空管道车辆的支线车辆驶向市内，另一条渡线供空载渡车驶向气闸站。

对于渡线，可设置成到达场跟出发场混合模式，其特征在于，出发渡线跟到达渡线并列布置，为出发车辆提供服务的出出发气闸站站跟为到达车辆提供服务的到达气闸站并列布置。

在靠近两个气闸站外闸门的两条渡线之间设置转辙器，供出发渡线上已经空置的渡车就近、快速转移到到达渡线上，以便到达的真空管道车辆离开气闸站进入该空载渡车。该转辙器可以是平移式的，也可以是旋转式的。

支线车辆由真空管道车辆和渡车两部分组成，渡车内有承载轨道，供支承和固定真空管道车辆；渡车两端结构相同，均开口，以便于真空管道车辆进出渡车，也有利于渡车编组成列，以及相邻渡车内的承载轨道相对接；渡车内的承载轨道跟气闸站内的承载轨道一致，便于相对衔接，以供真空管道车辆进出。

如果真空管道车辆较小，一节渡车内则可搭载辆真空管道车辆；如果乘客很多，则可安排多辆支线车辆串联成列到乘客候车的地铁站搭载乘客；支线车辆可自带动力行驶，也可由其他牵引车牵引；支线车辆在地铁线上搭载乘客时，可单独行驶，也可跟其他地铁车辆混合编列，对于混编于地铁车辆一起的支线车辆，在完成搭载操作后跟地铁车辆脱离，驶向气闸站；为提高发车效率，可根据需要加长气闸站设置，使一个气闸站内可同时容纳多辆真空管道车辆。

实施例1

参照图1~6，以单节真空管道车辆行驶为例。

把真空管道主管道通过气闸站、渡线、道岔跟城市地铁相联接，使地铁线路成为真空管道交通的城市支线，地铁车站同时成为真空管道交通乘客上下车的车站。

设计制造专用渡车，用于搭载转运真空管道车辆。一节真空管道车辆仅限于驶向一个城市，即一节车辆内仅搭载去往同一城市的乘客，但不要求必须是驶向同一目的地城市的同一地铁站的乘客。真空管道车辆可以是4~10座的小型车辆（3~6m），也可以是10~20座的中型车辆（5~10m），也可以是20~40座的大型车辆（10~20m）。

如果一个地铁站的乘客上车后真空管道车辆内还有剩余座位，而附近其他地铁站还有去往同一目的地城市的乘客在候车，该渡车则驶到候车乘客所在地铁车站继续搭载乘客。直至真空管道车辆内部满载，或者暂时没有去往同一城市的候车乘客，或者已经上车的乘客愿意支付加急直达服务费，则该渡车载着真空管道车辆驶向始发地城市气闸站。

如果一节车辆内搭乘了去往同一城市内不同地铁车站的乘客，则该真空管道车辆先到达目的地城市气闸站，气闸站内闸门关闭，外闸门打开充气至常压，真空管道车辆离开气闸站，进入等候的渡车。载有到达真空管道车辆的渡车经渡线、道岔进入目的地城市地铁线路，并在乘客预订的地铁车站分别停靠，让乘客在各自预订的地铁车站下车。

实施例2

以多节真空管道车辆行驶为例。

如果真空管道车辆较小，1节渡车内则可搭载2辆真空管道车辆。

如果乘客很多，则可安排多辆支线车辆串联成列到乘客候车的地铁站搭载乘客。

支线车辆可自带动力行驶，也可由其他牵引车牵引。

支线车辆在地铁线上搭载乘客时，可单独行驶，也可跟其他地铁车辆混合编列。对于混编于地铁车辆一起的支线车辆，在完成搭载操作后要跟地铁车辆脱离，从而驶向气闸站。

渡车两端结构相同，均开口，以便于真空管道车辆进出渡车，也有利于渡车编组成列，以及相邻渡车内的承载轨道相对接。

为了提高发车效率，可根据需要加长气闸站设置，使一个气闸站内可同时容纳多辆真空管道车辆。