文山東省濟(jì)寧市第一中學(xué)楊天宇

新型電力軌道交通系統(tǒng)

文山東省濟(jì)寧市第一中學(xué)楊天宇

本創(chuàng)意三維造型效果圖

列車停車前需減速后才能實現(xiàn)停車，啟動前又必須經(jīng)過加速才能達(dá)到正常運(yùn)行時的速度。啟動、制動過程消耗的能量比正常行駛時消耗的能量大得多。同時，在各個車站不斷停車還會浪費(fèi)時間。因此本作品提出了不用停車就能實現(xiàn)上、下旅客的電力軌道交通系統(tǒng)。

一、現(xiàn)狀分析

為解決上述問題，國內(nèi)外相關(guān)研究人員、未來主義工程師及一些創(chuàng)意者進(jìn)行了構(gòu)想。如英國設(shè)計公司Priestmangoode提出通過一輛與列車在水平方向接駁的鄰近火車登上列車，列車與區(qū)間車平行行駛時，為乘客提供上、下車的傳輸門。

國內(nèi)顏井強(qiáng)、石如松、袁國慶等提出的列車到站不停車裝置主要是在站臺鋪設(shè)與鐵軌水平平行的上、下客鐵軌，通過火車上設(shè)置的與火車艙門對接的裝置實現(xiàn)上、下旅客。

全海林等提出的鐵路客運(yùn)不停車上、下客結(jié)構(gòu)主要通過水平設(shè)置的主附軌道及叉道實現(xiàn)上、下客車廂的先甩后掛。陳建軍提出利用在列車頂部設(shè)置周轉(zhuǎn)車廂，到站時位于特殊站臺上的周轉(zhuǎn)車廂在列車通過時掛在列車頂部實現(xiàn)上客；下客時，旅客事先進(jìn)入位于列車頂部的周轉(zhuǎn)車廂，通過站臺時，列車卸下下客周轉(zhuǎn)車廂。

由于上述方法均有較大局限性，創(chuàng)意本身存在不足，所以至今列車仍采用到站停車上、下客的方法。

二、設(shè)計方案

本創(chuàng)意由列車運(yùn)行主軌道，位于主軌道上方的附軌道，上、下客輔助車廂，用于驅(qū)動和控制上、下客輔助車廂運(yùn)行的電力驅(qū)動及智能控制系統(tǒng)，可伸縮智能懸掛系統(tǒng)等組成，如圖1所示。

其中，在列車上設(shè)有用于安裝上、下客輔助車廂的底座。如圖2所示，底座上有與輔助車廂下部軌道槽相配的軌道，輔助車廂前端還設(shè)有與列車車廂連接卡槽相配的連接卡扣，方便實現(xiàn)輔助車廂與列車車廂的結(jié)合、分離。

圖1 設(shè)計模型示意圖

圖2 輔助車廂與底座及列車車廂安裝示意圖

三、工作原理

有旅客需要在該站上車時，上車月臺事先進(jìn)入上客輔助車廂，通過可伸縮懸掛控制系統(tǒng)連接在電力驅(qū)動及智能控制系統(tǒng)上。

有旅客需在該站下車時，事先進(jìn)入下客輔助車廂，此時下客輔助車廂無需與可伸縮智能懸掛系統(tǒng)連接，但可伸縮智能懸掛系統(tǒng)需連接在電力驅(qū)動及智能控制系統(tǒng)上。電力驅(qū)動及智能控制系統(tǒng)檢測到列車即將達(dá)到該站時，驅(qū)動該系統(tǒng)下方的車輪沿附軌道運(yùn)行。列車到達(dá)車站時，驅(qū)動系統(tǒng)與列車保持相同的速度，且位于列車正上方，使兩者處于相對靜止的狀態(tài)。

上客時，可伸縮智能懸掛系統(tǒng)將上客輔助車廂置于列車的底座上，當(dāng)可伸縮智能懸掛系統(tǒng)檢測到底座上的軌道與輔助車廂上的軌道槽、輔助車廂前端的連接卡扣與列車車廂的連接卡槽安裝良好時，其下端自動與上客輔助車廂脫離，并逐漸收縮至初始狀態(tài)。

下客時，位于下客輔助車廂上方的可伸縮智能懸掛系統(tǒng)首先由上至下伸長，并控制該懸掛系統(tǒng)與下客輔助車廂保持良好的連接后，帶動下客輔助車廂由下至上收縮至初始狀態(tài)，并通過特殊設(shè)計的下車月臺實現(xiàn)旅客由下客輔助車廂下客。

完成上、下客后，列車?yán)^續(xù)前行，電力驅(qū)動及智能控制系統(tǒng)、可伸縮智能懸掛系統(tǒng)及輔助車廂回至初始狀態(tài)。

四、應(yīng)用價值

1.節(jié)省了車輛的減速、停車及啟動后的加速時間，縮短列車行駛時間，順應(yīng)列車提速的發(fā)展趨勢，讓人們有更多的時間用于其他安排上。

2.減少制動及啟動時的能源消耗，有利于節(jié)能、環(huán)保，符合可持續(xù)發(fā)展要求。（指導(dǎo)老師：楊艷）