基本信息
- 項目名稱：
- 懸掛式公交——基于城市高架交通體系的新型立體交通模式的研究
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 通過調(diào)研，我們發(fā)現(xiàn)，其實在路面和城市原有高架橋中間，有一段空間一直被我們所忽略。我們完全可以利用這段空間，基于原有修建的城市高架橋系統(tǒng)，在高架橋下修建一個導軌，下面懸掛有專門設(shè)計的機車，借鑒重慶索纜交通的經(jīng)驗，以解決城市道路擁擠現(xiàn)狀，實現(xiàn)城市公交快速化，減輕城市道路交通壓力。此方案的實施，依托原有城市高架系統(tǒng)，只需要將原有高架橋稍作改動，并配備特殊的機車裝置，即可實現(xiàn)此交通系統(tǒng)的順利和通暢。
- 詳細介紹：
- 1.架空機車系統(tǒng)的安裝與調(diào)試 架空機車系統(tǒng)的安裝與調(diào)試主要過程為：清理通道→索道錨固→承力索架設(shè)→牽引系統(tǒng)安裝→系統(tǒng)調(diào)試 (1)清理通道 將架空索道走廊內(nèi)影響索道安裝貨運輸?shù)?、位于原有；立交橋下的障礙物清理干凈，并對立交橋下橋墩以及索道錨固處進行加固以及平整。 (2)索道錨固 在立交橋下部，每隔5至10米固定支架。支架為方形斷面、鋼結(jié)構(gòu)的抱桿，兩端有根開，上端固定于立交橋底部，下端與承力索系統(tǒng)相連?？筛鶕?jù)實際需要，在保證根開比例不變的情況下，適當縮短；如需加長，必須對支撐架的強度斤進行重新校驗。 (3)承力索架設(shè) 承力索采用張力牽引的方法進行架設(shè)，具體施工方法如下：首先用動力傘展放迪尼瑪繩，然后用迪尼麻繩張力展放牽引索；第二步，將承力索線軸通過機動絞磨后和盤在卷揚機線軸上的牽引索連接。第三步：啟動卷揚機慢慢收回牽引鋼絲繩，并控制絞磨緩緩松出承力索 ，始終保持被展放的承力索呈架空狀態(tài)。第四步:當承力索頭被牽至支撐架并通過承力滑車后，再繼續(xù)將其牽至立交橋下每個錨線位置，用卡線器錨固承力索,松出其端頭并與已設(shè)置好的承力索錨固地錨連接。機動絞磨回卷收緊承力索，調(diào)整承力索空載弛度較承力索設(shè)計空載弛度大左右，最后將承力索通過6t鏈條葫蘆及旋轉(zhuǎn)連接器與承力索錨固連接。 (4)牽引系統(tǒng)安裝 牽引系統(tǒng)由卷揚機、牽引鋼繩索、地錨等組成。 卷揚機采用電動型式，由柴油發(fā)電機組供電；卷揚機在機車行駛路線兩端錨固；卷揚機安裝位置平整，牽引索方向垂直于鋼繩卷輪；將機車前后端均與承力索相連接，由卷揚機控制機車的正常運行。 (5)系統(tǒng)調(diào)試 人工將從卷揚機引出的牽引索通過轉(zhuǎn)向機車并與懸掛在行走滑車下方的配重鐵連接后，回松卷揚機，配重鐵在重力作用下將后牽引索端頭引至下錨固點與機車組可靠連接，并開始進行系統(tǒng)調(diào)試。系統(tǒng)調(diào)試重點檢查的項目有：系統(tǒng)各部連接是否可靠；空載承力索弛度是否滿足要求，兩側(cè)錨固是否牢固；支撐架是否有變形彎曲現(xiàn)象；發(fā)電機組、卷揚機等電氣設(shè)備是否可靠接地；卷揚機剎車是否齊全有效；高速行走機車是否轉(zhuǎn)動靈活，潤滑油是否已按要求涂抹；架空索道兩側(cè)是否能保證通訊暢通，安全警戒工作是否安排落實到位。 2.懸掛式公交乘客上下車 因為懸掛式公交受路面其他因素的干擾較小，并且具有速度快、運載能力強的特點，所以在其行駛范圍人口較為密集以及乘客換乘人數(shù)較大的地段設(shè)置站臺。其站臺的設(shè)計應(yīng)該依附原有立交橋體系，在立交橋下架設(shè)類似懸掛箱型結(jié)構(gòu)，箱型結(jié)構(gòu)內(nèi)徑大于機車最大截面寬度，長度略大于機車長度，并根據(jù)機車車門位置設(shè)置開啟門的位置。當機車未行駛至站臺時，開啟門關(guān)閉；機車駛?cè)胝九_?？糠€(wěn)定時并到達指定位置時，開啟門與車門同時打開，控制乘客上車下車；乘客上下車完畢后，站臺開啟門與車門同時關(guān)閉，機車駛出站臺。懸掛站臺與地面連接為樓梯連接，站臺處安排工作人員，疏導上下車乘客以及控制開啟門。 3.懸掛式公交的轉(zhuǎn)向 城市立交體系中，在十字路口處，一般會有互通式立交對車輛進行分流?；ネㄊ搅⒔皇歉删€公路交叉的主要方式，其基本形式包括苜蓿葉型、部分苜蓿葉型、喇叭型等，其中苜蓿葉型立交是一種常見的立交形式。苜蓿葉型立交，其布置特點為：立交四個左轉(zhuǎn)彎采用約270°環(huán)形匝道，平面布置呈苜蓿葉狀。平面圖如圖所示?，F(xiàn)假設(shè)有車從豎直位置左側(cè)車道行駛，欲轉(zhuǎn)向到水平向右行駛，機車則可以行駛至環(huán)形匝道位置，通過環(huán)形匝道使車頭掉轉(zhuǎn)270°，然后改為下行車道水平向右行駛?？偨Y(jié)得出，懸掛式公交機車的轉(zhuǎn)向以及掉頭完全可以依附位于十字路口處的互通式立交體系實現(xiàn)，左轉(zhuǎn)過程可以利用匝道，右轉(zhuǎn)過程則借助環(huán)形匝道使車頭掉轉(zhuǎn)270°實現(xiàn)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 作品設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路： 隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展、城市化進程加快，城市公共交通的規(guī)模也在不斷擴大。當前，全國大中城市普遍存在著道路擁擠、車輛堵塞、交通秩序混亂的現(xiàn)象。根據(jù)我們掌握的資料，概括起來，目前我國城市交通主要呈現(xiàn)有以下幾個問題： 1.機動車增長加快，道路容量不足。 2. 路網(wǎng)不合理，交通管理水平低下。 3. 公共交通萎縮，出行結(jié)構(gòu)不合理。 基于上述考慮，結(jié)合我們學生自身特點，我們大膽設(shè)想了一種新的交通運輸方式——懸掛式公交。根據(jù)調(diào)查，我們發(fā)現(xiàn)，其實在路面和城市原有高架橋中間，有一段空間一直被我們所忽略，我們完全可以利用這段空間，基于原有修建的城市高架橋系統(tǒng)，在高架橋下修建一個導軌，下面懸掛有專門設(shè)計的機車，以解決城市道路擁擠現(xiàn)狀，實現(xiàn)城市公交快速化，減輕城市道路交通壓力。 創(chuàng)新點： 1.依托城市已建成的高架路，不占用行車道，在不影響行車安全的基礎(chǔ)上，有效利用高架橋與路面之間的空間。 2.懸掛式公交的運行可以不受紅綠燈、道路平交路口的影響，真正實現(xiàn)交通運行的快捷高效。 3.懸掛式公交可以借助立交橋的交叉路口，來滿足其轉(zhuǎn)向以及過渡，實現(xiàn)在各段高架橋之間的貫通。 4.在高架橋下設(shè)置懸掛站臺，修建引道連通地面，滿足乘客上下車的要求。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標： 1.懸掛式公交的轉(zhuǎn)彎。 2.懸掛式公交的行車安全。 3.如何滿足懸掛式公交乘客的上下車。 4.軌道與高架橋的結(jié)合。
科學性、先進性
- 1.利用城市高架系統(tǒng)，在不占用道路資源的情況下，提出一種新的解決城市交通緊張的交通模式； 2.設(shè)計特殊的回轉(zhuǎn)裝置，方便機車掉頭和轉(zhuǎn)彎； 3.設(shè)計專門的機車裝置，具有重量輕、運輸能力大等特點，實現(xiàn)與該系統(tǒng)的穩(wěn)定與和諧； 4.綠色環(huán)保，節(jié)能高效，無有害氣體排放，強調(diào)以人為本，方便快捷。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 在山東交通學院科技立項評比中獲校級一等獎。
作品所處階段
- 理論論證
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 研究研發(fā)
作品可展示的形式
- 模型、圖紙、現(xiàn)場演示、圖片、錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 懸掛式公交在轉(zhuǎn)彎時，可以借助立交橋匝道和環(huán)道，在適當?shù)霓D(zhuǎn)彎半徑下，滿足轉(zhuǎn)彎條件。為保證行車安全，首先應(yīng)增加原有高架橋的結(jié)構(gòu)強度，其次為兩側(cè)對開，提高穩(wěn)定性，如增加配重等。在懸掛式公交與軌道之間，剎車也是特別經(jīng)過設(shè)計的，有“掐軌道剎車”和“卡軌道剎車”等方式可以讓懸掛式公交在緊急情況下立即剎車。 適用范圍及推廣前景的技術(shù)性說明： 如果在修建有高架橋的主干道上運行懸掛式公交，對現(xiàn)有的城市交通道路空間進行再利用，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的公交車，達到減少公共交通道路資源的占用量。提高主干道的運輸能力，懸掛式公交在運行中不會占道，對車輛行駛不產(chǎn)生影響，可減少20-30%的路面交通擁堵，可以有效分流25%的城市公交乘客數(shù)量。 市場分析和經(jīng)濟效益預測： 懸掛式公交的應(yīng)用與推廣，可以減少私家車數(shù)量，降低出行成本，減少能源消耗、提高城市交通效率、節(jié)省時間。懸掛式公交在保養(yǎng)、運營、維護的成本比現(xiàn)在的燃油公交車系統(tǒng)保守估計能降低30%，其環(huán)保、高效、節(jié)能的運營模式，符合生態(tài)城市的定位發(fā)展。
同類課題研究水平概述
- 智能交通系統(tǒng)（Intelligent Transportation System，簡稱ITS），其前身是智能車輛道路系統(tǒng)（Intelligent Vehicle highway system,IVHS）智能交通系統(tǒng)將先進的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計算機處理技術(shù)等有效地集成運用于整個交通運輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實時、準確、高效的綜合運輸和管理系統(tǒng)。它通過人、車、路的和諧、密切配合提高交通運輸效率，緩解交通阻塞，提高路網(wǎng)通過能力，較少交通事故，降低能源消耗，減輕環(huán)境污染。智能交通系統(tǒng)現(xiàn)在世界范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用，包括機場、車站客流疏導系統(tǒng)，城市交通智能調(diào)度系統(tǒng)，高速公路智能調(diào)度系統(tǒng)，運營車輛調(diào)度管理系統(tǒng)，機動車自動控制系統(tǒng)等。 國外主要發(fā)達國家對城市交通問題進行了相關(guān)的研究，包括快速鐵路、地下鐵道、輕軌三種形式，具體形式為在郊區(qū)采取全立交的地面或高架方式，進入市中心區(qū)后進入地下運行。近幾年，國外很多專家提出建立數(shù)字化城市交通系統(tǒng)?？梢哉f，各國都在城市交通系統(tǒng)上積極研究，應(yīng)對城市交通問題，新的解決方案層出不窮，取得了一定成果。 改革開放以來，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展、城市化進程的加快，城市公共交通的規(guī)模也在不斷擴大。當前，全國大中城市普遍存在著道路擁擠、車輛堵塞、交通秩序混亂的現(xiàn)象。為此，近幾年來，我國政府不斷出臺新的政策，以解決城市交通發(fā)展過快與城市道路之間的矛盾，在一些大中型城市，紛紛修建比如地鐵、輕軌和BRT快速公交系統(tǒng)以緩解城市交通壓力。融合了物流交通系統(tǒng)、常規(guī)交通系統(tǒng)和大容量交通系統(tǒng)，提出了譬如三次元立體交通快線、“立體快巴”等構(gòu)想，給城市管理者提供了一些突破性的思路。 但是，這些思路與構(gòu)想在解決城市交通擁擠問題的同時，都在不同程度上存在各種問題，比如說占用原本緊張的道路資源、成本高、道路改造難度大等。基于上述考慮，我們提出了一種新型的交通運行方式—懸掛式公交。此種交通方式，基于城市原有的高架交通體系，具有降低城市公交投入，環(huán)保、高效、節(jié)能、零排放，不占用道路資源等優(yōu)勢，展示了未來交通發(fā)展的三大方向：電力化、車聯(lián)網(wǎng)、自由駕駛的特色，對城市交通體系的改進提供了一種創(chuàng)造性的思路。
