[发明专利]管轨运输系统

说明书

技术领域

本发明属于交通运输控制技术领域，尤其涉及管轨运输系统（Tube-rail）。

背景技术

随着经济的发展、人口的剧增和生活水平的提高，世界能源需求量持续加大，资源有限，需求无限，能源供应安全成为世界各国共同关注的问题。而我国的能源安全形势更加严峻，一方面要保证国民经济的稳定增长，另一方面又要面临不断增加的能源需求，如何合理有效地使用能源，最大限度地发挥每一种能源的作用，成为一项重要的课题。

在我国，一次性能源的储量中，煤炭、石油、天然气、水电分别居世界第3、第12、第22、第1位。而煤炭、石油、天然气的供应占整体能源供应的87.7%。相比较而言，我国的煤炭储量丰富，石油和天然气资源相对匮乏。然而，我国的大型煤田大多集中在中、西部地区和东北地区，距离相对发达且用煤量较大的东部地区较远。这种煤炭资源分布的不平衡使我们不得不付出更多的成本来进行煤炭的运输。

目前，我国煤炭运输主要采用铁路干线运输，辅之以公路、水路的支线运输。从煤矿到铁路车站，从铁路车站到用户（包括发电厂、工厂）或者码头，都要使用公路或者水路运输方式。在我国的内蒙古自治区，现已查明含煤面积达10多万平方公里，累计探明储量2400亿吨,占全国探明储量的25％以上，居全国第二位。然而该地区突出问题在于，矿井与集装站之间和煤矿与发电企业之间的煤炭运输。内蒙古自治区现有重点发电企业33家，重点煤炭矿区28家，其中12个煤炭矿区直接为25个电厂点对点运煤，运距范围10～350公里，总计运输线为2135公里，而这些运输又都不可避免的采用公路运输的方式。公路运输不可避免要消耗石油资源，这种不得以而为之的办法，被专家称为：“用油这种相对比较昂贵的资源去运煤这种相对比较廉价的资源”。面对这样一种能源使用不合理的问题，本发明提出一种管轨运输系统，用以实现短距离支线煤炭运输，解决目前煤炭短距离支线运输以公路或水路为主，过度消耗石油资源、污染环境、占用公路水路空间的问题。

发明内容

管轨运输系统（Tube-rail）是一种在管道中运行的由直线电机驱动的轮轨运输方式，是介于管道运输与传统轮轨交通之间的一种交通方式，在支承和导向方面与轮轨系统相同，但在驱动方面却采用了直线电机的驱动方式；是有别于铁路、公路、航空、水路、管道交通运输五种运输方式的新型接入运输方式。

本发明的目的在于，提供管轨运输系统，用以解决目前在煤炭短距离支线运输过程中，主要采用公路或水路运输方式，造成的石油资源过度消耗、污染环境和占用公路、水路空间的问题。

为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是，管轨运输系统，采用分层支撑的结构模式，由下到上共分为6层，分别为物理执行层、通信层、数据共享层、控制层、运营层和服务层，其特征在于：

所述物理执行层用于执行运行计划和调度命令，包括车辆子系统、管道子系统和绝对定位子系统；

所述车辆子系统由多个车辆编组而成，车辆分为动力车和非动力车；动力车采用全动力配置，每辆车下部都安装有车载牵引变流器、直线牵引电机、车载运行控制子系统和车载通信子系统；

所述管道子系统由管道、轮轨和反应板组成；

所述绝对定位子系统用于实现列车运行过程中的高精度定位，包括车载信号处理系统、车载阅码器和安装在地面的无源地址信标，车载阅码器用于读取无源地址信标的位置、方向信号和触发逻辑信息，并将读取的信息传给车载信号处理系统；车载信号处理系统用于接收车载阅码器传来的无源地址信标的位置、方向信号和触发逻辑信号，并对无源地址信标进行有效性判断及预处理，然后对无源地址信标进行解码和编码，并通过总线的形式传给控制层；

所述通信层包括通信子系统，所述通信子系统分别通过无线电台和CAN总线传输控制指令和状态信息；

所述数据共享层用于实现各层设备的信息采集以及业务系统的数据交换与共享；

所述控制层包括运行控制子系统和驱动控制子系统，运行控制子系统用于将运行计划解释为列车设备的运行指令，完成列车的运行控制；驱动控制子系统用于进行牵引特性计算并得到控制指令，并将控制指令解释为牵引电机的驱动指令并最终实现列车的驱动控制；

所述运行控制子系统包括轨旁运控模块、车载运控模块和中央运控模块；轨旁运控模块用于实现列车运行的顺序控制、联锁逻辑控制、装卸台控制与防护、速度防护、进路防护、牵引切断、电流回读检测和道岔控制与防护；车载运控模块用于实现列车安全停车点防护、列车超速防护、列车追踪距离控制和车门控制监督；中央运控模块用于实现线路和列车状态的安全操作和显示；