[发明专利]一种城市慢行交通系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市公共交通领域，特指一种城市慢行交通系统及其控制方法。

背景技术

20世纪70年代以来，能源危机和环境污染等一系列问题的相继爆发，引发了人们对高速工业化时代发展模式的反思，生态城市的理念和实践逐步在全球兴起。一种环保、健康的慢行交通方式逐渐进入公众的视野，并成为许多城市推崇的交通模式。所谓的城市慢行交通，就是把步行、自行车等慢速出行方式作为城市交通的主体，实现低碳环保的绿色出行模式，从而解决道路拥堵、汽车尾气污染、停车难等城市管理难题。

近年来，多个城市在慢行交通的建设方面做出了不少努力，首先要在人流密集商业核心区规划商业步行街，鼓励发展慢行交通；其次将建设城市慢行休闲廊道，打造步行专用示范街区，并改造一批城市主干道，使其具有良好的自行车和步行环境。未来城市需要有供机动车驰骋的快速道路，也需要有供行人和非机动车出行者使用的慢行系统，只有两者互补，互不干扰，才能形成有序、环保、快捷的城市交通。

当前，在机场、地铁或商场中，城市慢行交通又称之为为“自动人行道”，发明专利CN201510882317.7采用电机和滚轮配合驱动技术，这种“自动人行道”无法实现大角度转向，且由于“自动人行道”的摩擦阻力较大、效率较低，其消耗能源相当可观；同时，在城市小区与旅游景点，对于老弱病残孕而言，长时间行走十分不便，而暂时还无相关专利技术实现复杂使用环境下的“自动人行道”。

发明内容

本发明的目的是解决城市慢行交通缺乏一套效率较高、环境适应能力较强的城市慢行交通系统的问题，提供了一种城市慢行交通系统，能够显著降低城市慢行交通的能量消耗，满足各种复杂环境的使用需求。

本发明涉及的城市慢行交通系统采用的技术方案是：城市慢行交通系统包括轨道子系统和行驶子系统。

轨道子系统包括前上下客区域、静止轨道、运行轨道和后上下客区域。其中，静止轨道与运行轨道的前后部半圆部分相切，前上下客区域和后上下客区域分别安装在运行轨道的正前部和正后部。静止轨道和运行轨道由外悬浮磁铁、直线电机绕组、内悬浮磁铁和轨道基座组成。轨道基座为长方体内部挖空半个椭圆形。外悬浮磁铁、直线电机绕组、内悬浮磁铁均安装在轨道基座内环的表面内。外悬浮磁铁处于静止轨道和运行轨道的外侧，内悬浮磁铁处于静止轨道和运行轨道的内侧，在横向方向上相对安装的两个外悬浮磁铁和内悬浮磁铁极性是相反的。直线电机绕组则安装在外悬浮磁铁和内悬浮磁铁中间。在纵向轨道方向上相邻两个外悬浮磁铁之间极性相反，相邻两个内悬浮磁铁极性之间也相反。

行驶子系统包括行驶机构、高压电缆线和直线电机控制器。其中，行驶机构包括直线电机磁铁、支撑底座、悬浮外壳和站立平板。支撑底座为半椭圆形长方体，为了减轻质量，中部也可掏空半个椭圆。在支撑底座与轨道基座相对的外表面安装有悬浮外壳，悬浮外壳的材料为铜或锌等导电材料，支撑底座由强度较高且不导电的复合材料制成。直线电机磁铁安装在支撑底座的下表面，直线电机磁铁与直线电机绕组相对形成直线电机。站立平板则固定在支撑底座的上表面。

行驶机构在运行轨道上以恒定速度移动，行驶机构则在静止轨道停止不动。当行驶机构以一定速度在运行轨道上移动时，根据法拉利电磁感应定律，与外悬浮磁铁和内悬浮磁铁相对的悬浮外壳内表面上将会产生电涡流，而且电涡流产生的磁场与外悬浮磁铁和内悬浮磁铁极性相同，根据磁铁同性相吸、异性相斥的原理，将会使行驶机构悬浮在运行轨道上。当行驶机构停止在静止轨道时，此时行驶机构不能实现悬浮。直线电机控制器通过高压电缆线与每个直线电机绕组相连。使用直线电机控制器，控制行驶机构在运行轨道上运动状态。

本发明涉及的城市慢行交通系统的控制方法采用的技术方案是包括如下步骤：

在机场、地铁或商场中，当乘客进入后上下客区域准备登车时，直线电机控制器控制行驶机构驶出后部的静止轨道进行运行轨道中，行驶机构同时实现悬浮状态，乘客登上站立平板。直线电机控制器控制行驶机构以5km/h-10km/h的恒定速度在运行轨道上行驶。

当行驶机构行驶到运行轨道正前部时，乘客离开站立平板进入前上下客区域。若此时有乘客需要登车返回后上下客区域，则直线电机控制器控制行驶机构继续在运行轨道上行驶；若此时没有乘客需要登车，直线电机控制器控制行驶机构减速驶入在前部的静止轨道并停止下来，以节约城市慢行交通系统的能源消耗。

在城市小区与旅游景点，直线电机控制器控制每个行驶机构之间距离50mm-100mm，且每个行驶机构以相同的恒定速度运行，乘客可以随时随地登上站立平板，并随时随地的离开站立平板。