基于無縫對接上下乘客的火車交通分析

(安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 安徽 淮南 232001)

基于無縫對接上下乘客的火車交通分析

湯清淞楊秋

(安徽理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院安徽淮南232001)

根據(jù)當(dāng)今鐵路運(yùn)輸存在運(yùn)行速度慢和停站時間長的缺點(diǎn)，我們提出了無縫對接上下乘客的火車交通方案。該方案通過小車廂在火車兩側(cè)移動，運(yùn)送乘客至每節(jié)車廂，利用小車廂上的兩個車門，使上下車的乘客形成一個循環(huán)。通過循環(huán)性的工作流程，可以極大地縮短列車的運(yùn)行時間，提高運(yùn)輸效率。此方案可以有效降低能源的消耗，實(shí)現(xiàn)鐵路運(yùn)輸?shù)母咝Щ透咚倩?，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鐵路網(wǎng)的現(xiàn)代化建設(shè)。

無縫；上下乘客；火車交通

一、設(shè)計(jì)背景

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，生活節(jié)奏的加快以及世界人口的增長，人們對交通工具的質(zhì)量要求也在不斷提高[1]。為了滿足人們對交通工具的需要，高速鐵路應(yīng)運(yùn)而生。與其他的運(yùn)輸方式相比，高速鐵路雖然具有運(yùn)行準(zhǔn)確性高，安全性好，環(huán)境污染小，能源消耗低等特點(diǎn)[2]，但是當(dāng)今高速鐵路運(yùn)輸也存在許多缺點(diǎn)[3]，如運(yùn)輸和停站時間長?；诖宋覀兲岢隽藷o縫對接上下乘客的火車交通方案。

二、無縫對接交通的組成

無縫對接交通的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，由一個特制的車廂(可變形)和一個車頂帶有滑槽的火車組成。

圖1 交通結(jié)構(gòu)組成

1- 特制車廂，2-滑槽，3-火車部分車廂

特制車廂由兩側(cè)對稱的小車廂和帶有電弓的車頂組成，兩側(cè)的小車廂上都各有前后兩個車門，車箱頂部內(nèi)置動力裝置，其結(jié)構(gòu)組成如圖2所示。

圖2 可變形特制車廂

1- 電弓，2-車頂，3、4-小車廂，5-第一車門，6-第二車門，7-車輪，8- 引導(dǎo)槽，9-動力裝置

特制車廂是無縫對接上下乘客的火車交通方案的核心，特制車廂的載客小車廂部分可從剛性框架結(jié)構(gòu)向兩側(cè)分離，在頂部的中間部位有一個滑槽。分離后的特制車廂如圖3所示。

圖3 變形后的特制車廂

1-車頂滑槽

三、無縫對接交通的功能的實(shí)現(xiàn)

一輛高速行駛的火車(尾部連有一個特制車廂)駛?cè)胲囌?，如圖1所示。尾部的特制車廂與其自動脫離，停放靠站，使乘客到站下車。在火車前方車站內(nèi)停放著一個特制車廂，該特制車廂停在火車行駛的這條軌道上。然后火車依靠自身儲存的電能供電，給自身提供動力，駛向特制車廂，此時特制車廂沿著鐵軌開始前進(jìn)，并向兩側(cè)分離，實(shí)現(xiàn)變形。特制車廂剛開始行駛時的速度比火車的速度慢，火車將穿過變形后的特制車廂，如圖4所示。由于火車的頂部有滑槽，當(dāng)列車駛來時，特制車廂頂部的電弓對車頂內(nèi)置動力裝置供電，提供動力，使車廂在火車頂部滑槽上滑動，小車廂從火車頭依次移動到每節(jié)車廂，最后移動到火車尾部，如圖5所示。

圖4 過程示意圖

1-變形后的特制車廂，2-行駛火車的部分車廂

圖5 過程示意圖

在這過程中，上車的乘客從兩側(cè)小車廂的第一車門門進(jìn)入火車內(nèi)部，下車的乘客通過小車廂的第二車門進(jìn)入小車廂內(nèi)部，特制車廂從車頭移動到車尾，將上車乘客運(yùn)至各個火車車廂，同時下車乘客進(jìn)入小車廂準(zhǔn)備下車。裝著要下車的乘客的特制車廂移動到火車尾部，然后在尾部變形，恢復(fù)到原來的形狀，如圖1所示，并連在火車尾部與其一起前行。

綜上所述，基于無縫對接上下乘客的火車交通方案主要通過特制的小車廂在火車兩側(cè)移動，運(yùn)送各個乘客至每節(jié)車廂，利用小車廂上的兩個車門，使上下車的乘客形成一個循環(huán)。根據(jù)人數(shù)確定每個車站停放的特制車廂個數(shù)，滿足乘客的運(yùn)輸需求。通過特制車廂車頂?shù)碾姽瓕疖嚬╇?，在火車與特制車廂脫離時，火車?yán)米陨韮Υ娴碾娔芄ぷ?，?dāng)火車與特制車廂結(jié)合時，特制車廂重新對整個火車供電。

四、結(jié)論

(1)通過循環(huán)性的工作流程，可以極大地縮短列車運(yùn)行的時間，提高運(yùn)輸效率。

(2)該方案縮短火車運(yùn)輸?shù)臅r間，全程高速，可行性較高，迎合未來鐵路高速化趨勢。

(3)該方案對現(xiàn)有的鐵路設(shè)備改動較小，降低了人力財力物力的消耗，為該方案的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。

(4)該方案能源消耗低，有利于環(huán)境的保護(hù)。

[1]張辰.高速鐵路的發(fā)展概況及發(fā)展趨勢.2010

[2]彭其淵.客運(yùn)專線運(yùn)輸組織.科學(xué)出版社，2007.

[3]李強(qiáng)，金新燦.動車組設(shè)計(jì).中國鐵道出版社，2011.

[4]肖貴平，朱曉寧.交通安全工程(第二版).中國鐵道出版社，2011.

[5]佟立本.鐵道概論.中國鐵道出版社(第七版)，2016.

[6]李小平.動車組牽引與制動.中國鐵道出版社，2016.

湯清淞(1995-)，男，漢族，重慶涪陵人，本科，安徽理工大學(xué)；楊秋(1995-)，女，漢族，四川達(dá)州人，本科，安徽理工大學(xué)。