双轨式道岔系统、双轨式车辆、真空管道运输系统及其运行方法与流程

本发明涉及轨道交通领域，具体涉及一种双轨式道岔系统、双轨式车辆、真空管道运输系统及其运行方法。

背景技术：

现有技术中，包括汽车、高铁、磁浮等在内的任何一种地面交通工具因受空气阻力及气动噪声限制，其商业运行速度都不宜超过400km/h，若要在地面达到更高的运行速度，目前来看，将车辆放到真空或低真空管道内是较优选择。其中，真空管道运输系统是指在低大气压(10-20kpa)或高真空度的密封管道内运行的车辆系统，系统主要由车辆、管道、轨道、车站、道岔、真空监测、逃生系统等组成。

目前磁悬浮现有的道岔大都是中低速磁浮道岔，结构为三段定心式，是结构、机械和控制一体化的设备。道岔主要由垛梁、一段主动梁(跨中有竖向支承的双跨连续钢梁)、第一和第二两段从动梁(简支钢梁)，以及安装于梁上翼缘的f轨组成。主梁和两段从动梁都有一个固定于地面的转动中心，故而得名三段定心式。由于道岔处于侧线位时为折线形，为了减小相邻梁段间的相对转角以提高列车的通过性能，梁段之间设置了用于减小梁段间折角的角平分装置。为了保证道岔转辙到位后与岔后线路之间的连接精度，在道岔的活动端设置了可调节的过渡装置。道岔通过一端的左右移动来实现转换轨道。

由于真空管道运输系统的特殊性，真空管道运输系统车辆转换轨道和传统高铁、磁悬浮不同，由于真空管道车辆运行速度快，且空间有限，像铁路那样铺设可移动的道岔会产生很多弊端；至少包括以下缺点：

一、道岔结构复杂，需要道岔机、定心机构、控制系统等；

二、道岔响应时间长，道岔转换需要十几秒左右，影响正线其它车辆快速运行；

三、造价昂贵，需要很多专业设备；

四、由于真空管道速度快，转弯半径大，需要很长的道岔；

五、道岔管道铺设很宽且长，浪费土地和材料费用太长，控制困难，精度也难保证；

六、道岔转换不及时，车辆有脱轨风险。

技术实现要素：

鉴于现有技术中存在的技术缺陷和技术弊端，本发明实施例提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种双轨式道岔系统、双轨式车辆、真空管道运输系统及其运行方法，车辆进入道岔区时，直线行驶与转弯行驶采用不同轨道运行，解决了车辆在真空管道中快速转换轨道面临的问题。

作为本发明实施例提供了一种双轨式道岔系统，所述双轨式道岔系统设置为双悬浮轨道，所述双悬浮轨道包括第一轨道机构及第二轨道机构，车辆直行状态通过所述第一轨道机构运行；车辆在道岔区通过所述第二轨道机构运行；当车辆驶入或驶出道岔区时第一轨道机构与第二轨道机构进行过渡转换。

进一步地，所述双轨式道岔系统设置在真空管道内，所述第一轨道机构设置在真空管道底部，所述第二轨道机构设置在真空管道顶部或者侧面；或者

所述第一轨道机构设置在真空管道顶部，所述第二轨道机构设置在真空管道底部或者侧面；或者

所述第一轨道机构设置在真空管道侧面，所述第二轨道机构设置在真空管道底部或者顶部。

进一步地，所述第一轨道机构与第二轨道机构分别为吸力悬浮轨道、斥力悬浮轨道、超导悬浮轨道或轮轨轨道中的一种。

进一步地，所述双轨式道岔系统还设置有车辆检测平衡装置和/或对中装置。

进一步地，所述第一轨道机构及所述第二轨道机构分别包括轨道及悬浮轨，所述悬浮轨设置在轨道表层，所述悬浮轨的两端设置有曲线过渡段。

进一步地，所述第一轨道机构及所述第二轨道机构均设置为吸力悬浮轨道，所述第一轨道机构设置在所述真空管道底部为下悬浮轨道，所述第二轨道机构设置在所述真空管道顶部为上悬浮轨道；

车辆直行区行驶时，设置在车辆下方的行走机构与下悬浮轨道悬浮连接；

当车辆进入道岔区状态时，通过转向架建立设置在车辆上方的行走机构与上悬浮轨道的悬浮连接；上悬浮轨道与车辆稳定运行后，解除设置在车辆下方的牵引装置及车辆的行走装置与下悬浮轨道的悬浮连接；

当车辆由道岔区转入直行区时，启动设置在车辆下方的牵引装置，并建立车辆的行走机构与下悬浮轨道对应的悬浮连接，车辆行驶稳定后，解除设置在车辆上方的行走机构与上悬浮轨道的悬浮连接。

作为本发明的又一方面，本实施例还提供一种双轨式车辆，所述车辆设置有第一行走装置及第二行走装置，所述第一行走装置及第二行走装置分别与上述任意实施例所述的双轨式道岔系统的第一轨道机构及第二轨道机构相配合；所述第一行走装置及第二行走装置分别位于车辆的外部，所述第一行走装置和/或第二行走装置内设置有调节机构，所述调节机构用于调节第一行走装置和/或第二行走装置的位置移动。

作为本发明的再一方面，本实施例还提供一种真空管道运输系统，所述真空管道运输系统包括如上述任意实施例所述的双轨式道岔系统。

进一步地，所述真空管道运输系统包括主干线、缓冲线、车站线、主干道岔及车站道岔；所述主干线通过主干道岔与缓冲线连通，所述缓冲线通过车站道岔与车站线连通；所述车站线内设置车站区，所述主干线及缓冲线设置有第一轨道机构；所述主干道岔及车站道岔设置有第二轨道机构，或第一轨道机构及第二轨道机构。

作为本发明的另一方面，本实施例还提供一种真空管道运输系统的运行方法，所述运行方法包括：

当车辆由主干线或缓冲线驶入主干道岔或车站道岔时，保持车辆的第一行走机构与第一轨道机构配合运行，启动车辆的第二行走机构；当第二行走机构与第二轨道机构配合运行稳定后，移动车辆的第一行走机构，第一行走机构与第一轨道机构断开连接，车辆由第二行走机构与第二轨道机构配合运行；

当车辆由主干道岔或车站道岔驶入主干线或缓冲线时，保持车辆的第二行走机构与第二轨道机构配合运行，启动车辆的第一行走机构；当第一行走机构与第一轨道机构配合运行稳定后，移动车辆的第二行走机构，第二行走机构与第二轨道机构断开连接，车辆由第一行走机构与第二轨道机构配合运行。

本发明实施例至少实现了如下技术效果：

本发明实施例对真空管道运输系统道岔系统进行设计，利用车辆从一个轨道机构转换到另一个轨道机构，实现了车辆的快速、便捷转弯，且不受类似高铁系统的道岔移动时间限制。具体地至少包括以下优点：

一、道岔固定不动，通过车辆上下变轨实现转弯，不需要响应时间；

二、转换过程平滑过渡，不影响后面车辆速度；

三、正线所有车辆可全速运行，效率高；

四、道岔结构简单，轨道不需控制，只需控制车辆变轨，成本低。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所记载的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例车辆直行状态下双轨式道岔系统示意图；

图2为本发明实施例车辆进入道岔区状态下双轨式道岔系统示意图；

图3为本发明实施例第二轨道机构运行稳定后双轨式道岔系统第一状态示意图；

图4为本发明实施例第二轨道机构运行稳定后双轨式道岔系统第二状态示意图；

图5为本发明实施例车辆由道岔区转入直行状态的双轨式道岔系统示意图；

图6为为本发明实施例第二轨道机构收起状态下的双轨式道岔系统示意图；

图7为本发明实施例真空管道运输系统道岔系统分布示意图；

图8为本发明实施例道岔区内轨道过渡分布示意图。

附图说明：1、第一轨道机构；2、第二轨道机构；3、车辆；4、第一行走装置；5、第二行走装置；6、真空管道；7、牵引装置；8、主干线；9、缓冲线；10、车站线；11、主干道岔；12、车站道岔、13、车站区。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

附图和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将落在本发明的保护范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。

在一个实施例中，如图1-图6，提供了一种双轨式道岔系统，所述双轨式道岔系统设置为双悬浮轨道，所述双悬浮轨道包括第一轨道机构及第二轨道机构，车辆直行状态通过所述第一轨道机构运行；车辆在道岔区通过所述第二轨道机构运行；当车辆驶入或驶出道岔区时第一轨道机构与第二轨道机构进行过渡转换。

在本实施例中，通过双悬浮轨道的设置，提供了一种低真空管道运输系统双轨式道岔系统设计，车辆进入道岔区时，直线行驶采用下轨道，转弯采用上轨道运行，为车辆在真空管道中快速转换轨道提供了解决方案。

本实施例可适用于多节编组车辆，也可以适用于单节车辆，其中的第一轨道机构或第二轨道机构在不影响车辆进行行驶的情况下，可以设置为固定不变的，也可以设置为可以移动的，在过渡转换的过程中，可以设置一定的重叠路段，也可以在第一轨道机构和第二轨道机构同时存在的情况下进行过渡转换，第二轨道机构切换轨道方向，第一轨道机构辅助第二轨道机构向前行驶。

在一个实施例中，所述双轨式道岔系统设置在真空管道内，所述第一轨道机构设置在真空管道底部，所述第二轨道机构设置在真空管道顶部或者侧面。

在本实施例中，正常直行的轨道设置在管道底部，方便施工操作，减少施工难度，道岔区带动转弯的第二轨道机构设置在管道顶部或侧面，其中第二轨道机构可以设置为两条平行的轨道，根据道岔的形状，分别平行的轨道的位置，可以两条平行的轨道同时设置在顶面，或一侧，也可以分别设置在两侧，或一条轨道设置在顶部，一条设置在侧边。

在一个实施例中，所述第一轨道机构设置在真空管道顶部，所述第二轨道机构设置在真空管道底部或者侧面。

在本实施例中，正常直行的轨道也可以设置在管道顶部，道岔区带动转弯的第二轨道机构设置在管道底部或侧面，其中第一轨道机构可以设置为两条平行的轨道。

在一个实施例中，所述第一轨道机构设置在真空管道侧面，所述第二轨道机构设置在真空管道底部或者顶部。

在本实施例中，所述第一轨道机构的轨道可以分别设置在真空管道两侧，也可以设置在一侧，另外也可以第一轨道机构设置在真空管道一侧，第二轨道机构设置真空轨道另一侧。

在一个实施例中，所述第一轨道机构与第二轨道机构分别为吸力悬浮轨道、斥力悬浮轨道、超导悬浮轨道或轮轨轨道中的一种。

在本实施例中，第一个轨道机构和第二轨道机构可以采用不同类型的轨道，本实施例方案可以采用上下悬浮与轮轨混合；上采用吸力悬浮轨道下采用排斥悬浮；或者上下高温超导悬浮不同形式。

在一个实施例中，所述双轨式道岔系统还设置有车辆检测平衡装置和/或对中装置。

在本实施例中，通过设置车辆检测平衡及对中装置，避免了第一轨道机构与第二轨道机构过渡转换过程中可能会因车辆转弯造成车辆轻微左右摇摆或上下浮动等情况，保证了顺利过渡转换及车辆运行的稳定性。

在一个实施例中，如图8所示，所述第一轨道机构及所述第二轨道机构分别包括轨道及悬浮轨，所述悬浮轨设置在轨道表层，所述悬浮轨的两端设置有曲线过渡段。

在本实施例中，通过曲线过渡段的设置，有效防止上下突变悬浮转换带来的危险，保证渐入渐出平滑过渡。

在一个实施例中，所述第一轨道机构及所述第二轨道机构均设置为吸力悬浮轨道，所述第一轨道机构设置在所述真空管道底部为下悬浮轨道，所述第二轨道机构设置在所述真空管道顶部为上悬浮轨道；

车辆直行区行驶时，设置在车辆下方的行走机构与下悬浮轨道悬浮连接；

当车辆进入道岔区状态时，通过转向架建立设置在车辆上方的行走机构与上悬浮轨道的悬浮连接；上悬浮轨道与车辆稳定运行后，解除设置在车辆下方的牵引装置及车辆的行走装置与下悬浮轨道的悬浮连接；

当车辆由道岔区转入直行区时，启动设置在车辆下方的牵引装置，并建立车辆的行走机构与下悬浮轨道对应的悬浮连接，车辆行驶稳定后，解除设置在车辆上方的行走机构与上悬浮轨道的悬浮连接。

在本实施例中，采用上下双悬浮轨道设计，对应的车辆也设置上下两个行走机构，如悬浮系统；其中上悬浮轨道、下悬浮轨道可以设置为固定的，结构简单，方便施工，当然也可以根据需要设置为能够移动的轨道，与车辆上的行走机构相互配合；设置在车辆上的行走机构可以通过转向架进行移动，当上悬浮轨道及下悬浮轨道均固定设置在真空管道内时，通过控制设置车辆上的转向架移动行走机构，使车辆上的悬浮系统与悬浮轨道相配合；具体地，当车辆进入道岔区时，车辆上方的行走机构移动，例如向两边伸开，然后车辆的行走机构与上悬浮轨道对接，形成吸力悬浮轨道，与此同时设置在车辆下发的行走机构仍与下悬浮轨道相互配合，当车辆上部悬浮稳定后，切除牵引装置，位于车辆下部的行走机构，如悬浮系统开始回缩和/或上移；车辆依靠惯性，在上悬浮轨道滑行至另一条线路。当车辆已经滑行到另一条线路后，车辆下部悬浮系统开始恢复正常状态，并且依次恢复下部悬浮和牵引装置，然后收回车辆上部用于与上悬浮轨道配合的行走装置。

在一个实施例中，本实施例还提供一种双轨式车辆，所述车辆设置有第一行走装置及第二行走装置，所述第一行走装置及第二行走装置分别与上述任意实施例所述的双轨式道岔系统的第一轨道机构及第二轨道机构相配合；所述第一行走装置及第二行走装置分别位于车辆的外部，所述第一行走装置和/或第二行走装置内设置有调节机构，所述调节机构用于调节第一行走装置和/或第二行走装置的位置移动。

在本实施例中，双轨式车辆中的第一行走装置及第二行走装置可以是上下悬浮系统，其第一行走装置或第二行走装置的调节装置可以设施为安装在车辆外部的转向架，也可设计为包含转向及悬挂部分。

本实施例车辆不限于上下悬浮，亦可采用侧向辅助悬浮等，具体可以根据对应真空管道运输系统内的轨道机构进行适配设置。车辆上下悬浮系统可依据需要左右或上下调节位置；车辆上还可以设置车辆检测平衡装置及对中装置等装置用于保证车辆的稳定运行。

在一个实施例中，还提供一种真空管道运输系统，如图1-图8；所述真空管道运输系统包括如上述任意实施例所述的双轨式道岔系统。

在一个实施例中，所述真空管道运输系统包括主干线、缓冲线、车站线、主干道岔及车站道岔；所述主干线通过主干道岔与缓冲线连通，所述缓冲线通过车站道岔与车站线连通；所述车站线内设置车站区，所述主干线及缓冲线设置有第一轨道机构；所述主干道岔及车站道岔设置有第二轨道机构，或第一轨道机构及第二轨道机构。

在本实施例中，车辆由主干线进入或驶出车站之间设置缓冲线，主干线与缓冲线之间设置一个主干道岔，进入车站时由于要进入不同站台，再次设置若干个车站道岔。主干线和缓冲线之间由于车辆速度高，有很大惯性，即通过主干道岔进行第一轨道机构及第二轨道机构的转换，主干道岔的距离根据预设速度的大小进行设置；缓冲线和车站线之间由于车辆进站或出站时速度很慢，车站道岔区的距离可以相对设置的较短，主干道岔和车站道岔可依据实际设置相应长度；其中可以将上下轨道设置在主干道岔和车站道岔，也可全程设置上下轨道。

在一个实施例中，还提供一种真空管道运输系统的运行方法，所述运行方法包括：

当车辆由主干线或缓冲线驶入主干道岔或车站道岔时，保持车辆的第一行走机构与第一轨道机构配合运行，启动车辆的第二行走机构；当第二行走机构与第二轨道机构配合运行稳定后，移动车辆的第一行走机构，第一行走机构与第一轨道机构断开连接，车辆由第二行走机构与第二轨道机构配合运行；

当车辆由主干道岔或车站道岔驶入主干线或缓冲线时，保持车辆的第二行走机构与第二轨道机构配合运行，启动车辆的第一行走机构；当第一行走机构与第一轨道机构配合运行稳定后，移动车辆的第二行走机构，第二行走机构与第二轨道机构断开连接，车辆由第一行走机构与第二轨道机构配合运行。

在本实施例中，通过真空管道运输系统内的双道岔系统设计及与其相适配的车辆，只需要控制变更车辆连接的轨道即可实现进入道岔，响应时间快，成本低，且效率高，不受类似高铁系统的道岔移动时间限制。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”等的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也不代表某一元件与另一元件的顺序，该些序数的使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做出清楚区分。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

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