分段式真空管道运输系统的制作方法

本实用新型涉及交通运输工程技术领域；特别是涉及一种分段式真空管道交通运输系统。

背景技术：

高速轮轨铁路具有高速度、高密度、高安全、高舒适、高正点率的特点，在世界各国得到了不断地发展，列车运营速度也越来越高，目前国内外高速铁路运营最高速度为350km/h，取得了显著的社会经济效益。

速度是交通的灵魂，更快是人类永恒的追求，人们太渴望通过交通工具速度的提高缩短时空距离。速度越高，高速列车需克服的空气阻力越大。研究表明，空气阻力与列车速度的平方成正比，速度超过350km/h以上时，空气阻力占列车运行基本阻力的85%以上，可见稠密大气对列车产生的空气阻力是高速列车进一步提速的主要制约。为摆脱稠密大气空气阻力对速度的制约，人们把目光转向了真空管道运输系统，以实现更高速度的需求。

目前已有真空管道交通运输方式，多为小型或试验性质且整个真空管道都在同一真空度的真空状态中，特别是在真空管道运输系统中为解决沿线车站地段真空环境与大气环境的切换以方便旅客上下车的问题，需要复杂的附加设备配合，如，换乘系统、接驳走廊或管道需制有单独的岔道，岔道两端还需要有关闭的密闭闸门，人员才能从真空环境转移到大气环境中，成本高，且实施难度大，运输效率低。此外特别是真空管道运输过程时出现紧急情况时，真空环境下人员的救援问题一直无法克服解决，因此真空管道交通一直未得到实质性的发展。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种能够随时切换真空与大气环境、且节能分段式真空管道运输系统。

本实用新型所采用的技术方案是，一种分段式真空管道交通运输系统，包括，真空管道、真空控制系统和列车；真空管道铺设在沿运输的线路方向，所述真空管道内安装有多个分隔门，分隔门将真空管道分隔为多个独立的管道封闭空间；各所述封闭空间均设有逃生通道和真空控制系统，逃生通道与外界相连，气压始终与正常大气压保持一致。

所述分隔门采用钢材、高分子材料、橡胶密封材料制成。

所述真空控制系统的cpu的型号为cpu224cnac/dc/rly。

在速度较低地段所述真空管道可不连续铺设。

本实用新型的有益效果是，由于将真空管道通过分隔门划分为多个独立的封闭区间，且各区间独立真空控制根据不同的速度设置不同的真空度，可大大节约能源，保证列车在不同的管道区间均以其所要求的运行速度配置不同的真空度；特别是列车减速进站时，对应管道真空度可降低到外界大气压状态，同时，管道也可设置为正常大气压下的地下线，甚至明线，旅客或货物无需任何附加设备即能实现无障碍的自由换乘；此外，特别是列车因故障减速停车时，对应管道真空度也可自动降低至外界大气压状态，人员可快速逃生。

本实用新型特别适合于长线路，尤其当沿线设有多个车站时，工程成本将大大降低，运输效率将大大提高。

附图说明

图1是本实用新型分段式真空管道交通运输方法的流程图；

图2是本实用新型分段式真空管道交通运输系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图2所示，本实用新型分段式真空管道交通运输系统，包括，连接车站a与车站b的真空管道；所述真空管道内安装有n+1个分隔门，分隔门将真空管道分隔为n个封闭空间,分隔门的开启与闭合由控制系统进行控制，所述分隔门设置在各封闭空间两端，相邻封闭空间相接处共用一个分隔门；各所述封闭空间均安装有真空度控制系统和逃生通道；列车从车站a依次通过管道系统的n个封闭空间运送旅客或货物至车站b。

所述分隔门采用钢材、高分子材料、橡胶密封材料制成。在列车高速平稳运行段，相邻封闭空间段的真空度基本相同，其相接部位的分隔门承受的压差几乎为零，只有在列车减加速地段，才根据速度设置不同的真空度段落，且在列车加速提速段或减速制动段，速度的提升或下降为逐级变化，相邻封闭空间段的真空度也逐级变化，相接部位分隔门承受的压差较小。可见，分隔门在分段式管道运输系统中承受较低的压差，其力学要求较低，更容易工程化。

所述真空度控制系统的cpu的型号为cpu224cnac/dc/rly。

如图1所示，分段式真空管道交通运输方法，包括以下步骤：

a．真空管道安装多个分隔门，将真空管道分隔为n段独立管道空间；

b．控制器控制分隔门的开启和闭合；

c．各独立真空管道段均安装有真空度控制系统和逃生通道；真空度控制系统根据列车在相应封闭空间中的设计运行速度，设置相匹配的真空度，列车速度越高，真空度越高，大气越稀薄，列车速度越低，真空度越低，大气越稠密；

d．列车可在正常大气压状态启动、加速；

e．真空度控制系统已根据各区段列车拟通过的设计速度对各管道空间段落抽取相应的真空度，形成不同真空度的分段真空管道；

f．列车在管道系统的第i个封闭空间段中运行时，封闭空间两端的分隔门处于关闭状态；

g．当列车即将驶离第i个封闭空间段，进入第i+1个封闭空间段运行时，第i个封闭空间段与第i+1个封闭空间段相接部位的分隔门处于打开状态，待列车车身完全进入i+1个封闭空间段后该分隔门自动关闭；

h．列车驶离车站，随着速度逐渐提高，各区段真空度亦逐步提高；列车接近车站，随着速度逐渐降低，各区段真空度逐步降低；

i．列车至中间车站或终点车站时，列车减速停车，降低该区段真空度至外界大气压，旅客或货物可以无任何障碍的自由上下，节约旅行时间，不需要单独设置非常复杂的换乘系统，以实现真空环境与大气环境的切换，耗费大量的时间。

j．当列车出现故障需要停车时，相应封闭空间段内的真空度可自动降低到外界大气压状态，避免了列车停车后真空环境下旅客的生存问题，旅客可下车进入逃生通道逃生。

如图1和图2所示，本发明分段式真空管道交通运输方法，在正常运行状态和故障状态两种状态下，运行方法如下：

一、正常运行状态

1.根据车站a～车站b间预先设定的列车运行速度，将真空管道通过分隔门分隔为若干段独立的真空管道空间。

2.为节省投资，车站a、b及临近的低速段设置为非真空段，该区段可为地面露天线路，亦可为地下线路，均不考虑抽真空，为正常大气压状态。

3.真空管道段（高速区段）根据设定的列车运行速度，将若干区段设置为与行车速度相对应的真空度。

4.列车启动，驶离车站a，加速，列车临近第1段真空管道时，第1个分隔门自动开启，列车车身完全通过该隔离门后，该隔离门自动关闭，列车临近第2段真空管道时，第2个隔离门自动开启，列车通过该隔离门后，该隔离门自动关闭，列车依次通过各隔离门及相应真空段，直至到达车站b。

二、故障状态

列车因意外故障停车于某段真空管道时，列车自动运行控制系统启动故障救援状态，控制该真空段对应逃生通道门自动打开，与逃生通道连通，因逃生通道与外界大气压保持一致，该真空段真空度也随之降低，迅速恢复至正常大气压状态，旅客下车并逃生。

值得指出的是，因列车进出车站停车，都需要减加速。该分段式真空管道运输系统充分利用列车减加速情况，设置与速度匹配的、真空度逐渐变化的分段真空段落，实现列车从真空状态到标准大气压状态（从标准大气压状态到真空状态）的逐级过渡；列车停车时，列车外部就是标准大气压，人员可立即完成上下车。无需在车站中设置一个过渡段，并利用相关装置将该段落从真空状态转到标准大气压状态后，列车才能开门，旅客才能上下车，旅客上车后，还需等待该段落抽到真空状态后，列车才能发车；也无需在车站中采用复杂，成本高，实施难度大、耗时的附加设备配合，如，换乘系统、接驳走廊或单独的岔道等，将人员从真空环境转移到大气环境中实现上下车。本实用新型分段式真空管道运输系统，大大节约了旅客在车时间，提高了运输效率，降低了工程复杂程度及工程成本，更适合工程化应用。

值得指出的是：目前我国高速轮轨铁路列车在标准大气压下最高运行速度为350km/h，进一步提高速度，列车将承受更大的空气阻力，将更不经济。受车站起停车、线路走向的平面曲线半径较小等的限制，真空管道运输系统中肯定会存在列车运行速度低于350km/h的地段。为节约投资，真空管道沿运输的线路方向可不连续铺设。本实用新型可在速度350km/h以下地段，无需采用真空环境，取消管道结构的设置，直接采用明线（即露天线路），即使在不可避免需穿越山体或其他地面障碍物，必须采用隧道结构时，只要速度低于350km/h，就可采用传统的隧道结构，避免采用昂贵的真空管道，特别可避免在车站附近道岔区等低速区段采用复杂的真空管道技术。

实施例：以北京至上海采用真空管道运输方式为例，线路全长1320km，沿线拟设置济南、徐州、南京、苏州设置4个中间车站。为节省投资，北京、济南、徐州、南京、苏州、上海6个车站均可设置为露天地面车站，车站及邻近低速地段不铺设真空管道，仅在两车站之间列车高速运行区段铺设。相邻车站之间的真空管道根据站间距和设计的行车速度曲线采用一定数量的分隔门划分成若干独立的管道空间，每段管道空间根据不同设计运行速度由真空控制系统抽取与速度相匹配的真空度。采用该真空管道运输系统后，由于空气阻力降低，列车最高速度可达600km/h及以上，大大缩短运输时间。

本实用新型分段式真空管道交通运输系统的工作原理是：真空管道内采用一定数量的分隔门分隔为多个封闭区间，各封闭区间均安装有真空度控制系统和逃生通道，可使各区间根据不同速度要求控制不同的真空度。（1）运行速度越高，相应区间控制的真空度越高，稠密大气越稀薄，列车运行的空气阻力不再按列车速度二次方的规律急剧增长，而是急剧下降，列车不再受空气阻力制约，可使列车利用最经济的能耗发挥更高的速度，提供更高的运输效率。（2）运行速度越低，相应区间控制的真空度越低，大气越稠密，管道内环境越接近外部大气环境，列车进站停车时，管道气压降低至与外部标准大气压一致，人员可不受限制，自由上下换乘，效率大大提高，解决车站换乘问题；列车因故障紧急停车时，列车自动运行控制系统启动故障救援状态，控制该真空段对应逃生通道门自动打开，与逃生通道连通，因逃生通道与外界大气压保持一致，该真空段真空度也随之降低，迅速恢复至正常大气压状态，人员可快速逃生，解决人员救援问题。

真空管道、列车在真空管道中的结构以及运行方式已有多篇文献公开，因此本实用新型不再对此内容进行赘述。

值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本实用新型的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。

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