專利名稱：城市軌道交通系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種軌道交通工具，特別是一種既可以在地 面以上行駛，又可以在地下行駛的新型高速城市軌道交通系統。
技術背景隨著社會經濟快速發展，城市人口增多，各種交通工具猛增， 由此帶來一系列諸如交通擁擠、環境污染嚴重、能源消耗大等社會問題，這 對改善城市交通秩序和狀況提出了更高的要求。而現在的人們對出行的質量 也具有更高的要求，交通工具不僅要節能、環保，而且對于具有旅游價值的 城市來說，交通工具還應該具有城市觀光的功能；目前，大多數城市采用的 主要交通工具有以下幾種類型地面交通、高架輕軌交通和地鐵。
地面交通包括客運公交和小汽車(包括家庭車、公務車和出租車等)。 客運公交的車站大都選擇在人口密集的地段，并且其燃油消耗大、尾氣排放 超標、污染環境，并且，因為地面的空間有限，則會造成交通擁堵的現象； 目前國內外大中等城市，交通擁擠的現象越來越多， 一年比一年嚴重，特別 是繁華城市，堵車時無論小汽車還是公交車速度都比較慢，比如，在北京各 條線路經常堵車，乘坐出租車就只有十幾公里的路程，卻用了幾個小時，乘 公交汽車的時間就更長，如果遇到雨雪天氣，車量行駛得就更慢，有時還不 斷出現交通事故等現象，耽誤了乘客正常的工作和生活。
高架輕軌交通系統是城市軌道交通的一種，也就是人們常說的快速有軌 交通，是上世紀七十年代發展起來的一種新型城市公共交通系統。由于輕軌 采用電子控制的有軌電車可以拖掛單節或多節車廂，并用電力機車牽引，有 自己的專用軌道，具有運量大、速度快、污染小、整點準時的優點。但是工 程造價較高，占地面積大，且主要需要電力驅動，無形中也在大量耗費能源， 而且在城市中心等立交橋較多的繁華地段不便于修建高架軌道，且線路單一， 車流密度受到限制，不易于推廣應用，尤其是中小型城市。地鐵是地下鐵道的簡稱，是一種獨立的有軌交通系統，不受地面道 路情況的影響，能夠按照設計的能力正常運行，從而快速、安全、舒適 地運送乘客，效率高，無污染，能夠實現大運量的要求。但由于地鐵要 在全程的在地下開挖隧道，需要大量的時間，建設周期較長，而且因為地鐵 的運行全程都在地下，需要經常的維護、防滲水、防洪、防毒氣、防火、空 氣凈化、照明等都需要一定數量的經費；而且，對于一個城市來講，地鐵也
不利于在城市觀光中使用。
發明內容
發明目的本實用新型提供了一種城市軌道交通系統，其目的在于解決 由于當今社會的交通工具猛增所帶來一系列現有交通工具存在的能源消耗 大、施工條件受限、交通擁堵、污染嚴重和用途單一等方面的問題。
技術方案本實用新型是通過以下技術方案來實現的
城市軌道交通系統，主要包括滑動軌道、軌道車和軌道站；每兩個軌道站 之間通過滑動軌道串聯，軌道車活動設置在滑動軌道上，其特征在于每兩個 軌道站之間的滑動軌道分為下行軌道和上行軌道，下行軌道和上行軌道之間大 體呈豎向的"V"型結構，所述"V"型結構的下半部分延伸入地面以下；所 述下行軌道與地面成30 35°角，上行軌道與地面成40 45。角；軌道站設 置在車站塔樓內，所述車站塔樓內設置有供乘客進入到軌道站的電梯。
所述的軌道站設置在車站塔樓的頂部，每個車站塔樓的頂部均設置有兩層 軌道站，軌道站為上下兩層，每層的層高為4 7米，兩層軌道站所連接的滑 動軌道之間的方向相互交錯垂直。
所述軌道站層高為5米。
所述軌道車內還設置有電力驅動系統。
所述軌道車內還設置有剎車器。
所述的下行軌道與地面成35。角，上行軌道與地面成40。角。 所述車站塔樓的高度與滑動軌道伸入地面以下的深度相等。所述的滑動軌道在地面以上的部分，通過軌道支撐立柱固定在地面上。 優點及效果
本實用新型在現有交通工具高架輕軌和地鐵的基礎上，加以改進，提供 了一種立體式的城市軌道交通系統，其在地面以下和地面以上均有設置，在
減小占用地面以上的面積的同時也使得其應用更加靈活，即使是在立交橋較 多的地區也可以應用自如，并且，該系統主要采用將重力勢能轉化成動能的 形式提供動力，也減小了能源的消耗；并且該系統在使用的過程中因為是屬 于先下后上的形式，整個過程類似于破浪的形式，所以還具有一定的娛樂和 觀光的功能，比如，將該系統應用在娛樂公園等地時，即可以作為一種娛樂 設施使用；并且其可以橫向和豎向交錯設置軌道線路，提高了線路的多元化 要求。
本實用新型結構簡單，速度快，實用性強，與地鐵相比較，投入資金較 少、維護項目減少、維護和使用費用也大大降低，且運輸效益更好，同時又 具有娛樂觀光的功能；與高架輕軌相比較，由于有一半的軌道在地下，減少 了占地面積，提高了其使用的靈活性，且線路多元化，拓寬了城市交通范圍， 緩解了城市交通擁堵的壓力，解決了現有交通工具高污染、高耗能、線路單 一等方面存在的問題，其填補了該技術領域的空白。
圖i為本實用新型的車站塔樓結構示意圖； 圖2為本實用新型的整體結構示意圖；具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做進一步說明
如圖1所示,本實用新型是一種城市軌道交通系統，主要包括滑動軌道1、 軌道車2和軌道站3;滑動軌道1將每兩個軌道站3串聯在一起，每兩個軌道
站3之間的滑動軌道1分為下行軌道7和上行軌道8兩部分；下行軌道7和 上行軌道8之間呈大體的豎向的"V"形結構，所謂豎向就是垂直于水平面的方向；所述的"V"形結構的下半部份伸入地下，所述的"V"形結構的滑動
軌道1露出地面以上的部分通過軌道支撐立柱6支撐，軌道支撐立柱6固定
在地面上，軌道支撐立柱6直接頂在設置在滑動軌道1的底部的支撐架4上; 軌道支撐立柱6可以使用單排也可以選擇雙排，雙排時的效果最好；所述軌
道站3設置在車站塔樓5的頂部，
如圖2所示，所述的下行軌淳7與地面成30 35°角，上行軌道8與地 面成40 45°角，下行軌道7比上行軌道8長時效果最好，下行軌道7與上行 軌道8之間的長度比可以根據現場情況實際求得，只要滿足軌道車2在行至 下行軌道7的最底端時有足夠的慣性沖至上行軌道8的頂端即可，其原理類 似于游樂場的軌道車，而滿足該條件，則對軌道車2的質量也有要求，這就 需要根據軌道車2的質量，合理配置乘坐人數；這樣軌道車2在下行時就會 產生合適的速度，使得其在上行時有足夠的力用來克服重力和摩擦力。軌道 站3設置在車站塔樓5的頂部，軌道站3的一端與上行軌道8的末端相連接， 另外一端與下行軌道7的首端相連接，每個車站塔樓5的頂部均可設置兩層 軌道站3，這樣上下兩層軌道站3所連接的滑動軌道1之間呈水平向的相互交 錯的垂直走向，例如當上層的軌道站3所連接的滑動軌道1呈東西走向時， 則下層軌道站3所連接的滑動軌道1呈南北走向；所述軌道站3的層高為4 7米；車站塔樓5的高度與滑動軌道1伸進地面以下的深度是相等的，即與滑 動軌道1的最低點距地面的距離是相等的，這樣做的目的是既可以使軌道車2 有足夠的高度沿下行軌道7向下行駛，從而將重力勢能轉化為足夠的動能來 克服軌道車2沿上行軌道8向上行駛時所受到的重力和摩擦阻力等阻力，從 而為上升過程提供足夠的動力。
車站塔樓5的數量可以根據城市的大小和規劃距離的長短而設定。車站 塔樓5的高度限定在100米一300米時，兩個相臨的車站塔樓5之間的距離限 定在5km—25 km時效果最佳。軌道車2可以采用現有的輕軌或者地鐵所使用的車輛，也可以由退役的 飛機改造而成，其原理也類似于游樂場所的軌道車。
車站塔樓5可以采用框架結構或者鋼結構的建筑。
本實用新型的城市軌道交通系統在使用的過程中，軌道車2從設置在車 站塔樓5上的軌道站3出發，通過最初的電力驅動系統驅動軌道車2或者是 在軌道車2停止時，利用剎車器將軌道車2制動在下行軌道7的頂端，這樣 軌道車2就具有了一個向下運動的趨勢，然后在運行時，松開剎車器即可； 而無論是利用電力驅動系統還是剎車器，其目的均是使軌道車2具有原始的 啟動力；而當利用電力驅動系統啟動時所耗費的電能很小，當軌道車2在滑 動軌道1運行時，電力驅動系統停止工作，此時軌道車2依靠慣性先經過下 行軌道7向下行駛，重力勢能轉化為動能，軌道車2的加速度一直增加，運 行速度也越來越快，此時，不耗費能源，也沒有污染，當到達滑動軌道1的 最低點即下行軌道7與上行軌道8的交接處時，軌道車2的速度達到下行時 的最大值，再經過上行軌道8向上行駛，由于重力和摩擦力的影響，軌道車2 上行的加速度在減小，速度依然在增加， 一直到加速度減小到0m/^后，速度 到達上行時的最大值，軌道車2開始做減速運動直到到達下一個軌道站3，因 為滑動軌道1的長度和高度已預先設定好，所以下行時產生的速度剛好可以 抵消上行中的摩擦阻力，從而完成了一站的運行；為更好地保證軌道車2從 下行軌道7向上行軌道8的過渡，下行軌道7與上行軌道8在地面以下的相 交部分應采用弧形過渡；另外， 一旦由于一些不可預見的原因，致使軌道車2 不能依靠慣性駛向上行軌道8的頂端時，可以開啟軌道車2的電力驅動系統， 從而驅動軌道車2上升至上行軌道8的頂端；而此時，電能所起的作用為應 急避險的作用；整個過程雖然會偶爾應用電能，但電能并非屬于貫穿始終的 使用，軌道車2的整個運輸過程大部分時間是依靠慣性，只是在起動和應急 避險時才會使用電能，因此，符合本實用新型的低耗能的目的。另外，在車 站塔樓5上設置有樓梯或電梯，使得人們可以通過樓梯或電梯出入軌道站3。為了防止軌道車2在運行過程中脫離滑動軌道1,可以將軌道車2.的車輪與滑 動軌道1之間的連接形式設置成現有的軌道過山車那樣的結構。
該城市軌道交通系統因為主要依靠慣性來運行，并且在下行時具有很高 的速度，而且整個的運行過程呈起伏狀，因此，也比較適合一些人的娛樂要
求，同時因為車站塔樓5具有一定的高度，所以也具有很好觀光作用。
實施例1:
如上所述的城市軌道交通系統，車站塔樓5的高度為100米，軌道站3 的層高為4米，軌道支撐立柱6為單柱或雙柱，下行軌道7與地面成30。角， 上行軌道8與地面成40。角，此時，車站塔樓5之間的距離為5km;當軌道 車2從軌道站3出發時，沿滑動軌道1的下行軌道7行駛，由于重力勢能的 存在，會使軌道車的速度越來越快，當軌道車2由軌道站3行駛到滑動軌道1 的最低點即下行軌道7與上行軌道8的交接處時，此時的速度最快，從而使 得軌道車2以很快的速度由下向上行駛，上行時，由于重力和摩檫力的影響， 軌道車2做先加速后減速的運動，下行時產生的速度剛好可以抵消上行時的 重力和摩擦力，使軌道車2行駛到下一個軌道站3;當然，如果軌道車2無法 正常到達下一個軌道站3，則只需要啟動電力驅動系統將軌道車2牽引至指定 地點即可。
實施例2:
在實施例1所述的城市軌道交通系統中，車站塔樓5的樓體高度為200 米，此時，車站塔樓5之間的距離為5-8km;同一個車站塔樓5的軌道站3 的層高為5米，軌道支撐立柱6為單柱或雙柱，下行軌道7與地面成30°角， 上行軌道8與地面成45°角；軌道車2的行駛過程與實施例1相同。
實施例3:
一種城市軌道交通系統中，車站塔樓5的樓體高度為300米，此時，車 站塔樓5之間的距離為10-20km，同一個車站塔樓5的軌道站3的層高為7
8米，軌道支撐立柱6為雙柱或單柱，下行軌道7與地面成30。角，上行軌道 8與地面成40°角；軌道車2的行駛過程與實施例1相同。
實施例4:
一種城市軌道交通系統中，車站塔樓5的樓體高度為100米，此時，車 站塔樓5之間的距離為5-10km，同一個車站塔樓5的軌道站3的層高為5米， 軌道支撐立柱6為單柱或雙柱，下行軌道7與地面成35。角，上行軌道8與 地面成40°角；軌道車2的行駛過程與實施例1相同。
實施例5:
一種城市軌道交通系統中，車站塔樓5的樓體高度為200米，此時，車 站塔樓5之間的距離為10-20km，同一個車站塔樓5的軌道站3的層高為6 米，軌道支撐立柱6為雙柱或單柱，下行軌道7與地面成35°角，上行軌道 8與地面成45°角；軌道車2的行駛過程與實施例1相同。
實施例6:
在實施例1所述的一種城市軌道交通系統中，車站塔樓5的樓體高度為 300米，車站塔樓5之間的距離為25km，同一個車站塔樓5的軌道站3的層 高為6米，軌道支撐立柱6為單柱，下行軌道7與地面成35。角，上行軌道 8與地面成45°角；軌道車2的行駛過程與實施例1相同。
本實用新型結構簡單，速度快，實用性強，與地鐵相比較，投入資金較 少、維護項目減少、維護和使用費用也大大降低。其運輸效益更好，同時又 具有娛樂觀光的功能；與高架輕軌相比較，由于有一半的軌道在地下，減少 了占地面積，提高了其使用的靈活性，且線路多元化，拓寬了城市交通范圍， 緩解了城市交通擁堵的壓力，同時又具有城市觀光和娛樂的功能。
該城市軌道交通系統解決了現有交通工具高污染、高耗能、線路單一等 方面存在的問題，其填補了該技術領域的空白。
權利要求1、城市軌道交通系統，主要包括滑動軌道(1)、軌道車(2)和軌道站(3)；每兩個軌道站(3)之間通過滑動軌道(1)串聯，軌道車(2)活動設置在滑動軌道(1)上，其特征在于每兩個軌道站(3)之間的滑動軌道(1)分為下行軌道(7)和上行軌道(8)，下行軌道(7)和上行軌道(8)之間大體呈豎向的“V”型結構，所述“V”型結構的下半部分延伸入地面以下；所述下行軌道(7)與地面成30～35°角，上行軌道(8)與地面成40～45°角；軌道站(3)設置在車站塔樓(5)內，在車站塔樓(5)內設置有供乘客進入軌道站(3)的電梯。
2、 根據權利要求1所述的城市軌道交通系統，其特征在于所述的軌道 站(3)設置在車站塔樓(5)的頂部，每個車站塔樓(5)的頂部均設置有兩 層軌道站(3)，軌道站(3)為上下兩層，每層的層高為4 7米，兩層軌道 站(3)所連接的滑動軌道(1)之間的方向相互交錯垂直。
3、 根據權利要求2所述的城市軌道交通系統，其特征在于所述軌道站 (3)層高為5米。
4、 根據權利要求1所述的城市軌道交通系統，其特征在于所述軌道車 (2)內還設置有電力驅動系統。
5、 根據權利要求1所述的城市軌道交通系統，其特征在于所述軌道車 (2)內還設置有剎車器。
6、 根據權利要求1所述的城市軌道交通系統，其特征在于所述的下行軌道(7)與地面成35°角，上行軌道(8)與地面成40。角。
7、 根據權利要求1所述的城市軌道交通系統，其特征在于所述車站塔 樓(5)的高度與滑動軌道(1)伸入地面以下的深度相等。
8、 根據權利要求1所述的城市軌道交通系統，其特征在于所述的滑動 軌道(1)在地面以上的部分，通過軌道支撐立柱(6)固定在地面上。
專利摘要本實用新型城市軌道交通系統，主要包括滑動軌道、軌道車和軌道站；每兩個軌道站之間通過滑動軌道串聯，軌道車活動設置在滑動軌道上，其特征在于每兩個軌道站之間的滑動軌道分為下行軌道和上行軌道，下行軌道和上行軌道之間大體呈豎向的“V”型結構，所述“V”型結構的下半部分延伸入地面以下；所述下行軌道與地面成30～35°角，上行軌道與地面成40～45°角；軌道站設置在車站塔樓內；在車站塔樓內設置有供乘客進入軌道站的電梯。本實用新型結構簡單，速度快，實用性強，解決了現有交通工具高污染、高耗能、線路單一等方面存在的問題，其填補了該技術領域的空白。
文檔編號B61B1/00GK201321047SQ20082023192
公開日2009年10月7日 申請日期2008年12月22日 優先權日2008年12月22日
發明者何文超 申請人:何文超