基于無縫對接上下乘客的火車交通分析

(安徽理工大學機械工程學院 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

(安徽理工大學機械工程學院安徽淮南232001)

根據當今鐵路運輸存在運行速度慢和停站時間長的缺點，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移動，運送乘客至每節車廂，利用小車廂上的兩個車門，使上下車的乘客形成一個循環。通過循環性的工作流程，可以極大地縮短列車的運行時間，提高運輸效率。此方案可以有效降低能源的消耗，實現鐵路運輸的高效化和高速化，進而實現鐵路網的現代化建設。

無縫；上下乘客；火車交通

一、設計背景

隨著經濟的高速發展，生活節奏的加快以及世界人口的增長，人們對交通工具的質量要求也在不斷提高[1]。為了滿足人們對交通工具的需要，高速鐵路應運而生。與其他的運輸方式相比，高速鐵路雖然具有運行準確性高，安全性好，環境污染小，能源消耗低等特點[2]，但是當今高速鐵路運輸也存在許多缺點[3]，如運輸和停站時間長。基于此我們提出了無縫對接上下乘客的火車交通方案。

二、無縫對接交通的組成

無縫對接交通的結構組成如圖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 交通結構組成

1- 特制車廂，2-滑槽，3-火車部分車廂

特制車廂由兩側對稱的小車廂和帶有電弓的車頂組成，兩側的小車廂上都各有前后兩個車門，車箱頂部內置動力裝置，其結構組成如圖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構向兩側分離，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現

一輛高速行駛的火車(尾部連有一個特制車廂)駛入車站，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，并向兩側分離，實現變形。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，當列車駛來時，特制車廂頂部的電弓對車頂內置動力裝置供電，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，上車的乘客從兩側小車廂的第一車門門進入火車內部，下車的乘客通過小車廂的第二車門進入小車廂內部，特制車廂從車頭移動到車尾，將上車乘客運至各個火車車廂，同時下車乘客進入小車廂準備下車。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移動，運送各個乘客至每節車廂，利用小車廂上的兩個車門，使上下車的乘客形成一個循環。根據人數確定每個車站停放的特制車廂個數，滿足乘客的運輸需求。通過特制車廂車頂的電弓對火車供電，在火車與特制車廂脫離時，火車利用自身儲存的電能工作，當火車與特制車廂結合時，特制車廂重新對整個火車供電。

四、結論

(1)通過循環性的工作流程，可以極大地縮短列車運行的時間，提高運輸效率。

(2)該方案縮短火車運輸的時間，全程高速，可行性較高，迎合未來鐵路高速化趨勢。

(3)該方案對現有的鐵路設備改動較小，降低了人力財力物力的消耗，為該方案的實現奠定了基礎。

(4)該方案能源消耗低，有利于環境的保護。

[1]張辰.高速鐵路的發展概況及發展趨勢.2010

[2]彭其淵.客運專線運輸組織.科學出版社，2007.

[3]李強，金新燦.動車組設計.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；楊秋(1995-)，女，漢族，四川達州人，本科，安徽理工大學。