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

基于無(wú)縫對(duì)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(shí)間長(zhǎng)的缺點(diǎn)，我們提出了無(wú)縫對(duì)接上下乘客的火車交通方案。該方案通過(guò)小車廂在火車兩側(cè)移動(dòng)，運(yùn)送乘客至每節(jié)車廂，利用小車廂上的兩個(gè)車門，使上下車的乘客形成一個(gè)循環(huán)。通過(guò)循環(huán)性的工作流程，可以極大地縮短列車的運(yùn)行時(shí)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M(jìn)而實(shí)現(xiàn)鐵路網(wǎng)的現(xiàn)代化建設(shè)。

無(wú)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(zhǎng)，人們對(duì)交通工具的質(zhì)量要求也在不斷提高[1]。為了滿足人們對(duì)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(shí)間長(zhǎng)?；诖宋覀兲岢隽藷o(wú)縫對(duì)接上下乘客的火車交通方案。

二、無(wú)縫對(duì)接交通的組成

無(wú)縫對(duì)接交通的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示，由一個(gè)特制的車廂(可變形)和一個(gè)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(duì)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(gè)車門，車箱頂部?jī)?nèi)置動(dòng)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(dòng)力裝置

特制車廂是無(wú)縫對(duì)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(gè)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(wú)縫對(duì)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(gè)特制車廂)駛?cè)胲囌荆鐖D1所示。尾部的特制車廂與其自動(dòng)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(gè)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(chǔ)存的電能供電，給自身提供動(dòng)力，駛向特制車廂，此時(shí)特制車廂沿著鐵軌開(kāi)始前進(jìn)，并向兩側(cè)分離，實(shí)現(xiàn)變形。特制車廂剛開(kāi)始行駛時(shí)的速度比火車的速度慢，火車將穿過(guò)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(lái)時(shí)，特制車廂頂部的電弓對(duì)車頂內(nèi)置動(dòng)力裝置供電，提供動(dòng)力，使車廂在火車頂部滑槽上滑動(dòng)，小車廂從火車頭依次移動(dòng)到每節(jié)車廂，最后移動(dòng)到火車尾部，如圖5所示。

圖4 過(guò)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(guò)程示意圖

在這過(guò)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(guò)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(dòng)到車尾，將上車乘客運(yùn)至各個(gè)火車車廂，同時(shí)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(dòng)到火車尾部，然后在尾部變形，恢復(fù)到原來(lái)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(wú)縫對(duì)接上下乘客的火車交通方案主要通過(guò)特制的小車廂在火車兩側(cè)移動(dòng)，運(yùn)送各個(gè)乘客至每節(jié)車廂，利用小車廂上的兩個(gè)車門，使上下車的乘客形成一個(gè)循環(huán)。根據(jù)人數(shù)確定每個(gè)車站停放的特制車廂個(gè)數(shù)，滿足乘客的運(yùn)輸需求。通過(guò)特制車廂車頂?shù)碾姽瓕?duì)火車供電，在火車與特制車廂脫離時(shí)，火車?yán)米陨韮?chǔ)存的電能工作，當(dāng)火車與特制車廂結(jié)合時(shí)，特制車廂重新對(duì)整個(gè)火車供電。

四、結(jié)論

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

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

(3)該方案對(duì)現(xiàn)有的鐵路設(shè)備改動(dòng)較小，降低了人力財(cái)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(shì).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?tīng)N.動(dòng)車組設(shè)計(jì).中國(guó)鐵道出版社，2011.

[4]肖貴平，朱曉寧.交通安全工程(第二版).中國(guó)鐵道出版社，2011.

[5]佟立本.鐵道概論.中國(guó)鐵道出版社(第七版)，2016.

[6]李小平.動(dòng)車組牽引與制動(dòng).中國(guó)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)。