計算機集成網絡化交通系統的製作方法

2023-10-09 12:28:24

專利名稱：計算機集成網絡化交通系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及系統工程。確切的說，是一種利用現代通信系統及計算機網絡技術控制運營全過程的、以機械波或磁力波為推進動力的大型智能化網絡交通運輸系統。
交通是生產過程在流通領域和繼續進行社會再生產的必要條件，隨著文明的進程和人類社會現代化程度的不斷提高，交通對於發展經濟、改善人民物質和文化生活以及擴大國際技術、經濟、文化交流等都起著越來越重要的作用。
現代的交通運輸系統主要有鐵路、公路、水路、管道和航空五種交通運輸系統。管道運輸和水路運輸有特殊性。其應用範圍是有一定限制的。實際上，人類各種社會活動相當一部分客貨運輸量的任務都是由鐵路、公路和航空三大交通運輸系統承擔的。在現代社會，這三大運輸方式互相競爭、互相依存、優勢互補，構成了一個龐大的、四通八達的交通網。
進入新世紀以來，人類正在以前所未有的速度影響著自然和社會的發展進程。運輸業結構是國民經濟結構的重要組成部分，運輸是發展國民經濟的基礎，在社會擴大再生產過程中處於紐帶地位，而現在的三大交通系統所固有的種種弊端在人類發展新浪潮的衝擊下已越來越明顯的暴露出來。
首先就是環境問題良好的環境是人類社會可持續發展的重要因素，而三大交通運輸系統對環境造成的不良影響已到了不容忽視的程度。
現代交通工具多以熱力機作為推進動力源，而熱力機又普遍以石油產品為燃料。熱力機熱效率較低，油品在發動機中往往不能完全燃燒。因此，廢氣廢熱是現代交通工具的主要汙染物。廢氣中含有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物、硫氧化合物、鉛、苯並芘等有害物質，直接影響人體健康、惡化環境。據統計，在發達大城市，僅汽車排放的廢氣就佔大氣中廢氣量的百分之五十以上。另外，大城市普遍車多路少，經常交通堵塞。大量汽車徘徊不前，發動機長時間低效率運轉，使大氣汙染更加嚴重。
各種交通工具還會造成其它汙染，如粉塵汙染車輛剎車蹄片磨損和輪胎磨損會產生石棉塵、發動機排放碳、鉛等固體顆粒及金屬微粒；噪聲汙染飛機的起飛、降落噪聲；火車車輪踏面和鋼軌表面巨大的衝擊噪聲以及汽車發動機、風扇、輪胎和排氣系統產生的噪聲等。這些噪聲幹擾沿線居民生活安寧，導致多種疾病。
其次是能源問題在當今各種交通運輸工具中，無論從運量、使用範圍、通達裡程以及靈活性上，都以公路交通為最。公路網四通八達，汽車行駛迅速，機動靈活，自二十世紀六十年代以來，世界機動車數量激增，一方面滿足了不斷增長的需要，同時也造成能源緊張。
汽車車輪與路面的摩擦阻力遠大於鐵路輪軌摩擦力，其單位功率的牽引力只相當於鐵路機車的十分之一。公路運輸工具裝載量小，單位運輸量能源消耗大，運輸成本高。以客運為例，隨著社會的進步，人們追求出行的便捷和舒適性，因而大量使用轎車。在全世界總的汽車保有量中，轎車的數量佔到百分之八十以上。而轎車尤其是高級轎車的發動機排量又很大，其作為載人交通工具的運輸效率是低下的，這在交通擁擠的大城市，問題尤為突出。許多大城市不得不限制轎車在特定時間，特定路段的行駛，甚至不允許載人少的轎車在交通高峰期通行。而航空運輸運送單位噸公裡和單位人公裡的能源消耗更是遠遠大於汽車。
在時常發生能源緊張的國家，許多人著眼於發展鐵路交通。鐵路運輸由於其輪軌摩擦阻力小，是陸地上推送單位噸公裡消耗能量最少的交通工具。但鐵路運輸的局限性也很大列車必須按照嚴格的列車運行圖運行，機動性極差。鐵路還存在短途運輸效率低的問題。這是因為鐵路短途運輸的貨物列車在發站和到站進行的編組、解體等作業的費用支出在運營成本中佔很大的比重，所以鐵路短途貨物送達速度低。其次，由於鐵路內部分工細，工種多，固定資產佔用資金大，整個鐵路系統結構龐大，部門眾多，其整體消耗也是很大的。
再次是速度問題現代交通運輸對速度的要求越來越高。航空運輸在速度方面佔較大優勢，但就運達速度上講，這種「快速」也是相對的。由於航空港大都遠離城市，需搭乘汽車才能到達目的地，再加上航空客運又有侯機等待時間，班機還有時刻限制。實際上，航空短途運輸已受到高速鐵路和高速公路的衝擊。航空運輸受氣象影響很大，遇有氣象問題，旅客常不能快速到達。
高速公路是現代社會主要的交通系統。其機動性好，速度快。但受天氣影響很大；遇大霧，雨雪天氣時，交通事故頻繁。所以高速公路常在天氣惡劣時分段或全路關閉。高速公路的速度是有一定限制的，曾有國家把高速公路的時速定在120～～180公裡，終因交通事故太多而被迫下調速度。高等級高速公路的時速多在120公裡左右。為追求更高的速度，人們開始著眼發展高速鐵路。高速鐵路客運正在向200公裡，甚至更高的時速發展。一般鐵路都屬於輪軌粘著式鐵路，即機車車輪在鋼軌頂面上藉助輪軌之間的粘著力運行，為了實現高速行駛，大牽引功率的機車是必需的。機車的牽引力來自於輪軌之間的粘著牽引力，這個牽引力除與粘著係數相關外，還與軸重有直接的關係。高速機車的軸重要求都在22噸以上，這樣大的軸重情況下，列車難於高速運行，而且粘著係數會隨著列車速度的提高而降下來。運行速度過高時，粘著牽引力就會明顯不足，機車時速達到350～～400公裡時，車輛的走行阻力就會大於輪軌粘著力，繼續提高行駛速度已不可能。
懸浮鐵路可以說是現今陸地上最快的交通工具了，它分空氣懸浮式和磁力懸浮式兩種，空氣懸浮式又叫氣墊式鐵路，利用壓縮氣體在導軌與車體底面形成氣墊，利用氣墊的懸浮力使車體浮懸於氣墊上，這種車輛用燃氣輪機或線性電動機驅動。磁力懸浮式列車也是一種用線性感應電動機或同步線性電動機驅動的高速列車，其懸浮力是由電磁力提供的，懸浮方式由常導電磁鐵吸引式和超導電磁鐵相斥式兩種。在電磁力的作用下，車體與導軌之間保持10～～15毫米的間隙，重力與電磁力平衡後，車體與軌道之間沒有了輪軌摩擦力，車體便可在線性電動機的驅動下高速行駛，這種交通工具速度高、能耗低，但實際應用非常有限，這是因為此種交通系統要用到價格昂貴的線性電動機，其有色金屬和磁性材料的消耗太多，所以這種列車的研製只停留在實驗階段。
另外還有安全問題；現代交通工具都存在安全問題，飛機失事；火車脫軌、衝突；汽車相撞，以及汽車撞死、碰傷行人的事件隨時發生。究其原因，除機械故障外，絕大部分都是人為因素造成的。這是因為運載工具都是由人來駕駛的，駕駛員的駕駛經驗、反應速度都是因人而異的；路面各種情況都是突發性的、不可預測的。駕駛員的情緒、精神狀態也因時而異。當駕駛員注意力分散、精力不濟時，常導致惡性事故發生。此外，還有一些社會因素造成的安全問題，如全球危險職業之一的計程車司機的遭搶被殺；汽車被盜；飛機、客車被劫持；以及地鐵、公共車性騷擾問題等等。這都是現代交通系統存在的另類安全問題。
未來的交通系統不但要求運載工具有高的的速度，還要求有低的製造成本和運營成本；更要求具有準確性和安全性。在全球一體化的時代，交通運輸系統化、網絡化、綠色化、智能化已成為一個迫在眉睫的問題。
「計算機集成網絡化交通系統」是應時代發展的需要而發明的，這是一項大型系統工程，它是一個以系統學特別是控制論及其相鄰學科的發展和電子計算機及微電子技術的巨大進步和實用化為理論基礎和技術依託的開放性系統。現代化的，具有每秒數億次運算速度，數千兆字節快速存儲能力的電子計算機，將為這個龐大的交通網絡系統的系統分析、系統控制和系統決策提供強大的技術手段。
本發明是由電子計算機控制運輸生產全過程的智能化網絡系統，它是由若干子系統構成的一個大系統。在控制上，採用大系統的分散控制方法，即用一組只有局部信息的控制器來分別控制大系統的各個子系統，以實現大系統的次優控制。整個系統從職能上，主要分為智能管理及通信網絡系統，路網及運載工具系統，運行服務及電力供應系統三大系統。其中路網及運載工具系統是本發明主要的技術實現手段。是這項發明的核心內容。
與傳統的陸上運載工具不同，「計算機集成網絡化交通系統」運載工具的行進方案打破了以往的輪軌行進方式，利用置於路網系統中處于振動狀態的機械振子或交變磁力裝置模擬產生運動的波形，與運載工具上的定形波或運動波形相互作用，從而使運載工具受到前行推力，獲得速度，發生位移。在傳統的輪軌行進方式中，運載工具攜帶動力機，自身提供動力，路軌除為運載工具提供支承，配合產生粘著牽引力外，不能決定運載工具的啟動、停止。運載工具的位移、速度、加速度都由自身決定，除鐵路幹預列車行進方向外，路軌不佔主動地位。而本發明的行進方式恰好與傳統的輪軌行進方式相反運載工具完全受控於路網系統的運動波形。其位移、加速、減速都是被動的。而路網系統中推動運載工具的運動波形的行進波速，則是由計算機系統通過控制策動波源的頻率而產生的。
與傳統的交通運輸系統不同，「計算機集成網絡化交通系統」是一個主動交通系統。所謂主動，就是按程序行駛系統，中央計算機通過通信網絡系統隨時掌握每個路網用戶運載工具的出發點和要去的目的地，並為其選擇最佳路徑。選線完成後，中央計算機將下達指令給運載工具將要經過路段的下級路段管理計算機系統，路段管理計算機接上級計算機指令後，將根據所轄路段路網資源的利用現狀，為用戶運載工具的通過制定詳細的運行計劃，並計算出到抵各個路段的精確時刻。路段管理計算機隨後根據運行計劃，指令其下一級的控制器計算機工作。供電控制器是完全按照控制計算機的程序為路段中各策動波源供電的，受控制器控制供電的各策動波源會在計算機指令的時間以指定波速將運載工具接入並送離本段。用戶運載工具於是在路網系統中被各路段單元逐段遞送，直至抵達目的地。運載工具的整個運行過程是一個不間斷的、快捷的行進過程。在這個主動系統的控制方法上，將改傳統交通系統定周期的系統控制為變周期的系統控制，系統內的周期可隨時改變，這就增加了系統靈活性，以更好的適應瞬時變化的交通量。在電力和控制設備上，將廣泛採用集成電子設備和微型電子計算機。
路網系統最終是由分散在各地的路塊單元組成的，在功能上，每個路塊單元都帶有數個獨立的策動波源，分負該段各車道行進波速。策動波源牽引機械振子群或為感應鋼板簇勵磁，以產生運動波形。一定數量的路塊單元組成為一個路段單元。每個路段單元設置有路段管理中心這是一個基本電能供應單位，也是一個直接由中央計算機管理的信息交換中心和能量分配站。它負責在路段管理計算機的控制下，向所轄區段內的所有路塊單元的各個策動波源提供各種頻率的三相交流電或正弦脈動直流電電能，並備有無級變頻電源，為需無級變動波速的路段提供頻率性能良好的無級變頻電流。由各種功能的路塊單元組成的路段單元首尾聯結，組成幹線或支線，相交線路用互通式立交橋連接，便形成了四通八達的路網系統。
以下結合波推進路網系統來說明波動位移原理機械波推進的路網系統利用機械振子群的振動產生模擬的運動波形機械振子按一定的規律分布於路段中，運載工具的走行系統直接作用在振子群上，走行系統的走行架有一對對稱布置的正弦波波形條，它用硬質材料製成，由三個波長單位的連續正弦波波形組成。路段中的振子作上下振動，其頂部是可以滾動的橫滾軸，滾軸與波形條相接觸，並可在上面作純滾動。振子在路段中等距離排列，形成三相振子組，相鄰三個振子的振動相位依次相差120度。運動完全相同的振子結為一組，路段中共有三組不同振動時序的振子組，同一個振子組的各個振子以機械方式連接，保證有相同的運動狀態。三個振動源牽引三個振子組振動。振子的排列間距是波形條正弦波波形的2/3個波長單位的長度。當三相振子組在振動源的牽動下作正弦運動時，振子群的上下振動便構成了勻速前移的一列正弦波。運載工具走行系統的波形條是與振子頂端的橫滾軸相互作用受力的，當振子群停振靜止時，由振子組成的波形與波形條上的波形是吻合的。一旦振子以一定頻率發生振動，由振子群構成的正弦波波形就會發生變化，變形波與波形條上的定形波波形不相吻合，在重力的作用下，為尋找新的平衡點，以和移動了的振子波波形相合，波形條於是被迫發生了位移，波形條發生沿波速方向的水平位移實際上是一個不斷趨向新的吻合點的過程。在這個過程中，三相振子依次向波形條施加作用力，波形條在前移的過程中，不斷與前方振子相遇，於是連續發生位移。
磁力波推進的道路系統同樣應用了波動位移原理。所不同的是機械波推進的道路系統，其定形波與變形波都是有形波，而磁力波的定形波與變形波都是無形的，是用磁力模擬的波形，其波形是由一定數量的電磁鐵通電後產生的磁場力構成的。定形磁力波的波形是用一列通電後磁場力按正弦曲線分布的直流電磁鐵的磁場力模擬組成的，而變形波則是由分布於道路中以一定規律排列的由通入多相正弦脈動直流電的電磁鐵感應勵磁鋼板產生的變化磁場力組成的運動磁力波，以三相驅動模式為例，電磁感應鋼板分為三組，依次通以三相正弦脈動直流電的一相電流，電磁感應鋼板在道路中等距排列，其間距相當於定形正弦磁力波波長的2/3個波長單位，每三個相鄰鋼板的磁場力變化不同，其磁場力依次達到最大值。當道路中的運動磁力波發生裝置通入正弦脈動直流電後，在重力的作用下，裝有定形磁力波發生裝置的運載工具走行架就會在移動磁力波的作用下發生位移，其波動位移原理與機械波波推進原理相同。
為機械波推進系統提供動力的是三相振動器，振動器有三個動力振子，每個動力振子套在一個定子線圈中，定子和振子都有各自的鐵心，定子線圈與振子線圈繞向相反並接在同一相交流電上。三個動力振子各接三相交流電的一相，並共用一根中線。當定子線圈和振子線圈通入交流電後，振子就會在定子中發生振動。為保證三個動力振子相位差的準確和達到額定的振幅，採用了曲柄連杆結構以平衡動力，協調三個動力振子振動。
在道路系統中，無論是機械振子波傳動還是磁力波傳動，其波動動能都是由處於路塊單元中的各個波源提供的，波源直接把具有振動特性的三相交流電電能轉化為機械振子振動或磁力振蕩，所以移動波的運動狀態直接決定於三相交流電電源的頻率特性。當推動運載工具勻速前行時，波源需要恆頻交變電能。而當運載工具因調度需要進行無級變速時，波源就要與計算機系統指定的無級變頻電源連接，為保證變頻精度，一個供電單位需要準備多個無級變頻電源，分負各個頻段的無級變頻。當一個波源執行較複雜的運送任務時，可能需要快速的與多個具有不同頻率特性的電源相連。為達到目的，這裡設計了數控電路選擇器，它直接受專用計算機控制，按程序在計算機指定時刻將相應的電源和波源連接起來。
在電力供應上，本發明採用集中供電的模式，在路段管理中心設置電能供應站，通過多路並行導線及數控電路選擇器為振動波源供電，路段管理中心主要設有變壓器和變頻器。變頻器分為電子式和機械發電機式，電子式的變頻器利用振蕩器將直流電轉換為需要頻率的交流電，機械式變頻器用通有一定頻率三相交流電的三相線圈在三相發電機定子中的旋轉，利用頻率相加，來獲得所需頻率。無級變頻機可分為數控電子式和機械式兩種，機械變頻裝置是由調速性能良好的數控直流電動機帶動變頻機轉子，以獲得在某一固定頻率上下的無級變頻。直流電動機宜通過機械減速器與變頻機轉子相連，這樣可以提高變頻精度。如某直流電動機可在-1500--1500轉/分之間實現比較精確的無級變速，當加上一個減速比為5的減速器後，其變速範圍就會縮小到-300-300轉/分，而變速精度無疑提高了5倍。這種高精度分頻段無級變頻，將為實現數位化控制提供有利條件。
路塊單元是一個基本的運送單位，每個路塊單元有數個並行車道，每個車道在不同段域設有策動波源，波源的波動最終是用三相交流電驅動的，其振動頻率與三相交流電頻率直接相關。對單行道波速的控制問題，實際上就是對三相交流電的控制問題。不同種類的路塊單元，分負不同的職能。如加減速、上下坡、切換道、轉彎、立體交叉等功能都是由專用的路塊單元完成的。
如同數據信息要佔用計算機存儲空間一樣，用戶運載工具在路網中運行，實際上是對路網資源的佔據和利用，從宏觀上把握系統資源的分配狀況，隨時對路網資源的使用進行優化設計是實現交通信息化和智能化的重要任務。本發明的一個突出特點是由計算機控制的交通網絡系統具有的預決性當每一個用戶的網絡使用請求信息傳遞到中央計算機後，計算機系統立即為用戶選線，即選擇用戶出發點到目的地的最短路徑，並命令相應路段的路段管理計算機進行調度安排。如有多條等長路徑，將同時向多條路段的管理計算機下達調度安排命令，各路段計算機將根據所轄路段實際的未來交通流情況，制定運行時刻表並上報中央計算機，由於各路段路網資源的應用狀況不盡相同，即使路徑距離相等，所用時間也有長短之分。中央計算機將根據各線路管理計算機預算的到達時刻，選擇一條用時最短的線路，也就是運能資源相對富餘的線路並向其下達正式指令，選線工作到此結束。在路段計算機為後來的用戶制定運行時刻表時，很有可能與先期用戶的時刻發生衝突。這樣，兩用戶便會在某一時刻於某一交匯點相撞。遇此情況，路段管理計算機就會為後來用戶重新制定運行時刻表，使後來者在運行過程中進行適當的加速或減速，以避開衝突點，這樣的選擇一直進行到不與任何先期用戶發生衝突為止。只有這時，才會得到最終可行的運行計劃。當然，以上各過程都是由高速計算機瞬息完成計算的，用戶幾乎在向網絡發出運行請求的同時，就會被告知到達目的地的精確時刻，以合理安排行程。
路網系統有時會自動對網絡資源進行優化處理。當某路段某時刻運載工具的分布過於分散時，系統會安排有的運載工具在運行過程中適當加速或減速，使運載工具間分布相對集中，以留出大塊路位備外路交通流匯入。系統有時會將零散的、有同一目的地的運載工具通過加減速，集結成列。使其集中通過立交橋，進入另一幹道。這就叫做路位優化原則。
中央計算機收集和處理海量的用戶路網使用請求信息，建立計算機管理信息系統，從宏觀上完成全系統和各路段兩級的經營管理和決策包括運輸市場的分析和預測，線路預定的處理，中長期生產計劃，包括運能分配計劃的制定等。並根據相應的數學模型分別進行優化設計，以便合理利用路網資源，減少用戶通行時問，降低運行成本，提高路網運行效率。
在普通常速幹線的設計上，本發明的設計方案突出了「重點發展機動、靈活的小型客貨運，兼顧大型集裝運輸的思想，體現在路段設計上是建立雙層路塊系統，下層安排有小型客貨運運載工具專用通道，上層則是供大型和特大型運載工具通行的路道，小型運載工具也可到上層運行。下層沿線密布小型客貨運停靠站點，上層在重要地段設樞紐站，各停靠站點包括簡易停靠點，都分別對應一個地址號碼，並設有公共通信系統，停靠點地址號碼與該點固定電話號碼相統一。用戶使用網絡時，只需通過站點固定電話或移動通信系統告知中央計算機出發地和目的地地址號碼以及要求的起運時刻，網絡就會在能力所及的情況下，以最快的速度將用戶送達目的地。
在智能管理方面，為最大可能的提高網絡利用效率，除在物理上加大網絡負荷外，主要採用經濟槓桿作為調節手段，建立計算機智能運價專家系統，以浮動運價調節客貨流量。計算機系統將根據用戶出發地和目的地地址號碼為有出行意向的客貨用戶提供各種詳盡的出行參考，如用戶選擇的起運時刻不利於網絡運力資源的優化，則上浮運價；若用戶的選擇有助於提高網絡運行效率，則保持標準運價或下調運價。其上下調節幅度視具體情況而定。
在路網設計方面，採用幹支相配，點面結合。各幹線之間採用苜蓿葉形互通式立交橋連接，儘可能截彎取直，對重要點之間以專線連接。
「計算機集成網絡化交通系統」是一個智能化柔性交通系統，具有根據運輸市場快速反應能力，能充分協同的與用戶進行人機對話既滿足用戶的特殊需要，又著力提高系統運行效率。採用巨型或大型計算機處理系統中大量的數學問題，做到宏觀與微觀結合，定量與定性結合，現代技術與信息技術結合，數學與人工智慧結合。它的出現，將達到以下目的將實現交通運輸的計算機集成化實現了交通網絡化為交通信息化、智能化開闢了道路將交通引入數位化時代實現了交通的綠色化建立了陸上低能耗運輸體系將使人類出行速度創建新的高度從根本上杜絕了交通事故的發生實現了交通運輸的人性化、個性化具有最經濟的製造成本和運營成本實現了全方位的運營自動化達到客運轎車化的目的將帶來城市交通新格局為敏捷製造業提供強有力的敏捷供需鏈增強企業競爭力，加快企業產品結構調整帶動工業化、促進產品和資源的優化配置計算機系統在現有的航空、鐵路、公路運輸中已有比較廣泛的用途，在管理方面，諸如組織生產，車輛調度，聯網售票等方面應用較多。此外，計算機還多用於運載工具的控制上，如飛行器自動駕駛，鐵路列車自動調速以及城市交通用的汽車誘導系統等。以上交通系統對計算機應用較多，且有的自動化系統本身已具有了相當的規模，並已有各種成套設備和商品軟體，但它們的計算機系統仍局限於完成某些部門的功能，無從談起「計算機集成化」。本發明在路網設計上，將各種功能的路段有機結合，使它們統一受中央計算機控制，實現道路集成化。在管理方面，將通信系統、資料庫系統、智能決策系統等功能交由中央計算機系統統一管理。在系統運行服務方面，將各種運行服務系統，如線路監測、維護、運載工具的拆裝，儲存等由計算機控制的自動機械也進行集成管理。各種計算機以一定職級分布於系統中，構成了系統專用的計算機網。各子系統計算機的總體集成保證了系統數據的完整性、一致性和系統工作的可靠性。為計算機集成的可靠性提供技術保障的是計算機網絡技術、資料庫技術和分布式處理技術。系統計算機集成化的重點是硬體設備，為進一步實現生產的飛躍，自動機械的計算機系統軟體是主要要求，計算機集成化的最終目標，就是要使整個交通生產過程計算機軟體化，以實現全系統的無人化。
本發明在網絡設計上，對不同的地域採用不同的道路系統，各種功能的道路系統有機結合成網絡系統。在大城市中，主要發展雙層寬體道路系統，沿線密布搭乘點，大量吸收零散客貨流。大城市之間以高速快道連接。省際、國際各主要地區以全封閉磁力波驅動式超高速道相連。此外，還有各種可延伸面廣的小型支線通往邊遠地區。整個網絡幹支結合，快慢相連，將為網絡中任意兩點間的快速通達提供有力保障。
以經濟槓桿為調節手段，使用實時浮動運價誘導用戶的網絡使用行為是網絡智能化的一個發展方向。在網絡運行過程中，中央計算機將通過通信系統收集各路段運力資源信息，並對這些信息進行數據化處理，當用戶的網絡使用請求信息傳到網絡信息中心後，系統將根據所掌握的各路段的運力資源狀況，為用戶設計多個運行方案，並給出不同的運價。這多個方案，對應著各自的起運時刻，系統將以此把用戶引入某一時刻運力資源相對過剩的路段。經計算機設計選線後，往往運價最低的方案，運行時間最短。這既滿足了用戶快速、省錢的需要，又配合網絡調峰抵谷，降低負荷壓力。當然這都需要用戶合理安排行程。因為信息都是有時效性的，越早將出行信息告知中央計算機信息中心的用戶，就越能自主起運時刻，並獲得低的運價，這無形中帶動人們積極與網絡配合，提高各自的工作效率。儘快、盡多的掌握網絡供需信息，加以智能的調配，優化供需組合，是本發明網絡系統信息化、智能化的重要標誌。
未來社會是一個數位化的時代。通信數位化已經實現，交通數位化也是一個必然趨勢。對路網系統中的站點以地址號碼識別，用戶無需知道兩地之間的路徑，只需將目的地的地址號碼告知網絡信息中心，便可坐享直達，所有其它工作由計算機路網系統完成。這是本發明要達到的主要目的。本發明的波形推進系統是為了實現數位化控制而設計的，與傳統的輪軌行進方式不同，處于波形推進系統中的運載工具的運動嚴格受控于波源波源波動次數、頻率大小，直接決定運載工具的位移和速度。波源振動由計算機系統控制和監測，運載工具在波動系統中每發生0.1毫米的位移，光電波動監測系統就會產生一個光電脈衝，由光電脈衝組成的數位訊號送由計算機分析處理後，系統便能精確掌握運載工具的位移、速度、加速度等信息。通過用計算機對波源振動的數位化控制，就實現了對運載工具的自動化管理，這為調度安排的準確性及系統安全運作提供了巨大的可能性。為交通進入數位化時代奠定了基礎。
環境問題是現存交通系統的主要問題，燃料的使用是造成汙染的主要原因，本發明採用三相交流電或正弦脈動直流電作為波動動力，不對環境造成汙染。在路網的設計上，使用包裝遮掩機械傳動部件；道路中留有裝飾用面積，用以鋪設畫面或草坪；振動波源還採用消聲裝置，以美化環境，降低噪聲。在路網設計上，本發明強調網絡與自然的統一，協調。採用高架道路體系，儘可能不佔或少佔綠地和耕地，從多個方面，實現交通的綠色化。
本發明採用波動推進方式在以磁力波推進的路網系統中，運載工具的重力被向上的交變磁力平衡，車體與路面無機械接觸，不存在摩擦能耗。除此之外，道路置於封閉管道中，普通高速道還設有氣流導向裝置，以減小運載工具風阻。這些措施除達到高速的目的外，主要是為了實現低能耗運行。在以機械振子波驅動的常速幹道系統中，其驅動方案放棄了摩擦驅動的模式，波動推移的傳動方式類似於機械傳動中的嚙合類傳動，這種傳動形式有較高的傳動效率，機械振子頂部的橫滾軸與波形條都用表面光滑的硬質材料製成，其摩擦係數小，能量損耗少。此外，一個重要的節能手段是計算機控制的系統會將路網中某一時刻同時有起動和停止要求的兩個或多個運載工具所在的波動源的動力電路相聯繫並加以幹預，使運載工具之間可進行實時速度交換，用制動車輛的動能驅動起步車輛，這樣會使全系統的能量更加充分利用，以實現系統的低能耗運轉。
當今陸上交通工具的速度較低，採用輪軌摩擦力驅動是主要限制。本發明運載工具採用波形推動，擺脫了摩擦傳動的束縛，因此在速度上佔有優勢，以設計者制定的一個機械波驅動的優化方案為例在振子以50赫茲的頻率振動時，運載工具的時速就已達216公裡，當振子頻率上升到150赫茲時，其時速便能到648公裡。在以磁力波或高頻機械振子為動力的氣流導向式高速通道裡，設計時速可達1200公裡以上。動力強勁的超速道，採用真空全封閉管道，以雙列運動磁力波驅動，會達到更高的速度。
常規的交通工具都是由人來駕駛的，這些交通工具除在高速難以駕馭的情況下易發生交通事故外，在常速路面情況複雜的時候，同樣有較多的交通事故發生。路面衝突點多，事故發生概率大，也是交通不安全的重要因素。本發明在保證安全方面，有多項措施首先是路網高架，不與地面行人發生衝突。其次是運載工具多點定位，以機械波通道為例，運載工具的走行架被軌道多點限制，其三個轉動自由度和兩個直線平動自由度均被限定，車體只能沿水平方向移動，這使運載工具在高速時也能保證安全。再次是信息安全，本發明全系統的調度都是由計算機系統完成的，在排除了機械故障的情況下，只要計算機不出現問題，運載工具的衝突幾乎是不可能發生的，在計算機安全保障上採取的措施是將中央計算機系統中大型計算機的控制權儘可能多的分散給下級計算機，避免危險集中；把路段管理計算機的一些功能儘量轉由以微型機為基礎的控制器來完成；大型計算機採用雙機工作模式或預置後備計算機，關鍵迴路要設置模擬量調節量備份，以提高數據系統的安全可靠性。此外，系統還備有道路檢測車輛，路網監測設備，及時向中央計算機反映路面安全情況，以採取措施。在以上安全保障體系的協同下，系統將從根本上杜絕交通事故的發生。
在現代交通中，除豪華轎車等高級交通工具外，一般車輛都會使人產生不適感，如車輛的突然加速、車體的振動、馬達的轟鳴等，都會影響人體健康。本發明運載工具的運行不會有以上情況，因為運載工具在系統中的運行過程是完全由計算機控制的除能達到平滑的無級變速、超穩運行及準確停靠外，計算機系統還能滿足用戶人性化、個性化的需要。計算機可把用戶的個性化需要存入資料庫系統，當相應的用戶提出網絡使用請求時，系統將根據用戶的特殊習慣制定運行計劃。如有用戶患有心臟病，要求起步加速度不得超過3米/秒2；有用戶看見快速移動物時易暈眩，要求時速不得超過60公裡；有人希望通過彎道時減速緩行；甚至有用戶自己繪製速度曲線圖，要求系統按所設計的速度及加速度運行等等。當然，如果用戶的個性化要求不利於充分使用網絡資源時，智能計費系統會向用戶加收特殊服務費用。此外，用戶還可在限長、限寬、限高的範圍自行設計易於識別的個性化的私人運載工具，各種個性化的裝載工具將成為網絡系統中的新景觀。
本發明還具有最經濟的製造成本和運營成本。以機械波推進式路網系統為例產生運動波的機械振子並不是各個振子都帶電磁振源，而是將有相同運動規律的振子以機械傳動件相連，使動力集中。動力源使用三相交流振動器，直接轉化具有脈動特性的三相交流電。振動器定子與振子之間是相對往復運動，定子磁路與振子磁路的磁間隙可小到微米級，達到汽缸與活塞之間的配合。磁隙小，功率容量大，其磁性材料和有色金屬的用量小。路面振子支承可採用鋼筋混凝土預製板製成，其成本低，利於大規模鋪設。在運載工具的設計上，採用走行系統與裝載廂相分離的設計，用戶只擁有裝載廂，平時在自動化立體倉庫中存放，只有在使用路網時，才即時裝配走行系統。走行系統上裝有波形條和被各路段條形碼識別系統識別辨認的表徵車號的條形碼。在用戶運載工具抵達目的地後，裝卸機械將走行系統從裝載廂上分離，裝載廂存入倉庫，走行系統隨後去執行下一個運載任務。除維護、待命外，走行系統將二十四小時不間斷運行於路網系統中，這就大大的減少了路網中走行系統的保有量，使網絡的運營成本大為降低。
本發明路網運營系統具有自動調節負荷的能力，不但在運輸高峰期可向各路段均衡交通流，還可在同一路段實行流向調配。因為波動系統中的波動只是一種能量存在形式，運動波波速在水平方向上並沒有確定的方向，運載工具在路段中的行進方向，取決於進入波動系統中的時刻。以波動的半個周期為計時單位，在奇數時刻進入和在偶數時刻進入的行進方向是相反的。因此，一個波形通道既可做正向道使用，又可做逆向道使用。路段管理計算機會根據交通流情況，自動掌握道路使用方向。以雙層下四道型路塊為例它的下層有四列並行的運動波形，構成四個車道，平時交通流正常時，採用2-2型配置，即兩個正向道，兩個逆向道。而早晨上班高峰期時，採用3-1型配置，下午採用1-3型模式。在必要時，可將少量逆行交通量擠入上層與大型車混行，而在下層採用4-0或0-4型配置。這種機動的調峰方式，可使系統實現全方位的運營自動化。
轎車是一種乘座舒適、使用便捷的現代化交通工具。但目前轎車的普及在各國都出現了許多矛盾，其主要問題集中在轎車的存放、轎車對公路資源的佔用以及轎車汙染環境等問題上。使交通客運轎車化，是未來交通要實現的主要目的。在本發明提供的技術方案中，小型客貨運是優先考慮的在城市雙層幹道系統技術方案中，其下層便是小型客貨運專用通道。下層沿線遍設停靠點，並布有各種常速道、高速道、變速道，機動性極強。此外，路網服務系統中到處都有大容量自動化立體車庫。強勁的路網系統和容量巨大的車廂存儲系統，不但可以使每個人擁有私人轎車，還可使一個人擁有多部專用私車，如辦公專用車、臥鋪車、採購車、聚餐車等。在使用私車時，用戶只需用手機向網絡發出請求，路網系統就會以最快的速度將用戶指定的私人轎車送到預定站點，供用戶使用。
當今的城市交通主要以公路交通為主。大量車流的無序流動與道路資源的不足，造成了現代城市交通擁擠的狀況。本發明在發展城市交通方面的措施是以發展機動靈活的小型客貨運為主，輔以交通高峰期在定點之間開行大型公共運輸車。為切實提高系統效率，大型直達公共車不設固定線路，其線路由計算機通信系統根據收集到的零散客戶的去向信息臨時確定，並通過移動通信系統實時達知客戶開行時間、始發站點地址號碼等信息，以此有序組織客流。此外，還以低運價將一部分城市貨物運輸引到運力資源相對過剩的夜間進行，使網絡充分發揮潛能。信息化的、反應靈敏的網絡系統，將帶來城市交通新格局。
隨著社會的進步，人們的各種消費及需要越來越多樣化、個性化。廠家大規模生產單一產品的種類越來越少，敏捷製造是在這種情況下發展起來的，體現在產品上是產品批量小而種類繁多，通過信息網絡進行電子商務，實現網絡化製造。這其中最重要的就是產品的流通，本發明在小型快速直達貨運方面，具有相當的優勢，它將為以異地設計、異地製造為特點的敏捷製造業提供強有力的敏捷供需鏈。
在信息化的社會，企業的產品在時間、服務方面是否具有競爭力是企業是否具有競爭力的重要標誌。本發明的智能路網系統，可以使企業更方便和更大範圍的從各地組織各種優價原料，降低成本。企業可根據用戶需要，迅速組織生產，產品下生產線後，即可由智能路網自動的快速送交用戶。這不但迅速的佔領了市場，還避免了產品積壓，減少了庫存。在產品出現問題後，企業人員、設備會根據用戶地址號碼迅速抵達，解決問題。這會為加快企業產品結構調整，增強企業競爭力起到積極的作用。
智能交通路網的出現，將使人類社會的各種人員、物質交流更加廣泛，使生產的工業化水平進一步提高。配以通信網絡系統，生產與消費幾乎直接聯繫，省去了許多中間環節。物資的順暢、快捷流通，將使各行業的交流進一步擴大，這就促進了行業間的協同工作，增強了企業的國際合作能力。對促進產品和資源的優化配置，帶動工業化具有重要的意義。
以下通過附圖進一步說明網絡的工作原理

圖1是機械波推進式路段常速幹道的鳥瞰2是走行架外觀3是路面及運行於其中的運載工具圖4是波推進原理5是三相振動器外觀6是三相振子內部結構7是三相振子平衡曲軸圖8是高速道鳥瞰9是帶磁力波發生裝置的走行架圖10是磁力波產生的原理11是正弦脈動直流電的產生原理12是波形條連接板分解13是走行架與裝載廂的裝配示意14是數控三相電路選擇器圖15是數控三相電路選擇器主軸圖16是數控三相電路選擇器選擇轉輪及主軸示意1是機械波推進式路段常速幹道的鳥瞰圖，道路路體用支柱支離地面。路體分為兩層。上層是大型運載工具通行的道路，下層供小型客貨運運載工具通過。上下層用層間支柱相連，在下層沿線每兩個路塊單元相接處，設有路邊搭乘臺，搭乘臺有扶梯通往地面，圖中有一個彎道，是用一個彎道路塊單元和一些直道路塊單元組成的，上層道板兩車道之間有大塊的空格，用來安裝供下層採光的玻璃或鋪置飾品。上層為下層充當了雨棚。
圖2是走行架外觀圖，在移動波中運行的走行架由一對用硬質材料製成的正弦波波形條以連接板連接而成，連接板上有兩對彈簧鎖鎖舌，這是用來鎖裝裝載廂的。裝載廂鎖壓在走行架上的四個避振彈簧上。每個波形條一側，各有兩個側滾軸和上滾軸，其中側滾軸可以在滾軸盒中向外伸出。
圖3是路面及運行於其中的運載工具，圖中的一個路塊單元共有四個並行的車道，兩限位軌道形成一個道槽，機械振子等距離排列於道槽中，每個機械振子頂部頂一個橫滾軸，橫滾軸兩端的橫軸護套作用在走行架波形條上，在波形條上滾動並對其施加作用力，機械振子按振動規律的不同分為三組，由位於道板下面的三相振動器通過機械傳動件統一牽引，三個動力振子運動於同一個圓周運動，所以振子的振動能夠形成一列運動正弦波。限位軌道底部留有空隙，是用來流洩雨水和排除汙物的。
圖4是波推進原理圖，圖中畫出了一個波形條在振子組成的移動波中運動和受力的情況。圖中由下向上表示了波形條在振子移動波中的四個位置。波形條由三個波長單位的連續正弦波組成。振子在路面上等距布置，其間距相當於2/3個正弦波波長單位，振子分為三組，運動狀態完全相同的振子以機械傳動件相連，如振子A1，A2，A3和B1，B2，B3及C1，C2，C3，每相鄰三個振子的振動相位依次相差120度，如A1，B1，C1，波形條在道路中發生一個波長單位位移的過程如圖在最下一個波形圖上，波形條處於最左端，這時振子A1，A2已達到振幅的最大值，B1，B2向下運動，C1向上運動，由於重力的作用和波形條上滾軸的限制，波形條不能向上運動，C1對波形條作功，使波形條向右移動。在由下向上第二個波形圖中，波形條已離開了A1點，與前方C2點相遇，波形條至此向右發生了1/3個波長單位的位移。這時，一直對波形條作功的C1振子已振動到了最大振幅處，而在C1點尚未達到最大振幅時，B1，B2兩振子已通過波谷，並參與對波形條作功，在C1達到最高點後，B1，B2接替C1作功。在由下向上第三個波形圖中，B1，B2也上升到了最大振幅處，這時A2振子接替B1，B2繼續作功。在最上面的波形圖中，A2達到了最高點，而在此前通過波谷點的振子C1和C2這時接替A2振子推進波形條繼續向右移動。至此，波形條已向右移動了一個波長單位的距離，下一個位移單位將重複這個過程，在這個過程中，至少有一個振子對波形條作功，多時有三個振子同時對波形條施加前行推力，所以波形條位移是一個連續受力的位移過程。另外，移動波只是一種能量存在形式，並沒有確定的移動方向，波形條在其中的運動方向，取決于波形條進入移動波的時刻，如在圖中最下的一個波形圖中，如果這一時刻C1振子向下振動，此時上升的B1，B2兩振子就會把波形條推向左方，在以下的過程中，其它振子也會順應這個趨勢，不斷的把波形條向左推進。這其中的規律是以振子1/2個振動周期為時刻單位，那麼奇數時刻和偶數時刻進入移動波中的波形條運動方向相反。
圖5是三相振動器外觀圖。振動器是為道路中上下振動的機械振子提供動力的專用裝置。由三個振動框構成主體，三個振動框既相對獨立，又相互協調統一三個振動框有各自的振子線圈和定子線圈，三個振子框各通入三相交流電的一相，三個振動框各牽動一組機械振子，但這三者之間用一個三拐曲軸相聯繫，曲軸三個曲拐之間互成120度角，這個曲軸用來協調振動框之間的相位，保證振幅，其頂部的圓蓋之下是光電碼盤。圓蓋用螺釘固定在振動器殼上，以保護裡邊的光電元件，振動器殼分為兩半，用螺栓聯接。
圖6是振動器內部結構圖，振動器由振動框和定子鐵心及線圈構成。振動框是一個用磁性材料製成的矩形框，兩個圓柱形長邊繞有線圈，其對應處的定子也用磁性材料製成，定子是一個用兩半合成的套筒，上邊繞有和振動框線圈繞向相反的線圈。振動框共有三個，其定子套筒被固定在振動器外殼上，振子框可在定子套筒中來回振動。
圖7是三相振子平衡曲軸，曲軸有三個曲拐，相互成120度角，曲軸末端是一個光電碼盤，盤四周均布一定數量的狹縫，光束從中通過，當振動框帶動曲軸轉動時，碼盤另一側的光電接收裝置就會把振子振動情況轉化為光電數字信息，送計算機處理。曲軸在振動器外殼上定位。
圖8是高速道鳥瞰圖，高速道採用高頻機械振子或磁力波作為驅動動力。運載工具運行於封閉通道中，其內設有氣流導向裝置，以降低運載工具風阻。圖中是高速道的站臺路段。高速道運行模式是幹道波速保持恆定高速，加減速都在幹道外進行，不對幹道造成影響。運載工具從外部進入封閉恆速道時，首先在設置於封閉通道上層的一段加速道中加速，速度達到封閉通道要求的時速後，由切入道用提升走行架降送至恆速道。而當恆速道中的運載工具需要出站時，也是用提升走行架將運載工具先提出恆速道，送至封閉通道上方的減速道中減速、制動。所有這些工作，都是由電腦程式控制執行的。
圖9是帶磁力波發生裝置的走行架，這種走行架上裝有一對磁力定形波發生裝置，其間用連接板相連。連接板上同樣裝有裝載廂鎖狀裝置，走行架上方有避振彈簧。定形磁力波發生裝置採用一列直流電磁鐵構成。如圖中一側的磁力波發生裝置，共有九塊直流電磁鐵組成，各塊電磁鐵通電後磁性強弱不同，這就模擬形成了一列恆定波形的正弦磁力波。走行架邊側的側滾軸起定位作用，當通過彎道時，側滾軸擠壓彎道外側的限位軌道，為車輛提供向心力。
圖10是磁力波波產生的原理圖，如上圖，圖中三個波長單位的正弦磁力波是由九塊直流電磁鐵通電後模擬產生的，這九塊電磁鐵具有相同的鐵心，其繞線圈數不同，所以通電後磁性強弱不等，在圖中，下邊各方塊代表電磁鐵，各電磁鐵繞線圈數正比於上方正弦波形中對應的直線段長度。各塊電磁鐵具有相同的鐵心，通電後，將形成上圖所示的磁力波。這九個電磁鐵可以分別設置，也可用一個或三個磁源帶九個感應鋼板排列而成。中圖是正弦運動磁力波的發塵示意圖，圖中的方塊代表直流電磁鐵，電磁鐵中通以六相正弦脈動直流電，這種電能形式是電壓、電流隨時間按正弦曲線脈動的直流電。如下圖所示，其電流波形與六相交流電相似，只是其電流只有大小變化而無方向變化。道路中的電磁鐵等距排列，其間距相當於定形波1/3個波長單位，相鄰六個電磁鐵各通入六相脈動直流電的一相。如圖中的A1，D1，B1，E1，C1，F1。電磁鐵每相隔五個通入的電流相同，如圖中的A1，A2。磁力波的驅動方式與機械振子波原理相同，運動波與定形之間相互作用而發生水平位移要藉助運載工具的重力來實現。在運行過程中，運載工具被波形間的相互作用抬離路面，其水平位移是一種無機械接觸的移動過程，更適宜於高速運行。
圖11是正弦脈動直流電的產生原理圖。最下一幅圖是正弦脈動直流電的波形圖，其波形與交流電波形完全一致，只是其電流方向不發生改變，屬於直流電。這種電流是用一個置於脈動磁場中的感應線圈得到的，這個感應線圈與另兩個線圈同繞於一根鐵心上，兩個線圈分別通入圖中上圖和中圖的交流電和直流電，交流電峰值電壓和直流電電壓相同，都是U0，經磁場疊加後，在感應線圈中就可得到如下圖所示的正弦脈動直流電。其峰值電壓是2U0，谷值電壓是0。
圖12是波形條連接板分解圖，連接板是接連兩波形條或正弦磁力波發生器的裝置。其上開有彈簧鎖鎖舌孔，兩對彈簧鎖鎖舌穿於孔中。一對鎖舌固定於一個杆上，其中的一個杆上開有孔，另一個杆穿於其中，兩桿末端各有一個銷釘，彈簧裝於銷釘之間，將兩桿向外頂去。
圖13是走行架與裝載廂的裝配示意圖，如圖中所示，走行架連接板上裝有彈簧鎖鎖舌，裝載廂上裝有鎖框，當把裝載廂上的鎖框對準鎖舌壓下後，鎖舌受力縮進，復又彈出，將鎖框鎖定，在這個過程中，裝栽廂需在外力的作用下，壓下走行架上的四個避震彈簧，其上的鎖框方能與鎖舌相鎖。在四個彈簧的作用下，裝載廂就能牢固的鎖裝在走行架上。當需要卸下走行架時，只要把走行架上的兩鎖舌杆末端的銷釘一夾，使鎖舌縮進，就可以將走行架與裝載廂相互分離。載廂在進入不同的路系時，需裝配不同的走行架。當到達目的地後，隨即卸下走行架，裝載廂入庫，而走行架又去搭載別的裝載工具。
圖14是數控三相電路選擇器。道路中無論機械振子波傳動或磁力波傳動，其波源都是由三相電或多相電提供能量。運動波的波速和波行進的可控性，都決定於電源。當運動波恆速移動時，需要與恆頻電源相連；在變速移動時，要與變頻電源相接；在執行較複雜的運送任務時，可能要先後和多個不同頻率特性的電源相連。數控電路選擇器就是依這種需要而設計的，可以使波源或電源迅速而準確的與計算機指定的線路相接。如圖所示的是一個三相電路選擇器，由支架、選擇轉輪、主軸，步進電動機等組成。六個選擇轉輪套在主軸上，轉輪上帶有大齒輪，可在主軸上旋轉，在支架兩側各有一根花鍵軸，小齒輪套在花鍵軸上，花鍵軸繞自身軸線的轉動由一個步進電動機帶動，小齒輪在花鍵軸上的軸向移動是用一個撥叉來實現的，撥叉裝在一個同步帶上，同步帶是用另一個步進電動機來帶動的，在同步帶的驅動下，小齒輪可與主軸上任意一個選擇轉輪的大齒輪相嚙合。小齒輪撥轉機構設有兩套，其中一套是備用的。支架頂梁上有六組三相電接頭，每組的三個接頭分別用彈簧頂著，與選擇轉輪上的三個集電環接觸。
圖15是數控三相電路選擇器主軸，圖中的主軸一圈均勻分布電流導條，軸用絕緣材料製成，軸上套有六個電路選擇轉輪，每個轉輪上有三道集電環，轉輪上的大齒輪也是用絕緣材料製成的，轉輪上集電環與大齒輪之間，均布一圈小坑，這是用來精確分度的，在支架頂梁上的電線接頭一側，設有一個用彈簧頂著的球頭杆，因轉輪每次轉過的都是固定的角度，轉輪停下後，球頭杆總會壓在相應的小坑中，這使轉輪不能隨意轉動。
圖16是數控三相電路選擇器選擇轉輪及主軸示意圖，如圖所示的轉輪上的大齒輪用絕緣材料製成，每個大齒輪內部有三個集電片，三個集電片互成120度角。每個集電片分別用彈簧頂著，壓在主軸的電流導條上。如圖中的電流導條，共傳送六組三相電，分別是A1B1C1到A6B6C6，當大齒輪帶動選擇轉輪轉動時，三個集電片就會分別與六組線路相接，當轉輪轉在兩線路之間時，集電片壓在絕緣體上，如圖中上邊一個集電片轉至A1和A2之間時，電路就被切斷。圖中三個集電片分別與轉輪上的三個集電環相連。
以下通過一組實用型模型和數字舉例說明本發明的設計構想本發明雖然結構龐大，但根本上是由最基本的數控裝置來完成絕大部分的功能的。本發明最基本的數控裝置是數控變頻電源和數控電路選擇器。
對一個波源而言，它只需執行電腦程式，在指定時刻，與規定的送電電路接通，而無需關心該電路有無電流，電流何種頻率特性。對一個電源而言，只要按程序把電流送到計算機指定的線路上即可，不管該電流為哪個波源所用。以六線組八轉輪數控電路選擇器為例，其電源選擇有6×8＝48種組合，可以執行複雜的電路選接任務再如供電，如，一個路段管理中心，備有20HZ，30HZ，40HZ，50HZ四種頻率的交流電，還備有幾臺數控無級變頻機，如果無級變頻機的最精確變頻範圍是10HZ，那麼當執行32HZ-35HZ的變頻任務時，變頻機轉子就應與30HZ的電源相接，而要執行24HZ-26HZ的變頻任務時，既可與20HZ，又可與30HZ的電源相連。
又如，一運載工具進入邊線機動道後，要進行無級減速直至停止，其初速是216公裡/小時，波驅動頻率是50HZ，經計算，減速過程要經過5個路段，這5個路段由5個波源控制，其編號為1，2，3，4，5。經過路段1時，時速由216公裡平滑降至194公裡，1號波源的無級變頻範圍是50HZ-40HZ，這期間由編號為A的無級變頻機，接50HZ電源，通過第四組導線，為1號波源提供無級變頻電流，當進入2號路段時，開始由編號為B的變頻機，接40HZ電源，通過第六組導線，為2號波源提供無級變頻電流，但由於路位調整需要，在2號段，運載工具時速只由194公裡降至190公裡，即波源頻率只由40HZ降至39HZ，所以在離開2號段，進入3號段後，仍由B變頻機通過第六組導線供電驅動3號波源，在3號段內，時速由190公裡將至110公裡，頻率由39HZ降至30HZ，當進入4號段後，重新換用A變頻機，但這時A接的是30HZ電源，通過第三組導線為4號波源供電，在4號段，時速由110公裡降至86公裡，頻率由30HZ降至20HZ，進入5號段後，B變頻機接20HZ電源，通過第六組導線為5號波源供電，運載工具時速由86公裡降為0，波源頻率由20HZ降到0。以上的變頻過程，是由兩個數控無級變頻機A、B交替執行變頻任務的，共動用了六組導線中的三組導線。
本發明的一個突出特點，就是運載工具之間，可以實現實時速度交換，以機械波推進模式為例機械波的波源是三相振動器，振動器振動有三種模式，第一，振子線圈不通電，定子線圈通交流電，當定子線圈通電後，在振子鐵心中會產生的交變磁場，使振子線圈感應生電。振子線圈如果是閉和的，其中流動的感生電流就會與定子磁場相互作用而發生振動。這稱為異步電動機工作模式；第二，振子線圈通直流電，定子線圈通交流電，這時振子振動頻率與定子電流頻率相同，這稱運轉於同步電動機模式；第三，振子和定子通同一路交流電，由於定子線圈與振子線圈繞向相反，振子振動頻率加倍，這稱繞線轉子電動機運行模式，在實際應用中，將三相振動器的定子線路與振子線路分開控制，可使三相振動器工作於不同狀態。這種分開控制模式，最有益的一個用處就是速度交換，如，某一時刻1號路段一運載工具需要減速制動，而同一時刻20號路段有一運載工具要加速起步，這時，把1號振動器振子電路和二號振動器振子電路通過導線組連接起來，兩個振動器定子線圈都接直流電，這樣，1號振動器就運行於發電機模式，而20號振動器運行於電動機模式，此間再加數控變頻電源的控制引導和能量補充，兩運載工具就可實現異地速度交換。這其間不需任何儲能設施，充分利用了系統中的能量。
權利要求
1「計算機集成網絡化交通系統」，由管理系統、通信系統、路網系統和運行系統組成，其特徵在於它是由網絡化的計算機管理系統及自動機械控制運營全過程的智能化交通系統，由三個子系統組成，分別是智能管理及通信網絡系統、路網及運載工具系統、運行服務及電力供應系統，其路網由常速幹道、幹道支線、高速線、超高速線通過互通式立交橋、結點樞紐站聯結而成，路網中遍設停靠點，每個停靠點對應一個地址號碼，計算機根據用戶目的地地址號碼指令自動路網系統將用戶送達目的地路網利用三相交流電驅動三相振動器牽引機械振子，以產生模擬運動波波形或用多相正弦脈動直流電通過電磁鐵組產生模擬的運動磁力波作為推進動力，用專業控制器控制運動波波速，按計算機系統選定的路線以預定程序驅動運載工具，系統的管理、通信、運行及服務是由分布於系統中以各種職級排列的計算機控制相應的自動機械來完成的，各種計算機連接形成通信和集成控制網絡，協同完成系統的狀態監測、負荷調度、自動保護、故障處理和智能化計費的任務。
2如權利要求1所述的智能交通系統的計算機系統，由中央計算機系統、路段管理計算機系統和控制器計算機系統三級構成，中央計算機系統設有巨型機或大型通用計算機以及自動編程系統，中央計算機處理傳自通信系統的各種用戶始發地和目的地地址號碼信息及相關的時刻信息，實行路線選擇並向相應的下級計算機下達指令，此外，中央計算機還負責完成全系統和各路段兩級的經營管理決策；路段管理計算機系統配有小型通用計算機，其職能是向上級計算機提供本段運能資源的使用狀況信息；接上級計算機指令的任務，將來自上級的任務數據根據預定的模型或控制算式，計算出應有的給定值輸出後將數據信息分發到各數控裝置上去，並協調各自動機械工作；收集路段條形碼識別系統發回的對各車輛車號的識別信息，記錄車輛在本段到離時刻信息並將此信息傳到中央計算機監測中心；處理各波源監測器發回的實際波動信息，與預期波速設計方案進行分析與判斷，並根據分析結果修改產生誤差的控制器控制參數，控制器計算機系統安裝有小型計算機、微型機或專用數控裝置，其職能是接受上級計算機指令，直接控制變頻電源、各種電路選擇裝置及其它自動機械，負責對自動機械的時間誤差進行補償，這級計算機屬基層計算機，具有硬時性，進行秒級操作。
3如權利要求1所述的智能交通系統是一個主動交通系統，其特徵是系統和用戶之間以地址號碼和到啟時刻相互聯繫，全系統使用統一的時間坐標，計算機根據用戶的出發點地址號碼和目的地地址號碼及用戶要求的啟動或到達時刻，結合路網資源的使用和預定情況，為用戶綜合優選線路，供用戶選擇，優選線路包括優選最短路徑；優選最低運價；優選最短運行時間；優選最速到達時刻，當用戶最終選擇確認後，計算機將以此制定運行計劃，並將計劃轉化為數據任務，分發到將要經過的各路段管理中心和數控裝置上去，各路段驅動波源執行電腦程式，在用戶運載工具抵達本段後，與指定線路相連，以一定波速將運載工具接入並送離本段，用戶運載工具在路網中是被各路段逐段遞送的。
4如權利要求1所述的智能交通系統是一個智能交通系統，其特徵是系統建立計算機智能運價專家系統，以經濟槓桿為調節手段，使用實時浮動運價來誘導用戶的網絡使用行為，以提高各路段通行效率，調峰抵谷，合理利用路網路位資源，以「先預定，先安排」的原則引導用戶合理安排行程，儘早預定線路，系統通過通信設施，收集海量的路網預定信息，計算機智能決策系統會根據這些信息完成短期，中期，中長期的經營管理決策，計算機系統還可把用戶的個性化要求存入資料庫，在相應用戶使用網絡時，按用戶指定的速度和運行狀態為其制訂運行計劃。
5如權利要求1所述的智能交通系統是一個數位化交通系統，其特徵是運載工具在路網中採用波驅動方式，這是一種非摩擦粘著力的推進方式，利用兩列同幅等波長正弦波在限制了其沿波速垂直方向的移動後有趨于波形相合的特性而發生沿波速方向的水平位移，這屬於嚙合類傳動，波源波動量與運載工具前移量有固定的傳動比，通過控制波源波動量的方法精確掌握運載工具的速度、加速度和位移量等運行參數，運載工具的各種運動狀態，都被表徵為波源頻率和波動次數的數字信息，波源直接由數控裝置控制，系統中廣泛採用各種小型控制計算機和專用數控裝置。
6如權利要求1所述的智能交通系統的路網系統，由常速幹道、幹道支線、高速線和超高速線通過互通式立交橋或結點樞紐站連接而成，其特徵是常速幹道分上下兩層，上層是大型運載工具通行的恆速道，下層是小型客貨運運載工具的通道，下層並行多個車道，中間是恆速道，邊側設機動道，機動道之側密布搭乘臺，並分別對應各自的地址號碼。高速道和超高速道以封閉管道與外界隔離，只設正向和反向兩個恆速道，而且只在必要的地點才設置大站，大站在恆速道管道上方設有專用的加速道和減速道，加速道和減速道之上還有供提升設備運行的軌道，運載工具從外界進入高速管道時都是在加速道中加速到額定高速後，由隨之高速運行的提升設備在管道切入區投放到恆高速管道中去的，高速管道中需要出站的運載工具，也是由提升設備在管道切入區由恆高速道提升到上方減速道中進行減速的，加減速不對恆高速道造成任何影響，高速道採用磁力波或高頻機械振子波作驅動動力，管道內設有氣流導向裝置，配合運載工具的行車活塞作用，以減小風阻，超高速道採用雙列多相點運動磁力波驅動運載工具，管道內抽成真空或稀薄空氣，站場內設有壓力過渡倉。
7如權利要求1所述的智能交通系統的波驅動系統，分機械振子波驅動系統和磁力波驅動系統，其特徵是機械振子波系統是以硬質材料製成有固定形狀的連續正弦波波形條，以機械振子的正弦振動模擬形成不連續波形的正弦運動波，兩列正弦波有相同的波幅和波長；在磁力波驅動系統中，採用一組通電後磁性不等的電磁鐵產生強弱按正弦線分布的電磁力模擬形成定形正弦磁力波，利用均勻布置於道路中的電磁鐵通入多相正弦脈動直流電產生運動磁力波，定形波和運動波具有相同的波幅和波長，在超高速道中採用雙列運動磁力波驅動模式，即在走行架和道路中，各生成一列運動磁力波，兩列運動波波長和波幅相等，可以具有不同的波速，走行架上的運動波生成系統，通過觸網和受電弓系統由外界供電。
8如權利要求1所述的智能交通系統的供電系統，備有各種頻率的交流電電源和正弦脈動直流電電源以及電子式或機械式無級變頻機，其特徵是機械式無級變頻機採用無級變速性能良好的數控直流電動機連接減速器帶動通有交流電的線圈在發電機定子線圈繞組中旋轉，實現頻率相加，減速器起放大變頻精度的作用，正弦脈動直流電是將感應線圈繞組置於正弦脈動磁場中獲得的，正弦脈動磁場是用通正弦交流電的線圈產生的交變磁場和通直流電的線圈產生的穩恆磁場疊加而成的，兩線圈繞在同一鐵心上。
9如權利要求1所述的智能交通系統的數控電路選擇器，由選擇轉輪、步進電動機和機械傳動裝置組成，其特徵是選擇轉輪上裝有絕緣齒輪和集電環，選擇轉輪套在主軸上，主軸用絕緣材料製成，主軸一周均布導電條，轉輪內部的集電片用彈簧頂著壓在導電條上，撥動選擇轉輪大齒輪的小齒輪套在花鍵軸上，用兩臺步進電動機控制轉動和橫向移動。
10如權利要求1所述的智能交通系統的三相振動器，是為機械振子波提供動力的波動源，其特徵是振動器使用鐵磁材料製成振動框，振動框兩長邊為圓柱形，繞有線圈，定子有兩個，也用鐵磁材料製成，分別套在振動框兩繞線的邊框上，定子是用兩半套合而成的圓筒，其上繞有線圈，定子線圈與相應的振子框線圈繞向相反，三個振子框用一根三個曲拐互成120度的三拐曲軸相連，曲軸頂部帶有光電碼盤。
全文摘要
「計算機集成網絡化交通系統」是一個以計算機系統控制運營全過程的大型交通運輸體系。是為實現未來交通的信息化、數位化而設計發明的。系統以常速幹道、幹道支線、高速線和超高速線織成路網系統，路網沿線密布搭乘站點，每點對應一個地址號碼。用戶只需知道目的地的地址號碼，就可坐享直達。系統用三相交流電產生機械振子波或磁力波為推進動力，以計算機控制波源波動，使運載工具完全按照電腦程式在移動波中運行。整個系統的線路設計、調度安排，都由高速計算機根據網絡供需信息由相應的數學模型進行優化設計，這將從根本上杜絕交通事故的發生，把交通引向綠色化。這個系統會使人類的活動範圍進一步擴大，加速世界一體化進程。
文檔編號B61B13/08GK1417735SQ0215352
公開日2003年5月14日 申請日期2002年12月2日 優先權日2002年12月2日
發明者張惠東 申請人:張惠東