Транспортная система

Авторы патента:

Ольденбург Николай Христианович (RU)

B61B5 - Эстакадные железные дороги (монорельсовые B61B 13/04; железнодорожные пути для них E01B 25/00)

Полезная модель относится к области транспорта, в частности, к транспортным системам и может быть использована при создании скоростных многоуровневых магистралей для городов, сельских поселений и междугородных сообщений, в том числе в условиях сильно пересеченной местности, гор, пустынь, а также при построении межцеховых транспортных структур рассредоточенных производственных предприятий и их объединений.

Транспортная система включает автомобильные магистрали из готовых сборных элементов, выполненных в виде самонесущих модулей. Сборные элементы снабжены шиной питания и покрытием с проложенными вдоль него направляющими для движения транспорта. Самонесущие модули сборных элементов снабжены, по крайней мере, двумя несущими каркасами в виде равностороннего шестиугольника, соединенными между собой продольными панелями. Покрытие образовано продольным элементом, опирающимся на нижний элемент жесткости каждого из каркасов.

Самонесущая конструкция транспортной системы создана на модульной основе и в разрезе имеет сотовый принцип построения (см. фиг.6), который позволяет компоновать магистрали без ограничений, как в ширину, так и в высоту. Самонесущие модули сборных элементов транспортной системы изготавливаются по единому стандарту, что обеспечивает технологичность сборки, минимизирует сроки прокладки магистралей транспортной системы, значительно сокращает расходы и сроки на их возведение

Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в возможности построения трехмерной сети многоканальных магистралей, которые позволят связать напрямую отдельные районы города, не используя наземное дорожное пространство, разгружая наземные пути и снижая загруженность дорог. При этом обеспечивается скоростное перемещение транспортных средств двойного использования и максимальную безопасность передвижения по системе.

Известна транспортная система, представляющая собой трассу в виде канала, в которой движимые транспортные средства поддержаны парами колес управлений, расположенных на базе трассы и обычно направляемых пружиной. Для обеспечения поворота транспортного средства в канале выполнены вторичные границы с контактирующими роликами, по которым транспортные средства могут быть направлены направо или налево (см. пат. GB 1352246, МПК 7 B62D 1/26; E01B 25/00; B61L 11/00, 1974 г.).

Транспортная система с путевой структурой такого типа сложна в обслуживании, при этом не надежен узел направляющих роликов. Кроме того, недостатком данной системы является невозможность использования транспортных средств для их перемещения по дорогам общего пользования.

Известна транспортная система, включающая рельсы, расположенные рядом друг с другом и транспортное средство, которое характеризуется хорошей производительностью на поворотах. Транспортные средства могут быть перемещены на указанные рельсы, ходовая часть транспортных средств может поворачиваться вокруг вертикальной оси и смонтирована на раме. Транспортные средства, перемещаются по указанной транспортной системе посредством установки на тележки, (см. патент EP 1173354, МПК 7 B61F 3/16; B61F 5/38; B66C 9/04, 2003 г.).

Используемые в данной системе транспортные средства могут перемещаться по дорогам общего пользования, однако недостатком указанной транспортной системы является невозможность развития значительных скоростей перемещения, т.к. фиксация транспортных средств на тележках ненадежна, что снижает пропускную способность системы. Кроме того, данная транспортная система нерациональна с точки зрения использования энергии и более подходит для перемещения грузов.

Известна транспортная система, которая состоит, по меньшей мере, из одного рельса и одной подвижной единицы, направляемой с помощью колес по рельсу и имеющей приводной агрегат. Рельс расположен на дорожном полотне (см. патент DE, 4029571, МПК 7 B60L 13/02; B61C 9/38; E01B 26/00, 1992 г.).

Указанной транспортной системе присущи все те упомянутые недостатки, которые свойственны всем известным наземным линейным транспортным системам.

Известен направляющий путь для использования, например, в качестве поднятого шоссе. Направляющий путь образован из удлиненного металлического канала, имеющего один или множество, обычно по крайней мере три, трубчатых металлических пустотелых элемента растяжения, расположенных продольно в его внутренней части, и связанных с ее внутренними стенами вдоль ее всей длины, (см. патент Канады 1126576, МПК 7 B61B 5/02, 1982 г.).

Недостатком указанного пути является большой вес, что приводит к необходимости построения мощного фундамента и силовых опор. Кроме того, путь выполнен открытым, что повлечет проблемы эксплуатации в зимний период, т.к. потребует очистки. Также недостатком является невозможность использования подвижных транспортных единиц для их перемещения по дорогам общего пользования.

Известна высокоскоростная разветвленная транспортная система для индивидуального перемещения пассажиров, содержащая полый путепровод с главными секциями и примыкающими к ним переходными секциями, малогабаритные, функционирующие с секундными интервалами кабины, бортовые части которых расположены над центральной продольной щелью путепровода, а ходовые части с роторными элементами левосторонних и правосторонних линейных электродвигателей, направляющими или опорными колесами и роликами боковой стабилизации - в его внутренней полости, оборудованной статорными элементами линейных электродвигателей (см. патент РФ 2106450, МПК 6 E01B 25/00, 1998 г.)

Недостатком данной системы является невозможность использования кабин для размещения пассажиров для их перемещения по дорогам общего пользования.

Известна транспортная система, содержащая закрепленные на основании в пролетах между смежными опорами и жестко связанные между собой, по меньшей мере, одну основную рельсовую нить в виде предварительно напряженного силового органа, заключенного в корпус с сопряженной поверхностью качения для транспортных средств, и по меньшей мере одну вспомогательную нить с предварительно напряженным силовым органом, расположенную на другом уровне от основной нити. Данная транспортная система предназначена для навесного (монорельсового) транспортного средства (см. патент РФ 2224064, МПК 7 E01B 26/00, E01B 25/00, B61B 3/00, B61B 5/00, 2004 г.).

Недостатком данной системы является невозможность использования транспортных средств, для которых предназначена система, для их перемещения по дорогам общего пользования.

Известна транспортная система, представляющая собой путь, состоящий из соединенных между собой ферм и опирающийся на опоры. Движение транспортных модулей или поездов может осуществляться по обеим сторонам пути в противоположных направлениях по опорным рельсам, установленным в его нижней части, а вертикальная стабилизация вагонов - за счет контакта их поддерживающих колес с поддерживающими рельсами, расположенными в его верхней части, (см. патент РФ 2328392, МПК B61B 1/00, B61B 5/02, B61B 13/00, E01B 25/00 (2006.01), 2008 г.)

Недостатком данного решения является невозможность использования транспортных средств, для которых предназначен путь, для их перемещения по дорогам общего пользования.

Известна транспортная система, включающая корпус трассы, оборудованный линейными моторами на стороне трассы и тележкой для установки автомобиля в его более низкой части, с модулем отсека двигателя подвешенным посредством механизма подвески. Тележка перемещается на корпусе трассы через множество роликов поддержки. Форсунки импульсной воздушной струи выполнены в дорожном покрытии корпуса трассы, чтобы произвести промежуток между пластиной реакции тележки и стороной трассы с линейными моторами на корпусе трассы, (см. заявку Японии 7231515, МПК 7 B60L 13/03; B61B 13/08, 1995 г.)

Недостатком данного решения является сложность крепления автомобиля на тележке, что приводит к снижению пропускной способности транспортной системы. К недостаткам системы можно отнести сложность ее обслуживания.

Известна транспортная система, включающая эстакадные автомобильные магистрали из готовых сборных элементов в виде пролетов с корытообразным основанием выпуклостью вниз в виде балок с верхним покрытием с необходимыми средствами для движения соответствующего транспорта, причем между покрытием и несущей балкой имеется внутреннее замкнутое пространство, внутри которого проложены инженерные сети и коммуникации. Данная транспортная система дополнительно включает эстакадные железнодорожные и/или магнитные магистрали, а инженерные коммуникации включают проход для обслуживающего персонала (см. патент на полезную модель РФ 29064, МПК 7 E01B 25/00, 2003 г.).

Недостатком данного решения является выполнение пролетов корытообразной формы, что не позволяет компактно объединять несколько параллельно расположенных магистралей в единую систему, позволяющую экономить наземное пространство. Кроме того, открытая поверхность верхнего покрытия, предназначенного для движения транспортных средств, не обеспечивает надежной защиты как самих транспортных средств, так и дорожного покрытия от негативного воздействия окружающей среды. Такая конструкция не позволяет развивать большой скорости и обеспечивать безопасное передвижение транспортных средств.

Известна транспортная система, содержащая направляющий путь, линейные автомобильные тележки с самозаряжающимся аппаратом и электромагнитный сходящийся аппарат, организующий тележки как поезд. Перемещение тележек управляется электромагнитно (линейными двигателями) на высокой скорости на направляющем пути главной трассы под контролем центрального блока управления. Система снабжена электромагнитными отклоняющими устройствами, которые отклоняют тележку с автомобилем, когда он достигает намеченного пункта обмена. Система снабжена расширяющимися участками. Таким образом, автомобили могут быть транспортированы эффективно на высокой скорости и благополучно (см. заявку Японии JP 2175463, МПК 7 B61L 27/00; E01C 1/00; G08G 1/09, 1990 г.).

К недостаткам данной системы можно отнести следующее:

- система подразумевает наличие двух трансмиссий - автомобиля и тележки, при этом во время движения по системе используется только одна из указанных трансмиссий, что ведет к нерациональному использованию энергии, увеличению стоимости изготовления и обслуживания;

- тележки системы предназначены для автомобилей определенного размера, что либо приведет к скоплению транспортных средств на входе, ожидающих своего размера тележки, либо к невозможности перемещения автомобилей других размеров по системе.

Известна транспортная система для увеличения возможности перемещения людей и грузов. Система включает первую и вторую трассы, имеющие поверхность движения, ширина которой больше, чем ширина шины. Вторая трасса расположена с интервалом от первой трассы, чтобы обеспечить воздушный промежуток. Поверхности движения каждой трассы образуют направляющие рельсы. Система также включает автомобиль, снабженный рядом переключающихся колес, которые разработаны, чтобы взаимодействовать с рядом переключающихся рельсов. Переключающиеся колеса, являются подвижным, чтобы выборочно взаимодействовать с переключающимися рельсами, чтобы или оставить автомобиль на трассе или переместить его на другую трассу. У автомобиля есть способность поехать на относительно быстродействующей трассе и на обычной улице, (см. патент США US 7966943, МПК E01B 25/00 (2006.01), 2011 г.).

Недостатком данного решения является сложность не только самой системы, но и конструкции автомобиля, снабженного несколькими парами дополнительных колес. Кроме того, данная система является открытой, таким образом, воздействие природных условий будет негативно сказываться на эксплуатационных характеристиках системы, а также на безопасности перемещения по системе.

Проведенный патентный поиск показал, что не выявлено наиболее близкого технического решения, обеспечивающего возможность создания скоростных магистралей, которые можно было бы компактно объединять в единую многоканальную, многоуровневую транспортную систему.

Задача, решаемая полезной моделью - разработка транспортной системы, обеспечивающей возможность построения многоканальных многоуровневых магистралей, с облегченной, самонесущей конструкцией, созданных специально для легкового транспорта, которые позволят экономить дорожное пространство, разгружая наземные пути и снижая загруженность дорог, обеспечивая при этом скоростное перемещение транспортных средств двойного использования и максимальную безопасность передвижения по системе.

Поставленная задача решается за счет того, что разработана транспортная система, включающая автомобильные магистрали из готовых сборных элементов, выполненных в виде самонесущих модулей и снабженных покрытием с проложенными вдоль него направляющими для движения транспорта и, по крайней мере, одной шиной питания, причем модули сборных элементов, снабжены, по крайней мере, двумя несущими каркасами в виде равностороннего шестиугольника, соединенными между собой продольными панелями, а покрытие образовано продольными элементами, опирающимися на нижний элемент жесткости каждого из каркасов.

Шина питания может быть расположена в верхней части, вдоль каждого модуля с возможностью присоединения к предыдущему и последующему модулям магистрали.

Продольные элементы, образующие покрытие, расположены так, что между покрытием и нижними элементами жесткости каркасов выполнено внутреннее замкнутое пространство в поперечном сечении имеющее форму треугольника, внутри которого могут быть проложены инженерные сети и коммуникации.

Верхние кровельные панели модулей могут быть оснащены солнечными батареями.

На верхнем элементе жесткости каркаса могут быть размещены тепловые генераторы.

Сборные элементы могут быть объединены с образованием транспортных магистралей.

Магистрали могут быть соединены между собой боковыми панелями соответствующих модулей сборных элементов.

Магистрали могут быть соединены между собой нижними и верхними панелями модулей сборных элементов.

Выполнение транспортной системы, включающей автомобильные магистрали из готовых сборных элементов, выполненных в виде самонесущих модулей, снабженных, по крайней мере, двумя несущими каркасами в виде равностороннего шестиугольника, соединенными между собой продольными панелями, в которых покрытие с проложенными вдоль него направляющими для движения транспорта образовано продольными элементами, опирающимися на нижние элементы жесткости каркасов, позволяет обеспечить быстрый монтаж конструкций на новом месте и последующий демонтаж в случае необходимости ремонта какого-либо участка, поскольку каждый из модулей сборных элементов готов к эксплуатации и требуется только соединить модули между собой. При этом достигается высокая прочность и жесткость как каждого модуля, так и системы в целом.

Выполнение сборных элементов с каркасами в виде равностороннего шестиугольника, соединенными между собой продольными панелями, в которых установлена шина питания и покрытие с проложенными вдоль него направляющими для движения легкового транспорта, образованное продольными элементами, опирающимися на нижние элементы жесткости каркасов позволяет строить трехмерные многоканальные пути, которые обеспечивают экономию дорожного пространства, разгружая наземные пути и снижая загруженность дорог.

Скоростное перемещение транспортных средств по транспортной системе, образованной в соответствии с заявляемой полезной моделью, обеспечивается за счет выполнения модулей закрытыми от негативного воздействия окружающей среды посредством продольных панелей, что позволяет обеспечить и максимальную безопасность передвижения по системе и возможность использования транспортных средств двойного использования.

Модульный принцип построения магистралей даст возможность, при необходимости, безгранично увеличивать их пропускную способность, за счет увеличения количества магистралей, используя для этого надземное пространство.

Многоканальный принцип, даст возможность устройства выделенных линий специально для «скорой помощи», служб МЧС, правительственных линий и т.д..

Любая из магистралей может быть использована в качестве паркинга-накопителя для транспортных средств.

Фиг.1 - общий вид транспортной системы;

Фиг.1(а) - общий вид транспортной системы;

Фиг.2 - поперечное сечение модуля сборного элемента;

Фиг.3 - пример пространственного решения транспортной системы;

Фиг.4 - накопители транспортной системы;

Фиг.5 - принцип сотового построения.

Транспортная система включает автомобильные магистрали из готовых сборных элементов 1, выполненных в виде самонесущих модулей. Сборные элементы снабжены шиной питания 2 и покрытием 3 с проложенными вдоль него направляющими 4 для движения транспорта. Сборные элементы 1 снабжены, по крайней мере, двумя несущими каркасами 5 в виде равностороннего шестиугольника, соединенными между собой продольными панелями 6 и продольными элементами жесткости 7. Покрытие 3 образовано продольным элементом, опирающимся на нижний элемент 8 жесткости каждого из каркасов 5.

Шина 2 питания расположена в верхней части, вдоль каждого модуля сборного элемента 1 с возможностью присоединения к предыдущему и последующему модулям магистрали.

Продольные элементы, образующие покрытие 3, расположены так, что между покрытием 3 и нижним элементом 8 жесткости каркасов 5 образовано внутреннее пространство 9, внутри которого могут быть проложены инженерные сети и коммуникации (условно не показаны).

Верхние кровельные панели 6-1 могут быть оснащены солнечными батареями, кроме того, на верхнем 10 элементе жесткости каркаса могут быть размещены тепловые генераторы (условно не показаны).

Модули сборных элементов 1 могут быть объединены с образованием множества транспортных магистралей (см. фиг.1, 3).

Магистрали могут быть соединены между собой боковыми панелями соответствующих модулей сборных элементов 1 (см. фиг.1, 3).

Магистрали могут быть соединены между собой нижними и верхними панелями модулей сборных элементов 1 (см. фиг.5).

Любая из магистралей может быть использована в качестве накопителя (см. фиг.4).

Самонесущая конструкция транспортной системы создана на модульной основе и в разрезе имеет сотовый принцип построения (см. фиг.5), который позволяет компоновать магистрали без ограничений, как в ширину, так и в высоту. Самонесущие модули сборных элементов 1 транспортной системы изготавливаются по единому стандарту, что обеспечивает технологичность сборки, минимизирует сроки прокладки магистралей транспортной системы, значительно сокращает расходы и сроки на их возведение.

Основной элемент каждого модуля - это жесткий несущий каркас 5 в виде равностороннего шестиугольника, который изготавливается в заводских условиях, например, из стального коробчатого профиля (может быть использован любой материал, обладающий необходимой жесткостью и прочностью, например, современные композитные материалы), является основой жесткости всей конструкции. Продольные силовые элементы 7, на которые опираются панели 6, и диагональные связи, так же могут изготавливаться из стального коробчатого профиля. Продольные панели 6, шина 2 для передачи электроэнергии и направляющие 4 для колес участвуют в обеспечении прочности и жесткости конструкции в целом.

Увеличение количества магистралей за счет плотного соединения шестиугольных элементов между собой, образуют сотовую сетку, подсказанную нам природой и многократно испытанную на практике, что обеспечивает основную жесткость сооружения в целом.

Транспортное средство двигается внутри шестигранной магистрали, как в своеобразной кассете, опирается четырьмя колесам на покрытие 3 с проложенными вдоль него направляющими 4, и контактирует с верхней шиной питания 2. За счет этого транспортное средство застраховано от случайных съездов с направляющих и даже при возникновении внештатных ситуаций, останется внутри магистрали. Отдельная магистраль, состоящая из сборных элементов 1 транспортной системы, предусматривает движение транспортного средства только в одном направлении, без каких либо разветвлений или соединений с другими магистралями, что обеспечивает максимальную скорость и безопасность при прохождении данного участка пути. Транспортные средства не пересекаются друг с другом, им не требуется тормозить перед разъездом.

Все маневры по выбору другого направления осуществляются после выезда из транспортной системы на обычном шоссе, кольцевой развязке или перекрестке.

Наличие самонесущих каркасов 5 каждого модуля сборного элемента 1 позволяет возводить сооружения, как на точечных опорах-сваях 11 (см. фиг.1), так и с помощью вантовых подвесных систем, нанося наименьший вред окружающей среде. В кровельной части конструкции предусмотрена возможность монтажа солнечных батарей на продольных панелях 7-1, в нижней части возможен монтаж коммуникаций энергоносителей.

Увеличение количества магистралей происходит только по мере необходимости увеличения пропускной способности на данном участке пути. Система легко позволяет разобрать не используемую магистраль и перенести ее в другое место, либо использовать ее под паркинг-накопитель. Это еще одно преимущество системы: паркинги-накопители сооружаются из тех же модульных сборных элементов 1 (см. фиг.5), что и магистрали, а проблема нехватки парковочных мест не мене острая, чем «пробки». Требуемая площадь и объем для накопителей в два раза меньше по сравнению с устройством обычного паркинга, пусть даже самого современного, что немаловажно в стесненных городских условиях.

1. Транспортная система, включающая автомобильные магистрали из готовых сборных элементов, выполненных в виде самонесущих модулей и снабженных покрытием с проложенными вдоль него направляющими для движения транспорта и, по крайней мере, одной шиной питания, причем модули сборных элементов снабжены, по крайней мере, двумя несущими каркасами в виде равностороннего шестиугольника, соединенными между собой продольными панелями, а покрытие образовано продольными элементами, опирающимися на нижний элемент жесткости каждого из каркасов.

2. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что шина питания может быть расположена в верхней части, вдоль каждого модуля с возможностью присоединения к предыдущему и последующему модулям магистрали.

3. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что продольные элементы, образующие покрытие, расположены так, что между покрытием, нижними элементами жесткости каркасов и нижними продольными элементами выполнено внутреннее замкнутое пространство в поперечном сечении, имеющее форму треугольника, внутри которого могут быть проложены инженерные сети и коммуникации.

4. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что верхние панели модулей могут быть снабжены солнечными батареями.

5. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что на верхнем элементе жесткости каркаса могут быть размещены тепловые генераторы.

6. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что сборные элементы могут быть объединены с образованием транспортных магистралей.

7. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что магистрали могут быть соединены между собой боковыми панелями соответствующих модулей сборных элементов.

8. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что магистрали могут быть соединены между собой нижними и верхними панелями модулей сборных элементов.

9. Транспортная система по п.1, отличающаяся тем, что паркинги-накопители сооружаются из тех же модульных элементов, что и магистрали, либо любая из магистралей может быть использована в качестве паркинга-накопителя.