一种用于高速公路车辆的自由编组解组运行的设计与方法技术

一种用于高速公路车辆的自由编组解组运行的设计与方法，属于车辆设计领域和道路交通控制领域。齿轮与自动车钩装配在车辆的车头部和车尾部，通过自动车钩连接与解钩实现车辆的自由编组和解组，通过齿轮啮合保证编组解组过程中的安全性。划分高速公路行车道为客车编组车道、货车编组车道和自由车道，编组客车和编组货车分别在相应编组车道上按车道规定速度行驶，自由车道是车辆进入高速公路编组前和解组后驶出高速公路的准备车道。本发明专利技术能有效解决高速公路事故多发、拥堵等问题。

【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术涉及一种可实现高速公路车辆自由编组解组运行的车辆连接部机械设计及高速公路车辆自由编组解组运行的实现方法。属于车辆设计领域和道路交通控制领域。
技术介绍
目前，高速公路车辆运行是以驾驶员驾驶行为为主导的运行方式，是以单辆车辆为单位的行驶方式，具有舒适、自由的特点。但在交通量大的情况下会呈现拥堵、无序的运行状态，并且有引发严重交通事故的隐患。而编组运行是轨道交通的运行方式，具有安全、有序、快捷的运行特点，它将单节车体通过车钩连接成为一个整体，统一运行调度。
技术实现思路
为了改变公路车辆运行的混乱无序、拥堵、事故易发的现状，本专利技术通过将轨道车辆编组方式应用到高速公路车辆中，实现了高速公路车辆和轨道车辆优点的融合，并创新性地设计了高速公路车辆自由编组和自由解组的方法，并为实现公路车辆自由编组解组设计了相应的车辆连接部，将齿轮啮合理念应用到车辆编组解组方法中，实现了公路车辆编组和解组的自由和安全。并将轨道车辆自动车钩应用到高速公路车辆设计中，实现车辆编组后的稳定连接。本专利技术采用的技术方案如下：1.自由编组解组方法说明高速公路具有双向车辆不干扰，立体交叉，控制出入口，行车速度快等特点，高速公路每侧至少有两个车道，最高限速从内侧车道至外侧车道依次降低，设计中将高速公路内侧各车道设计为编组车道，根据车道数及高速公路规定限速设定各车道编组车辆运行速度。除紧急停车道外的最外侧行车道为自由车道，供进入高速公路等待编组的车辆及解组后需要驶出高速公路的车辆行驶。1)高速公路车辆自由编组方法说明以双向六车道高速公路为例进行说明，此时，高速公路单向三个车道从内侧向外侧依次为客车编组车道、货车编组车道、自由车道。从高速公路入口匝道进入的车辆，在进行编组前先进入最外侧的自由车道行驶，等待编组。如果驶入的车辆是货车，等待编组的货车等到一组编组货车驶过后，驶入货车编组车道并加速，追上编组货车后通过自动车钩与前车联挂，编组完成，并以货车编组车道规定的速度运行。如果驶入的车辆是客车，则等待编组的客车同样进入最外侧的自由车道行驶，等待编组，等到紧邻着的货车编组车道一段距离内无编组货车行驶后进入货车编组车道并以货车编组车道的规定速度行驶，并等待客车编组车道有编组客车驶过后，进入客车编组车道，并加速追上编组客车后通过自动车钩与前车联挂，实现编组，并以客车编组车道的速度运行。2)高速公路车辆自由解组方法说明同样以上述双向六车道为例进行说明。如果需要解组的车辆是货车，需要解组的货车司机先按解组按钮使自动车钩解钩，实现货车与编组货车解组，与此同时，位于车辆后方的解组指示灯闪烁告知后方车辆本车已经解组，然后货车等待自由车道在一定距离内无车辆行驶后，转向进入自由车道，然后通过高速公路出口匝道驶出高速公路。如果需要解组的车辆是客车，需要解组的客车司机先按解组按钮实现客车与编组客车解组，与此同时，位于车辆后方的解组指示灯闪烁告知后方车辆本车已经解组，然后客车等待编组货车车道一定距离内无编组货车行驶后，转向进入编组货车车道并以货车车道的规定速度行驶，并等待自由车道一定距离内无车辆行驶的情况下，转向驶入自由车道，然后进入高速公路出口匝道驶出高速公路。2.车辆连接部机械设计说明齿轮啮合能够将运动和力平滑地传递而不发生齿轮间的相互干涉，本专利技术借鉴了齿轮啮合的思路，将齿轮啮合应用到车辆编组解组的过程中，保证车辆编组解组过程中不发生碰撞。在车辆车头部和车尾部装配了直径与车辆宽度相同的齿轮，则车辆在解组时，相对于齿轮的切向的作用力转化为两齿轮的转动，而径向力因为两齿轮具有一定的中心距而没有引起车体之间的擦碰，与齿轮配套的缓冲装置能有效地缓冲车辆解组时的作用力。车钩选择自动车钩，当两车靠近时，通过后车对前车的冲击使自动车钩自动联挂，车内有解组按钮能控制自动车钩解钩。自动车钩设置在车辆头部和尾部，自动车钩位于齿轮的上方，自动车钩联挂时，齿轮应处于啮合状态。为了减弱编组车辆中各车辆之间的冲击力，应该在齿轮和自动车钩中设置相应的缓冲装置。本专利技术的有益效果为：能实现编组车辆协同互助运行，减弱单个驾驶员的驾驶失误对交通系统的影响，实现大车和小车的分流，保证行车安全，统一控制速度，能够提高道路的通行能力，防止道路拥堵。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图1为齿轮和自动车钩装配及两车联挂图图2为自由编组解组车道设定图图3为待编组货车在自由车道上行驶图图4为待编组货车进入货车编组车道图图5为货车完成编组图图6为货车与编组货车解组图图7为解组货车进入自由车道并通过出口匝道驶出图图8为后方货车解组后追上前方编辑组车辆重新编组图具体实施方式实施例说明了货车自由编组解组方法的实现过程。图1说明了齿轮和自动车钩装配在车辆的车头部和车尾部，两车联挂时齿轮相互啮合，自动车钩相互连接。以图2所示双向六车道高速公路(假定最高限速为120km/h)为例说明货车自由编组解组的实现步骤，为了实现高速公路车辆自由编组解组的运行需求，需要对高速公路单向三个车道进行重新划分，其各车道划分如图2所示，从内侧向外侧依次为客车编组车道、货车编组车道、自由车道，路肩部分为紧急停车道，不作行车道使用，并规定客车编组车道的编组客车运行速度为110km/h，运行速度未超越最高限速，可以为后续编组车辆加速进入编组提供速度提升的空间，货车编组车道的编组货车的运行速度为80km/h。编组车道上车辆必须按规定的运行速度运行，使编组车辆之间保持相对静止，防止发生碰撞等交通事故。自由车道速度在高速公路的最高和最低限速间行驶，是为进入高速公路上需要进行编组的车辆和解组后需要驶出高速公路的车辆一定的准备空间。货车自由编组方法说明：步骤一：货车从高速公路入口匝道进入高速公路后先在自由车道上行驶，并观察货车编组车道是否有可供编组的编组货车，其效果图如图3所示。步骤二：待编组货车等到货车编组车道有编组货车时，等到编组货车驶过后进入货车编组车道。其效果图如图4所示。步骤三：进入货车编组车道的待编组货车加速追上前方编组货车，并通过自动车钩碰撞实现自由编组。其效果图如图5所示。货车自由解组方法说明：步骤一：在运行过程中，需要解组的货车由于后续车辆的编组，其位于编组车辆的中部，在解组变道前，需要解组的货车先通过解组按钮使车辆前后车钩解钩，实现车辆与编组车辆的解组，并通过指示灯告知后方车辆。其效果图如图6所示。步骤二：解组后，解组货车确定自由车道一定距离内无车后转向进入自由车道，并在高速公路出口处驶出高速公路。其效果图如图7所示。步骤三：为了保证编组货车以安全距离行驶，解组货车离开编组货车后，其留下的空隙由后方车辆填补，后方车辆需要依次解组，追上前车后实现重新编组。其效果图如图8所示。客车比货车运行速度快，所以客车在最内侧的客车编组车道运行，其运行速度为110km/h，将两种车型分车道运行，也规避了因为两种车型速度差等车型因素存在的交通隐患。客车自由编组的过程与货车车自由编组的过程一样，只是增加了客车从自由车道先变道到货车编组车道并以编组货车的运行速度80km/h运行，确定客车编组车道一定距离内无编组客车后进入客车编组车道并追上前方编组客车实现编组。客车自由解组与货车自由解组的过程一样，同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高速公路车辆的自由编组解组运行的设计与方法，设计部分包括自动车钩、齿轮，方法部分包括车辆编组、车辆解组、高速公路行车道划分，其特征是，所述的设计部分自动车钩和齿轮装配在高速公路车辆的车头部和车尾部，所述方法部分通过自动车钩连接实现高速公路车辆自由编组，通过自动车钩解钩实现高速公路车辆自由解组，高速公路行车道从内测车道至外侧车道依次划分为客车编组车道、货车编组车道、自由车道。

【技术特征摘要】
1.一种用于高速公路车辆的自由编组解组运行的设计与方法，设计部分包括自动车钩、齿轮，方法部分包括车辆编组、车辆解组、高速公路行车道划分，其特征是，所述的设计部分自动车钩和齿轮装配在高速公路车辆的车头部和车尾部，所述方法部分通过自动车钩连接实现高速公路车辆自由编组，通过自动车钩解钩实现高速公路车辆自由解组，高速公路行车道从内测车道至外侧车道依次划分为客车编组车道、货车编组车道、自由车道。2.根据权利要求1所述的一种用于高速公路车辆的自由编组解组运行的设计部分，其特征是，自动车钩在连接和解钩过程中，前后车齿轮处于啮...

【专利技术属性】
技术研发人员：初建鹏，冯德成，王耀飞，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23