[发明专利]一种轮轨式缆车客运系统

说明书

一、技术领域

本发明属于载运工具技术领域。

二、背景技术

通常缆车被用在高差较大地点的点与点之间的运输，它是上、下山或在山丘间移动最好的交通工具，因为它走直线，不必绕来绕去，可以节省时间；而且缆车是用电力驱动，不会污染周围的环境。但是缆车也存在一定的问题，由于缆车吊挂在空中，要求牵引的缆索有足够的承载力，并且要求不宜变形。一旦缆索被拉长，将影响到缆车的运行安全。从发生事故隐患的严重性看，悬挂在空中与在地面相比其危险程度较大。从能量角度看，在缆车运行的摩擦阻力相同的情况下，在平面行进比空中行进少做功，通俗地讲同样重的物体拉着走比拎着走省力。

三、发明内容

本发明是一种以普通轮轨为基础的缆车运输系统，是由轮轨、车厢、和缆车的牵引装置组成的。本系统的特征在于将空中运行的缆车系统应用到地面上，将悬挂的缆车安装上缆车轮在地面轨道上运行。

地面轮轨式缆车运输系统主要特征：

1、适用范围：主要适用于城市中心区和旅游景区行人较多的地点，尤其是商业区步行街的短距离点与点之间的旅客运输。通常空中缆车的运行速度在5m/s左右即16km/h，与城市公交运行速度接近。由于空中缆车一般建设在高差较大的地点，其运行阻力大，运行速度较慢，地面轮轨式缆车运输系统的缆车运行速度可根据运行环境确定。

2、优点：第一，节省能源。与普通的城市公交客运相比，汽车运行克服的是地面的摩擦阻力，其牵引力为：

F＝G×μ

式中，F表示车辆的牵引力，G表示车辆与乘客的重量，μ为轮胎与地面间的滚动摩擦系数，在良好的路面上通常μ的取值为0.01-0.018，而钢轮轨之间由于接触面变形小，其μ的取值为0.001，两者相差近10倍，从克服行驶阻力角度可节省大量动力。同时，由于该系统只是在缆车上加上车轮，不需要在缆车上加装动力系统，从运行效率上减少车辆自重造成的运力浪费；第二，保护环境。地面缆车是依靠缆绳的牵引作为动力来源，而缆绳是依靠电力来驱动的，因此缆车在地面运行是不会产生空气污染的。并且从能源供应角度看，矿物能源是有限的，而电能可以来自于风能、水能、太阳能、核能等；第三，安全可靠。对于空中缆车，当风较大时就必须停止运行。与空中缆车相比，地面缆车具有与轨道交通相似的效果，从目前轨道交通运行效果看，其安全性是可靠的。

3、可行性分析

综合考虑上述优缺点，在具体建设过程中应该做具体的技术经济分析。我们以一条长5km的公交线路为例，进行初步的经济分析。

例：一条公交专线长度5km，日运送乘客5000人次，高峰小时客流量1000人次。

首先考虑以城市公交车方式运营，按每车最大可乘载90人计算，需配备的车辆数大约15辆，车辆的购置费用40万元，年维修费1.5万元，使用期限8年，每百车公里耗油85升，车辆平均载客量50人，燃油价格3.8元/升。在人员工资费用和道路成本费用不考虑的情况下，其年运行费用为：

年总费用＝15辆×(400,000元÷8年+15,000元+5000人÷50人×5km×0.85升/km×3.8元/升×365天)＝9817,125元

同等条件下，我们通过轮轨式缆车系统进行运营，在人员工资费用和轨道建设成本与道路建设成本基本相同的前提下，其缆车系统的成本估算为：缆绳价格和动力设施造价3000万元，使用年限30年，乘载40人的车厢价格10万元/辆，缆车平均乘客30人，需配备缆车数量40辆，使用年限10年，年维护费用20万元；电能转化率按85％计算。

单程匀速过程消耗电能：

W₁＝(1,500kg+30人×50kg/人)×0.05×5×10³m×9.8N/kg＝7.35×10⁶Nm＝2.05kwh车辆加速到5M/S时需要电能：

站点每千米设置一个，每运行一次启动五次，单程消耗电能

W₃＝W₁+5W₂＝2.05kwh+10.42kwh×5＝54.15kwh年总费用＝30,000,000元÷30+40×100,000元÷10+200,000元+5000人/30人×54.15kwh×0.8元/kwh×365/0.85＝857.5794元

从表中可以看出，相同的运输条件，采用轮轨缆车系统的年平均运行费用为857.5794万元，而采用普通的公交车运行方式年平均费用为981.7125，年节约资金大约124.1631万元，节省比例达到12.65％。