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CN112000091A - 一种新型有轨城市道路 - Google Patents

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CN112000091A CN202010662662.0A CN202010662662A CN112000091A CN 112000091 A CN112000091 A CN 112000091A CN 202010662662 A CN202010662662 A CN 202010662662A CN 112000091 A CN112000091 A CN 112000091A
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Abstract

本发明公开了一种新型有轨城市道路,用于运行磁列车,解决了现有技术中由于有轨电车独占了路权及运行成本的高昂,使得有轨电车的发展也受到了限制的问题,包括:设置在道路上的磁道钉,所有的所述磁道钉构成磁列车的磁轨道;间隔设置在所述磁轨道上的磁阵列;与所述磁阵列电连接的磁阵列编码系统,所述磁阵列编码系统用于为所述磁阵列编码,以对获取磁列车提供位置信息及磁列车状态检测;与所述磁阵列及所述磁阵列编码系统电连接的磁引导系统,所述磁引导系统用于磁列车的轨迹检测及轨迹偏移修正,从而降低了磁道钉构成的磁轨道的经济成本,因此降低了磁列车的运行成本,有效地降低了有轨的磁列车的发展限制。

Description

一种新型有轨城市道路
技术领域
本发明涉及城市交通技术领域,尤其涉及一种新型有轨城市道路。
背景技术
随着我国经济与科技的发展,我国城市化也进入了高速发展时期,城市的规模与结构都处在大变化之中,但是现代交通的发展再给人们带来便利的同时,也带来了拥堵、尾气排放严重等负面影响。
目前,有轨大运量公共交通(例如地铁)的建设在提高公共交通的运输的同时也改善了交通堵塞的情况,但高建设成本使得其发展受到了很大限制,从而又出现了有轨电车的发展,有轨电车的成本远低于有轨大运量公共交通。
但是,建设有轨电车的运行成本仍高于公共汽车,且其路轨占用路面,需要将路面改为电车专用道,由于其独占了路权及运行成本的高昂,使得有轨电车的发展也受到了限制。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种新型有轨城市道路,旨在解决现有技术中由于有轨电车独占了路权及运行成本的高昂,使得有轨电车的发展也受到了限制的技术问题。
为实现上述目的,本发明提供一种新型有轨城市道路,包括:设置在道路上的磁道钉,所有的所述磁道钉构成磁列车的磁轨道;间隔设置在所述磁轨道上的磁阵列;与所述磁阵列电连接的磁阵列编码系统,所述磁阵列编码系统用于为所述磁阵列编码,以对获取磁列车提供位置信息及磁列车状态检测;与所述磁阵列及所述磁阵列编码系统电连接的磁引导系统,所述磁引导系统用于磁列车的轨迹检测及轨迹偏移修正。
进一步地,所述磁阵列包括:由九个磁钢组成的磁钢九宫格;所述磁钢九宫格包括:由三个磁钢组成的转向阵列、以及由六个磁钢组成的位置阵列,所述转向阵列为所述磁钢九宫格起始行。
进一步地,所述磁阵列编码系统包括:磁阵列信息采集模块,用于采集当前磁列车所在的磁阵列中,转向阵列及位置阵列中的磁钢的磁极;编码模块,用于为所述磁阵列信息采集模块采集的磁钢的磁极进行当前编码;编码识别模块,用于识别所述编码模块的当前编码,并将所述当前编码与预设的信息对应的预设编码对比,在与所述预设编码一致时将所述预设编码对应的信息作为所述当前编码携带的信息;检测模块,用于接收磁列车上的磁传感器对磁列车检测的检测编码,并将所述检测编码与预设的传感器输出编码进行对比,得到与所述检测编码相同的传感器输出编码对应的磁列车信息,并对所述磁列车信息的正确性进行判断。
进一步地,所述磁道钉为钕铁硼稀土磁钢对,预设距离放置的所述钕铁硼稀土磁钢对构成所述磁轨道。
进一步地,所述磁引导系统包括:模拟数字转换器,用于接收列车上的传感器检测的磁信号,并将磁信号转换为数字信号;与所述模拟数字转换器电连接的控制模块,用于接收所述数字信号,并根据所述数字信号判断磁列车是否偏离所述磁轨道,并在磁列车偏离所述磁轨道的情况下,对磁列车进行路径引导。
进一步地,所述控制模块包括:传感器信号接收单元,用于接收磁列车车头上安装的传感器感应磁轨道的磁信号,所述传感器从磁列车的一侧至另一侧依次排布有四个,两侧的传感器分别为左传感器及右传感器;检测单元,用于检测所述传感器接收单元接收的磁信号,并判断若所述左传感器感应到磁信号为磁列车向左偏离磁轨道,判断若所述右传感器感应到磁信号为磁列车向右偏离磁轨道,判断若左传感器及右传感器未感应到磁信号为磁列车未偏移磁轨道;引导单元,用于根据所述检测单元的判断结果,对磁列车右偏移或左偏移进行引导修正,以使左传感器及右传感器未感应到磁信号的情况下未偏移磁轨道。
进一步地,所述控制模块还包括:角度修正单元,用于根据所述传感器信号接收单元接收到的磁信号的强弱,以及所述检测单元的判断结果计算磁列车的偏移程度,并根据磁列车的偏移程度计算磁列车向未偏移状态的修正角度。
进一步地,所述控制模块还包括:模糊控制器,用于将所述模拟数字转换器转换的数字信号进行模糊数学的方法进行处理,并将处理结果输出至所述控制模块,以使所述控制模块根据处理结果判断磁列车是否偏离所述磁轨道,并在磁列车偏离所述磁轨道的情况下,对磁列车进行路径引导。
进一步地,新型有轨城市道路还包括:编组站,所述编组站设置在道路上,用于在非出行高峰时段停靠部分磁列车,以适应交通流潮汐动态变化。
本发明提供一种新型有轨城市道路,有益效果在于:使用磁道钉作为的磁轨道,不会对路面形成障碍,从而使得其他车辆或行人也可在磁轨道上运行,因此并未独占路权,而且磁道钉的经济成本远低于传统铺设的列车轨道,从而降低了磁道钉构成的磁轨道的经济成本,因此降低了磁列车的运行成本,有效地降低了有轨的磁列车的发展限制。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例新型有轨城市道路的结构示意图;
图2为本发明实施例新型有轨城市道路的磁阵列的结构示意图;
图3为本发明实施例新型有轨城市道路的列车的结构示意简图;
图4为本发明实施例新型有轨城市道路的列车上的传感器与磁轨道间的位置关系图;
图5为本发明实施例新型有轨城市道路的开关型霍尔元件的输出特性图;
图6为本发明实施例新型有轨城市道路的磁道钉磁场任意一点P的三维坐标示意图;
图7为本发明实施例新型有轨城市道路的理论估算磁感强度个分量曲面图;
图8为本发明实施例新型有轨城市道路的磁列车车体在二维坐标系中的模拟运动示意图;
图9为发明实施例新型有轨城市道路的磁列车的轮与电枢电压的关系示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部实施例。基于本发明中的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,为一种新型有轨城市道路,包括:磁道钉1、磁阵列2、磁阵列编码系统及磁引导系统;磁道钉1设置在道路上,所有的磁道钉1排列构成磁轨道3;磁阵列2间隔设置在磁轨道3上;磁阵列编码系统与磁阵列2电连接,磁阵列编码系统用于为磁阵列2编码,以对获取磁列车提供位置信息及磁列车状态检测;磁引导系统与磁阵列2及磁阵列编码系统电连接,磁引导系统用于磁列车的轨迹检测及轨迹偏移修正。
请参阅图2,磁阵列2包括:由九个磁钢组成的磁钢九宫格;磁钢九宫格包括:由三个磁钢组成的转向阵列21、以及由六个磁钢组成的位置阵列22,转向阵列21为磁钢九宫格起始行。
磁阵列编码系统包括:磁阵列信息采集模块、编码模块、编码识别模块及检测模块;磁阵列信息采集模块用于采集当前磁列车所在的磁阵列2中,转向阵列21及位置阵列22中的磁钢的磁极;编码模块用于为磁阵列信息采集模块采集的磁钢的磁极进行当前编码;编码识别模块用于识别编码模块的当前编码,并将当前编码与预设的信息对应的预设编码对比,在与预设编码一致时将预设编码对应的信息作为当前编码携带的信息;检测模块用于接收磁列车上的磁传感器对磁列车检测的检测编码,并将检测编码与预设的传感器输出编码进行对比,得到与检测编码相同的传感器输出编码对应的磁列车信息,并对磁列车信息的正确性进行判断。
其中,磁阵列编码包含了磁列车的位置信息,转弯、路口、车站以及人行道等道路信息。编码区域由10*5的磁钢组成磁列阵九宫格,在道路上每隔一段路程放置一组。
如图1中的左图所示,磁列车循迹过程中识别到左侧道路的磁阵列启动标识4,保持前行的情况下,关闭循迹模式,启动磁阵列检测模式,磁阵列检测完毕后(三行)回到循迹模式。
进入磁阵列检测模式后,分行进行检测。检测信息分为道路信息与位置信息,如图1的右图所示所示。首行与此行组成的阵列用于车体位置信息的检测,以二进制方式表示,可以表示1~63(26-1),按传感器和行数的顺序读取,共可表示63种位置信息。磁阵列尾行代表路况信息,辅助模型车磁导引工作,如图1右图的尾行代表前方左转,保证车辆提前做好转弯准备,避免车体设备检测的滞后性。
在本实施例中,磁道钉1为钕铁硼稀土磁钢对,预设距离放置的钕铁硼稀土磁钢对构成磁轨道3。
在实际运行中,设定S极向上为1,N极向上为0创建编码库。还是以某位置前方左转时的编码为例,如图3,传感器组abc以箭头方向进行扫描式识别,扫描到启动标识后开始扫描,a1b2c3a4b5c6为位置信息编码,a7b8c9为道路信息标记编码。该磁阵列所表示的编码信息如表1所示。
表1
Figure BDA0002579186320000061
系统自主行走过程中分为两种模式,当传感器识别到开始标识时开始启用编码识别功能。传感器检测到信号判定为“1”,未检测到判定为“0”,如图3及图4所示,abcd为从左到右依次排开的四路传感器,则检测结果与情况显示如表2所示:
表2
a b c d 小车模式
0 0 0 1 自动导引模式
0 0 1 1 自动导引模式
0 1 1 0 自动导引模式
1 1 0 0 自动导引模式
1 0 0 0 自动导引模式
1 1 1 0 启动标识感应模式
磁引导系统包括:模拟数字转换器及控制模块;数字转换器用于接收列车上的传感器检测的磁信号,并将磁信号转换为数字信号;控制模块与模拟数字转换器电连接,用于接收数字信号,并根据数字信号判断磁列车是否偏离磁轨道3,并在磁列车偏离磁轨道3的情况下,对磁列车进行路径引导。
请参阅图3及图4,当车沿着磁轨迹行驶的时,前方的传感器组采集到当前信号并将信号输出至控制器,当ab传感器亮时,车体右偏;当bc传感器亮时,车体居中;当cd传感器亮时,车体左偏。
其中判断方法如下:
电子受到洛伦兹力的同时也受电场力的作用,在两力作用相等时电子达到动态平衡。此时两侧间建立的电场称为霍尔电场,相应的电压称为霍尔电压。以上的现象则称为霍尔效应。霍尔电压公式如公式1,公式1如下所示:
Figure BDA0002579186320000071
其中,
Figure BDA0002579186320000072
为霍尔系数,霍尔元件的作用原理即为霍尔效应,其作用机理是在半导体薄片的两侧通电,垂直方向上通磁场,在半导体的两侧产生大小和控制电流和磁场成正比的电动势。霍尔电路将霍尔元件和集成电路拼装集成,制作成霍尔集成开的电路。霍尔集成电路分为线性型和开关型,线性型可获得与场强成正比的输出电压,开关型可在一定范围的磁场中获得ON-OFF电压。
如图5所示开关型霍尔元件的输出特性,反映了磁感应强度B和传感器输出电压变化之间的关系。输出特性有一定程度上的延迟,当场强B强度小于BRP时,传感器输出电压为高电压;大于BOP时,传感器输出电压从高电压下降到低电压。则磁传感器是利用这一特性来工作的。
在磁钉上的某一点P(x,y,z),如图4-3所示,磁钉的磁场B用
Figure BDA0002579186320000073
单位矢量表示,则根据公式2,公式2如下所示:
Figure BDA0002579186320000074
磁化强度M根据各品牌种类的钕铁硼稀土永磁铁的参数得到895kA/m,利用Matlab对磁场强度进行估算,如图6及图7所示。
基于磁阵列2的基本导轨可采用钕铁硼稀土磁钢对,每隔一段距离放置一对,具有柔性的特点,也可以根据需要实时变更路线。即将路径识别的思路转化为对于磁钢对轨迹的识别的思路。识别过程中,霍尔传感器作为磁场检测传感器,当磁钉处于霍尔传感器之间时,两边检测到的同等强度的磁场,若其中一个传感器检测到的场强较大,则可认为车体已偏离,此时应进行纠偏工作。
控制模块包括:传感器信号接收单元、检测单元及引导单元;传感器信号接收单元用于接收磁列车车头上安装的传感器感应磁轨道3的磁信号,传感器从磁列车的一侧至另一侧依次排布有四个,两侧的传感器分别为左传感器及右传感器;检测单元用于检测传感器接收单元接收的磁信号,并判断若左传感器感应到磁信号为磁列车向左偏离磁轨道3,判断若右传感器感应到磁信号为磁列车向右偏离磁轨道3,判断若左传感器及右传感器未感应到磁信号为磁列车未偏移磁轨道3;引导单元用于根据检测单元的判断结果,对磁列车右偏移或左偏移进行引导修正,以使左传感器及右传感器未感应到磁信号的情况下未偏移磁轨道3。
传感器安装于车头下方,如图3及图4所示,传感器abcd既用于磁轨迹检测,也用于磁阵列2的检测。传感器的设计要求为:能够检测磁信号并进行自动导引、能够检测磁阵列编码、易于装卸。
安装好的磁传感器相当于一组四路的传感器组,每个传感器都可以感应到来自磁轨迹的磁信号。当传感器工作时,检测到磁场后传感器上的感应灯亮,输出为低电压;否则感应灯不亮,传感器输出为高电压。
路径导引的算法设计如下:当车沿着磁轨迹行驶的时,前方的传感器组采集到当前信号并将信号输出至控制器,当ab传感器亮时,车体右偏;当bc传感器亮时,车体居中;当cd传感器亮时,车体左偏。
根据传感器的亮灭,可知车体大致的横向位置,控制器采集到相应的高压或低压信号后,给出相应的命令,保证磁列车的正常运行。
小车沿磁轨迹运行时,布置在前方的传感器实现磁信号的实时检测,以此来判断车体的横向位置,根据对四路传感器的测试(按图方向),检测到信号判定为“1”,未检测到判定为“0”,测得检测结果如表3所示:
表3
a b c d 小车位置
0 0 0 1 左偏2.0cm
0 0 1 1 左偏1.0cm
0 1 1 0 居中
1 1 0 0 右偏1.0cm
1 0 0 0 右偏2.0cm
控制模块还包括:角度修正单元,角度修正单元用于根据传感器信号接收单元接收到的磁信号的强弱,以及检测单元的判断结果计算磁列车的偏移程度,并根据磁列车的偏移程度计算磁列车向未偏移状态的修正角度。
控制模块还包括:模糊控制器,模糊控制器用于将模拟数字转换器转换的数字信号进行模糊数学的方法进行处理,并将处理结果输出至控制模块,以使控制模块根据处理结果判断磁列车是否偏离磁轨道3,并在磁列车偏离磁轨道3的情况下,对磁列车进行路径引导。
模糊控制时利用模糊数学的基本思想和理论的控制方法。传统的控制理论方法适用于有较强控制能力的系统,但是对于难以精确描述的系统,则需要用模糊数学来处理这些控制问题。运用模糊控制时,首先根据可观经验建立模糊规则,将传感器信号进行模糊化,输入后搭建模糊规则,最后将结果传送至执行机构。
磁导引磁列车车头装有四路霍尔传感器,每个传感器都可以检测到来自磁轨迹的磁信号,而模糊控制的作于在于,在车体偏离轨迹中心时,根据检测到的信号信息调节磁列车的转弯角度:当磁列车偏离较远时,加大转弯力度的调节;当磁列车偏离较近的时候,适中调节小车的转弯角度。
控制车体自主运行过程中主要研究的是车体转弯与纠偏的运动特性,则如图8所示,将车体简化成长方体,设定点P为车体的重心,并设定局部坐标系。L为两轮轮距,H为前后轮距,设定轮半径为r,车体转弯半径为R。
研究过程中忽略地面摩擦系数等因素,设左右轮的线速度分别为VL和VR,设角速度为ω,则中心线速度如公式3所示,公式3如下:
Vp=(vr+vL)/2
从而得到角速度,角速度如公式4所示,公式4表示如下:
ω=(VR-VL)/L
左右两电机的线速度关系如公式5所示,公式5表示如下:
Figure BDA0002579186320000091
从而可推导出公式6,公式6表示如下:
Figure BDA0002579186320000101
从而得出差速ΔV如公式7所示,公式7表示如下:
Figure BDA0002579186320000102
在分析过程中忽略车轮转动收到的阻力,则转角Δθ≈θ,tanθ≈θ,则有公式8及公示9分别表示如下:
Figure BDA0002579186320000103
Figure BDA0002579186320000104
当Δt→0时,则有公式10级公式11表示如下:
Figure BDA0002579186320000105
Figure BDA0002579186320000106
当θ→0,sinθ=θ。对t作拉氏变换,得到公式12级公式13表示如下:
θ(s)=(VR-VL)/Ls
d(s)=(VR+VL)θ/2s
设电机的电枢电压为U,时间常数Tm,轮的半径与参数完全相同。根据其中一轮转度和电枢电压间的关系如图9所示,则电机的传递函数如公式14表示如下:
Figure BDA0002579186320000107
综上,得出车体的轨迹偏差关系为公式15表示如下:
Figure BDA0002579186320000111
上文中得到了传感器偏差与信号接受间的关系,则根据该表作出偏差d的偏差取值表,右偏为正,左偏为负。则如表4所示:
小车位置 偏差d
左偏2.0cm -2
左偏1.0cm -1
居中偏移0cm 0
右偏1.0cm 1
右偏2.0cm 2
对偏离情况做模糊化处理,可设偏差的模糊集d={NB,NS,ZR,PS,PB},d i经过一定时间变化后为d i+1,则变化量dd=d i+1-d i,dd={NB,NS,ZR,PS,PB}。
转角θ模糊集为:θ={NB,NS,ZR,PS,PB}。小车偏移量的隶属度为[-2,2],距离偏差的变化率为[-4,4],拟定转角范围为[-30,30]。
在MATLAB中建立模糊规则。得到变量d、变化率dd以及输出角度θ的隶属函数,从而计算输出角度,对自主行驶的导引控制加以改善。
新型有轨城市道路还包括:编组站,编组站设置在道路上,用于在非出行高峰时段停靠部分磁列车,以适应交通流潮汐动态变化。
通过设置编组站,能够在非人流高峰时段使得一部分磁列车脱离车队进入编组站,实现非刚性连接大运量输送,适应交通流潮汐动态变化的柔性编组功能。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述模块的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或模块的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的,作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外,在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中,也可以是各个模块单独物理存在,也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。
所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
需要说明的是,对于前述的各方法实施例,为了简便描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的一种新型有轨城市道路的描述,对于本领域的技术人员,依据本发明实施例的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种新型有轨城市道路,其特征在于,包括:
设置在道路上的磁道钉,所有的所述磁道钉构成磁列车的磁轨道;
间隔设置在所述磁轨道上的磁阵列;
与所述磁阵列电连接的磁阵列编码系统,所述磁阵列编码系统用于为所述磁阵列编码,以对获取磁列车提供位置信息及磁列车状态检测;
与所述磁阵列及所述磁阵列编码系统电连接的磁引导系统,所述磁引导系统用于磁列车的轨迹检测及轨迹偏移修正。
2.根据权利要求1所述的新型有轨城市道路,其特征在于,
所述磁阵列包括:
由九个磁钢组成的磁钢九宫格;
所述磁钢九宫格包括:由三个磁钢组成的转向阵列、以及由六个磁钢组成的位置阵列,所述转向阵列为所述磁钢九宫格起始行。
3.根据权利要求2所述的新型有轨城市道路,其特征在于,
所述磁阵列编码系统包括:
磁阵列信息采集模块,用于采集当前磁列车所在的磁阵列中,转向阵列及位置阵列中的磁钢的磁极;
编码模块,用于为所述磁阵列信息采集模块采集的磁钢的磁极进行当前编码;
编码识别模块,用于识别所述编码模块的当前编码,并将所述当前编码与预设的信息对应的预设编码对比,在与所述预设编码一致时将所述预设编码对应的信息作为所述当前编码携带的信息;
检测模块,用于接收磁列车上的磁传感器对磁列车检测的检测编码,并将所述检测编码与预设的传感器输出编码进行对比,得到与所述检测编码相同的传感器输出编码对应的磁列车信息,并对所述磁列车信息的正确性进行判断。
4.根据权利要求1所述的新型有轨城市道路,其特征在于,
所述磁道钉为钕铁硼稀土磁钢对,预设距离放置的所述钕铁硼稀土磁钢对构成所述磁轨道。
5.根据权利要求2所述的新型有轨城市道路,其特征在于,
所述磁引导系统包括:
模拟数字转换器,用于接收列车上的传感器检测的磁信号,并将磁信号转换为数字信号;
与所述模拟数字转换器电连接的控制模块,用于接收所述数字信号,并根据所述数字信号判断磁列车是否偏离所述磁轨道,并在磁列车偏离所述磁轨道的情况下,对磁列车进行路径引导。
6.根据权利要求5所述的新型有轨城市道路,其特征在于,
所述控制模块包括:
传感器信号接收单元,用于接收磁列车车头上安装的传感器感应磁轨道的磁信号,所述传感器从磁列车的一侧至另一侧依次排布有四个,两侧的传感器分别为左传感器及右传感器;
检测单元,用于检测所述传感器接收单元接收的磁信号,并判断若所述左传感器感应到磁信号为磁列车向左偏离磁轨道,判断若所述右传感器感应到磁信号为磁列车向右偏离磁轨道,判断若左传感器及右传感器未感应到磁信号为磁列车未偏移磁轨道;
引导单元,用于根据所述检测单元的判断结果,对磁列车右偏移或左偏移进行引导修正,以使左传感器及右传感器未感应到磁信号的情况下未偏移磁轨道。
7.根据权利要求6所述的新型有轨城市道路,其特征在于,
所述控制模块还包括:
角度修正单元,用于根据所述传感器信号接收单元接收到的磁信号的强弱,以及所述检测单元的判断结果计算磁列车的偏移程度,并根据磁列车的偏移程度计算磁列车向未偏移状态的修正角度。
8.根据权利要求5所述的新型有轨城市道路,其特征在于,
所述控制模块还包括:
模糊控制器,用于将所述模拟数字转换器转换的数字信号进行模糊数学的方法进行处理,并将处理结果输出至所述控制模块,以使所述控制模块根据处理结果判断磁列车是否偏离所述磁轨道,并在磁列车偏离所述磁轨道的情况下,对磁列车进行路径引导。
9.根据权利要求1所述的新型有轨城市道路,其特征在于,
还包括:编组站,所述编组站设置在道路上,用于在非出行高峰时段停靠部分磁列车,以适应交通流潮汐动态变化。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114552730A (zh) * 2022-03-16 2022-05-27 东集技术股份有限公司 一种终端充电系统和方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116793199B (zh) * 2023-08-24 2023-11-24 四川普鑫物流自动化设备工程有限公司 一种集中式多层货架四向车定位系统及方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147259A (zh) * 2011-01-14 2011-08-10 南京航空航天大学 环形阵列磁导引装置及其导引磁标识别方法
CN106249736A (zh) * 2016-07-13 2016-12-21 上海交通大学 一种基于磁钉地图导航的自动导引车
CN107065864A (zh) * 2017-03-20 2017-08-18 北京石油化工学院 磁条导航的单驱单向自动导引运输车纠偏控制系统及方法
CN109094422A (zh) * 2018-08-06 2018-12-28 江西理工大学 悬挂式轨道交通设备以及其中的磁电混合悬浮轨系统
CN109459022A (zh) * 2017-11-07 2019-03-12 云南昆船智能装备有限公司 一种可自由阵列组合的新型磁导航定位传感器

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9696165B2 (en) * 2015-02-03 2017-07-04 The Regents Of The University Of Michigan Last-mile navigation using smartphones

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102147259A (zh) * 2011-01-14 2011-08-10 南京航空航天大学 环形阵列磁导引装置及其导引磁标识别方法
CN106249736A (zh) * 2016-07-13 2016-12-21 上海交通大学 一种基于磁钉地图导航的自动导引车
CN107065864A (zh) * 2017-03-20 2017-08-18 北京石油化工学院 磁条导航的单驱单向自动导引运输车纠偏控制系统及方法
CN109459022A (zh) * 2017-11-07 2019-03-12 云南昆船智能装备有限公司 一种可自由阵列组合的新型磁导航定位传感器
CN109094422A (zh) * 2018-08-06 2018-12-28 江西理工大学 悬挂式轨道交通设备以及其中的磁电混合悬浮轨系统

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114552730A (zh) * 2022-03-16 2022-05-27 东集技术股份有限公司 一种终端充电系统和方法

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