JP2007507379A - 全自動交通システム - Google Patents

Abstract

【課題】
本発明は、人及び物品を輸送するシステムに固有の及び乗り入れ可能な個々の車両を有する全自動交通システムに関する。これらの個々の車両は、固有の駆動システム，固有の操作装置及び少なくとも１つのエネルギー取出し装置及び誘導装置を有し、個々の車両の車輪用の走行面を形成する固定した底面と回転可能なエネルギー供給システム及び誘導システムから成る線路を有する。個々の車両（１，１４，１５，１７）の少なくとも１つのエネルギー取出し装置及び誘導装置（６）は、線路のエネルギー供給システム及び誘導システム（７）の作用範囲内でこのシステムから再度出し入れ可能である。個々の車両（１，１４，１５，１７）の車輪（４）用の走行面を支持する底面は、別々に配置可能な及び／又は敷設可能な走行路要素（８）から構成される。

Description

本発明は、請求項１の分類による交通システムに関する。人又は物品を輸送するため、例えば乗用車，バス，トラック又は軌条車両のようなシステムが現在使用される。この場合、例えば乗用車は、旅客輸送の高い個別化を可能にするものの、建物からの軌条車両の場合のように、これらの乗用車は、空気抵抗を減らすための密集した編成では互いに狭い間隔で走行できないので、これらのシステムは、高い輸送容量を提供する際の個人(individualitaet) に関して又はしかしエネルギー需要に関して基本的に制限する必要がある。しかし、軌条車両，バス及びトラックには、可能な限り同様な速度で移動させるための個人輸送と輸送企業連合とから成る組み合わせを可能にする互換性がこれらの軌条車両等にないという欠点が特にある。

両輸送システム、すなわち同じ路面上を柔軟に移動する輸送システムと軌条車両との組み合わせは、例えば製造工場内の原料輸送や部品輸送又は例えば空港と立体駐車場との間の旅客輸送に対するような、既に特殊な輸送に対して実現されている。しかしながら、これらの組み合わせシステムは、個々の車両が編成した特定の区間に進行した後にこの個々の車両を任意に１つに併合させ、反対にこの個々の車両をそれぞれの目的に分離する制御をすることをこれまでまだ可能にしない。このような組み合わせシステムは、操作介入部可能な多くの場合に道路車両又は道路に適した車両に基づく。この操作介入部は、おもちゃの軌道と同様にレバー操作によってレールを回転して操作される。このレールは、走行区間の延在方向を定める。しかし、これらのシステムには、一方ではガイド(Fuehrung)からの個々の連結及び切り離し又は個々の輸送業務につながる存在する編成への接続が不可能であり、しかも分岐及び交差が特にポイントの構造で非常に高い構造経費だけによって実現され得る欠点が全体的にある。

旅客短距離輸送に対する概念が公知である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第196 23 244号明細書）。これらの概念の場合、コンクリート線路上で自動的に制御される車両が進行する。これらの車両の場合、線路上の軌道の保持が、コンクリート線路を囲むガイドによって実現される。この方法の欠点は、個々の連結及び切り離しがコンクリート線路の両側のガイドに打ち勝つ高くした構造経費の下だけで可能であることである。この場合、例えば解除点(Ausklinkpunkte)又は固定点(Einklinkpunkte)が精確な寸法でコンクリート部材中に格納することが困難であること、及び、路床が閉じている線路を使用することによって平坦にシールされることを考慮する必要がある。

非接触式の誘導エネルギー伝送による地上輸送システムも公知である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第199 55 042号明細書）。この地上輸送システムの場合、自動走行する車両が、地面のスリットによって案内される。確かにこのスリットは、この案内以外はその他の機能を持たない。車両にエネルギーを伝送するため、給電コードが、スリットの両側にそれぞれ敷設されている。これらの給電コードは、電磁誘導によってエネルギーを車両に伝送する。その結果、エネルギーは、車両が存在する場所だけで局所の電磁場から取り出され得るので、特に長い走行区間の場合、誘導されるエネルギー伝送に起因して、不規則に変化する電磁場の生成時の大きいエネルギー量が失われることが、この方法の特別な欠点である。

自動式自律走行輸送車両も公知である（ドイツ連邦共和国特許出願公開第41 27 298 号明細書）。この輸送車両は、全自動制御によって平坦な車道上で移動する。この車両の場合、エネルギー供給は、架線を通じて実施される。そのため、非常に高い追加のコストが、特に線路構造で発生する。さらにこの架線は、輸送物品の積載及び荷降ろし時に特に邪魔である。同時にこの架線は、特にフォークリフト，クレーン等による持ち上げ時に操作者に対する大きな危険要因になる。しかしながら、車両が、平面上で移動し、したがって制御の故障時に任意の方向にさらに進行又は走行しうるので、自動制御の故障時の保護が、この構成での特別な欠点であることが実証されている。

運転者なしに車両を自動運転する方法がさらに公知である（ドイツ連邦共和国特許第33 15 051 号明細書）。この方法は、輸送車両内の制御システムを使用する。同じ走行を自動的に実施するため、この制御システムは、最初の走行時に手動で入力される全ての制御命令を記憶する。この方法の場合、制御部の故障時の冗長性も考慮されていないし、輸送車両が外部から、例えばレールに沿って給電もされない。

運転者なしの輸送車両用の別の公知の技術は、ガイドレールを使用する（ドイツ連邦共和国実用新案第296 05 816号明細書）。操縦のため、垂直に下方に差し込まれたボルトが、ガイドレールに係合されている。このボルトは、輸送車両に対して取り付けられている。車両に電気エネルギーを供給するため、レールに沿って延在する通電接触子が、ガイドレールの両側に対して１つずつ取り付けられている。この通電接触子は、接触子の配置に応じて水平に又は垂直に車両から摺動接触子によってタップで取られる。

別の公知の技術（ドイツ連邦共和国特許出願公開第44 31516号明細書）は、ハイブリッド車輪を用いた個人輸送によってレールの利用を可能にすることを試みる。このハイブリッド車輪は、市街路面電車用及び鉄道線路用の走行面を有する。この場合、個々の車両が、車寄せによって自動式にレール上に設置される。すなわち、レールが回避区間として利用される。個々の車両間の連結が不可能であり、したがって重大な事故を阻止するための安全間隔を守る必要がある点が、この技術の欠点である。ハイブリッド車輪としての車両の車輪の構造によって、特に市街運転中に、弾性力がなくて不必要に大きい質量が発生することが、特に欠点であることが実証されている。これらの質量は、それぞれの車両の走行快適性に明らかに極めて不利にはたらく。

激しく車が通る区間上の特に個人往復輸送用の自動輸送システムが公知である。これらの区間は、車輪の回転面の上に敷設されたレールによって通じていて、平坦なコンクリート線路又はゴムタイヤ仕様の道が敷設されている。ポイントを意図した分岐構造が、これらのシステムの欠点である。何故なら、このことは、車道の上に敷設されたガイドレールに起因して高い構造経費だけによって実現可能である。

別の個人シャトルの種類は、いわゆる鋼索鉄道である。これらの鋼索鉄道の場合、１本のワイヤロープが、中央に配置された溝内でレールとレールとの間に区間に沿って敷設される。実際の車両が、この区間に対して不変に締結されているか又はグラブ(Greifer) によって締結される。特に曲がった区間の場合、ケーブルが広い面に当接しているので、このようなシステムは、高い摩擦損失を呈する。さらにこのようなシステムの場合、主にケーブルの損傷に対する監視に起因する保守経費が無視できない。

最後に、車両が完全に溝に沿って誘導されるシステムも公知である。これによって、快適で平坦な乗車口及び乗降口が可能になるものの、この溝内でエアクッションカーを使用する場合に、不必要に高い面シール(Flaechenversiegelung)が発生する欠点を伴う。
ドイツ連邦共和国特許出願公開第196 23 244号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第199 55 042号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第41 27 298 号明細書 ドイツ連邦共和国特許第33 15 051 号明細書 ドイツ連邦共和国実用新案第296 05 816号明細書 ドイツ連邦共和国特許出願公開第44 31516号明細書

本発明及びその利点
これに対して請求項１の特徴を有する本発明の交通システムは、この交通設備が経費のかかる乗り入れ設備又は離脱設備なしに、システムに固有（公共）の車両によっても乗り入れ可能な個々の車両によっても人又は物品を輸送するために運転され得る利点を有する。

本発明の操作システムは、車両ごとの少なくとも１つの操作介入部によって全自動に運転される。この操作介入部は、旋回可能なエネルギー取出し装置及び誘導装置として構成されていて、かつ交差点や分岐点のような少なくとも乗りつけ地点及び発車地点の領域内で回転可能に線路上に若しくは線路内に又は車輪と車輪との間に又は車両の隣の側面に配置されたエネルギー供給システム及び誘導システムに接続している。車両が、このシステムを通じてエネルギー供給される。車輪用の走行面が、独立して配置可能な及び／又は敷設可能な複数の車道から構成されることによって、これらの線路は、非常に柔軟に構成され得る。明らかに本発明の交通システムは、既存の車道内にも組み込まれ得る。さらに、さらに、エネルギー供給システム及び誘導システムだけを車道中に埋設された溝の中に挿入するか又は回転可能なエネルギー供給システム及び誘導システムを車道上に固定するだけで済む。安全の理由から、個々の車両が、全自動の交通システムの線路内に入る前に自動的に安全診断を受ける。

このような線路に対する乗りつけ地点及び発車地点は、平地、例えばコンクリート板である。ガイドレールが、これらのコンクリート板内に敷設されている。この線路自体は、主に２つの独立した走行路から構成される。これらの走行路は、地面若しくは平地上に直接取り付けられるか又は高架鉄道構造の場合は横桁上に取り付けられる。この線路は、地下にも敷設可能である。

全自動交通システムの特別な利点は、分岐点が受動ポイントとして、すなわち機械運動する部分なしに構成され得る点にもある。分岐点での方向の選択は、車両からエネルギー吸収装置及び誘導装置を通じてプリセットされる。

エネルギー供給装置及び誘導装置の回転可能な配置によって、分岐点，交差点並びに乗りつけ地点及び発車地点を非常に容易に実現することができる。本発明の好適な構成では、走行路要素が、平面として簡単に構成されている。エネルギー供給システム及び誘導システム用の経路が、これらの平面内に設けられている。これに関連する別の実施の形態では、エネルギー供給システム及び誘導システムが、これらの平面の一体的な構成要素でもよい。走行路面のすぐ上又は下にあるエネルギー供給システム及び誘導システムによって、架空線によるエネルギー供給の問題が回避される。そして例えば調査の目的又は保守作業に対する線路への立ち入り時に、走行路の上に敷設された電流が流れるエネルギー供給システム及び誘導システムに起因する危険が回避される。これらの架空線は、一方では製造及び保守において非常に高価であり、他方では物品の積載及び積み下ろし時に著しい危険要因になる。

エネルギー供給システム及び誘導システムは、車両にエネルギーを供給する少なくとも１つの通電極を有する。この通電極は、エネルギー取出しシステム及び誘導システムから摺動接触子又は回転接触子によってタップで取られる。ガイドレールを直接、例えばコンクリート部分の製造時に一体的な構造部材を製造する板張り内に敷設するための誘導システムの可能な構成は、下方が密閉されている経路から形成される。誘導システムの第２の可能な構成は、長手方向に２つに分岐した構造から成る。その結果、例えば線路の高架鉄道構造の場合、ガイドスリット内に落ちる汚れが、ガイドレールを形成する両部分から成るスリットを通じて再び下に落ち得る。

エネルギー供給システム及び誘導システムに関してその他に好適な本発明の構成では、このシステムは、平坦で簡単に回転可能な連結部材(Band)として線路の同様に密閉されている表面の上又はすぐ下に敷設されている。この場合、この実施の形態では、エネルギー取出し装置及び誘導装置の機械的な係合は実施されなくて、エネルギー伝送及び車両の誘導が非接触に、すなわち例えば電磁的な手段で実現される。

車両は、普通の道路用のタイヤを有する。その結果、特に個々の車両が、本発明の交通システムの線路に加えて普通の市街も走行できる。これに対して、個々の車両のエネルギー取出し装置及び誘導装置は、線路のエネルギー供給システム及び誘導システムの作用範囲に旋回可能である。さらに車両は、バッテリーを装備する。これによって、例えば居住地と線路の山道との間の走行に対するエネルギー需要がカバーされる。本発明の交通システムは、例えば燃料電池車両も利用できる。燃料電池ユニットはまだ、乗り入れ地点又は発車地点と出発場所又は目的場所との間の比較的短い距離に対してだけに仕様決定する必要があるので、これらの燃料電池車両は、特に長い区間の走行時のエネルギー供給を考慮した場合は依然としてまだ比較的小さい燃料電池ユニットしか有さない。これによって、本発明の交通システムは、個々の車両の軽量化に寄与し、したがってさらなるエネルギーの節減を可能にする。個々の車両としては、異なる駆動システムを有するハイブリッド車両も、全自動交通システムに対して適している。

本発明の別の好適な構成では、走行路、すなわち個々の車両の車輪の走行面を形成する底面の横断面が凹面に形成されている。このことは、車両の車輪の改良された誘導に寄与できる。乗り入れ地点又は発車地点，分岐点及び交差点以外は、この凹面の横断面は、溝状の横断面に拡張できる。この場合、これらの走行路の縁領域が、高く張り出されたパッドを有する。その結果、車両の車輪の回転時に発生する走行ノイズが、これらのパッドによって個々の車両の外側の限定部分及び内側の限定部分で線路上を走行する車両の車輪カバーの方向に上に向かって放射される。車両の車輪カバーは、音の放出を低減するために音吸収材で内張りされている。その結果、走行路から上に向かって放射された回転ノイズが、減衰され、再び走行路の表面方向に反射される。

しかし本発明の別の構成では、パッドの内側を音吸収材で内張りすることも可能である。これに対して、車両の車輪に対して外側のパッドを車両の車輪の内側に面したそれぞれのパッドより多く構成することが提唱されている。この手段だけが、横方向の音の放射の減衰に寄与する。

本発明の別の好適な構成では、車両の車輪に対する走行面が、耐摩耗性の内張りを有する。これに関して、耐摩耗性の内張りを走行面に交換可能に装着すると便利である。このとき、磨耗した内張り箇所は、容易に交換され得る。走行路の経費のかかる削り取りはもはや必要でない。さらにこの方法では、この走行路面とは異なる走行面の異なる要求も考慮できる。価格及び寿命に関して最適な材料が、両部分に対して選択され得る。

本発明の別の好適な構成では、交通システムが、非常に好ましくは支柱で支えられた線路として実現され得る。これに対して、複数の支柱が、線路に沿って地中に固定される。複数の横桁が、これらの支柱の開放端部に固定される。次いで、走行面を有する走行路要素が、これらの横桁上に敷設される。

本発明の特に好ましい構成では、エネルギー供給システム及び誘導システム並びにこのシステムに係合するエネルギー取出し装置及び誘導装置によるエネルギー供給を通じて、個々の車両に対する制御命令も、エネルギー供給に加えて伝送されることが提唱される。

本発明の別の好適な構成では、制御命令に加えて、例えばＴＶ，ラジオ又はインターネットのような情報サービスの伝送もガイドレールを通じて可能にすること、さらに通信サービス提供も組み込むことも提唱される。

本発明の別の適した構成では、個々の車両を運転編成で走行させることが提唱される。これに対して、これらの個々の車両は、制御システム及び調整システムを装備する。このシステムは、これらの車両を互いに密集した間隔で一定に走行させることを可能にする。編成中の車両の流れにより適した配置には、個々に運転する個々の車両が進行のため消費するよりも僅かなエネルギーで済むという利点がある。運転編成は、人を輸送する車両から構成してもよいし荷物を輸送する車両から構成してもよい。本発明のこれに関して好適な構成では、貨物コンテナが、固有の駆動システムなしに２つの個々の車両間に配置されている。

本発明の交通システムの場合、特に好ましくは、電気エネルギーが、一箇所で要求されるのではなくて、特に長距離の線路に沿って広い領域にわたってこのような線路に沿って要求されることが提唱される。それ故に、本発明の輸送システムに補足して、例えば風力発電所等のような新規に可能な供給源から交通路に電気エネルギーを集中的に供給する設備を設けてもよい。

さらに本発明の交通システムは、電気を基礎とするエネルギー供給に基づいてエネルギーを配電網に戻すことを可能にする。このエネルギーの戻しは、例えば制動過程時に開始される。このエネルギーの戻しは、線路上に存在する車両が直接実施できる。したがって、例えば下り坂を走行する車両が、既存の交通システムによって熱損失として発生する遅延動作で上り坂を走行する車両に電気エネルギーを迂回して送ることができる。

実施の形態の説明
図１中には、車両１が示されている。特に車輪カバー２内の車両１の床の裏面部が、音吸収材３で張りつめられている。車両１は、地上車両に対して一般的なタイヤ４を有する。これによって、車両１を普通の道路上で使用すること及び本発明の交通システムにむすびつけて使用することが可能である。車両１は、操舵される軸線の車輪と車輪との間の中央に旋回可能な操舵装置及びエネルギー供給装置５を有する。この操舵装置及びエネルギー供給装置５は、少なくとも１つのタップ６を有する。駆動用の電気エネルギー、制御信号並びに選択的に情報サービス及び通信サービスが、このタップ６を通じて車両に供給され得る。操舵装置及びエネルギー供給装置５は、ガイドレール７に係合する。このガイドレール７は、車輪の走行面の下に敷設されている。高架鉄道構造である実施の形態では、ガイドレール７が、２分割されて下に向かって開いている。車両１は、走行路８上を進行する。車両のタイヤの進行によって発生する進行ノイズが、音吸収材３で張りつめられた車輪カバー２の方向に上に向かって放射されるように、これらの走行路８の上面が形成されている。さらに、走行路８の側面が、上に突出するパッド９によって囲まれている。この場合、外側のパッド９が、この例では車輪の内面に面したパッド９よりも高い。走行路８は、振動を吸収する中間層１０を介して車道の基礎上に敷設されている。図１の高架鉄道構造では、この車両の基礎は、等間隔に敷設された複数の横支柱１１から構成される。これらの横支柱１１は、支柱１２上で間隔をあけて地上より高くして敷設されている。支柱１２の基礎１３が低温に曝されることなしに敷設されているように、これらの支柱１２は地中深くに固定されている。カーブで一段と高くすることを実現するため、横支柱１１は鋸歯状に形成されている。その結果、外側にある車道は、内側の車道より高い。

図２中に示された第２の実施の形態は、個々の車両１４及び周知の客車１５から構成された車両編成群を示す。この車両編成群は、貨物コンテナ１６を吊るすための詳しく図示しなかった手段を有する。貨物コンテナ１６は、固有の車台を有さないので、この貨物コンテナ１６は、その後方端部で貨車１７によって支持される。純粋な貨車１７及び客車１５が、誘導車両及び追従車両として挿入された貨物コンテナ１６を有する車両構成群にあるように、これらの純粋な貨車１７及び客車１５は構成されている。この場合、貨物コンテナ１６の中間吊り下げによってこれらの貨物コンテナ１６の車台１８にかかる追加の負荷が、概略的に示されているように均一に全ての軸線上に分散されるように、輸送車両が構成されている。

明細書，後続する特許請求の範囲及び図面中に示された全ての特徴は、個別でも互いに任意に組み合わせても発明的に重要であり得る。

４本の軌道状に全ての軌道上に敷設されている設定線路の横断面を第１の実施の形態及び第２の実施の形態として示す。 混成された車両編成群の側面図である。

符号の説明

１ 車両
２ 車輪カバー
３ 音吸収材
４ タイヤ
５ 操舵装置及びエネルギー供給装置
６ タップ
７ ガイドレール
８ 走行路
９ パッド
１０ 振動減衰層
１１ 横支柱
１２ 支柱
１３ 基礎
１４ 個々の車両
１５ 客車
１６ 貨物コンテナ
１７ 貨車
１８ 車台

Claims (15)

1. −人及び物品を輸送するシステムに固有の及び乗り入れ可能な個々の車両を有し、これらの個々の車両は、固有の駆動システム，固有の操作装置及び車輪トラック間又は車輪トラックの隣に配置された少なくとも１つのエネルギー取出し装置及び誘導装置を有し、
   −個々の車両の車輪用の走行面を形成する固定の底面と走行面間又はその近くに配置され、交差点又は分岐点のような少なくとも乗り入れ地点及び発車地点の領域内で回転可能なエネルギー供給システム及び誘導システムとから構成された線路を有し、この場合、個々の車両の少なくとも１つのエネルギー供給装置及び誘導装置は、線路のエネルギー供給システム及び誘導システムに作用接続し、
   −個々の車両用の乗り入れ地点及び発車地点を有する全自動交通システムにおいて、
   −個々の車両（１，１４，１５，１７）の少なくとも１つのエネルギー取出し装置及び誘導装置（６）は、線路のエネルギー供給システム及び誘導システム（７）の作用範囲内でこのシステムから再度出し入れ可能であること、及び、
   −個々の車両（１，１４，１５，１７）の車輪（４）用の走行面を支持する底面は、別々に配置可能な及び／又は敷設可能な走行路要素（８）から構成されることを特徴とする交通システム。
2. エネルギー供給システム及び誘導システム（７）は、線路上に配置されていて、車両の車輪（４）の回転面は、少しだけ高いことを特徴とする請求項１に記載の交通システム。
3. 車両の車輪（４）を誘導する走行面（８）の横断面は、凹面に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の交通システム。
4. 走行面（８）は、乗り入れ地点，発車地点，分岐点及び交差点以外はそれらの縁領域に沿って張り出しているパッド（９）を有することを特徴とする請求項３に記載の交通システム。
5. 車両の車輪（４）に対して外側のパッド（９）は、車両の車輪（４）の内側に沿って限定するパッド（９）より高いことを特徴とする請求項４に記載の交通システム。
6. 車両の車輪（４）の外側に沿って限定するパッド（９）の内面は、音を吸収する内張りを有する請求項４又は５に記載の交通システム。
7. 個々の車両（１，１４，１５，１７）の下面、例えばそれらの車輪カバー（２）は、音を吸収する内張り（３）を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の交通システム。
8. 走行面（８）は、耐摩耗性の内張りを有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の交通システム。
9. 耐摩耗性の内張りは、交換可能であることを特徴とする請求項８に記載の交通システム。
10. 線路は、支柱（１２）に固定されている横桁（１１）上に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の交通システム。
11. 個々の車両（１，１４，１５，１７）に対する制御信号が、駆動エネルギーに加えてエネルギー供給システム及び誘導システム（７）を通じて伝送可能であることを特徴とする請求項１又は２に記載の交通システム。
12. エネルギー供給システム及び誘導システム（７）は、通信信号及び情報信号を伝送するために使用されることを特徴とする請求項１又は２に記載の交通システム。
13. 個々の車両（１，１４，１５，１７）は、運転編成内では互いに密集して走行することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の交通システム。
14. 個々の車両（１，１４，１５，１７）は、車間調整システムを有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか１項に記載の交通システム。
15. 荷物を輸送する編成を構成するため、貨物コンテナ（１６）が、２つの個々の車両（1 ５, １７）間に配置可能であることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の交通システム。

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