ТРАНСПОРТНАЯ СИСТЕМА ("КАНАТНОЕ МЕТРО")
TRANSPORT SYSTEM ("ROPE METRO")

Изобретение относится к транспортным системам для урбанизированной среды на электрической канатной тяге.
Транспортная система может быть использована в качестве городского транспорта для перевозки пассажиров по кратчайшему пути в пространстве и времени в надземном ярусе, в том числе для преодоления водных и инженерных препятствий, размещенных в урбанизированной среде.
Известна транспортная система в г.Медельин (Колумбия), состоящая из подземного метро соединенного с транспортной системой метроканат, схема и описание которой представлены на сайте (http://planetolog.ru/map-metro-big.php?country=CO&city=EOH&scheme=1).
Однако транспортная система метроканат, недостаточно комфортная. На станциях пассажирские вагоны полностью не останавливаются, что ограничивает ее применение для пассажиров преклонного возраста, с детьми и инвалидов. Ограничена длина пути между станциями за счет применения одного несуще-тягового каната для движения пассажирских вагонов. Конструкция транспортной системы метроканат в Колумбии Medellin Metro Cable является «уникальным транспортом для бедняков» (интерактивный лауреат премии - Make Magazine, посвященный технологии DIY в номинации «Транспорт» на конкурсе Brit Insurance Design, Великобритания, 2009). Судьи конкурса сочли конструкцию транспортной системы метроканат «замечательным ресурсом высокого практического и социального значения», поскольку в ее концепции было переосмыслено традиционное предназначение канатных дорог.
Известна транспортная система (RU №2297934 С1 от 27.10.2007), включающая ходовой путь и транспортное средство с колесами. Система относится к транспортным системам с фиксированной траекторией движения. Техническим результатом является сочетание одновременного преимущества как рельсового, так и безрельсового транспорта в городском транспорте.
К недостаткам транспортной системы, содержащей ходовой путь и подвеску транспортного средства на колесах, является отсутствие стрелочных переходов и, как следствие, невозможность изменения маршрута движения, в том числе на станциях. Большие массы подвески и самого транспортного средства затрудняют процесс разгона и торможения на станциях, что в значительной степени снижает производительность. Эти недостатки ограничивают возможность применять систему в качестве разветвленного городского транспорта на незначительные расстояния. Ходовой путь, представляющий собой в профиле полутрапецию наклонной частью наружу из бетонных элементов, массивен, трудоемок в изготовлении, монтаже, при строительстве требует большого количества опор, установленных на небольшом расстоянии (max. 12 м) относительно друг друга. Конструкция очень плохо интегрируется в архитектурный облик сложившейся урбанистической среды.
Задачей изобретения является повышение эффективности пассажирской транспортной системы урбанизированной среды за счет повышения комфортности для пассажиров и удобства в эксплуатации, минимизации маршрута в пространстве и времени, используя надземный ярус, с учетом интеграции в инженерную инфраструктуру и архитектурный облик.
Технический результат заключается в том, что предложена новая логистическая связь существующей транспортной инфраструктуры (подземного метро, пригородных электричек, автостоянок индивидуального автомобильного транспорта, торговых центров) со спальными микрорайонами с использованием транспортной системы на канатной тяге и пути, выполненном из одного и более несущих канатов, жестко соединенных между собой подвесными опорами, с подвешенными пассажирскими вагонами посредством каретки с колесами, по их количеству и размеру соответствующие несущим канатам, а отцепляемые зажимы, установленные на каретке, по их количеству и размеру соответствуют тяговым канатам, опирающимися на промежуточные опоры и проходящими над проезжей частью с сохранением транспортных габаритов.
Подвесная опора, жестко соединяющая между собой несущие канаты, имеет поддерживающие блоки, по их количеству и размеру, соответствующие тяговым канатам. Такое конструктивное решение подвесной опоры позволяет создавать многоканатные системы из несущих и тяговых канатов, не позволяя им переплетаться, перехлестываться и запутываться между собой в процессе эксплуатации.
Транспортная система дополнительно снабжена двумя и более станциями с конвейерами разгона-торможения пассажирских вагонов и площадками посадки-высадки пассажиров из них, а само здание станций, установленное на опорах над проезжими частями улиц с сохранением под ними габаритов для движения городского транспорта, конструктивно состоит из двух и более модулей, интегрируемых в транспортные мультимодальные комплексы, при этом хотя бы один из модулей, оборудованный лифтами и эскалаторами, является логистическим звеном для связи с другими видами существующего городского транспорта, а хотя бы один другой из модулей используется как депо для пассажирских вагонов. Мультимодальные комплексы интегрированы в логистику пассажирских транспортных перевозок с учетом инженерной инфраструктуры и архитектурного облика сложившейся урбанизированной среды. Эффективность пассажирских перевозок в урбанистической среде города достигается за счет снижения стоимости при строительстве и эксплуатации, уменьшения продолжительности времени при перемещении пассажиров между конечными станциями, улучшения удобству и комфортности людей при движении на предложенной транспортной системе, включающей пересадку в мультимодальных комплексах, экологичности при строительстве и минимизации эксплуатационных затрат.
Путь из одного и более несущих канатов транспортной системы занимает минимум наземных площадей, не пересекает транспортные и людские наземные потоки, экологически безопасен, легко обслуживается, а ее станции гармонично вписываются в архитектурный облик города. Кроме того, несущим канатам не мешают ни рельеф местности, ни объекты, расположенные на земле, ни коммуникации всех видов. Станции транспортной системы интегрируются с мультимодальные комплексами, создавая замкнутость передвижения пассажирских потоков. При этом строительство транспортной системы обходится значительно дешевле, чем освоение любого другого вида транспорта, так как не требует прокладки дорог, подземных работ, дорогостоящих транспортных средств и не нарушает состояние существующих строительных объектов и коммуникаций.
Изменение маршрута движения пассажирских вагонов на другие пути движения осуществляется на станциях с помощью конвейера разгона-торможения, совмещенного с модулем депо.
Подвешенные пассажирские вагоны с каретками на колесах и отцепляемыми зажимами разгоняются и тормозятся на станциях конвейерами, позволяющими варьировать ускорением в широких пределах, и, следовательно, регулировать производительность в зависимости от пассажирских потоков.
Длина пути между станциями практически не ограничена за счет применения одного и более несущих канатов, жестко соединенных между собой подвесными опорами. Многоканатная тяга, приводящая в движение пассажирским вагонам, через отцепляемые зажимы, установленные на каретке, по их количеству и размеру соответствуют тяговым канатам, создает практически неограниченное тяговое усилие, и снимает ограничения по количеству пассажиров в вагоне.
Поставленная задача достигается за счет, того, что транспортная система, включающая путь, выполненный из одного и более несущих канатов, жестко соединенных между собой подвесными опорами, с подвешенными к ним транспортными средствами в виде пассажирских вагонов посредством каретки с колесами по их количеству и размеру соответствующие несущим канатам, а отцепляемые зажимы, установленные на каретке, по их количеству и размеру соответствуют тяговым канатам, опирающимися на промежуточные опоры и проходящими над проезжей частью с сохранением транспортных габаритов, а транспортная система дополнительно снабжена двумя и более станциями с конвейерами разгона-торможения пассажирских вагонов и площадками посадки-высадки пассажиров из них, установлены на опорах над проезжими частями улиц с сохранением под ними габаритов для движения городского транспорта, конструктивно состоят из двух и более модулей, интегрируемые в мультимодальные комплексы, при этом хотя бы один из модулей, оборудованный лифтами и эскалаторами, является логистическим звеном с другими видами существующего городского транспорта, а хотя бы другой из модулей используется как депо для пассажирских вагонов.
Особенностью транспортной системы является то, что:
- транспортные средства в виде пассажирских вагонов, опирающиеся на промежуточные опоры проходят над существующими естественными и инженерными зданиями или сооружениями в урбанизированной среде с сохранением габаритов приближения, в том числе и опираются на них;
- подвесная опора имеет поддерживающие блоки, по их количеству и размеру соответствующие тяговым канатам;
- модули станций мультимодальных комплексов имеют различную геометрическую форму в плане и неограниченное количество уровней по высоте для их интеграции в сложившийся архитектурный облик урбанизированной среды;
- хотя бы один из мультимодальных комплексов включает платформы пригородных электричек или многоэтажные парковки для автомобилей или торговые центры;
- она интегрирована в логистику пассажирских транспортных перевозок и урбанизированную среду города Екатеринбурга;
- один из мультимодальных комплексов логистически интегрирован со станцией подземного метро, являющейся станцией подземного метро «Ботаническая» города Екатеринбурга.
- путь проходит вдоль поймы и с переходом через водную преграду территории урбанизированной среды, при этом водной преградой является река Исеть, протекающая по территории города Екатеринбурга.
На фиг.1 представлен план пути транспортной системы («канатное метро») (на примере города Екатеринбурга, проходящей вдоль поймы реки Исеть).
На фиг.2 - вид А-А. Промежуточная часть опоры (пример: путь из четырех несущих и двух тяговых канатов).
На фиг.3 - вид Б-Б. Подвесная опора (пример: путь из четырех несущих и двух тяговых канатов).
На фиг.4 - план здания станции транспортной системы с геометрической формой модуля в виде сегмента.
На фиг.5 - разрез 1-1 на плане здания станции транспортной системы с геометрической формой модуля в виде сегмента.
Транспортная система, включающая путь 1, выполненный из одного и более несущих канатов 2, жестко соединенных между собой подвесными опорами 3, с подвешенными к ним транспортными средствами в виде пассажирских вагонов 4 посредством каретки 5 с колесами 6 по их количеству и размеру соответствующие несущим канатам 2, а отцепляемые зажимы 7, установленные на каретке 5, по их количеству и размеру соответствуют тяговым канатам 8, опирающимися на промежуточные опоры 9 и проходящими над проезжей частью с сохранением транспортных габаритов, а транспортная система дополнительно снабжена двумя и более станциями 10 с конвейерами 11 разгона-торможения пассажирских вагонов 4 и площадками 12 посадки-высадки пассажиров из них, установленные на опорах 13 над проезжими частями улиц с сохранением под ними габаритов для движения городского транспорта, конструктивно состоит из двух и более модулей, интегрируемых в существующие городские транспортные узлы, образуя на станциях мультимодальные комплексы, при этом хотя бы один из модулей 14, оборудованный лифтами 15 и эскалаторами 16, является логистическим звеном, а хотя бы один другой из модулей используется как депо 17 для пассажирских вагонов 4.
Подвесная опора 3, жестко соединяющая между собой несущие канаты 2, имеет поддерживающие блоки 18, по их количеству и размеру, соответствующие тяговым канатам 8.
Модули 14, 17 станций 10 могут иметь различную геометрическую форму в плане и неограниченное количество уровней по высоте для их интеграции в сложившийся архитектурный облик урбанизированной среды.
Транспортные средства в виде пассажирских вагонов 4, опирающиеся на промежуточные опоры 9 могут проходить над существующими естественными и инженерными зданиями или сооружениями в надземном уровне урбанизированной среды с сохранением габаритов приближения, в том числе и опираются на них.
Модуль 14, станций, оборудованный лифтами 15 и эскалаторами 16, используется для логистической связи с платформами пригородных электричек, многоэтажными парковками для автомобилей и торговыми центрами (нумерация на фигурах не показана), образуя мультимодальные комплексы.
Отличительной особенностью транспортной системы является то, что она интегрирована в логистику пассажирских транспортных перевозок города Екатеринбурга и один из мультимодальных комплексов совмещен со станцией подземного метро «Ботаническая» города Екатеринбурга, а путь проходит вдоль и с переходом через водную преграду, являющейся поймой реки Исеть, находящейся на территории города Екатеринбурга.
Рассмотрим работу транспортной системы на примере работы транспортной системы, интегрированной в логистику пассажирских транспортных перевозок города Екатеринбурга
Транспортная система, работает следующим образом.
Пассажиры приезжают подземным метро на станцию «Ботаническая» города Екатеринбурга, либо прибывают пригородными электричками, либо приезжают на личных автомобилях и размещают их в многоэтажных парковках, либо приходят в торговые центры. Все вышеперечисленные объекты связаны модулем 14 транспортной системы, интегрированной в логистику пассажирских перевозок города Екатеринбурга. Транспортная система соединяет объекты, интегрированные со станциями 10, между собой путем 1, выполненным из одного и более несущих канатов 2, жестко соединенных между собой подвесными опорами 3. Пассажирские вагоны 4 движутся между станциями 10 с использованием многоканатной тяги из тяговых канатов 8. Между станциями 10 установлены промежуточные опоры 9, на которые опираются несущие 2 и тяговые 8 канаты. К несущим 2 и тяговым 8 канатам подвешены пассажирские вагоны 4, проходящие над проезжей частью с сохранением транспортных габаритов, в том числе могут проходить над существующими естественными и инженерными зданиями или сооружениями в урбанизированной среде с сохранением габаритов приближения, в том числе и опираются на них. Количество станций новой транспортной системы не менее двух (на плане транспортной системы показано пять), которые установлены на опорах 13 над проезжими частями улиц с сохранением под ними габаритов для движения городского транспорта. Конструктивно станции состоят из двух и более модулей, интегрируемых в существующие объекты, часть из которых являются городскими транспортными узлами. Модули станций имеют различную геометрическую форму в плане и неограниченное количество уровней по высоте для их интеграции в сложившийся архитектурный облик урбанизированной среды, образуя в совокупности мультимодальные комплексы, что позволяет пассажирам комфортно производить пересадки и минимизировать маршруты при изменении вида транспорта.
Для пользования новой транспортной системой пассажиры из вышеперечисленных объектов, используя модули 14, оборудованные лифтами 15 и эскалаторами 16, являющиеся логистическим звеном, перемещаются на станции 10, где попадают на площадки 12 посадки-высадки пассажиров. Вдоль площадок 12 посадки-высадки пассажиров движутся с остановкой пассажирские вагоны 4. Торможение и ускорение, изменение маршрута движения, а также полная остановка пассажирских вагонов 4 на станциях осуществляются конвейерами 11 разгона-торможения. На станциях существует модуль, который используется как депо 17 для пассажирских вагонов 4. Из депо 17 подаются пассажирские вагоны 4 на посадку либо они снимаются с маршрута в случае отсутствия пассажиров. Модуль депо 17 используется как буферная зона для сглаживания пульсации пассажирского транспортного потока во времени.
Пассажиры загружаются в неподвижно стоящие у площадки 12 вагоны 4, которые с помощью конвейера 11 попадают на пути 1, где с помощью тягового каната 8 перемещаются от станции к станции, расположенные в мультимодальных комплексах.
Изменение маршрута движения пассажирских вагонов 4 на другие пути движения, где есть разветвление линий транспортной системы, осуществляется на станциях 10 с помощью конвейера 11 разгона-торможения, совмещенного с модулем депо 17.
Выгрузка пассажиров из вагонов 4 и выход с транспортной системы в мультимодальные комплексы, соединенные логистически с подземным метро станции «Ботаническая» города Екатеринбурга, либо на платформу к пригородным электричкам, либо в многоэтажную парковку, либо в торговые центры (нумерация на фигурах не показана) происходит в обратном порядке.
Учитывая то обстоятельство, что предложенная транспортная система отвечает всем определяющим признакам метрополитена по квалификации Роберта Швандль, а именно:
- используется в урбанизированной местности (в городах, агломерациях, конурбациях);
- работает на электрической тяге;
- полностью отделена от любого другого движения, будь то железнодорожное, улично-дорожное или пешее;
- работает часто (с рабочим интервалом в дневное время не более 10 минут);
- уровни пола вагона и перрона совпадают (этот признак не обязателен), авторами предлагается для надземной транспортной системы, пути которой выполнены из одного и более несущих канатов с многоканатной тягой пассажирских вагонов, название «канатное метро».
Для подтверждения работоспособности предложенного изобретения были выполнены предпроектные работы по предложенной транспортной системе с привязкой станций к существующей транспортной системе города Екатеринбурга, включающей платформы пригородных электричек, многоэтажные парковки для автомобилей и торговые центры, которые, с учетом архитектурного облика всех вышеназванных объектов, образуют мультимодальные комплексы. В приложении к описанию представлены архитектурно-строительные решения мультимодальных комплексов транспортной системы для города Екатеринбурга.