一种低真空管道运输系统及方法与流程

本公开涉及低真空管道运输，特别涉及一种低真空管道运输系统及方法。

背景技术：

1、随着社会经济的快速发展，人们对陆地交通的速度与效率提出了越来越高的要求。目前，传统的高速轮轨铁路技术已相对成熟，但其运行速度的提升面临着严峻的物理瓶颈。具体而言，当列车速度接近或超过500km/h时，受限于空气阻力（与速度的平方成正比）和轮轨黏着系数的下降，传统轮轨系统不仅能耗急剧增加，而且牵引效率显著降低，同时气动噪声（与速度的6~8次方正相关）也会严重超出环境标准，这使得传统轮轨轨道交通几乎无法突破500km/h的商业运行速度极限。

2、为了克服轮轨摩擦的限制，磁悬浮技术被引入轨道交通领域。磁悬浮列车通过电磁力实现列车与轨道之间的无接触支撑和导向，消除了轮轨摩擦阻力，从而能够实现较高的运行速度。然而，磁悬浮技术虽然解决了“黏着”问题，但并未解决空气阻力问题。随着速度的继续提升，空气阻力成为阻碍速度提升的主要因素，且由此产生的剧烈噪声和气动效应也限制了磁悬浮列车在开放环境下的进一步提速。

3、为了进一步突破空气阻力的限制，低真空管道运输系统概念应运而生。该系统通过在封闭管道内创造低气压环境，大幅降低列车运行时的空气阻力，并利用管道隔绝噪声传播，理论上可使列车运行速度超过1000km/h。然而，这种超高速运输系统在工程实现上面临着巨大的挑战：

4、首先，车站作为人员集散地必须保持常压环境，而为了降低阻力，区间管道需要维持低真空环境。如何在保证管道气密性的前提下，实现列车在常压车站与低真空区间之间的安全、高效过渡，是现有技术中尚未完全解决的关键问题。传统的轨道交通闸门系统无法应对这种巨大的压差和频繁的切换需求。

5、其次，在封闭的低真空管道环境中，传统的基于视觉识别的信号系统（如物理信号机）和依赖卫星的定位系统（如gps/北斗）均无法正常工作。物理信号机在高速下难以被识别，且封闭管道内无光线；卫星信号则会被金属管道屏蔽。因此，现有的列车定位与控制技术无法满足低真空管道内超高速列车的实时、高精度定位及车地通信需求。

6、此外，安全性是超高速系统的核心考量。在低真空环境下，一旦发生故障或紧急情况，乘客直接暴露在低压环境中将面临巨大的生命危险。现有的轨道交通救援系统缺乏针对真空环境的快速复压和破空机制，难以保障乘客在紧急情况下的疏散安全。

7、综上所述，现有技术缺乏一种能够有效解决常压与真空环境切换、封闭环境下列车精确定位与控制以及紧急安全救援的低真空管道运输系统及控制方法。

技术实现思路

1、针对上述问题，本公开提供一种低真空管道运输系统及方法。

2、第一方面，一种低真空管道运输系统，包括：

3、管道系统、列车、真空控制系统、运控系统及牵引系统；

4、管道系统包括设置为常压区域的车站、设置为低真空区的运行区间以及设置于车站与运行区间之间的过渡区，过渡区两端设有用于隔离常压环境与低真空环境的隔离门；

5、真空控制系统用于监测并控制管道系统内的气压，以及控制隔离门的开关状态；

6、运控系统包括车载运控、车载定位设备、交叉感应环线、地面定位设备、分区运控及中央运控；车载运控用于发送列车id至车载定位设备；车载运控设备用于接收车载运控的列车id，并发送载波信号；交叉感应环线沿管道系统沿线布置，用于进行列车定位；地面定位设备用于获取列车的位置和速度信息；中央运控用于根据运行计划下发进路办理命令；分区运控用于接收中央运控下发的进路办理命令，根据列车位置办理进路并计算移动授权；

7、牵引系统用于根据移动授权控制列车在管道系统内运行。

8、进一步的，真空控制系统包括沿管道系统沿线布置的真空泵站，真空泵站内设有真空泵及破空复压用挡板阀；

9、真空泵用于对管道内进行抽气以维持低真空环境；

10、破空复压用挡板阀用于在紧急情况下开启，利用管道内外气压差使管道内气压快速回升至预设安全阈值。

11、进一步的，地面定位设备通过接收交叉感应环线信息及载波信号，计算生成列车的实时位置及速度信息，并将位置及速度信息发送至分区运控和牵引系统。

12、进一步的，运控系统采用虚拟信号机进行进路划分，虚拟信号机设置于进站端、出站端、过渡区两端以及牵引分区边界。

13、进一步的，分区运控，具体用于接收中央运控下发的进路办理命令进行进路锁闭、信号开放，计算移动授权、最大速度曲线，并将最大速度曲线发送至牵引和车载运控。

14、进一步的，分区运控，还用于根据虚拟信号机的显示状态及列车位置，控制隔离门的联锁动作。

15、进一步的，过渡区的长度根据以下参数中的至少一种确定：

16、真空泵的抽真空速度、列车的最高运行速度、列车长度以及线路数据。

17、第二方面，一种低真空管道运输方法，基于上述的一种低真空管道运输系统，包括列车出站控制流程和列车进站控制流程；

18、列车出站控制流程包括：

19、打开出发车站侧的隔离门，办理第一进路，控制列车从出发车站进入过渡区；

20、待列车完全进入过渡区后，关闭出发车站侧的隔离门；

21、对过渡区进行抽真空操作，直至过渡区内的气压达到低真空运行要求；

22、打开区间侧的隔离门，办理第二进路，控制列车从过渡区驶入低真空区运行；

23、列车进站控制流程包括：

24、打开目的车站侧过渡区连接低真空区的隔离门，办理第三进路，控制列车从低真空区驶入过渡区；

25、待列车完全进入过渡区后，关闭连接低真空区的隔离门；

26、对过渡区进行复压操作，直至过渡区内的气压恢复至常压环境；

27、打开目的车站侧的隔离门，办理第四进路，控制列车从过渡区驶入目的车站停车。

28、进一步的，对过渡区进行抽真空操作，包括：

29、对过渡区进行抽真空操作与列车在过渡区内的滑行或停靠过程在时间上并行重叠。

30、进一步的，还包括紧急疏散控制流程：

31、当接收到紧急疏散指令时，控制开启真空泵站内的破空复压用挡板阀；

32、监测管道内的气压值，当管道内气压值低于人体安全气压阈值时，保持破空复压用挡板阀开启，直至管道内气压值达到人体安全气压阈值。

33、本公开至少包括以下有益效果：

34、本公开有效解决了超高速运行下的空气阻力问题，并通过过渡区与隔离门的协同控制，实现了常压与低真空环境的安全切换。

35、本公开的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本公开而了解。本公开的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所指出的结构来实现和获得。

1.一种低真空管道运输系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种低真空管道运输系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种低真空管道运输系统，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的一种低真空管道运输系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的一种低真空管道运输系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的一种低真空管道运输系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的一种低真空管道运输系统，其特征在于，

8.一种低真空管道运输方法，其特征在于，基于权利要求1-7任一项所述的一种低真空管道运输系统，包括列车出站控制流程和列车进站控制流程；

9.根据权利要求8所述的一种低真空管道运输方法，其特征在于，

10.根据权利要求8所述的一种低真空管道运输方法，其特征在于，