ПОДЗЕМНАЯ СИСТЕМА РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ТОВАРОВ В ГОРОДСКОЙ СРЕДЕ Российский патент 2021 года по МПК B61B13/10 B65G35/00 B65G51/04 B65G51/40 

Настоящее изобретение относится к распределению товаров в городской среде.

В настоящее время подвоз товаров в центре города осуществляется, главным образом, с использованием таких транспортных средств, как грузовики, что создает множество проблем.

Прежде всего, так как большинство данных транспортных средств работает на тепловом двигателе, то их движение способствует атмосферному загрязнению городов. Кроме того, срок распределения товаров увеличивается из-за образования пробок на дорогах.

Вследствие этого существует потребность в облегчении и ускорении распределения товаров в городской среде.

В заявке CN 105046474 была предложена автоматизированная система транспортировки товаров, содержащая трубопровод в форме петли с некоторым числом ответвлений. Трубопровод снабжен рельсами, служащими для электропитания движущихся в нем транспортных средств.

Заявка на патент US 2002/0062759 раскрывает автоматизированную транспортировочную систему для перевозки товаров типа «от точки к точке», содержащую многочисленные автономные контейнеры, перемещающиеся по рельсам в галереях, расположенных, например, на небольшой глубине под жилыми зданиями или на поверхности. Каждый контейнер может приводиться в движение электродвигателем. Такая система не предназначена для перевозки большого объема товаров и не подходит для обслуживания целой агломерации с ежедневным грузооборотом, составляющим обычно несколько сотен, даже тысяч тонн. Кроме того, монтаж путей для движения контейнеров должен осуществляться в согласовании с планом жилых зданий, которые они будут пересекать, так как данные пути, по меньшей мере, некоторые из них, располагаются на той же глубине, что и подвалы жилых зданий.

Техническая проблема, решаемая изобретением, состоит в дополнительном усовершенствовании систем распределения товаров для решения проблем распределения товаров в центре города.

Таким образом, объектом изобретения в соответствии с первым из его аспектов является подземная система распределения товаров в городской среде, содержащая:

- по меньшей мере один микротоннель, образующий по меньшей мере одну петлю, проходящую под фундаментами ранее построенных наземных сооружений и/или инфраструктурами на глубине по меньшей мере 20 м, в котором происходит однонаправленное движение товаров, транспортировка которых автоматизирована;

- множество расположенных на указанной петле обменных станций для обмена с поверхностью, каждая из которых содержит колодец, позволяющий осуществлять спуск товаров к микротоннелю и их подъем после транспортировки внутри микротоннеля.

Изобретение решает проблему логистики предпоследнего километра в плотной городской среде, так как позволяет закопать транспортировочную петлю на достаточно большую глубину. Такая глубина позволяет избежать, и даже минимизировать пересечение с существующими сооружениями. Изобретение также позволяет снизить городское загрязнение.

Выбор микротоннеля для осуществления транспортировочной петли позволяет использовать проверенные технологии и осуществить подземную систему, стоимость которой будет согласовываться с соответствующими экономическими интересами.

Дополнительно транспортировочная система содержит, по меньшей мере, одну диспетчерскую станцию для диспетчеризации товаров, предназначенных для ввода в петлю и распределения посредством расположенных на петле обменных станций. Данная диспетчерская станция предпочтительным образом соединена, по меньшей мере, одной двунаправленной транспортировочной линией с петлей, а именно с, по меньшей мере, одной обменной станцией петли.

Диспетчерская станция позволяет подготовить маршруты товаров, чтобы товары, сгруппированные в одной и той же грузовой единице, соответствовали партии, приходящей на одну и ту же обменную станцию, где грузовая единица будет выпущена из образованной микротоннелем петли и поднята на поверхность, чтобы ее взял, например, парк электромобилей, которые доставят данные товары до их конечного места назначения.

Наличие одной или нескольких диспетчерских станций на периферии системы и обслуживаемого петлей города позволяет легче осуществлять управление большим потоком товаров и вводом в петлю значительного количества товаров, чем это могли бы сделать обменные станции, расположенные на самой петле и сообщающиеся с колодцами, которые могут быть относительно узкими.

Помимо этого, линия может иметь наклон, а диспетчерская станция может быть заглублена в грунт в том, что касается ее подземных установок, на глубину, которая меньше глубины закладки образующих петлю участков микротоннеля.

Транспортировочная система может содержать транспортирующие устройства, уходящие с диспетчерской станции нагруженными грузовыми единицами и возвращающиеся на нее пустыми после выгрузки их содержимого на расположенной на петле обменной станции, выбранной, благодаря ее близости к конечному месту назначения товаров.

Транспортировочная система также может содержать, по меньшей мере, одну так называемую «радиальную» линию подачи товаров в петлю. Данная линия может быть однонаправленной или не однонаправленной. В ней могут быть сконцентрированы логистические средства затаривания товаров и загрузки транспортирующих устройств, когда движение товаров осуществляется на транспортирующих устройствах. Данная линия может обеспечивать основную часть и даже всю загрузку транспортирующих устройств, при этом внутри петли обменные станции предпочтительно в основном играют скорее роль распределения товаров, чем роль загрузки последних.

Обменные станции могут быть выполнены таким образом, чтобы одновременно осуществлялась транспортировка к поверхности или к микротоннелю множества грузовых единиц, а именно контейнеров. В частности, обменные станции могут содержать транспортировочные средства для транспортировки по петле грузовых единиц, а именно контейнеров, между микротоннелем и поверхностью.

Обменная станция может быть соединена только с одним входным участком петли и с одним выходным участком петли, внешними по отношению к станции. Внутри станции может быть произведен разворот без необходимости переключения направления движения товаров от входного участка к выходному.

По меньшей мере одна обменная станция может быть выполнена с возможностью хранения грузовых единиц, а именно контейнеров, в частности, в ожидании подъема на поверхность транспортируемых ими товаров, например, с возможностью хранения внутри соответствующего колодца или на поверхности. Хранение, по меньшей мере, части грузовых единиц, а именно контейнеров, в колодцах обменных станций позволяет минимизировать полосу отвода для системы на поверхности.

Предпочтительно система содержит циркулирующие в микротоннеле транспортирующие устройства для транспортировки грузовых единиц, а именно контейнеров, например, самоходные транспортирующие устройства или транспортирующие устройства на канатной тяге. Использование канатов позволяет снизить стоимость транспортирующих устройств и при этом получить скоростную и надежную транспортировочную систему.

Как вариант или дополнительно, грузовые единицы представляют собой самоходные контейнеры с возможностью автономного перемещения в микротоннеле.

В частности, транспортирующие устройства или контейнеры преимущественно могут быть снабжены батареями, позволяющими обеспечивать им автономное питание. Это может позволить избежать установки внутри микротоннеля рельсов электропитания и значительно снижает стоимость системы.

Затаривание товаров может производиться различными способами.

Товары могут содержаться внутри грузовых единиц, каждая из которых образована поддоном, на котором уложены товары, при этом последние удерживаются на поддоне с помощью пленки, а именно стретч-пленки.

Товары также могут быть помещены в ящик или другой вид вместилища типа контейнера, металлического или не металлического, с отсеками или без отсеков, который может иметь любую форму, приспособленную для его движения в микротоннеле и, в случае необходимости, размещаемого на транспортировочном транспортирующем устройстве.

В частности, в случае грузовых единиц с товаром, содержащих поддоны, высота каждого грузовой единицы может находиться в пределах от 1 до 2,3 м, предпочтительно порядка 2 м. Ширина может быть порядка метра, при этом поддоны, например, типа европоддонов.

В вариантах осуществления товары циркулируют внутри микротоннеля в транспортирующих устройствах, перемещаемых в микротоннеле с помощью по меньшей мере одного тягового каната. Данный канат может быть установлен с возможностью движения между двумя концами участка образованной микротоннелем петли, при этом данные концы предпочтительно расположены на уровне обменных станций для обмена с поверхностью. Таким образом, транспортирующие устройства во время своего хода в образованной микротоннелем петле могут перейти из первого участка петли, где их движение обеспечивается первым канатом, во второй участок петли, где их движение обеспечивается отличным от первого вторым канатом, при этом перемещение из первого участка во второй происходит в пределах одной обменной станции.

При использовании для приведения в движение автономного способа с помощью электродвигателя каждое транспортирующее устройство или контейнер может быть подзаряжен различными способами. Преимущественно подзарядка транспортирующих устройств или контейнеров осуществляется во время их движения, а именно в микротоннеле, посредством точечных или линейных терминалов для подзарядки.

В частности, при отсутствии направляющих рельсов транспортирующие устройства или контейнеры могут содержать колеса, установленные с возможностью вращения вокруг не параллельных между собой осей вращения, предпочтительно колеса, установленные с возможностью опоры непосредственно на стенку микротоннеля. Транспортирующие устройства или контейнеры могут иметь автоматическую систему центрирования для перемещения осей колес, а именно позволяющую отцентрировать транспортирующее устройство или контейнер в нижней части микротоннеля. В документе US 2003/0075366 раскрыто транспортное средство для транспортировки в микротоннеле, устроенное таким образом, чтобы катиться прямо по стенке микротоннеля, с возможностью его приспособления для перевозки контейнеров.

В одном варианте микротоннель оснащен рельсами, по которым осуществляется перемещение контейнеров или транспортирующих устройств. Использование рельсов является предпочтительным в случае контейнеров или транспортирующих устройств на канатной тяге.

Канат, расположенный на одном участке, может иметь длину более 1 км, например, по меньшей мере, 4 км, лучше 6 км, например, 8 км или больше, что в таком случае позволяет выполнить участок длиной 4 км или больше, так как движение тянущего транспортирующие устройства каната происходит в одном направлении, а движение каната вхолостую - в другом направлении. Канат может быть установлен на шкивах и натяжных роликах аналогично системам, используемым в бугельных или кресельных подъемниках.

Канат может быть протянут между рельсами, параллельно последним, что позволяет добиться компактности и при необходимости установить направляющую систему для каната на общей с рельсами опоре.

Транспортирующие устройства в поперечном сечении могут иметь общую форму, которая, по меньшей мере, частично совпадает с формой микротоннеля, и, в частности, могут содержать люльку дугообразной формы, концентричной со стенкой микротоннеля, для вмещения, по меньшей мере, одного контейнера или другой грузовой единицы. Это обеспечит возможность оптимального использования системы, сократив сечение микротоннеля, не используемое для транспортировки товаров.

Кроме того, это позволяет при равном объеме транспортируемых товаров минимизировать наружное сечение микротоннеля и, следовательно, облегчить его осуществление. Учитывая длину микротоннеля, которая может составлять несколько километров или десятков километров, любое, даже небольшое, уменьшение наружного сечения значительным образом повлияет на стоимость работ.

Транспортирующие устройства могут иметь пространство для приема одной или нескольких таких грузовых единиц, как товары на поддонах, и предпочтительно двух или четырех расположенных бок о бок грузовых единиц.

Каждое транспортирующее устройство может содержать крышу, вытянутую над грузовыми единицами и переднюю и заднюю перегородки, на которых лежит крыша.

Контейнеры могут иметь поперечное сечение в основном круглой формы. Возможны другие формы поперечного сечения, а именно круглая с лыской или многоугольная, в частности, квадратная.

Предпочтительно микротоннель имеет поперечное сечение в основном круглой формы.

Микротоннель может быть выполнен различными способами и, например, содержать собранные один за другим секции, в частности, длиной от 2,5 до 3,5 м и с толщиной стенки от 150 до 500 мм, причем указанные участки предпочтительно выполнены с возможностью выдерживать усилие подачи при бурении не менее 500 тонн.

Как вариант, микротоннель содержит собранные арочные сегменты.

Предпочтительно секции или арочные сегменты, по меньшей мере, частично выполнены из железобетона, а именно из железобетона с двойной арматурой.

Микротоннель может иметь обшивку, в частности, металлическую.

В одном примере осуществления наибольший внутренний размер микротоннеля в поперечном сечении, а именно его внутренний диаметр, находится в пределах от 1,5 м до 4 м, а именно от 1,5 м до 2,5 м или от 2,5 м до 4 м, например, от 1,5 м до 2,2 м или от 3 м до 4 м.

Микротоннель преимущественно заглублен в грунт на глубину не менее 5 м. Использование микротоннеля в изобретении позволяет предусмотреть большую глубину закладки, например, больше 20 м или 30 м, и даже больше или равную 35 м, 40 м или 50 м или больше, чтобы пройти под существующими фундаментами и инфраструктурами и не столкнуться с ними. Радиальная линия может быть заглублена в грунт на различную глубину, отличную от глубины петли.

Также, может оказаться полезным, чтобы по меньшей мере один из контейнеров имел независимые отсеки, которые можно было бы открывать и закрывать независимо друг от друга.

Это, в частности, может быть интересным с логистической точки зрения, так как позволяет получить доступ только к одной части контейнера, чтобы извлечь соответствующие товары, в то время как товары, находящиеся в других отсеках, останутся недоступными. Это может оказаться полезным в случае нескольких получателей товаров и если изъятие товаров осуществляется со сдвигом во времени и различными лицами.

Каждый контейнер может быть устроен так, чтобы в случае необходимости принимать один или несколько поддонов.

Предпочтительно движение контейнеров или транспортирующих устройств вдоль петли осуществляется в одном направлении. Таким образом, движение товаров по каждому участку между двумя обменными станциями петли проходит в одном и том же направлении, соответствующем направлению данного участка. Таким образом, не происходит пересечения транспортирующих устройств или контейнеров в микротоннеле, что позволяет приблизить сечение микротоннеля к сечению контейнера или транспортирующего устройства и уменьшить сечение микротоннеля, бесполезное для транспортировки товаров.

Тем не менее, как указано выше, изобретение не исключает возможности подвоза товаров в петлю с помощью по меньшей мере одной радиальной линии, на которой движение товаров, в частности, погруженных на транспортирующие устройства или в контейнеры, осуществлялось бы по двум направлениям. Эта линия может быть двухпутной в пределах одного тоннеля или с двумя параллельными тоннелями.

Система на обменных станциях может содержать систему выгрузки и/или погрузки транспортирующих устройств или контейнеров. В частности, система может содержать наземные транспортные средства, приспособленные для перевозки контейнеров или других грузовых единиц или же товаров, перевозимых последними. В частности, доставка товаров на последний километр может обеспечиваться парком электрических транспортных средств.

Транспортные средства могут иметь цилиндрическую люльку для вмещения контейнеров, если последние имеют цилиндрическую форму.

Предпочтительно колодец, по меньшей мере, одной из обменных станций имеет размеры, достаточные для того, чтобы служить рабочей скважиной при рытье микротоннеля с использованием микротоннельной технологии. Это позволяет впоследствии воспользоваться осуществляемыми при рытье микротоннеля экскаваторными работами для выполнения одной или нескольких обменных станций и использовать последние для складирования товаров или оборудования.

В случае необходимости подземная система распределения товаров по изобретению снабжена системой регулирования транспортировки транспортирующих устройств или контейнеров без общей информации об управлении потоком, так как каждый контейнер и/или транспортирующее устройство снабжены одним или несколькими датчиками, позволяющими локализовать предыдущий контейнер и/или транспортирующее устройство так же, как и обменные станции, что обеспечивает возможность регулирования контейнерами их скорости в зависимости от трафика, их остановки на обменных станциях и в случае необходимости подталкивания неисправного транспортировочного средства, чтобы вывести его за пределы петли микротоннеля.

Микротоннель может находиться в условиях пониженного давления кислорода. Это позволяет ограничить риск пожара. В частности, уровень кислорода может быть на 14%, более предпочтительно на 20% или на 50% и даже более, ниже номинального уровня кислорода в атмосферном воздухе.

Каждая обменная станция может содержать устройство, например на роликах, для постепенного снижения скорости транспортирующих устройств при их прибытии на обменную станцию и пусковое устройство, обеспечивающее возможность их зацепления за канат в движении без слишком резкого толчка.

Обменная станция может содержать механизм извлечения перевозимых транспортирующим устройством товаров, и при этом позволяет транспортирующему устройству продолжить затем его путь в транспортировочной петле.

Выгрузка транспортирующего устройства может осуществляться со сменой пути транспортирующего устройства или путем выемки его содержимого без смены пути.

Обменная станция содержит, например, транспортировочный механизм для транспортировки одного несущего транспортирующее устройство путевого участка между первым положением приема нового транспортирующего устройства, поступающего из транспортировочной петли, в котором путевой участок расположен в продолжение протянутого в микротоннеле пути, и вторым положением перехода на путь погрузки/выгрузки, позволяющим осуществить выгрузку одной или нескольких транспортируемых транспортирующим устройством грузовых единиц к подъемнику типа грузового лифта или поместить в транспортирующее устройство одну или несколько предназначенных для транспортировки грузовых единиц.

Как вариант, с пути прибытия на путь погрузки/выгрузки осуществляется перемещение только транспортирующего устройства, при этом его перемещение не сопровождается перемещением рельсов, на которые поставлены его колеса.

Еще как вариант, осуществляется выгрузка только товаров из транспортирующего устройства, при этом транспортирующее устройство не перебрасывается на отдельный путь погрузки/выгрузки.

Транспортирующие устройства можно приводить в движение любым средством, когда они не прицеплены к приводным канатам, например, с помощью роликов или любого другого вспомогательного приводного механизма.

Грузовые единицы можно транспортировать с помощью конвейерных роликов и/или трансбордера.

Петля может содержать крутые повороты, расположенные на уровне обменных станций. Это обеспечивает возможность сохранения в петле прямолинейных участков, что облегчает строительство микротоннеля и перемещение транспортирующих устройств. Для того чтобы транспортирующие устройства могли преодолеть крутой поворот, их можно продолжать удерживать на рельсах и предусмотреть поворотную платформу, содержащую подвижный рельсовый путь, позволяющий сориентировать транспортирующие устройства в сторону отправочного пути. Можно также не удерживать транспортирующие устройства на рельсах, а передвигать их с помощью вспомогательной приводной системы, где их перемещение осуществляется, например, с помощью колесиков или роликового конвейера или перевозка с помощью любой другой конвейерной системы, обеспечивающей возможность преодоления транспортирующего устройствами крутых поворотов.

В одном примере реализации в том случае, когда обменная станция соединяет два участка образующего петлю микротоннеля, ориентированных в разных направлениях, образующих между собой угол, не равный нулю, обменная станция содержит поворотную платформу, выполненную с возможностью размещения на ней подвижного путевого участка, на который имеется возможность установки по меньшей мере одного транспортирующего устройства.

Данная поворотная платформа выполнена с возможностью принятия положения, в котором подвижный путь оказывается на одной линии с путем подвода транспортирующих устройств, и положения, в котором подвижный путь оказывается на одной линии с путем следующего для прохождения участка микротоннеля.

Образованная микротоннелем петля может содержать последовательность участков, длина которых составляет, например, больше 1 км, соединенных обменными станциями, обеспечивающими связь между участками с различной ориентацией. По желанию, участки могут быть, как упомянуто выше, прямолинейными, что может облегчить рытье и строительство микротоннеля.

Объектом изобретения согласно одному другому из его аспектов является также способ распределения товаров в городской среде с помощью вышеописанной системы по изобретению, включающий этапы, на которых:

a) подвозят товары к обменной станции наземным транспортным средством, при этом данные товары содержатся по меньшей мере в одной грузовой единице, а именно в контейнере, или на поддонах;

b) спускают данную грузовую единицу, а именно контейнер, в микротоннель;

c) осуществляют движение грузовой единицы, а именно контейнера, в микротоннеле до другой обменной станции для обмена с поверхностью;

d) поднимают обратно на поверхность грузовую единицу, а именно контейнер.

Способ может также включать следующие дополнительные этапы, на которых:

e) забирают грузовую единицу, а именно контейнер, или все или части содержащихся в нем товаров;

f) поставляют получателю грузовую единицу, а именно контейнер, полностью или в виде отдельных элементов, заранее определенных во время затаривания грузовой единицы, а именно контейнера.

Предпочтительно основная часть перевозимых по петле товаров происходит по меньшей мере из одной обменной станции, устроенной для обеспечения больших логистических потоков и соединенной с петлей посредством специальной линии, а именно вышеупомянутой радиальной линии.

Способ может включать транспортировку более 1000 т/д и даже более 10000 т/д.

Грузовая единица, а именно контейнер, может быть оставлен на обменной станции без подъема на поверхность, а именно для ее хранения в колодце обменной станции в ожидании запроса на изъятие грузовой единицы, а именно контейнера, или содержащегося внутри него товара.

Способ может включать этап, заключающийся в перевозке грузовых единиц на транспортирующих устройствах на канатной тяге. Движение каната может осуществляться со скоростью, равной или более 5 м/с, лучше равной или более 7 м/с, например, порядка 8 м/с или более. Каждому транспортирующему устройству во время его отбытия с обменной станции может быть придано ускорение до достижения скорости каната с возможностью его постепенного торможения к прибытию на следующую обменную станцию. Каждое транспортирующее устройство может содержать расцепляемый зажим, служащий для соединения с канатом.

Вес каждого грузовой единицы предпочтительно находится в пределах от 100 до 500 кг и даже больше, например, 1000 кг и выше.

Объектом изобретения согласно одному другому из его аспектов является также контейнер для перевозки товаров в такой системе, которая описана выше, имеющий в основном цилиндрическую форму круглого сечения с наружным диаметром от 1 до 2,5 м, и средства быстрого соединения с циркулирующим в микротоннеле транспортировочным транспортирующим устройством, а именно с транспортирующим устройством, имеющим люльку дугообразной формы для приема контейнера. Предпочтительно такой контейнер разгорожен на отсеки в осевом направлении с возможностью открытия и закрытия отсеков независимо друг от друга.

Объектом изобретения также является транспортирующее устройство для транспортировки по меньшей мере одного грузовой единицы, предпочтительно с товарами, уложенными или не уложенными на поддоны, помещенными или не помещенными в контейнеры, содержащий механизм для прицепления к тяговому канату, колеса и пространство для приема грузовой единицы или грузовых единиц, предпочтительно четырех грузовых единиц, расположенных по две в два ряда. Транспортирующее устройство может быть выполнен с возможностью его открытия с боков и содержать крышу, соединяющую переднюю и заднюю перегородки.

Объектом изобретения также является узел, образованный контейнером и транспортирующим устройством для транспортировки контейнера в микротоннеле, причем транспортирующее устройство содержит люльку для приема контейнера, на которую контейнер может быть установлен с возможностью съема, при этом по своей общей форме контейнер представляет собой круговой цилиндр, а люлька имеет дугообразную форму, концентричную относительно продольной оси контейнера.

В частности, транспортирующее устройство может содержать колеса с непараллельными осями вращения, приспособленные для качения прямо по стенке микротоннеля. Транспортирующее устройство может содержать систему центрирования в нижней части микротоннеля.

Объектом изобретения также является обменная станция, содержащая одну часть, подземную, соединяющую два участка микротоннеля и содержащую средства выгрузки циркулирующих в микротоннеле транспортирующих устройств.

Обменная станция содержит, например, первый подвижный путь, выполненный с возможностью движения между положением приема поступающего с одного из участков транспортирующего устройства и положением подвоза транспортирующего устройства на путь погрузки/выгрузки, где осуществляется проход транспортирующего устройства перед системой конвейерной транспортировки грузовых единиц к подъемнику или от подъемника для подъема к поверхности, и второй подвижный путь, выполненный с возможностью движения между положением приема транспортирующего устройства, циркулирующего на пути погрузки/выгрузки, и положением подвоза транспортирующего устройства к другому участку.

Обменная станция может быть выполнена с возможностью выполнения крутых поворотов циркулирующими по петле товарами.

Обменная станция в одном примере может содержать подвижный путь, установленный на поворотной платформе, когда оба участка микротоннеля, расположенные на входе и на выходе станции образуют между собой некоторый угол. Как вариант, обменная станция содержит средства для конвейерной безрельсовой транспортировки транспортирующих устройств, например, на колесиках или роликах, позволяющие выполнить необходимый крутой поворот. Использование средств для конвейерной безрельсовой транспортировки транспортирующих устройств или подвижных путей облегчает перемещение транспортирующих устройств и позволяет избежать стрелочных переводов. Это позволяет использовать несамоходные транспортирующие устройства. Это также позволяет выиграть в компактности, а следовательно, ограничить объем извлекаемого грунта при строительстве обменной станции. Использование поворотной платформы позволяет очень легко соединять участки и тем самым оптимизировать их длину. Это также позволяет использовать прямолинейные участки, совместимые с применением канатной системы для перемещения транспортирующих устройств и обеспечивающие возможность движения транспортирующих устройств на большой скорости.

Изобретение будет лучше понятно при чтении нижеприведенного подробного описания одного неограничительного примера его использования со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

- фиг. 1 очень схематически показывает вид сверху трассы транспортировочной петли в одном примере использования изобретения;

- фиг. 2 представляет собой вертикальный разрез системы по изобретению в центре города;

- фиг. 3 схематически и частично показывает один пример обменной станции для обмена с поверхностью;

- фиг. 4 схематически и частично показывает один пример контейнера;

- фиг. 5 схематически и частично в поперечном разрезе показывает один пример узла транспортирующего устройства и контейнера при качении в микротоннеле;

- фиг. 6 схематически показывает вид в аксонометрии одного примера обменной станции, соединяющей два участка транспортировочной петли;

- фиг. 7 показывает один вариант обменной станции и

- фиг. 8 схематически показывает один вариант транспортировочной петли.

Представленная на фигурах система 1 по изобретению содержит микротоннель 2, образующий транспортировочную петлю 7, протянутую, по меньшей мере, частично под плотной городской средой М, представляющей собой центр города и содержащей, как это можно увидеть на фиг. 2, наземные сооружения В, а также подземные инфраструктуры I, под которыми протянут микротоннель 2. Последний предназначен для обеспечения возможности автоматизированной транспортировки товаров, находящихся в таких грузовых единицах, как контейнеры 3.

Система 1 содержит обменные станции 4, обеспечивающие возможность спуска товаров с поверхности и их подъема на поверхность, причем данные обменные станции 4 расположены вдоль транспортировочной петли 7 таким образом, чтобы обеспечить возможность подвоза товаров в различные зоны Z города с целью их локального распределения.

Система 1 также содержит обменные станции 6, где может происходить распределение товаров и которые предусмотрены для нахождения вне городской среды М - на периферии города с тем, чтобы облегчить подвоз и вывоз товаров такими наземными транспортными средствами 8, как грузовики. Данные обменные станции 6 еще называются диспетчерскими станциями.

Каждая обменная станция 4 или 6 содержит колодец 10, внутри которого протянута транспортировочная система 11 для перемещения грузовых единиц, а именно контейнеров 3, между поверхностью и микротоннелем 2.

Данная система 11 содержит, например, механизм, обеспечивающий возможность движения по петле грузовых единиц, при этом последние во время их транспортировки в колодце 10, например, прицеплены или другим способом прикреплены к транспортирующим устройствам 12. В глубине колодца может быть предусмотрена автоматизированная система 14 для извлечения грузовых единиц 3 из микротоннеля и загрузки транспортировочной системы 11 путем помещения грузовых единиц 3 в транспортирующие устройства 12. Аналогично на поверхности предусмотрена роботизированная система 15 для извлечения грузовых единиц 3 или содержащихся в последних товаров и для их снятия на землю.

Грузовые единицы 3 могут представлять собой самоходные контейнеры или, как вариант, их могут возить транспортировочные транспортирующие устройства 17 с возможностью однонаправленного движения в микротоннеле 2.

Предпочтительно, как проиллюстрировано на фиг. 5, данные транспортировочные транспортирующие устройства 17 имеют в сечении форму, в основном совпадающую с формой микротоннеля 2 с тем, чтобы максимально заполнить сечение микротоннеля. Так, транспортирующие устройства 17, как проиллюстрировано, могут иметь люльку 19, принимающую, по меньшей мере, один контейнер 3. Последний, как проиллюстрировано, предпочтительно имеет в данном случае круглое сечение, концентричное с микротоннелем 2.

Транспортирующее устройство 17 предпочтительно содержит механизм, обеспечивающий возможность его центрирования в нижней части микротоннеля, например, путем выбора соответствующего угла между осями вращения колес 18 транспортирующего устройства, опирающихся на стенку микротоннеля.

Система 1 может быть использована следующим образом в одном примере применения изобретения.

Нагруженные товаром контейнеры 3 подвозят наземными транспортными средствами 8, по меньшей мере, к одной из расположенных на периферии или вне города обменных станций 6. Затем контейнеры спускают к микротоннелю 2. Тогда каждый контейнер 3 перевозят до обменной станции, на которую должна быть доставлена, а потом поднята на поверхность, по меньшей мере, часть транспортируемых товаров. После снятия данных товаров контейнер 3 снова спускают до микротоннеля 2 для продолжения пути. В случае необходимости контейнер 3 хранят на уровне обменной станции в ожидании, например, запроса на изъятие на поверхность.

В случае нахождения на хранении на обменной станции одного или нескольких контейнеров подъем или спуск контейнера относительно микротоннеля 2 или поверхности может сопровождаться перемещением всех других контейнеров.

Разумеется, изобретение не ограничивается данным примером.

В частности, можно модифицировать форму контейнеров, а именно придать им любую форму, подходящую для их перевозки наземными транспортными средствами, а также по микротоннелю. Товары также можно перевозить без их помещения в контейнеры.

Можно модифицировать средства, используемые для перемещения грузовых единиц между микротоннелем и поверхностью и, в частности, можно предусмотреть один или несколько подъемников, осуществляющих подъем или спуск одного или нескольких грузовых единиц.

Хранение грузовых единиц, а именно контейнеров, может осуществляться в другом месте, чем колодцы обменных станций, например, на одном или на нескольких наземных складах или подземных, находящихся на небольшой глубине под землей, находящихся, например, на уровне периферийных обменных станций 6.

Далее со ссылками на фиг. 6 - 8 описаны другие примеры обменных станций 4 и транспортировочной системы по изобретению.

В примере на фиг. 6 обменная станция 4 соединяет первый участок 107а транспортировочной петли 7 со вторым участком 107b, который в данном примере расположен на одной линии с первым участком.

В данном примере товары уложены на поддоны в грузовых единицах 3.

Транспортировка грузовых единиц 3 осуществляется транспортирующего устройствами 17, циркулирующими по рельсам 40 на участках микротоннеля транспортировочной петли.

Для перемещения транспортирующих устройств 17 вдоль различных участков 107 транспортировочной петли предусмотрены канатные приводные механизмы 42.

Транспортирующие устройства 17 содержат отцепляемое устройство с зажимом, соединяемое с транспортировочным канатом аналогично механизмам, существующим на подъемниках с отцепляемыми креслами или бугелями.

Устройства 70 и 80 предусмотрены для обеспечения постепенного торможения при прибытии на станцию 4 и постепенного ускорения при отбытии со станции, соответственно, благодаря вспомогательной приводной системе.

В примере на фиг. 6 тормозное устройство 70 содержит, например, ролики, воздействующие с возрастающим трением на транспортирующие устройства 17 при их приближении к станции 4 с тем, чтобы замедлять их до зоны, где прекращается продвижение канатом. В этом случае транспортировка каждого транспортирующего устройства осуществляется конвейерным способом, например, роликами, продвигающими его вперед к системе 50 погрузки/выгрузки грузовых единиц 3.

Данная система 50 может включать роликовый конвейер 51 для транспортировки грузовых единиц 3 перед входом подъемника 60, обеспечивающего продвижение грузовых единиц 3 к поверхности. Подъемник может быть грузовым лифтом с двумя отсеками, при этом один отсек, например, используется для извлечения выгруженных из транспортирующих устройств 17 грузовых единиц 3, а другой - для приема отправленных с поверхности грузовых единиц 3 и их погрузки на транспортирующие устройства 17, как проиллюстрировано.

Наконец, транспортирующие устройства 17 уходят со станции 4, постепенно ускоряемые устройством 80, позволяющим транспортирующего устройствам 17 достигнуть скорости тягового каната с тем, чтобы обеспечить возможность их продвижения последним.

В варианте по фиг. 7 участки микротоннеля 107а и 107b образуют между собой некоторый угол, а обменная станция 4 содержит погрузочно-выгрузочную систему. По достижении обменной станции 4 последовательно происходит установка транспортирующего устройства на подвижный путевой участок 90, установленный с возможностью движения сбоку между первым положением, в котором происходит подача данного участка на продолжение рельсов 40 входного участка 7а для принятия транспортирующего устройства 17, и проиллюстрированным на фиг. 7 вторым положением выгрузки транспортирующего устройства 17, в котором происходит подача подвижного путевого участка 90 на линию пути 91 погрузки/выгрузки. Данный путь 91 проходит перед отверстием для перегрузки грузовых единиц 3 к подъемнику 60 для подъема/спуска последних.

Как только грузовые единицы 3 перемещаемых перед подъемником 60 транспортирующих устройств 17 будут погружены или выгружены с помощью любого приспособленного для этого перегрузочного механизма, осуществляется установка транспортирующих устройств на второй подвижный путевой участок 92, установленный с возможностью перемещения между положением, позволяющим осуществлять погрузку циркулирующих на пути 91 транспортирующих устройств 12, и положением, в котором данный подвижный участок находится на одной линии с третьим путевым участком 95, расположенным на поворотной платформе 96. Данная поворотная платформа 96 позволяет извлечь ранее установленный на второй подвижный путевой участок 92 транспортирующее устройство 17, а его рельсы могут быть установлены на одну линию с путем 40 второго выходного участка 107b с целью отправки транспортирующего устройства 17 на последний.

Такая погрузочно-выгрузочная система транспортирующих устройств 17 обеспечивает возможность быстрого и автоматизированного перемещения грузовых единиц 3, совместимого с продвижением канатами 42, а наличие подвижной платформы 96 облегчает строительство петли, так как позволяет использовать прямолинейные или практически прямолинейные участки 107 петли.

В непоказанных вариантах транспортирующие устройства 17 установлены с возможностью их поворота без использования поворотной платформы, при этом их качение между участками 107а и 107b осуществляется уже не по рельсам, а на колесиках или на роликах и с использованием направляющих средств, позволяющих при необходимости выполнить относительно крутой поворот.

В непоказанных вариантах также можно подводить транспортирующие устройства к погрузочно-выгрузочному пути без их транспортировки одновременно с рельсами, на которые они посажены, а посредством их перемещения с помощью конвейера.

В другом варианте можно также выгружать или погружать транспортирующие устройства, когда они находятся на пути, расположенном в продолжение путей, протянутых в участках 107 микротоннеля.

Предпочтительно микротоннель так же, как и обменные станции, помещены в атмосферу с пониженным содержанием кислорода или в инертную атмосферу с целью снижения риска пожара. Это позволяет ограничить стоимость инфраструктуры, так как в таком случае отсутствует необходимость в некоторых устройствах безопасности, которые в других случаях требуются стандартами.

В примерах на фиг. 6 и 7 грузовые единицы 3 представляют собой товары на поддонах.

На фиг. 8 показан вариант выполнения транспортировочной петли 7, содержащей прямолинейные или практически прямолинейные участки 107 микротоннеля, соединенные обменными станциями 4, например такими, которые проиллюстрированы на фиг. 6 и 7.

Движение основного введенного в петлю 7 потока товаров может осуществляться по так называемой радиальной линии 110, соединенной с периферической диспетчерской станцией 6, образующей заднюю базу, где подлежащие транспортированию товары затаривают и распределяют в зависимости от их места назначения. Так товары, предназначенные для транзита через одну и ту же обменную станцию 4 петли 7, чтобы достигнуть своего конечного места назначения, затаривают в одну и ту же грузовую единицу и такое затаривание может происходить преимущественно на уровне диспетчерской станции. Порядок погрузки транспортирующих устройство на диспетчерской станции 6 также может зависеть от места назначения товаров, погруженных на каждое из данных транспортирующих устройств. Станция 6 может, таким образом, обеспечивать управление значительной частью введенного в петлю потока товаров и может обеспечивать ограничение потока товаров, погруженных на транспортирующие устройства с расположенных на петле обменных станций 4.

Линия 110 может быть двунаправленной и выполненной в форме двухпутного тоннеля или состоящей из двух параллельных или не параллельных микротоннелей.

Разумеется, изобретение не ограничивается каким-либо одним конкретным типом грузовой единицы 3 и может быть использован любой тип контейнера.

На поверхности обменные станции могут содержать зону хранения грузовых единиц 3, ожидающих отправки на погрузочную или выгрузочную платформу, где они могут быть установлены, например, на электрические транспортные средства.

Изобретение относится к распределению товаров в городской среде. Подземная система (1) распределения товаров в городской среде содержит по меньшей мере один микротоннель (2), образующий по меньшей мере одну петлю (7), протянутую под уже существующими фундаментами наземных сооружений и/или инфраструктурами, по которой осуществляется движение товаров, транспортировка которых является автоматизированной; множество обменных станций (4; 6) для обмена с поверхностью, каждая из которых содержит один колодец, позволяющий осуществлять спуск товаров к микротоннелю (2) и их подъем на поверхность после транспортировки внутри микротоннеля. В результате создана усовершенствованная система распределения товаров, распределение товаров в городской среде облегчается и ускоряется. 2 н. и 36 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Подземная система (1) распределения товаров в городской среде, содержащая:

- по меньшей мере один микротоннель (2), образующий по меньшей мере одну петлю (7), проходящую под фундаментами ранее построенных наземных сооружений (В) и/или инфраструктурами (I) на глубине по меньшей мере 5 м, в котором происходит однонаправленное движение контейнеров с товаром, транспортировка которых автоматизирована;

- множество обменных станций (4; 6) для обмена с поверхностью, каждая из которых содержит колодец (10), позволяющий осуществлять спуск контейнеров к микротоннелю (2) и их подъем обратно после транспортировки внутри микротоннеля.

2. Система по п. 1, в которой обменные станции выполнены с возможностью одновременной транспортировки к поверхности или к микротоннелю множества контейнеров (3).

3. Система по п. 1 или 2, в которой обменные станции содержат транспортировочные средства (11) для транспортировки контейнеров (3) в петле между микротоннелем и поверхностью.

4. Система по любому из пп. 1-3, в которой по меньшей мере одна обменная станция (4; 6) выполнена с возможностью хранения контейнеров (3), в частности, в ожидании подъема на поверхность транспортируемых ими товаров, причем хранение предпочтительно осуществляется внутри соответствующего колодца (10).

5. Система по любому из пп. 1-4, содержащая циркулирующие в микротоннеле транспортирующие устройства (17) для транспортировки контейнеров (3), предпочтительно самоходные транспортирующие устройства.

6. Система по любому из пп. 1-4, в которой контейнеры (3) являются самоходными так, что они выполнены с возможностью их автономного перемещения в микротоннеле.

7. Система по п. 5 или 6, в которой транспортирующие устройства или контейнеры снабжены батареями, обеспечивающими возможность их автономного питания.

8. Система по п. 7, в которой транспортирующие устройства или контейнеры выполнены с возможностью подзарядки во время их перемещения, а именно в микротоннеле, посредством точечных или линейных терминалов для подзарядки.

9. Система по любому из пп. 5-8, в которой транспортирующие устройства или контейнеры содержат колеса (18), установленные с возможностью вращения вокруг не параллельных друг другу осей вращения, предпочтительно колеса, установленные с возможностью опоры непосредственно на стенку микротоннеля, при этом транспортирующие устройства или контейнеры предпочтительно имеют автоматическую систему для центрирования транспортирующего устройства или контейнера в нижней части микротоннеля.

10. Система по любому из пп. 5-9, в которой транспортирующие устройства (7) в поперечном сечении имеют общую форму, по меньшей мере частично совпадающую с формой микротоннеля, и, в частности, содержат люльку (19) для вмещения по меньшей мере одного контейнера, предпочтительно имеющую дугообразную форму, концентричную со стенкой микротоннеля.

11. Система по любому из пп. 1-10, в которой контейнеры (3) имеют поперечное сечение в целом круглой формы.

12. Система по любому из пп. 1-11, в которой микротоннель (2) имеет поперечное сечение в целом круглой формы.

13. Система по любому из пп. 1-12, в которой микротоннель (2) содержит собранные одна за другой секции, в частности, длиной от 2,5 до 3,5 м и с толщиной стенки от 150 до 500 мм, предпочтительно выполненные с возможностью выдерживать усилие подачи при бурении не менее 500 тонн.

14. Система по любому из пп. 1-12, в которой микротоннель содержит собранные арочные сегменты.

15. Система по п. 13 или 14, в которой секции или собранные арочные сегменты по меньшей мере частично выполнены из железобетона, а именно из железобетона с двойной арматурой.

16. Система по любому из пп. 1-15, в которой наибольший внутренний размер микротоннеля в поперечном сечении, а именно его внутренний диаметр, находится в пределах от 1,5 до 4 м, предпочтительно от 2,5 до 4 м.

17. Система по любому из пп. 1-16, в которой микротоннель заглублен в грунт на глубину, большую или равную 20 или 30 м.

18. Система по любому из пп. 1-17, в которой по меньшей мере один из контейнеров (3) имеет независимые отсеки, выполненные с возможностью открывания и закрывания независимо друг от друга.

19. Система по п. 5, содержащая на обменных станциях (4; 6) систему выгрузки и/или погрузки транспортирующих устройств (17).

20. Система по любому из пп. 1-19, в которой колодец по меньшей мере одной из обменных станций (4; 6) имеет размеры, достаточные для того, чтобы служить рабочей скважиной при бурении микротоннеля (2) с использованием микротоннельной технологии.

21. Система по любому из пп. 1-20, содержащая систему регулирования транспортировки контейнеров без общей информации об управлении потоком, при этом каждый контейнер и/или его транспортирующее устройство снабжены по меньшей мере одним датчиком, позволяющим определить местонахождение контейнера и/или транспортирующего устройства, расположенного перед ним, и обменных станций, причем система регулирования обеспечивает возможность регулирования контейнерами их скорости в зависимости от трафика, их остановки на обменных станциях и в случае необходимости толкания неисправного транспортного средства для его вывода за пределы петли микротоннеля.

22. Система по любому из пп. 1-21, содержащая обменные станции (6), расположенные вне указанной городской среды на периферии города так, чтобы облегчить подвоз и вывоз товаров посредством наземных транспортных средств (8).

23. Система по любому из пп. 1-22, содержащая наземные транспортные средства для транспортировки контейнеров.

24. Система по п. 5, в которой транспортирующие устройства (17) выполнены с возможностью перемещения в микротоннеле посредством по меньшей мере одного каната (42).

25. Система по п. 24, в которой канат проходит между двумя концами участка образованной микротоннелем петли, при этом указанные концы предпочтительно расположены на обменных станциях (4) для обмена с поверхностью.

26. Система по любому из пп. 1-25, в том числе по п. 5, в которой транспортирующие устройства (17) выполнены с возможностью перехода, во время своего перемещения в образованной микротоннелем петле, от первого участка (107а) петли, на котором их движение обеспечено первым канатом, ко второму участку (107b) петли, на котором их движение обеспечено вторым канатом, отличным от первого, при этом перемещение от первого участка ко второму происходит в пределах обменной станции (6).

27. Система по любому из пп. 1-26, в том числе по п. 5, в которой каждая обменная станция выполнена с возможностью выгрузки из поступившего на обменную станцию транспортирующего устройства по меньшей мере части его содержимого, прибывшего к месту назначения, и подъема указанного содержимого обратно на поверхность.

28. Система по любому из пп. 1-27, в которой подлежащие транспортировке товары упакованы на поддоны.

29. Система по любому из пп. 1-28, в том числе по п. 5, в которой по меньшей мере одна обменная станция содержит транспортировочный механизм для транспортировки путевого участка (90), несущего транспортирующее устройство (17), между положением приема нового транспортирующего устройства, поступающего из транспортировочной петли, в котором путевой участок (90) расположен в продолжение пути, проходящего в микротоннеле, и положением перехода на путь (91) погрузки/выгрузки, позволяющим осуществить выгрузку одного или нескольких транспортируемых транспортирующим устройством контейнеров (3) к подъемнику (60) или поместить в транспортирующее устройство (17) один или несколько предназначенных для транспортировки контейнеров (3).

30. Система по любому из пп. 1-29, в которой по меньшей мере одна обменная станция соединяет два участка (107а, 107b) образующего петлю микротоннеля, ориентированных в разных направлениях с образованием между ними угла, не равного нулю.

31. Система по п. 30, в которой указанные участки (107а, 107b) являются прямолинейными.

32. Система по любому из пп. 1-31, в том числе по п. 5, в которой по меньшей мере одна обменная станция содержит поворотную платформу (96), выполненную с возможностью размещения на ней подвижного путевого участка (95), на который имеется возможность установки по меньшей мере одного транспортирующего устройства, при этом поворотная платформа выполнена с возможностью принятия положения, в котором подвижный путевой участок оказывается на одной линии с путем подвода транспортирующих устройств, и положения, в котором указанный подвижный путевой участок оказывается на одной линии с путем следующего для прохождения участка микротоннеля.

33. Система по любому из пп. 1-32, в которой обменные станции расположены на петле, причем система содержит по меньшей мере одну диспетчерскую станцию (6) для организации товаров, подлежащих вводу в петлю и распределению посредством обменных станций (4), расположенных на петле (7), причем указанная по меньшей мере одна диспетчерская станция (6) соединена посредством по меньшей мере одной двунаправленной транспортировочной линии с петлей, а именно с по меньшей мере одной обменной станцией петли.

34. Система по п. 33, в которой транспортировочная линия содержит тоннель, в котором осуществляется двунаправленное движение контейнеров или транспортирующих устройств, или два микротоннеля, в которых движение контейнеров или транспортирующих устройств осуществляется в противоположных направлениях.

35. Система по п. 17, в которой микротоннель заглублен в грунт на глубину, большую или равную 40 м.

36. Способ распределения товаров в городской среде с применением системы (1) по любому из пп. 1-35, включающий этапы, на которых:

а) доставляют товары к обменной станции (6) наземным транспортным средством (8), причем указанные товары содержатся в по меньшей мере одном контейнере;

b) спускают указанный контейнер в микротоннель (2);

c) осуществляют движение контейнера в микротоннеле (2) до другой обменной станции (4) для обмена с поверхностью, причем движение контейнеров в микротоннеле осуществляют в одном направлении;

d) поднимают контейнер обратно на поверхность;

е) забирают контейнер или все либо некоторые из содержащихся в контейнере товаров;

f) поставляют получателю контейнер, полностью или в виде отдельных элементов, заранее определенных во время затаривания контейнера.

37. Способ по п. 36, в котором контейнер (3) оставляют на обменной станции (4) без подъема обратно на поверхность, а именно хранят в колодце (10) обменной станции, в частности в ожидании запроса на забор контейнера или содержащихся внутри него товаров.

38. Способ по п. 36 или 37, в котором товары в большинстве своем вводят в транспортировочную петлю посредством указанной транспортировочной линии по п. 33 или 34.