DE102017221812A1 - Method for operating rail vehicles - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen (1, 2), wobei für ein hinter einem vorausfahrenden Schienenfahrzeug (1) hinterherfahrendes Schienenfahrzeug (2) ein absoluter Bremswegabstand (Ab), der ein Auffahren auf das vorausfahrende Schienenfahrzeug (1) vermeidet oder zumindest vermeiden soll, ermittelt wird, und das hinterherfahrende Schienenfahrzeug (2) derart betrieben wird, dass es mindestens diesen absoluten Bremswegabstand (Ab) zu dem vorausfahrenden Schienenfahrzeug (1) einhält.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das hinterherfahrende Schienenfahrzeug (2) derart betrieben wird, dass es zusätzlich zu dem absoluten Bremswegabstand (Ab) einen Zusatzabstand (Az) einhält, der von der Geschwindigkeit (V1 (t)) des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs (1) abhängt.
The invention relates to a method for operating rail vehicles (1, 2), wherein for a trailing behind a preceding rail vehicle (1) rail vehicle (2) an absolute braking distance (Ab), avoiding a collision with the preceding rail vehicle (1) or at least avoid, is determined, and the trailing rail vehicle (2) is operated such that it complies with at least this absolute braking distance (Ab) to the preceding rail vehicle (1).
According to the invention, the trailing rail vehicle (2) is operated in such a way that, in addition to the absolute braking distance (Ab), it maintains an additional distance (Az) which depends on the speed (V1 (t)) of the preceding rail vehicle (1).
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen, wobei für ein hinter einem vorausfahrenden Schienenfahrzeug hinterherfahrendes Schienenfahrzeug ein absoluter Bremswegabstand, der ein Auffahren auf das vorausfahrende Schienenfahrzeug vermeidet oder zumindest vermeiden soll, ermittelt wird, und das hinterherfahrende Schienenfahrzeug derart betrieben wird, dass es mindestens diesen absoluten Bremswegabstand zu dem vorausfahrenden Schienenfahrzeug einhält. Ein derartiges Verfahren ist im Bereich der Eisenbahntechnik bekannt.The invention relates to a method for operating rail vehicles, wherein for a behind a preceding rail vehicle trailing rail vehicle, an absolute braking distance, which avoids a collision on the preceding rail vehicle or at least avoid, is determined, and the trailing rail vehicle is operated such that it maintains at least this absolute braking distance to the preceding rail vehicle. Such a method is known in the field of railway technology.
Die Eisenbahnnorm
Der Wert GEBR ist hier besonders kritisch. Typische Werte liegen zwischen 0,8 m/s2 und 1,2 m/s2. Aus Sicherheitsgründen müsste der GEBR-Wert klein genug gewählt werden, um alle zu erwartenden Ausfälle und Umweltbedingungen abzudecken, andererseits verschlechtert ein kleinerer Wert die erreichbare Zugfolgezeit deutlich. Die betriebliche Praxis zeigt, dass insbesondere beim Betrieb an der Oberfläche (außerhalb von Tunneln) zeitweise witterungsbedingt (z. B. nasses Laub auf der Schiene) der Haftreibungskoeffizient zwischen Rad und Schiene sehr klein werden kann, so dass dann Verzögerungswerte von nur noch 0,5 m/s2 oder gar noch darunter erreicht werden.The value GEBR is particularly critical here. Typical values are between 0.8 m / s 2 and 1.2 m / s 2 . For safety reasons, the GEBR value would have to be chosen small enough to cover all expected failures and environmental conditions, on the other hand, a smaller value will significantly degrade the achievable train time. Operational practice shows that, especially during operation on the surface (outside of tunnels), the coefficient of static friction between wheel and rail can sometimes become very small due to weather conditions (eg wet leaves on the rail), so that delay values of only 0, 5 m / s 2 or even less.
Eine Anpassung des GEBR-Werts an diese Ausnahmefälle würde die erreichbare Zugfolgezeit zu sehr verschlechtern. Solche Ausnahmefälle werden dann oft durch betriebliche Maßnahmen abgedeckt, z. B. witterungsbedingte Reduktion der betrieblichen Bremsverzögerung. Die Schwierigkeit besteht darin, diese Situationen rechtzeitig zu erkennen und zu kommunizieren. Dabei erreicht man nicht das übliche Sicherheitsniveau.An adjustment of the GEBR value to these exceptional cases would worsen the achievable train time too much. Such exceptional cases are then often covered by operational measures, eg. B. weather-related reduction of the operational braking delay. The difficulty is to recognize and communicate these situations in good time. It does not reach the usual security level.
Das Problem eines in speziellen Situationen nicht ausreichenden GEBR-Werts tritt in seiner ganzen Schärfe erst mit zunehmender Einführung von CBTC-Systemen auf der Witterung ausgesetzten Strecken auf. CBTC-Systeme fahren im fachsprachlich „moving block“(bewegender Block)-Abstand, während konventionelle Systeme im fachsprachlich „fixed block“ (fester Block)-Abstand fahren und stets noch Sicherheitsreserven beinhalten. Der „moving block“ hat sich nun von diesen Sicherheitsreserven zugunsten einer erhöhten Leistungsfähigkeit befreit. Werden nun „garantierte“ Werte nicht eingehalten, kommt ein CBTC-System oft sofort in einen sicherheitskritischen Bereich. Für die Betreiber von Nahverkehrssystemen ist dies oft eine neue Situation, für die es noch keine etablierten Lösungen gibt. Einige Systeme erlauben das Umschalten auf eine geringere betriebliche Verzögerung oder eine geringere Zwangsbremsverzögerung (GEBR), die aber im Ermessen des Betreibers liegt.The problem of a GEBR value which is insufficient in special situations only becomes apparent in its full extent with the increasing introduction of CBTC systems on the weather-exposed routes. CBTC systems operate in the "moving block" technical distance, while conventional systems drive in fixed-block terms and still have safety reserves. The "moving block" has now freed itself of these safety reserves in favor of increased efficiency. If "guaranteed" values are not adhered to, a CBTC system often comes immediately into a safety-critical area. For public transport operators, this is often a new situation for which there are still no established solutions. Some systems allow switching to a lower operational delay or slower forced braking deceleration (GEBR), but at the discretion of the operator.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen anzugeben, das einen besonders sicheren Betrieb von Schienenfahrzeugen bei trotzdem kleinen Zugfolgezeiten ermöglicht.The invention has for its object to provide a method for operating rail vehicles, which allows a particularly safe operation of rail vehicles at anyway small train times.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features according to claim 1. Advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in subclaims.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das hinterherfahrende Schienenfahrzeug derart betrieben wird, dass es zusätzlich zu dem absoluten Bremswegabstand einen Zusatzabstand einhält, der von der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs abhängt.Thereafter, the invention provides that the trailing rail vehicle is operated so that in addition to the absolute braking distance maintains an additional distance, which depends on the speed of the preceding rail vehicle.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, dass durch den zusätzlich vorgesehenen Zusatzabstand ein besonders großes Maß an Betriebssicherheit erreicht wird, insbesondere mit Blick auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit der Unsicherheit von Verzögerungswerten.A significant advantage of the method according to the invention is the fact that a particularly large degree of operational safety is achieved by the additionally provided additional distance, in particular with regard to the above statements in connection with the uncertainty of delay values.
Vorteilhaft ist es, wenn der Zusatzabstand auf Null gesetzt wird, wenn das vorausfahrende Schienenfahrzeug eine vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle erreicht oder überschreitet.It is advantageous if the additional distance is set to zero when the preceding rail vehicle reaches or exceeds a predetermined speed threshold.
Im Falle, dass das vorausfahrende Schienenfahrzeug die vorgegebene Geschwindigkeitsschwelle unterschreitet, wird der Zusatzabstand vorzugsweise mit zunehmender Differenz zwischen der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs und der Geschwindigkeitsschwelle erhöht. In the event that the preceding rail vehicle falls below the predetermined speed threshold, the additional distance is preferably increased with increasing difference between the speed of the preceding rail vehicle and the speed threshold.
Der Zusatzabstand wird vorzugsweise berechnet gemäß:
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Zusatzabstand in Abhängigkeit von einem Bremsverzögerungswert ermittelt wird, der durch Summenbildung eines Basisverzögerungswertes, der die maximal mögliche oder maximal zu erwartende Verzögerung des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs angibt, und einem vorgegebenen Zuschlagsbremsverzögerungswert berechnet wird.It is particularly advantageous if the additional distance is determined as a function of a braking deceleration value which is calculated by summation of a basic deceleration value which indicates the maximum or maximum expected deceleration of the preceding rail vehicle and a predefined additional deceleration deceleration value.
Der Zuschlagsbremsverzögerungswert wird bevorzugt unter Berücksichtigung der Ortsunsicherheit bei der Ortung des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs bestimmt, wobei der Zuschlagsbremsverzögerungswert umso größer gewählt wird, je größer die Ortsunsicherheit der Ortung ist.The additional brake deceleration value is preferably determined taking into account the positional uncertainty in locating the preceding rail vehicle, wherein the additional brake deceleration value is chosen to be greater, the greater the location uncertainty of the localization.
Mit Blick beispielsweise auf einen Rangier- oder Kupplungsbetrieb wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine Einhaltung des Zusatzabstands ausgesetzt wird und dem hinterherfahrenden Schienenfahrzeug ein Einfahren in den Bereich des Zusatzabstands erlaubt wird, wenn die Geschwindigkeit des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs eine vorgegebene zulässige Einfahrgeschwindigkeit erreicht oder unterschreitet.With regard, for example, to a shunting or coupling operation, it is considered advantageous if compliance with the additional distance is suspended and the trailing rail vehicle is allowed to retract into the range of the additional distance if the speed of the trailing rail vehicle reaches or falls below a predetermined permissible retraction speed.
Nach Einfahren in den Bereich des Zusatzabstands wird die Geschwindigkeit des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs vorzugsweise auf die zulässige Einfahrgeschwindigkeit begrenzt.After entering the range of the additional distance, the speed of the trailing rail vehicle is preferably limited to the permissible entry speed.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Steuereinrichtung zum Betreiben eines oder mehrerer Schienenfahrzeuge. Erfindungsgemäß ist bezüglich einer solchen Steuereinrichtung vorgesehen, dass diese derart ausgestaltet ist, dass sie ein oder mehrere Schienenfahrzeuge, insbesondere ein hinter einem vorausfahrenden Schienenfahrzeug hinterherfahrendes Schienenfahrzeug, gemäß einem Verfahren wie oben beschrieben betreiben kann.The invention also relates to a control device for operating one or more rail vehicles. According to the invention, it is provided with respect to such a control device that it is designed such that it can operate one or more rail vehicles, in particular a rail vehicle trailing behind a preceding rail vehicle, according to a method as described above.
Die Steuereinrichtung umfasst vorzugsweise einen Rechner und einen Speicher, in dem ein Betriebsprogramm abgespeichert ist. Das Betriebsprogramm bildet das oben beschriebene Verfahren vorzugsweise in Form eines Softwarecodes ab. Bei Ausführung des Betriebsprogramms führt der Rechner dann ein Verfahren in der oben beschriebenen Weise aus.The control device preferably comprises a computer and a memory in which an operating program is stored. The operating program preferably maps the method described above in the form of a software code. Upon execution of the operating program, the computer then executes a procedure in the manner described above.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Eisenbahnanlage mit zumindest zwei darauf fahrenden Schienenfahrzeugen. Erfindungsgemäß ist bezüglich einer solchen Eisenbahnanlage vorgesehen, dass diese eine Steuereinrichtung aufweist, wie sie oben beschrieben worden ist.The invention also relates to a railway system with at least two rail vehicles driving thereon. According to the invention, it is provided with respect to such a railway installation that it has a control device, as has been described above.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf ein Schienenfahrzeug. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Schienenfahrzeug eine Steuereinrichtung aufweist, wie sie oben beschrieben worden ist. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart ausgestaltet, dass sie einen Mindestabstand ihres Schienenfahrzeugs zu einem vorausfahrenden Schienenfahrzeug ermittelt, und zwar durch Summenbildung oder zumindest auch durch Summenbildung eines absoluten Bremswegabstands, der ein Auffahren auf das vorausfahrende Schienenfahrzeug vermeidet oder vermeiden soll, und einem Zusatzabstand, der von einem die Geschwindigkeit des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs angebenden Geschwindigkeitswert abhängt.The invention also relates to a rail vehicle. According to the invention it is provided that the rail vehicle has a control device, as has been described above. Preferably, the control device is configured such that it determines a minimum distance of its rail vehicle to a preceding rail vehicle, by summation or at least by summation of an absolute braking distance, which avoids or avoid driving on the preceding rail vehicle, and an additional distance from a velocity value indicative of the speed of the preceding rail vehicle.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
-
1 ein Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahnanlage, bei der Schienenfahrzeuge unmittelbar miteinander kommunizieren und jedes Schienenfahrzeug seinen Mindestabstand zum vorausfahrenden Schienenfahrzeug selbst ermittelt, -
2 ein Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahnanlage, bei der Schienenfahrzeuge ihren jeweiligen Ort und ihre jeweilige Geschwindigkeit selbst ermitteln und diese Angaben an eine Zentrale übermitteln, die die jeweiligen Angaben an hinterherfahrende Schienenfahrzeuge weiterleitet, -
3 ein Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahnanlage, bei der eine Zentrale den Ort und die Geschwindigkeit von auf der Eisenbahnanlage fahrenden Schienenfahrzeugen ermittelt und die entsprechenden Angaben an die Schienenfahrzeuge übermittelt, damit diese ihren Mindestabstand zu einem vorausfahrenden Schienenfahrzeug selbst bestimmen können, -
4 ein Ausführungsbeispiel für eine Eisenbahnanlage, bei der eine Zentrale für jedes auf der Eisenbahnanlage fahrende Schienenfahrzeug jeweils einen Zusatzabstand und/oder einen darauf basierenden Mindestabstand berechnet und an die jeweiligen Schienenfahrzeuge übermittelt, und -
5 beispielhaft ein Weg-Zeit-Diagramm für eine mögliche Zugfolge.
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1 an exemplary embodiment of a railway system in which rail vehicles communicate directly with one another and each rail vehicle determines its minimum distance to the preceding rail vehicle itself, -
2 an exemplary embodiment of a railway system in which rail vehicles determine their respective location and their respective speed and transmit this information to a central office, which forwards the respective information to trailing rail vehicles, -
3 an exemplary embodiment of a railway installation, in which a central station determines the location and the speed of rail vehicles traveling on the railway system and transmits the corresponding information to the rail vehicles, so that they can determine their minimum distance to a preceding rail vehicle itself, -
4 an exemplary embodiment of a railway system, in which a center calculated for each on the railway system moving rail vehicle in each case an additional distance and / or a minimum distance based thereon and transmitted to the respective rail vehicles, and -
5 an example of a path-time diagram for a possible train sequence.
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.For the sake of clarity, the same reference numbers are always used in the figures for identical or comparable components.
Die
Die beiden Schienenfahrzeuge
Die beiden Schienenfahrzeuge
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß
Das Betriebsprogramm
Der Zusatzabstand Az wird vorzugsweise berechnet gemäß:
Bezüglich des Bremsverzögerungswerts a1 wird es als vorteilhaft angesehen, wenn dieser durch Summenbildung eines Basisverzögerungswertes, der die maximal mögliche oder maximal zu erwartende Verzögerung des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs
Der Zuschlagsbremsverzögerungswert wird vorzugsweise unter Berücksichtigung der Ortsunsicherheit bei der Ortung des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs
Mit Blick auf einen Sonderbetrieb der Schienenfahrzeuge, insbesondere mit Blick auf ein Zusammenkuppeln von Schienenfahrzeugen, wird es als vorteilhaft angesehen, wenn eine Einhaltung des Zusatzabstands
Falls dem in der
Falls dem in der
Die
Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemäß
Die
Die
Die Schienenfahrzeuge
Im Übrigen gelten die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen gemäß den
Zusammengefasst kann bei den Ausführungsbeispielen gemäß den
Der die Zugfolgezeit zwischen zwei Haltestellen beschränkende Punkt liegt typischerweise dort, wo das vorausfahrende Schienenfahrzeug
Im Rahmen der beschriebenen Ausführungsbeispiele wird der zusätzliche Sicherheitsabstand
Im Idealfall ist der zusätzliche Sicherheitsabstand Az bereits abgebaut, bevor der für die Zugfolgezeit kritische Punkt erreicht wird, womit die Zugfolgezeit unbeeinflusst bleibt. Der Auf- und Abbau des zusätzlichen Sicherheitsabstandes erfolgt in einem CBTC-System z.B. im Rahmen der Berechnung der Fahrerlaubnis („movement authority“) des hinterherfahrenden Zuges
Beim Aufbau des zusätzlichen Sicherheitsabstandes Az sollte die größte betriebliche Verzögerung des vorausfahrenden Zuges
Beginnt der Aufbau des zusätzlichen Sicherheitsabstands Az bei einer Geschwindigkeitsschwelle
Ein zusätzlicher Sicherheitsabstand
Der Vorteil der im Zusammenhang mit den
In der
Je nach Systemparametern können z. B. zwischen 50 und 100 m zusätzlicher Sicherheitsabstand hinter einem stehenden Zug gewonnen werden. In Ausnahmesituationen, bei denen das „safe braking model“ nicht eingehalten wird, kann so dennoch die Sicherheit der Anlage gegeben sein. Selbst noch größere zusätzliche Sicherheitsabstände
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.While the invention has been further illustrated and described in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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