Einrichtung zur selbsttätigen Geschwindigkeitsregelung von Zügen in Eisenbahnanlagen mit Linienzugbeeinflussung Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen stufenweisen Geschwindigkeitsrege lung von Zügen in Eisenbahnanlagen mit Linien zugbeeinflussung, in denen zum Erzeugen von Stell kennzeichen für die Beschleunigungs- und Brems- regelargane eines Zuges ein viergleicher vorgesehen ist, der<B>die</B> gemessene Ist-Geschwindigkeit des Zuges mit der am Fahrort zulässigen Geschwindigkeit ver gleicht, die ein Rechner aus der Anzahl von voraus liegenden, freien Streckenabschnitten,
aus der am Ende dieser Strecke zulässigen Zielgeschwindig- keit und aus dem Bremsvermögen des Zuges er mittelt.
Es ist beispielsweise bekannt, zur Linienzugbe einflussung längs der Strecke eine Linienleitung zu verlegen, über die ein Informationsaustausch zwi schen den Zügen und einer Streckenzentrale erfol- gen kann. Es ist ferner bekannt, die Linienleitung in mindestens annähernd regelmässigen Abständen mit elektrischen Markierungspunkten, z. B. Kreuzungs stellen, zu versehen und hierdurch die Strecken in Abschnitte zu unterteilen.
Die Fahrorte der Züge, also die von ihnen besetzten Abschnitte, können dann durch Zählen der von den Zügen passierten Markie rungspunkte auf den Zügen selbst oder in der Streckenzentrale ermittelt werden. Dadurch ist es möglich, jedem Zuge entsprechend seiner Annähe rung an ortsfeste Gefahrenpunkte, z. B. Haltsignale, Streckenverzweigungen, Langsamfahrstellen usw., von der Zentra'l'e aus;
ständig die jeweils zulässige Ge schwindigkeit, vorzuschreiben-, bei deren Einhaltung der Zug rechtzeitig auf die am Gefahrenpunkt ge forderte Zielgeschwindigeit, z. B. 40 km/h vor dem Befahren einer Abzweigung oder bis zu,m Stillstand vor einem Haltsignal, abgebremst werden kann. In Strecken, in denen eine Überschreitung einer bestimm- ten Grenzgeschwindigkeit auf grössere Entfernung nicht zulässig äst, z.
B. in Langsamfahrstellen mit mehreren Streckenabschnitten, können entsprechende Informationen über diese Grenzgeschwindigkeit und die Abschnittsanzahl von der Zentrale zum Zuge übertragen werden, nach denen dieser dann selbst tätig seine Geschwindigkeit regeln muss.
Ferner ist es möglich, dass die Zentrale jedem Zuge bei Einfahrt in eine Strecke die Anzahl von<B>Ab-</B> schnitten bis, zum nächsten Gefahrenpunkt und die Zielgeschwindigkeit mitteilt und dass erst auf dem <I>Zuge</I> der jeweilige Zielabstand unter Abzug der Anzahl der vom Zuge schon durchfahrenen Ab schnitt ermittelt und daraus die jeweils. zulässige Ge schwindigkeitsstufe errechnet wird.
In diesen Fällen ist es nur erforderlich, die Ist-Geschwindigkeit mit der zulässigen Geschwindigkeit zu vergleichen und bei deren Überschreitung den Zug zu bremsen, da gegen bei Unterschreitung zu beschleunigen. Das Mass der Abweichung der Ist-Geschwindigkeit von der zulässigen Geschwindigkeit bestimmt däbei die Grösse der erforderlichen Bremsung bzw. Beschleu nigung.
Bei diesem einfachen Regelprinzip ist es unver- meidlich, dass an die Brems- und Antriebsorgane der Züge mehr oder weniger häufig Stellkennzeichen wechselnder Richtung und Grösse gegeben werd müssen. Dieses Wechselspiel ist abhängig von der Bemessung der Brems- und Antriebskräfte und von der Massenträgheit des Zuges.
Dabei macht sich noch :störend bemerkbar, d'ass die Fahrortbestimmung der Züge nichtkontinuierlich, sondern durch, Abzäh len vorn Markierungspunkten, also digital, erfolgt. Sb- fern der Zug sich einem feststehenden Ziel nähert, nimmt die Anzahl der gezählten Markierungspunkte bis zum Zielpunkt ständig stufenweise ab.
Eine in der Streckenzentrale oder auf dem Zuge angeordnete Auswerteeinrichtung ermittelt dann Stellkennzeichen, die eine ständige Bremsung vorschreiben, deren Stärke allenfalls stufweise nachgeregelt werden muss, wenn die Ist-Geschwindigkeit nicht genau der zu lässigen Geschwindigkeit entspricht.
Handelt es sich jedoch um ein bewegliches, z. B. um einen vorausfahrenden Zug, dessen Vorrücken von einem Markierungspunkt zum nächsten ebenfalls, erfasst und zum Bestimmen seines. Abstandes vom nachfolgenden Zuge benutzt wird, so werden für die sen Folgezug fortgesetzt wechselnde Abstandswerte ermittelt.
Sobald nämlich der vorausfahrende Zug an-, einem Markierungspunkt vorbeifährt, erhöht sich die Anzahl der zurückliegenden freien Abschnitte um einen Abschnitt; fährt der nachfolgende Zug selbst an einem Markierungspunkt vorbei, so vermindert sich die Anzahl dieser Abschnitte um einen Ab schnitt. Bei genau gleicher Geschwindigkeit beider Züge findet dieser Wechsel in gleichbleibendem Rhythmus statt.
Fährt der nachfolgende Zug schnel ler als der vorausfahrende Zug, so tritt eine Ver minderung der Abschnittsanzahl häufiger auf als eine Erhöhung. Bei schnellerer Fahrt des vorausfahrenden Zuges erfolgt eine Erhöhung der Abschnittsanzahl häufiger als eine Verminderung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei diesem ständigen Wechsel der Abstandsinformationen einen entsprechend häufigen Wechsel der Stellkenn zeichen für die zur Geschwindigkeitsregelung vorge sehenen Brems- und Antriebsorgane möglichst zu vermeiden. Erfindungsgemäss wird dies dadurch er reicht, dass der VergIeicher zwar schon bei über- schreitung der zulässigen Geschwindigkeit vz durch die Ist-Geschwindigkeit vi um nur eine Stufe ein der Differenz Av = vz - vi entsprechendes Stellkennzei chen zur Abbremsung abgibt, dagegen erst bei Unter schreitung der zulässigen Geschwindigkeit durch die Ist-Geschwindigkeit um mindestens zwei Stufen ein Stellkennzeichen zur Beschleunigung abgibt, und zwar auf eine Soll-Geschwindigkeit vs,
die um eine Stufe unter der zulässigen Geschwindigkeit vz liegt. Durch diese Massnahme ergibt sich eine wesentliche Verringerung der für die Brems- und, Antriebsorgane erforderlichen Stehvorgänge und somit eine Scho nung der Stehapparatur.
Der Gegenstand der Erfindung und weitere Merkmale sind nachstehend anhand der Zeichnung mit dien Fig. 1 bis 4 erläutert.
In Fig. 1 sind schematisch eine Strecke G mit zwei Zügen F1 und F2 und eine längs der Strecke verlegte Linienleitung L dargestellt, deren Kreuzungs- stellen die Strecke in gleich lange Abschnitte unter teilen. Bei den dargestellten Fahrorten der Züge lie gen zwischen dem vom Zugende des vorausfahren den Zuges F1 besetzten Abschnitt g1 und dem von der Zugspitze des nachfolgenden Zuges F2 be setzten Abschnitt g2 acht freie Abschnitte. Fig. 2 zeigt Weg-Zeit-Diagramm s = f (t) für beide Züge, und zwar gilt die Kurve s1 für den Zug F1 und die Kurve s2 für den Zug F2.
In Fig. 3 zeigt die untere Kurve die Anzahl n von freien Abschnitten zwischen den Zügen F1 und F2. Die mit dünnen Linien gezeichnete Kurve zeigt den stufenweise wechselnden Verlauf der zulässigen Geschwindgkeit vz für den Zug F2. Die mit dicken Linien gezeichnete Kurve zeigt den Verlauf der durch eine Einrichtung nach der Erfindung vorgeschriebenen Soll-Geschwindigkeit vs des Zuges F2.
In Fig. 4 ist eine Blockschaltung für einen auf dem Zuge F2 angeordneten Regler 1 dargestellt. Er besteht aus zwei Vergleichern 11 und 12, einem Rechner 13, einem bistabilen Schalter 14, dem An triebsregelorgan A und dem Bremsregelorgan B. Der Regler 1 wird'. gesteuert vom Rechner 2 durch das der jeweils zulässigen Geschwindigkeit vz entsprechende Kennzeichen und vom Umsetzer 3 durch das der jeweiligen, Ist-Geschwindigkelt vi entsprechende Kennzeichen.
Der Rechner 2 ermittelt die Stufe der zulässigen Geschwindigkeit vz aus der bei normaler Bremsung des Zuges F2 möglichen Bremsverzögerung p, aus der Anzahl n der freien Abschnitte bis zum voraus fahrenden Zuge F1 und aus der Zielgeschwindigkeit ve. Es sei angenommen, dass der Zug F2 mindestens im absoluten Bremswegabstand hinter dem Zuge F1 fahren soll. Dann ermittelt der Rechner 2 diejenige Stufe der zulässigen Geschwindigkeit vz, aus der der Zug F2 noch mit normaler Bremsung spätestens im ersten freien Abschnitt hinter dem Zuge F1 zum Stillstand kommen würde. Die Zielgeschwindigkeit ist also vz = 0, und der Zielabstand bis zum freien Abschnitt g3 beträgt acht Abschnitte.
Der Vergleicher 11 ermittelt die Anzahl von Ge schwindigkeitsstufen, die der vorzeichengerechten Differenz Av1 = vz-vi entspricht. Er gibt bei einer positiven Differenz Av1 >_ 2 Stufen ein Beschleu nigungskennzeichen a an das Antriebsregelorgan A. Dieses Kennzeichen schaltet ausserdem den Rechner 13 um eine Geschwindigkeitsstufe weiter und öffnet den Schalter 14. Bei einer negativen Differenz Av1 Z -1 Stufe gibt der Vergleicher 11 ein Brems- kennzeichen b ab, das bei geschlossenem Schalster 14 dem Bremsregelorgan B und dem Rechner 13 zuge führt wird', der hierdurch um eine Stufe zurückge stellt wird.
Die Kennzeichen<I>a</I> und<I>b</I> schalten das betreffende Regelorgan wirksam bzw. erhöhen seine Wirkung bei bereits eingeleitetem glIelchsinnigem Re gelvorgang. Aus den Kennzeichen cc und b ermittelt der Rechner 13 die Soll-Geschwindigkeit vs. Der Ver- gleicher 12 bildet die Differenz<I>A v2 =</I> vi <I>-</I> vs und gibt bei Av2 = 0 ein Rückstellkennzeichen r ab,
das beide Regelorgane<I>A</I> und<I>B</I> unwirksam schabtet und den Schalter 14 schliesst.
Es sei angenommen, dass bei Einfahrt des Zuges F2 in den Abschnitt g2 die vom Rechner 2 er mittelte zulässige Geschwindigkeit vz gleich der vom Rechner 13 ermittelten Soll-Geschwindigkeit vs ist und der Schalter 14 durch ein Rückstellkennzeichen r geschlossen worden ist.
Solange die Ist-Geschwin digkeit vi beim Weiterfahren des Zuges F2 um min destens eine Stufe höher ist als die zulässige Ge schwindigkeit vz, die der Rechner 2 aus der wech selnden Anzahl h von freien Abschnitten ermittelt, bewirkt jedes vom Vergleicher 11 abgegebene Brems kennzeichen b über das Bremsregelorgan eine Bremsung des Zuges. Ferner wird der Rechner 13 durch jedes Bremskennzeichen b um eine Stufe zu rückgestellt. Während dieser Bremsung ist die von dem Rechner 13 ermittelte Soll-Geschwindigkeit vs gleich der zulässigen Geschwindigkeit vz.
Sobald der Vergleicher 12 feststellt, dass die Ist-Geschwindig keit vi auf die Soll-Geschwindigkeit vs abgesunken ist, gibt er ein Rückstellkennzeichen r an das Brems- regeJlorgan zurück, so dass die Bremsung aufhört. Jede weitere Verminderung der zulässigen Geschwin digkeit vz um eine Stufe löst erneut ein Bremskenn zeichen b aus, durch das die Soll-Geschwindigkeit um eine Stufe verringert und das Bremsorgan bis zum Absinken der Ist-Geschwindigkeit vi auf die dann gültige geringere Soll-Geschwindigkeit wirksam ge schaltet wird. Ermittelt der Rechner 2 eine zulässige Geschwindigkeit vz, die um nur eine Stufe über der Ist-Geschwindigkeit vi liegt, so gibt der Vergleicher 11 kein Beschleunigungskennzeichen a ab.
Daher bleibt die vom Rechner 13 ermittelte Soll-Geschwin digkeit vs unverändert und ist vorübergehend um eine Stufe kleiner als die zulässige Geschwindigkeit vz, wie beispielsweise aus dem Bereich x der in Fig. 3 dargestellten Kurve für die Geschwindigkeiten vs und vz hervorgeht. Ein Bremskennzeichen b zur Vermin derung der Ist-Geschwindigkeit vi auf eine Soll-Ge schwindigkeit bleibt also wirksam, auch wenn der Rechner 2 während des Bremsvorganges eine zu lässige Geschwindigkeit vz ermittelt, die um eine Stufe über dieser Soll-Geschwindigkeit liegt.
Erst wenn der Rechner 2 aus der Anzahl n frei gemeldeter Abschnitte eine zulässige Geschwindig keit vz ermittelt, die um zwei Stufen über der Ist- Geschwindigkeit vi liegt (Bereich y in Fig. 3), gibt der Vergleicher 11 ein Beschleunigungskennzeichen a ab. Dieses bewirkt über das Antriebsregelorgan A eine Beschleunigung des Zuges und im Rechner 13 eine Erhöhung der Soll-Geschwindigkeit vs um nur eine Stufe. Die vom Rechner 13 ermittelte Soll- Geschwindigkeit vs ist also um eine Stufe niedriger als die an sich zulässige Geschwindigkeit vz. Ausser dem wird durch das Beschleunigungskennzeichen a der Schalter 14 geöffnet.
Wird der Zug beim Aus lösen eines Beschleunigungskennzeichens a noch ge bremst, so wird die Bremsung durch Zurückstellen des Bremsregelorgans B vom Antriebsregelorgan A aus aufgehoben. Nach einem Beschleunigungskenn zeichen a wird durch das Antriebsregelörgan A so lange eine Beschleunigung bewirkt, bis die Ist-Ge schwindigkeit die vom Register 13 zuletzt ermittelte. Soll-Geschwindigkeit vs erreicht. Der in Fig. 4 dargestellte Regler 1 ist so aufge baut, dass der Zug F2 diese Soll-Geschwindigkeit auch dann erreichen soll, wenn der Rechner 2 in zwischen eine zulässige Geschwindigkeit vz ermittelt, die um eine Stufe unter der Ist-Geschwindigkeit vi liegt. Zu diesem Zweck ist der Schalter 14 für die Bremskennzeichen b vorgesehen.
Er ist bei dem im Bereich y ausgelösten Beschleunigungskennzeichen a geöffnet worden und wird erst wieder geschlossen, wenn der Vergleicher 12 bei Übereinstimmung von Soll-Geschwindigkeit vs und Ist-Geschwindigkeit vi ein Rückstellkennzeichen r abgibt.
Es kann jedoch zweckmässig sein, das Antriebs organ sofort zurückzustellen, wenn inzwischen eine zulässige Geschwindigkeit vz ermittelt wird, die um zwei oder mehr Stufen unter der Ist-Geschwindig keit vi Regt. Um dies zu erreichen, kann das Regel gerät 1 so aufgebaut sein, dass Bremskennzechen b, die bei :einer Differenz Av1 < 2 Stufen ausgelöst wer den, nicht über den Schalter 14, sondern unmittelbar an das Bremsregelorgan B und den Rechner 13 ge geben werden. Ferner ist es möglich, den Schalter 14 so auszubilden, dass er auch durch diese Kennzeichen geschlossen werden kann.
Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Eisen bahnanlagen beschränkt, in denen alle in Fig. 4 dargestellten Einrichtungen auf dem Zuge angeordnet sind. Vor allem der Rechner 2 kann auch in der Streckenzentrale angeordnet sein, die dann über die Linienleitung den Zügen die zulässige Geschwindig keit mitteilt.
Ferner ist es möglich, an den Verglei- cher 11 anstatt eines Kennzeichens für die zulässige Geschwindigkeit vz ein Kennzeichen für die Anzahl n freier Abschnitte zu geben und im Umsetzer 3 an statt eines Kennzeichens für die Ist-Geschwindigkeit vi ein Kennzeichen für die Anzahl ni von Abschnitten zu ermitteln, die bei dieser Geschwindigkeit und der Bremsverzögerung p für die Bremsung auf die Ziel geschwindigkeit ve erforderlich ist.
Durch Vergleich dieser Anzahl ni mit der Anzahl n frei gemeldeter Abschnitte kann dann im Vergleicher 11 eine Ab- schnittsanzahl <I>An</I> ermittelt werden, die bei Are - n-ni < -1 (n kleiner als Bremsweg) eine Bremsung und bei<I>An >_ 2 (n</I> grösser als Bremsweg) eine Beschleunigung des Zuges auslöst.