CH687422A5 - Verfahren zum Bestimmen der Einlaufgeschwindigkeit von Eisenbahnfahrzeugen in eine Messstrecke. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung bezleht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. 



  In der nicht vorveröffentlichten DE Patentanmeldung P 4 214 541 ist ein Verfahren zum Bestimmen des Rollwiderstandes ablaufender Eisenbahnfahrzeuge beschrieben, bei dem, ausgehend von Schätzwerten für bestimmte Modellparameter, durch Anwendung eines Iterationsverfahrens eine laufende Verbesserung der Schätzwerte bis hin zu Werten ermöglicht wird, die den tatsächlichen Modellparametern entsprechen. Zu diesen Modellparametern gehören u.a. die Achsabstände der Fahrzeuge und die Anfangsgeschwindigkeit, mit der die erste Achse einer Abteilung in eine Messstrecke eindringt. 



  Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem der Vorgabe eines möglichst genauen Schätzwertes für die Anfangsgeschwindigkeit einer Abteilung beim Eindringen in eine Messstrecke. Sie geht dabei von der Kenntnis der Achsabstände der Fahrzeuge aus. Diese Achsabstände können gegebenenfalls durch ein Vormeldesystem erfasst worden sein oder sie können aus den Ladepapieren der Abteilungen entnehmbar sein; die prioritätsgleiche deutsche Offenlegungsschrift 4 227 786 offenbart eine Lehre zur Bestimmung der Achsabstände durch die zeitliche Bewertung von Ereignissignalen ortsfester Sensoren, die mit Angaben über den räumlichen Abstand der Sensoren verknüpft werden. 



  Die Erfindung löst die ihr zugrundeliegende Aufgabe durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 auf das gattungsbildende Verfahren. 



  Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert, wobei auf die Zeichnung Bezug genommen ist. Die Zeichnung zeigt in 
 
   Fig. 1 schematisch eine auf eine Messstrecke zulaufende Abteilung und darunter Bestimmungsausdrücke für die Zeitpunkte, an denen die einzelnen Achsen der Abteilung die Messwertgeber der Messstrecke passieren und in 
   Fig. 2 eine graphische Darstellung des Laufweg/Laufzeitverhaltens der Abteilung, aus der sich durch Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens die Anfangsgeschwindigkeit der Abteilung beim Einlaufen in die Messstrecke genügend genau bestimmen lässt. 
 



  Bei der in Fig. 1 angenommenen Abteilung handelt es sich um zwei miteinander gekuppelte Einzelfahrzeuge. Die Achsen dieser Fahrzeuge sind mit dem Buchstaben A und einer ersten fortlaufenden Nummer zur Kennzeichnung des betreffenden Fahrzeugs innerhalb der Abteilung sowie mit einer hinter einem Punkt folgenden fortlaufenden Nummer für die Kennzeichnung der betreffenden Achse des Fahrzeugs versehen. Die Messstrecke, bei deren Durchlaufen der Rollwiderstand der Abteilung bestimmt werden soll, besteht aus z.B. drei Gleisschaltmitteln K1 bis K3, die beispielsweise als Sensoren ausgebildet sein können und auf die Spurkränze der vorüberlaufenden Radsätze reagieren.

  Es wird davon ausgegangen, dass die Fahrzeuge der Abteilung die Messstrecke im freien Lauf passieren, wobei es unerheblich ist, ob die Messstrekke wie angenommen in einem konstanten Gefälle liegt oder mindestens partiell eine  andere Steigung aufweist als angenommen. Unterhalb der einzelnen Gleisschaltmittel sind die von diesen detektierten Befahrungsereignisse aufgelistet, wie sie sich bei den angenommenen Achsabständen ergeben. Diese Befahrungsereignisse sind definiert durch das jeweilige Gleisschaltmittel, welches das Befahrungsereignis registriert, die Achse, die das Befahrungsereignis auslöst und den Zeitpunkt, zu dem das Befahrungsereignis stattfindet.

  Das Einlaufen des Fahrzeugs in die Messstrecke geschieht zum Zeitpunkt t0; die zu diesem Zeitpunkt vorhandene Vorrückgeschwindigkeit V0 der Abteilung ist als Anfangsgeschwindigkeit für die Bestimmung des Rollwiderstandes einer Abteilung gefragt. 



  Der Zeitpunkt, zu dem der zahlenmässige Wert der Anfangsgeschwindigkeit einer Abteilung beim Einlaufen in die Messstrecke vorliegen muss, um für die Bestimmung des Rollwiderstandes berücksichtigt werden zu können, ist nicht der Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug tatsächlich in die Messstrekke einläuft, sondern dieser Wert kann im nachhinein beim weiteren Vorrücken der Abteilung in der Messstrecke oder auch noch nach dem Verlassen der Messstrecke bestimmt werden, weil in die Bestimmung des Rollwiderstandes neben den zunächst unbekannten und durch Schätzung bzw. anschliessende Approximation bestimmten variablen Modellparametern lediglich noch die Zeitwerte der von den Gleisschaltmitteln detektierten Befahrungsereignisse eingehen und diese Werte bei ihrem Entstehen abgespeichert und für die spätere zeitliche Bewertung abgerufen werden können.

  Das erfindungsgemässe Verfahren zum Bestimmen der Einlaufgeschwindigkeit einer Abteilung in eine Messstrecke geht von der Überlegung aus, dass sich während des Vorrückens der Abteilung aus den Sensormeldungen der Gleisschaltmittel relativ genaue mittlere Geschwin digkeitswerte für die Abteilung bestimmen lassen und dass aus diesen Geschwindigkeitswerten rückschauend auf die Einlaufgeschwindigkeit der Abteilung in die Messstrecke geschlossen werden kann. Wie dies im einzelnen zu verstehen ist, ergibt sich aus der Zeit/Weg-Darstellung der Fig. 2. 



  Es ist angenommen, dass die erste Achse A1.1 einer Abteilung zum Zeitpunkt t0 in die Messstrecke eindringt und dabei den Kontakt K1 betätigt. Zum Zeitpunkt t1 überläuft auch die zweite Achse A1.2 des ersten Fahrzeugs der betrachteten Abteilung den Schienenkontakt K1. Aus dem als bekannt vorausgesetzten Abstand der beiden Achsen des ersten Fahrzeugs der Abteilung und aus den Zeiten für die Befahrungsereignisse bestimmt sich eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit Vm1 der Abteilung zwischen den Zeitpunkten t0 und t1. Diese mittlere Vorrückgeschwindigkeit, deren numerischer Wert in Fig. 2 durch einen Kreis symbolisiert ist, gilt streng genommen nur für einen bestimmten Fahrort der ersten Achse zwischen den Gleisschaltmitteln K1 und K2.

  Dieser Fahrort richtet sich im wesentlichen danach, ob die Abteilung während des Beobachtungszeitraumes mit konstanter Geschwindigkeit vorrückt, beschleunigt oder verzögert. Für die Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens kann vereinfacht davon ausgegangen werden, dass die angesprochene mittlere Geschwindigkeit der Abteilung während des Beobachtungszeitraumes t0 bis t1 für den Fahrort gilt, der um den halben Achsabstand der Achsen A1.1 und A1.2 hinter dem Gleisschaltmittel K1 liegt. Diese Annahme mag nicht 100%ig den Tatsachen entsprechen, liefert jedoch einen für die nachfolgende Bestimmung der Einlaufgeschwindigkeit hinreichend genauen Schätzwert für die Vorrückgeschwindigkeit der Abteilung. 



   Zum Zeitpunkt t2 überläuft die erste Achse A1.1 des Führungsfahrzeugs den Kontakt K2. Hieraus lässt sich eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit Vm2 der Abteilung beim Vorrücken zwischen dem ersten und dem zweiten Gleisschaltmittel bestimmen und dem Fahrort in der Mitte zwischen ihnen zuordnen. 



  Das nächste Befahrungsereignis tritt wiederum am Kontakt K1 auf, wenn nämlich die erste Achse A2.1 des zweiten Fahrzeugs der Abteilung diesen Kontakt zum Zeitpunkt t3 betätigt; die erste Achse A1.1 des Spitzenfahrzeuges befindet sich dann an dem mit K1 A2.1 bezeichneten Fahrort vor der auslösenden Achse A2.1. Aus den als bekannt angenommenen Achsabstandswerten zwischen den Achsen A1.2 und A2.1 und den Zeitpunkten t2 und t3 für die Befahrungsereignisse lässt sich eine mittlere Geschwindigkeit Vm3 bestimmen, die, bezogen auf die Achse A1.2, für einen Fahrort gilt, der um den halben Achsabstand zwischen den Achsen A1.2 und A2.1 in Fahrrichtung vor dem Kontakt K1 liegt. Diese mittlere Vorrückgeschwindigkeit gilt wegen der als starr angenommenen Kupplung der Fahrzeuge auch für alle anderen Achsen der Abteilung, so auch für die erste Achse A1.1.

  Deren Fahrort ist durch Addition des Achsabstandes zwischen den Achsen A1.1 und A1.2 zu dem halben Achsabstand zwischen den Achsen A1.2 und A2.1 in Fig. 2 durch einen Kreis mit der für diesen Fahrort geltenden mittleren Vorrückgeschwindigkeit Vm3 gekennzeichnet. 



  Zum Zeitpunkt t4 überrollt die zweite Achse A1.2 des ersten Fahrzeugs der Abteilung den Kontakt K2. Aus dem Achsabstand der beiden Achsen des ersten Fahrzeugs und den Zeitpunkten t2, t4 für die vom Kontakt K2 detektierten Befahrungsereignisse ergibt sich eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit der Abteilung während dieses Beobachtungs zeitraumes, die annahmegemäss für denjenigen Zeitpunkt gilt, zu dem die zweite Achse des ersten Fahrzeugs der Abteilung einen Fahrort befährt, der um den halben Achsabstand der beiden Achsen A1.1 und A1.2 vor dem Kontakt K2 liegt. Dieser Fahrort ist in Fig. 2 durch einen Kreis mit der Angabe Vm4 gekennzeichnet.

  Ausserdem lässt sich aus dem Abstand der beiden Gleisschaltmittel K1 und K2 und den Zeitpunkten t4 und t1, zu denen diese von der zweiten Achse des ersten Fahrzeugs passiert werden, eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit der Abteilung bestimmen, die für den in der Zeichnung mit Vm5 markierten Fahrort der ersten Achse gilt. Dieser Fahrort ergibt sich durch Addition des Achsabstandes der ersten Achse der Abteilung von der zweiten Achse zu dem Fahrort der zweiten Achse, der für die mittlere Geschwindigkeit Vm5 gilt. Eine andere Möglichkeit der Bestimmung des Fahrortes der ersten Achse der Abteilung zu dem Zeitpunkt, für den die mittlere Geschwindigkeit gilt, besteht in der Subtraktion des halben Abstandes der veranlassenden Gleisschaltmittel K1, K2 von der Laufposition K1 A2.2 der ersten Achse der Abteilung zum Zeitpunkt t4. 



  Zum Zeitpunkt t5 passiert die zweite Achse A2.2 des zweiten Fahrzeugs den Kontakt K1. Die erste Achse des ersten Fahrzeugs der Abteilung befindet sich dann in dem Schaubild der Fig. 2 an dem mit K1 A2.2 markierten Fahrort. Aus dem Achsabstand der Achsen A2.1 und A2.2 und den für diese Achsen vom Kontakt K1 detektierten Befahrungsereignissen bestimmt sich eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit Vm6 der Abteilung zu dem Zeitpunkt, an dem die vordere Achse A2.1 des zweiten Fahrzeugs um den halben Achsabstand zur Folgeachse den Kontakt K1 passiert hat. Die erste Achse des Spitzenfahrzeugs der Abteilung befindet sich dann an dem mit Vm6 gekennzeichneten Punkt in der  Graphik der Fig. 2. 



  Das nächstfolgende Befahrungsereignis wird vom Kontakt K2 detektiert und zwar dann, wenn die erste Achse des zweiten Fahrzeuges zum Zeitpunkt t6 diesen Kontakt überläuft. Aus dem Abstand zwischen der letzen Achse des ersten Fahrzeugs und der ersten Achse des zweiten Fahrzeugs sowie dem zeitlichen Abstand t6-t4 der vom Kontakt K2 detektierten Befahrungsereignisse lässt sich eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit der Abteilung für den Zeitpunkt bestimmen, an dem die zweite Achse des ersten Fahrzeugs um den halben Achsabstand zum Folgefahrzeug über den Kontakt K2 vorgerückt ist. Die Spitzenachse der Abteilung befindet sich dann an dem in Fig. 2 mit Vm7 markierten Fahrort.

  Ausserdem ergibt sich aus dem Achsabstand der Gleisschaltmittel K1 und K2 voneinander und aus der Laufzeit t6-t3, die die erste Achse des zweiten Fahrzeugs zum Vorrücken zwischen den beiden Gleisschaltmitteln K1 und K2 benötigt hat, eine mittlere Geschwindigkeit Vm8, die bei Zuordnung zur ersten Achse der Abteilung dem mit einem Kreis und der entprechenden Bezeichnung versehenen Fahrort in Fig. 2 entspricht. 



  Liegen genügend mittlere Vorrückgeschwindigkeiten der Abteilung für das Durchlaufen vorzugsweise des Einlaufbereiches der Messstrecke vor, so lässt sich durch ein bekanntes mathematisches Extrapolationsverfahren rückschauend die Geschwindigkeit V0 bestimmen, mit der die erste Achse der Abteilung, deren Weg/Zeit-Kennlinie aufgezeichnet wurde, beim Passieren des Kontaktes K1 in die Messstrecke eingelaufen ist. Das in Fig. 2 graphisch veranschaulichte Extrapolationsverfahren lässt sich auch ohne Graphik allein aus den ermittelten Betätigungszeitpunkten und den berücksichtigten Achsabständen bzw. Abständen der Gleisschaltmittel untereinander realisieren.

   Der gefundene   Wert V0 der Einlaufgeschwindigkeit der Abteilung in die Messstrecke ist hinreichend genau, um als erster Schätzwert für diese Grösse in den rechnerischen Ansatz für die Bestimmung des Rollwiderstandes einer Abteilung einbezogen werden zu können. 

Claims (2)

1. Verfahren zum Bestimmen der Einlaufgeschwindigkeit von eine Strecke im freien Lauf passierenden Eisenbahnfahrzeugen in eine Messstrekke durch Bewertung von Befahrungsereignissen als Anfangswerte eines der Modellparameter für die Laufzeit/Laufwegbeschreibung von Abteilungen in einem Verfahren zum Bestimmen des Rollwiderstandes von Eisenbahnfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, - dass für jede durch eine Achse (A1.1, A1.

2, A2.1, A2.2) einer Abteilung an einem Gleisschaltmittel (K1) einer Messstrecke mit mehreren Gleisschaltmitteln (K1, K2) verursachte Ereignismeldung neben dem jeweiligen Gleisschaltmittel und der die Ereignismeldung verursachenden Achse der jeweilige Überrollzeitpunkt (t3) bestimmt und festgehalten wird, - dass aus der Differenz der von einem Gleisschaltmittel (K1) für aufeinanderfolgende Achsen (A2.1, A1.2) festgestellten Überrollzeitpunkte (t3,

t1) sowie aus dem jeweiligen Achsabstand (A2.1-A1.2) zwischen diesen Achsen und/oder aus der Differenz der Überrollzeitpunkte (t2, t0), die von aufeinanderfolgenden Gleisschaltmitteln (K1, K2) für gleiche Achsen (A1.1) festgestellt wurden, sowie aus dem Abstand der aufeinanderfogenden Gleisschaltmittel voneinander eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit (Vm3, Vm2) der Abteilung bestimmt und einer Laufwegposition zwischen den die Ereignismeldungen auslösenden Achsen (A2.1, A1.2) bzw.

den Gleisschaltmitteln (K1, K2) zugeordnet wird, - dass ausgehend von der Laufweg position der ersten Achse (A1.1) zum jeweils zweiten Überrollzeitpunkt durch Addition des Abstandes der obengenannten mittleren Laufwegposition von der ersten Achse (A1.1) der Abteilung zur Fixposition des ersten (K1) der beiden entsprechenden Gleisschaltmittel (K1, K2) oder durch Subtraktion des Abstandes der obengenannten mittleren Laufwegposition zur Fixposition des ersten (K1) der beiden entsprechenden Gleisschaltmittel (K1, K2) von der Fixposition des zweiten (K2) der beiden entsprechenden Gleisschaltmittel die zugehörige Laufwegposition der ersten Achse zu dem zwischen den beiden entsprechenden Überrollzeitpunkten (t2, t0) liegenden Zeitpunkt bestimmt wird, für den die mittlere Vorrückgeschwindigkeit (Vm2) gilt,

und - dass aus den beim Vorrücken der ersten Achse (A1.1) einer Abteilung in der Messstrecke geltenden mittleren Vorrückgeschwindigkeiten (Vm1, Vm8) durch Extrapolation auf die Einlaufgeschwindigkeit (V0) der Abteilung beim Überrollen des ersten Gleisschaltmittels (K1) durch die erste Achse (A1.1) der Abteilung geschlossen wird. 2.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufwegposition der ersten Achse (A1.1) eines Eisenbahnfahrzeugs, der eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit (Vm1, Vm2) zuzuordnen ist, jeweils in der Mitte zwischen den Lauf- wegpositionen dieser (A1.1) und der nachfolgenden Achse (A1.2) beim Auslösen der zweiten (K1 A1.2 t1) der beiden Ereignismeldungen (K1 A1.1 t0, K1 A1.2 t1) liegt, deren Zeitwerte (t1-t0) in die Berechnung einer ersten mittleren Vorrückgeschwindigkeit (Vml) einbezogen sind bzw. in der Mitte zwischen den Laufwegpositionen derjenigen Gleisschaltmittel (K1, K2), welche die von der jeweils gleichen Achse (A1.1) stammenden Ereignismeldungen (K2 A1.1 t2, K1 A1.1 t0) detektieren, deren Zeitwerte (t2-t0) in die Berechnung einer zweiten mittleren Vorrückgeschwindigkeit (Vm2) einbezogen sind. 1. Verfahren zum Bestimmen der Einlaufgeschwindigkeit von eine Strecke im freien Lauf passierenden Eisenbahnfahrzeugen in eine Messstrekke durch Bewertung von Befahrungsereignissen als Anfangswerte eines der Modellparameter für die Laufzeit/Laufwegbeschreibung von Abteilungen in einem Verfahren zum Bestimmen des Rollwiderstandes von Eisenbahnfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, - dass für jede durch eine Achse (A1.1, A1.2, A2.1, A2.2) einer Abteilung an einem Gleisschaltmittel (K1) einer Messstrecke mit mehreren Gleisschaltmitteln (K1, K2) verursachte Ereignismeldung neben dem jeweiligen Gleisschaltmittel und der die Ereignismeldung verursachenden Achse der jeweilige Überrollzeitpunkt (t3) bestimmt und festgehalten wird, - dass aus der Differenz der von einem Gleisschaltmittel (K1) für aufeinanderfolgende Achsen (A2.1, A1.2) festgestellten Überrollzeitpunkte (t3,

t1) sowie aus dem jeweiligen Achsabstand (A2.1-A1.2) zwischen diesen Achsen und/oder aus der Differenz der Überrollzeitpunkte (t2, t0), die von aufeinanderfolgenden Gleisschaltmitteln (K1, K2) für gleiche Achsen (A1.1) festgestellt wurden, sowie aus dem Abstand der aufeinanderfogenden Gleisschaltmittel voneinander eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit (Vm3, Vm2) der Abteilung bestimmt und einer Laufwegposition zwischen den die Ereignismeldungen auslösenden Achsen (A2.1, A1.2) bzw.

den Gleisschaltmitteln (K1, K2) zugeordnet wird, - dass ausgehend von der Laufweg position der ersten Achse (A1.1) zum jeweils zweiten Überrollzeitpunkt durch Addition des Abstandes der obengenannten mittleren Laufwegposition von der ersten Achse (A1.1) der Abteilung zur Fixposition des ersten (K1) der beiden entsprechenden Gleisschaltmittel (K1, K2) oder durch Subtraktion des Abstandes der obengenannten mittleren Laufwegposition zur Fixposition des ersten (K1) der beiden entsprechenden Gleisschaltmittel (K1, K2) von der Fixposition des zweiten (K2) der beiden entsprechenden Gleisschaltmittel die zugehörige Laufwegposition der ersten Achse zu dem zwischen den beiden entsprechenden Überrollzeitpunkten (t2, t0) liegenden Zeitpunkt bestimmt wird, für den die mittlere Vorrückgeschwindigkeit (Vm2) gilt,

und - dass aus den beim Vorrücken der ersten Achse (A1.1) einer Abteilung in der Messstrecke geltenden mittleren Vorrückgeschwindigkeiten (Vm1, Vm8) durch Extrapolation auf die Einlaufgeschwindigkeit (V0) der Abteilung beim Überrollen des ersten Gleisschaltmittels (K1) durch die erste Achse (A1.1) der Abteilung geschlossen wird. 2.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufwegposition der ersten Achse (A1.1) eines Eisenbahnfahrzeugs, der eine mittlere Vorrückgeschwindigkeit (Vm1, Vm2) zuzuordnen ist, jeweils in der Mitte zwischen den Lauf- wegpositionen dieser (A1.1) und der nachfolgenden Achse (A1.2) beim Auslösen der zweiten (K1 A1.2 t1) der beiden Ereignismeldungen (K1 A1.1 t0, K1 A1.2 t1) liegt, deren Zeitwerte (t1-t0) in die Berechnung einer ersten mittleren Vorrückgeschwindigkeit (Vml) einbezogen sind bzw. in der Mitte zwischen den Laufwegpositionen derjenigen Gleisschaltmittel (K1, K2), welche die von der jeweils gleichen Achse (A1.1) stammenden Ereignismeldungen (K2 A1.1 t2, K1 A1.1 t0) detektieren, deren Zeitwerte (t2-t0) in die Berechnung einer zweiten mittleren Vorrückgeschwindigkeit (Vm2) einbezogen sind.