CN100504397C - 测出制动减速度的方法 - Google Patents

Abstract

特别是在限速进行制动时测出火车制动减速度a′的方法，在其中测出制动直到停车的平均制动减速度a，测出制动器动作的停车时间t₀和从平均制动减速度a、停车时间t₀和典型的制动行程s中测出制动减速度时间a′，用其也可以对限速进行制动。

Description

测出制动减速度的方法

技术领域

本发明涉及到测出特别是在限速时火车制动时的制动减速度a′方法，在其中测出进行制动直到停止的平均制动减速度。

背景技术

已知计算火车直到停止的整个停止行程的平均减速度。将制动的动作时间计算在平均减速度中。这样测出的平均减速度足够用于进行制动直到停止，然而对于限速的制动是不够的。在已知的平均减速度的计算中考虑所谓的百分之一制动。百分之一制动是车厢(或还有火车)制动力的铁道技术的单位。它表达了行驶车辆重量(火车重量)和制动负载之间的比例，其中制动负载说明行驶车辆或火车的制动功率。按照以下公式计算整个火车的百分之一制动。

原则上百分之一制动适用于进行制动直到停止。因此为了简化计算，允许计算没有停车时间的平均减速度。在进行限速制动时忽略停车时间导致过高估计火车的制动能力。因此有可能过晚地采取或许必要的强制制动。过高估计制动能力的原因在于，火车制动器有一个动作时间。只有当克服了动作时间之后，制动器才开始动作。因此通过平均的制动减速度描述实际的制动减速度是不充分的。原则上百分之一制动适用于进行制动直到停止。因此为了简化计算，允许计算没有停车时间的平均减速度。在进行限速制动时忽略停车时间导致过高估计火车的制动能力。因此有可能过晚地采取或许必要的强制制动。过高估计制动能力的原因在于，火车制动器有一个动作时间。只有当克服了动作时间之后，制动器才开始动作。因此通过平均的制动减速度描述实际的制动减速度是不充分的。

发明内容

本发明的任务是，建立可以用制动曲线计算测出制动减速度的一种方法。

按照本发明此任务是通过开始叙述方式的方法解决的，在其中测出制动器动作的停车时间t₀，以及从平均减速度a、停车时间t₀和典型的制动行程s得出制动减速度a′。

通过考虑停车时间改善了进行限速时的制动曲线。因此火车制动到限速的制动可以准时开始。在典型的制动行程上可以测出平均制动减速度，借助于停车时间修正平均制动减速度。例如可以考虑1000m作为制动行程。用这个数值可以得到制动减速度数值a′，这个数值可以使用在不同的火车性能和路段性能上。

特别优异的是，如果测出与制动负载、火车重量和火车长度有关的制动减速度a′。为了测出用制动曲线可以计算的火车制动减速度，必须给火车司机在正常运行时提供三个参数。这特别适用于，如果制动方式是预先规定和预先调整的。

此外如果测出与制动方式有关的制动减速度时，对于各种火车可以测出最佳的制动减速度a′。作为制动方式例如可以是旅行列车，快车，近郊列车或货车。对于各种火车可以固定地预先规定或让火车司机知道制动方式，于是可以在开始行驶之前调整制动方式。

在本方法优异的扩展结构中，测出与制动方式有关的停车时间t₀。通过这个措施可以特别简单地将制动方式使用于测出制动减速度a′。

在优异的扩展结构中考虑了，制动减速度a′是在以下假设进行的，在停车时间t₀之后用恒定的制动减速度进行制动和具有平均制动减速度a的制动曲线和具有制动减速度a′的制动曲线的起点和终点一致。用这些假设可以将制动减速度换算为使用停车时间t₀时的现实的制动减速度。

优异的可以按照以下公式测出制动曲线的制动减速度a′

$a\′=\frac{v^2}{2\·(s-v\·t_0)},$ 其中

$v=\sqrt{2\·a\·s}$

这意味着速度值v是由平均加速度a测出的。在a′的公式中规定了典型的制动行程s，其中对于s已经证明选择数值为1000m是优异的。上述公式是从已知的等式中推导出来的：

$S=\frac{1}{2}a\·t^2---\left(1\right)$

v＝a·t  (2).

从(1)中得出

$t=\sqrt{\frac{2\·s}{a}}---\left(3\right)\·$

从(2)和(3)中得出

$v=\sqrt{2\·a\·s}---\left(4\right).$

从(4)中得出

$s=\frac{1}{2}\frac{v^2}{a}---\left(5\right).$

所得到的现实的制动曲线s₁为

$s_1=v\·t_0+\frac{v^2}{2a\′}---\left(6\right).$

假设s＝s₁，如上所述可以测出a′。将a′代入(6)得到制动曲线。在一个方法变型中可以考虑，测出停车时间t₀为 $t_0=\frac{2}{\mathrm{\κ}}\left[s\right],$ 其中κ是火车长度的修正系数，修正系数也可以考虑制动方式。这意味着，κ可以从UIC说明书544-1附件K1和K2(说明书是由国际铁路联合会UIC出版的)中得出。或者可以借助于简化计算得出κ，其中简化导致更加安全，也就是说低估制动功率比高估制动功率更好一些。这意味着，在任何情况下可以测出足够大的制动减速度。特别是可以考虑，在旅行列车直到列车长度为400m时修正系数κ的数值为1和然后直到列车长度为700m时线性地降低为0.72。可以将这条直线外推，于是例如在列车长度为800m时计算出的数值为κ＝0.63。在货车时直到火车长度为500m时例如修正系数κ可以为数值1和然后直到火车长度为700m时线性地降低为0.9。

优异的是按照以下方法测出平均制动减速度a：

$a=\frac{[6.1\·\mathrm{\Ψ}\·(1+\frac{\mathrm{BRH}}{10})]}{2\·3.85\·{3.6}^2},$ 特别是 $a=0.061\·(1+\frac{\mathrm{BRH}}{10}),$ 其中BRH是百分之一制动和ψ表示制动方式。在这个公式中涉及到所谓的“名登”公式。其中ψ表示制动方式，特别是是否关系到旅客列车，快车或涉及到货车，数值ψ在大约0，9和1，1之间波动。数值为ψ＝1和取整数时人们得到公式 $a=0.061(1+\frac{\mathrm{BRH}}{10}).$ 这个公式近似于平均减速度并且很长时间以来使用在奥地利联邦铁路OEBB中。因此由制动减速度a测出的制动减速度a′可以覆盖ETCS-运行(欧洲铁路控制系统)的所有要求。特别是用上述a′公式可以达到与OEBB中常用的制动表一致。.在很大范围内误差相对很小。特别是预警信号和主信号之间的距离为1000m(也就是说在计算v时使用制动行程为1000m)，显示出平均减速度a与平均值非常一致。对于各种速度组合的一定制动质量(制动质量是由百分之一制动定义的)和根据制动表要求的制动行程是按照公式(5)计算出来的。通过制动表将火车允许的最高速度定义为与其百分之一制动和路段上预警信号距离有关。因此将每个短距离定义为制动曲线的起点和终点。

在本发明框架内还有计算机程序和用于测出制动减速度的装置。这意味着，按照本发明的方法可以实施为硬件或软件。

从本发明下面实施例的叙述中，借助于显示本发明重要细节的附图和从专利权利要求中得出本发明的其它特征和优点。单个特征可以单独地或实现在本发明变型的任意组合中。

附图说明

在简图和在以下的说明中表示了一个实施例。附图表示

图1示出平均制动减速度a与实际制动减速度a′关系的简图，

图2示出修正系数κ与火车长度关系的简图，

图3示出按照本发明的方法测出制动曲线的例子。

具体实施方式

在附图1上横坐标是单位为km/h的火车速度和竖坐标是制动行程。特别是考虑了在距离为0m时开始制动和在距离为1000m时停车。用虚线表示平均制动减速度a的制动曲线。明显地看出，随着距离增大速度显著下降。特别是在制动开始时速度降低相对小。用实线表示制动曲线的制动减速度a′。假设实际上在停车时间期间不出现制动减速度。这是通过直到距离为400m的水平线表示的。然后用恒定的制动减速度进行制动。在两个曲线上起点和终点相等。可以看出，按照虚线在200m时必须将速度从160km/h已经降低到大约为140km/h。于是200m路段必须足够开始限速为140km/h。实际上，通过a′曲线可以看出来，由于制动器的动作时间在200m之后还没有进行减速。如果在距离200m时必须用限速行驶，于是不能准时到达制动减速度a。因此可以有目的地用限速行驶，计算出实际的制动减速度a′。

在附图2上表示了停车时间的修正系数κ与火车长度的关系。火车长度直到400m时修正系数κ恒定为数值1。然后在700m时数值κ线性地下降到0.72。可以将400m和700m之间的直线外推，于是人们在火车长度为800m时得到修正系数κ为0.63。这在附图2表示的简图中，例如适用于制动方式状态P和R，也就是说适用于旅客列车和旅行列车。对于代表货车的制动方式状态G可以有比较适合的修正系数和火车长度。

在附图3上表示了匈牙利国家铁路(MAV)快车的例子。根据模拟平面(坡度＝0)列出以下参数。到达目的地的紧急信号发送机组的距离为1100m。到达目的地的信号距离为1000m。对于长度为400m的模拟火车，按照奥地利联邦铁路制动表的最大速度为120km/h。选择176为百分之一制动和假设附着力为100％。对于EB-制动(紧急制动)停车时间为2s。测出的减速度为1.4m/s²。横坐标是单位为km/h的火车速度和竖坐标是到达目的地的距离。表示了以下制动曲线：紧急制动减速(EBD)，紧急制动干预(EBI)，警报(W)，服务制动干预(SBI)，允许(P)。没有表示服务制动干预(SBI)和服务制动减速(SBD)的曲线，因为在MAV中通过相应的ETCS-配置参数不需要计算这种曲线。

Claims (10)

1.一种测出火车制动减速度a′的方法，在其中测出从制动到停车的平均制动减速度a，

其特征为，

测出制动动作的停车时间t₀和从平均制动减速度a、停车时间t₀和制动行程s测出制动减速度a′，所述停车时间t0设为 $t_0=\frac{2}{\mathrm{\κ}}$ ，其中κ是火车长度的修正系数。

2.按照权利要求1的方法，

其特征为，

所述测出均是在限速的情况下进行的。

3.按照权利要求2的方法，

其特征为，

所述制动减速度a′的计算与制动负载、火车重量和火车长度有关。

4.按照权利要求1的方法，

其特征为，

所述制动减速度a′的计算与制动方式有关。

5.按照权利要求4的方法，

其特征为，

所述停车时间t₀的计算与制动方式有关。

6.按照权利要求1的方法，

其特征为，

制动减速度a′是在以下假设时进行的：

在停车时间t₀之后用恒定的制动减速度进行制动；以及

具有平均制动减速度a的制动曲线的起点和终点和具有制动减速度a′的制动曲线的起点和终点一致。

7.按照权利要求1的方法，

其特征为，

按照以下公式得出制动减速度a′：

$a\′=\frac{v^2}{2\·(s-v\·t_0)},$ 其中

$v=a\·\sqrt{\frac{2\·s}{a}}.$

8.按照权利要求1的方法，

其特征为，

按照以下方法得出平均制动减速度a： $a=\frac{[6.1\·\mathrm{\Ψ}\·(1+\frac{\mathrm{BRH}}{10})]}{2\·3.85\·{3.6}^2},$ 其中BRH是百分之一制动，ψ表示制动方式。

9.按照权利要求8的方法，

其特征为，

按照以下方法得出平均制动减速度a： $a=0.061\·(1+\frac{\mathrm{BRH}}{10}).$

10.一种测出制动减速度的装置，用它可以实现按照权利要求1的方法。

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