CN101506014B - 用于保持制动力地激活自由运转的轴的方法和系统 - Google Patents

用于保持制动力地激活自由运转的轴的方法和系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于具有多个轴的列车的制动系统，其中，激活至少一个自由运转的轴(F)用于确定列车(Z)位置并且激活其余的轴作为非自由运转的轴(N)用于制动列车(Z)，其中，当设置在非自由运转的轴(N)上的制动器(4)失灵时，激活目前为止自由运转的轴(F)作为非自由运转的轴(N)并且激活具有失灵的制动器(4)的非自由运转的轴(N)作为自由运转的轴(F)用于确定列车(Z)位置。

Description

用于保持制动力地激活自由运转的轴的方法和系统
技术领域
本发明涉及用于尤其在无人驾驶的列车系统或者说AGT系统(自动导引列车)中保持制动力地激活列车的自由运转的轴的一种方法和一种系统。
背景技术
在公共短途运输和区域性的轨道交通中越来越多地使用所谓的AGT系统，也就是无人驾驶的列车系统。在这类列车中经常会出现制动过程，尤其是在车站，在车站列车必须停在预先给定的位置上。因为AGT系统运输人并且此外至少部分地没有驾驶员，所以这类列车中的制动系统必须满足安全性方面特别严格的要求。
为了识别列车的位置，该列车具有所谓的自由运转的轴。该轴既不制动也不加速，从而在安置在该轴上的车轮与列车行驶的轨道之间不会出现滑动。为了确定列车的位置，从参考点开始对自由运转的轴的转数进行计数。
列车的制动系统不仅在正常运行中而且在紧急情况下都必须产生足够的制动力。
列车的制动系统必须提供的必要的制动力除了可支配的制动路程还取决于列车的速度、列车的重量、列车车轮和铁轨或者说轨道之间的摩擦以及列车的设有制动器的轴的数量。
图1示出了按现有技术的列车Z，该列车在轨道S上行驶。该列车Z包括多节车厢W，这些车厢相互耦合并且分别具有至少两个转向架D。在所述转向架D上例如安置四个分别具有两个车轮的轴。除了轴的制动器，也可以通过列车Z的马达实现额外的减速。作为用于紧急情况的附加制动系统，可以在列车中额外地设置磁力制动器。然而磁力制动器具有这样的缺点，即其重量较高并且由此提高了列车的总重量或者说降低了可以运输的人的最大数量。列车Z的被制动的轴越多，列车的潜在的制动力就越大。为了确定位置，所述列车Z需要至少一个自由运转的轴。在常规的列车中，自由运转的轴没有制动器。在此，该自由运转的轴在结构方面已经预先给定并且不用于制动过程。
因此提出，列车的位置识别不通过自由运转的轴来实施，而是在列车上设置了基于雷达的位置识别系统。然而，设置基于雷达的位置识别系统是技术上显著的附加开销，并且可能在无人驾驶的列车系统中不满足安全标准。
因此，在常规的列车制动系统中设置具有制动器的轴就足以即使在具有特别糟糕的条件的情况下提供所需的制动力。为了在列车Z的高速度V以及运输载荷的高重量G的同时使车轮和轨道S之间具有最小摩擦μ，设计被制动的轴N的需要的数量。
在用于列车Z的常规的制动系统中通常实施稳定的控制，无论列车Z的非自由运转的轴上的制动器之一是否失灵，如图2所示。如果失灵，该列车Z转入紧急操作。在此，降低列车的速度V并且列车显示需要尽可能快地进行修理。由于在图2中示出的常规做法，列车Z会相对频繁地停机并且干扰行车时刻表。
发明内容
因此，本发明的任务是提供用于制动列车的方法和系统，其可靠地提供了所需要的制动力并且同时将列车停机的次数降低到最小程度。
该任务按本发明通过按本发明的方法得到解决。
本发明提出了用于保持制动力地激活具有多个轴的列车Z的自由运转的轴的方法，其中激活至少一个自由运转的轴F用于确定列车位置，并且激活其余的轴N作为用于制动列车Z的非自由运转的轴，其中，当设置在非自由运转的轴N上的制动器失灵时，激活目前为止自由运转的轴F作为非自由运转的轴N并且激活具有失灵的制动器的非自由运转的轴N作为自由运转的轴F用于确定列车Z位置。
在按本发明的方法的优选实施方式中，在制动器失灵时，只有在确定设置在自由运转的轴上的制动器没有失灵时，才将目前为止激活成自由运转的轴激活成非自由运转的。
在按本发明的方法的另一种实施方式中，当发现不再存在制动器没有失灵的自由运转的轴时，引入列车的紧急操作。
在按本发明的方法的另一种实施方式中，将轴初始化为非自由运转的轴用于制动列车以及自由运转的轴用于确定列车位置。
在按本发明的方法的优选实施方式中，在列车的正常制动过程中通过操作激活成非自由运转的轴的制动器进行制动。
在按本发明的方法的优选实施方式中，在列车的紧急制动过程中，不仅通过操作激活成非自由运转的轴的制动器而且还由额外安置在激活成自由运转的轴上的制动器进行制动。
在按本发明的方法的另一种实施方式中，当安置在第一转向架上的非自由运转的轴的制动器失灵并且第一转向架不再具有自由运转的轴时，寻找具有自由运转的轴的第二转向架，其中激活该自由运转的轴作为自由运转的轴并且激活所述第一转向架的非自由运转的轴作为自由运转的轴。
此外，本发明提出了用于具有多个轴的列车的制动系统，其中激活至少一个自由运转的轴F用于确定列车Z位置并且激活其余的轴作为非自由运转的轴N用于制动列车Z，其中，当设置在非自由运转的轴N上的制动器失灵时，激活目前为止自由运转的轴F作为非自由运转的轴N并且激活具有失灵的制动器的非自由运转的轴N作为自由运转的轴F用于确定列车Z位置。
在按本发明的制动系统的优选实施方式中，在每个轴上安置两个车轮，该车轮分别具有用于制动列车的制动器。
在按本发明的制动系统的优选实施方式中设置制动控制装置，该制动控制装置通过控制线路触发安置在轴上的制动器。
在按本发明的制动系统的优选实施方式中，安置在轴上的制动器通过指示线路将其运行状态告知制动控制装置。
在按本发明的制动系统的另一种实施方式中，在每个车轮上设置了传感器用于检测车轮的滚动状态。
在按本发明的制动系统的另一种实施方式中，所述制动控制装置具有端口，通过该端口可以将所有轴相应地要么初始化为非自由运转的轴要么初始化为自由运转的轴。
附图说明
此外，为了解释本发明重要的特征，参照附图对按本发明的方法和按本发明的制动系统的优选实施方式进行描述。
其中：
图1是按现有技术的列车；
图2是按现有技术的制动控制的流程图；
图3是按本发明的制动系统的可能的实施方式的方框线路图；
图4A，4B是用于解释按本发明的方法的工作原理的表格；
图5是在按本发明的制动系统中的制动控制的流程图；
图6是在按本发明的制动系统中的制动过程的流程图；
图7是用于解释按本发明的方法的优选实施方式的流程图。
具体实施方式
如从图3中看出，按本发明的制动系统具有制动控制装置1，该制动控制装置可以通过端口2进行初始化或者说进行配置并且包含至少一个存储器3。所述制动控制装置1连接到多个制动器4A，4B上，这些制动器分别安置在列车轴6的车轮5A，5B上。所述制动器分别具有线路或者说总线7，该线路或者说总线向制动控制装置1显示运行状态或者说制动器4的状态。此外，所述制动控制装置1分别通过控制线路8A，8B触发制动器4A，4B以操作制动器。可选地，额外地在车轮上安置传感器9A，9B，该传感器通过线路10A，10B向制动控制装置1报告车轮的滚动状态。在按本发明的系统中，优选列车的所有轴6构造得完全相同并且在其车轮上分别具有制动器。然而在按本发明的制动系统中，激活或者说配置列车的至少一个轴作为自由运转的轴用于确定列车位置，并且激活或者说配置其余的轴作为非自由运转的轴以制动列车。为了将轴6配置成自由运转的，解除设置在其上的所属的制动器4A，4B的激活并且激活未示出的计数器用于对该轴的转数进行计数。一旦设置在配置成非自由运转的轴6上的制动器4A，4B失灵，那么通过制动控制装置1激活目前为止自由运转的轴作为新的非自由运转的轴，并且通过制动控制装置1激活目前为止非自由运转的且制动器失灵的轴作为自由运转的轴用于确定列车Z位置。
图4A，4B示出了在按本发明的制动系统的可能的实施方式中所述存储器3的存储内容。在示出的例子中，所述列车具有M个轴，其中大部分轴6初始化为非自由运转的(N)并且至少一个轴6初始化为自由运转的(F)。此外，通过传感器9A，9B监控轴6上的车轮5的滚动状态。此外，制动控制装置1通过制动器状态线路7A，7B监控安置在轴6上的制动器4A，4B的运行状态。在初始化或者说配置后，在正确装入制动器时所有制动器的制动器状态首先是ok。在图4A示出的例子中，在列车Z运行一定时间后在配置成非自由运转的轴i上的制动器4失灵(制动器状态＝不ok)。在这种情况下，通过按本发明的制动控制装置1将目前为止设置用于位置确定的自由运转的轴变更配置成非自由运转的轴。该具有失灵的制动器的轴、也就是在图4A示出的例子中的轴i通过制动控制装置1激活为新的自由运转的轴用于确定列车Z位置，如图4B中所示。此外，该变更配置的轴i的制动器状态是有故障的(不ok)。在按本发明的方法的可能的实施方式中，只有首先确定设置在自由运转的轴j上的制动器没有同样失灵的情况下，才通过制动控制装置1将目前为止自由运转的轴j激活成非自由运转的(N)。只有当制动控制装置1确定不再存在制动器没有失灵的自由运转的轴时，才引入列车Z的紧急操作。
图5示出了在制动控制装置1中运行的用于列车轴的监控和变更配置的方法的可能的实施方式。一旦所述制动控制装置1在步骤S1中发现非自由运转(N)的轴6的制动器失灵，则该制动控制装置1在步骤S2中检测是否还存在制动器4A，4B没有失灵的自由运转F的轴6。如果不再存在制动器没有失灵的自由运转的轴，则列车在步骤S3中转入紧急操作。在紧急操作S3中，例如将制动器失灵告知中心并且将列车Z的速度降下来。
如果制动控制装置在步骤S2中发现还存在自由运转(F)的轴6，则在步骤S4中声明存在的自由运转(F)的轴6中的一个作为非自由运转(N)的轴6，方法是设置相应的标记。
此外，在步骤S5中声明具有至少一个失灵的制动器4A，4B的目前为止非自由运转(N)的轴6从现在开始作为自由运转(F)的轴6，方法是设置相应的标记并且激活相应的计数器用于对该轴的转数进行计数。
图6示出了用于描述在按本发明的制动系统中实施制动过程的可能的实施方式的流程图。
如果在步骤S1中引入制动过程，则首先在步骤S2中检测是否是紧急制动情况。如果存在紧急制动情况，则在步骤S3中制动所有滚动的轴，也就是说制动所有的轴6而不取决于其制动器状态并且也不取决于其配置成自由运转的还是非自由运转的。
如果不存在紧急情况，则在步骤S4中仅仅制动滚动的声明为非自由运转的轴6。
在步骤S5中结束制动过程。
图7示出了另一种在按本发明的制动系统中变更配置制动器的实施方式。
在图7示出的实施方式中，考虑将制动轴装配到列车的转向架D上。首先在步骤S1中监控，安置在第一转向架Di上的非自由运转的轴的制动器是否失灵。如果在第一转向架Di上非自由运转的轴的制动器失灵，则在步骤S2中检测，在第一转向架Di上是否不再存在自由运转的轴。如果在第一转向架Di上不再有自由运转的轴，则在下一个步骤S3中寻找另一个至少还具有另一个自由运转的轴的第二转向架Dj。如果找到这样的转向架，则将该第二转向架Dj的自由运转的轴变更配置为非自由运转的轴，并且将失灵的第一转向架Di的轴激活为自由运转的轴用于确定列车位置。
在按本发明的方法的可能的实施方式中，该方法绑定在列车系统的已经存在的防滑机构中。该防滑系统识别列车的特定的车轮目前是否滑动或者说抱死，从而排除该车轮的制动或者说只有在车轮的滚动状态中实施制动。通过按本发明的用于保持制动力地激活自由运转的轴的方法来扩展所述防滑系统，方法是设置另一个逻辑参数“自由运转的轴”。如果该新的逻辑参数设置为“否”，则防滑系统满足其已知的预先给定的功能。然而，如果该新的逻辑参数设置为“是”，则只有在存在紧急制动情况时激活相应的制动器。
用按本发明的方法也可以在列车运行期间变更配置轴。这在可能的实施方式中也可以由远程的中心控制装置通过制动控制装置1的端口2实现。
按本发明的制动系统提供了一些优点。在制造列车时可以同样处理所有的轴，也就是说在构造和装配时不必再区分自由运转的轴和非自由运转的轴。
通过制动控制装置1和端口2的配置，快速、简单并且可靠地实现了在装配过程结束时定义特定的轴作为自由运转的轴。
另一个优点是，只有当例外地不再存在制动器没有故障的自由运转的轴时，才引入列车的紧急操作。由此可以延长列车的运行时间或者说缩短列车的停机时间。由此也间接地减少了行车时刻表的干扰次数。
按本发明的制动系统的另一个优点是，将有待设置的轴的数量减少到最低程度，因为自由运转的轴在一定程度上形成失灵的非自由运转的轴的储备。由此，同样可以减少列车的重量。

Claims (13)

1.用于保持制动力地激活具有多个轴的列车(Z)的自由运转的轴的方法，
其中，激活至少一个自由运转的轴(F)用于确定列车位置，并且激活其余的轴(N)作为非自由运转的轴(N)用于制动列车(Z)，
其中，当设置在非自由运转的轴(N)上的制动器(4)失灵时，激活目前为止自由运转的轴(F)作为非自由运转的轴(N)并且激活具有失灵的制动器(4)的非自由运转的轴(N)作为自由运转的轴(F)用于确定列车(Z)位置。
2.按权利要求1所述的方法，
其中，只有当确定设置在自由运转的轴(F)上的制动器(4)没有失灵时，才将该目前为止激活成自由运转的轴(F)激活成非自由运转的。
3.按权利要求1所述的方法，
其中，当发现不存在制动器(4)没有失灵的自由运转的轴(F)时，引入列车(Z)的紧急操作。
4.按权利要求1所述的方法，
其中，将轴初始化为非自由运转的轴(N)用于制动列车以及自由运转的轴(F)用于确定列车位置。
5.按权利要求1所述的方法，
其中，在列车的正常制动过程中，通过操作激活成非自由运转的轴(N)的制动器进行制动。
6.按权利要求1所述的方法，
其中，在列车(Z)的紧急制动过程中，通过操作激活成非自由运转的轴(N)的制动器(4)和激活成自由运转的轴(F)的制动器(4)进行制动。
7.按权利要求1所述的方法，
其中，当安置在第一转向架(Di)上的非自由运转的轴(N)的制动器(4)失灵并且第一转向架(Di)没有自由运转的轴(F)时，寻找具有自由运转的轴(F)的另外的第二转向架(Dj)，其中激活该第二转向架(Dj)的自由运转的轴(F)作为非自由运转的轴(N)并且激活所述第一转向架(Di)的具有失灵的制动器的非自由运转的轴(N)作为自由运转的轴(F)。
8.用于具有多个轴的列车的制动系统，
其中，激活至少一个自由运转的轴(F)用于确定列车(Z)位置并且激活其余的轴作为非自由运转的轴(N)用于制动列车(Z)，
其中，当设置在非自由运转的轴(N)上的制动器(4)失灵时，激活目前为止自由运转的轴(F)作为非自由运转的轴(N)并且激活具有失灵的制动器(4)的非自由运转的轴(N)作为自由运转的轴(F)用于确定列车(Z)位置。
9.按权利要求8所述的制动系统，
其中，在每个轴(6)上安置两个车轮(5A，5B)，所述车轮分别具有用于制动列车(Z)的制动器(4A，4B)。
10.按权利要求9所述的制动系统，
其中，设置制动控制装置(1)，该制动控制装置通过控制线路(8A，8B)触发安置在轴(6)上的制动器(4A，4B)。
11.按权利要求9所述的制动系统，
其中，安置在轴(6)上的制动器(4A，4B)通过指示线路(7A，7B)将其运行状态告知制动控制装置(1)。
12.按权利要求9所述的制动系统，
其中，在每个车轮(5A，5B)上设置传感器(9A，9B)用于检测车轮的滚动状态。
13.按权利要求10所述的制动系统，
其中，所述制动控制装置(1)具有端口(2)，通过该端口能够将轴(6)相应地初始化为非自由运转的轴(N)或自由运转的轴(F)。
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