CN102143876A - 轨道车辆的自动控制方法和装置以及磁性轨道设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于自动控制沿设有停车位置(6、7)的线路运动的轨道车辆(20、30)的方法，其中线路分为驱动区域(1、2、3)，其中在相同的时间每个驱动区域内仅可驱动一个车辆(20、30)。在此，为监测和控制各车辆(20、30)，在行驶方向(F)上分别预先选择下一个停车位置(6、7)，其中各车辆(20、30)相对于每个预先选择的停车位置(6、7)的速度被监测和控制，使得速度总是处于允许车辆在驱动故障时仅依靠其自身动能到达预先选择的停车位置(6、7)的最小速度和直至仍保证车辆(20、30)制动到预先选择的停车位置(6、7)的最大速度之间，且在车辆(20、30)相继行驶时允许预先选择位于仍被前方车辆(30)占据的驱动区域(2)内的停车位置(6)以用于监测和控制跟随车辆(20)的速度，只要基于所监测的前方车辆(30)的最小速度和所监测的跟随车辆(20)的最大速度保证在跟随车辆(20)进入相关驱动区域(2)前前方车辆(30)已移出此驱动区域(2)。

Description

轨道车辆的自动控制方法和装置以及磁性轨道设备
技术领域
本发明涉及用于自动控制轨道车辆，特别是用于带有直线定子马达驱动的磁性轨道的轨道车辆的方法，轨道车辆沿设有停车位置的线路运动，其中线路分为驱动区域，其中在相同的时间每个驱动区域内仅可驱动一个车辆。
背景技术
此类方法从公开的德国专利申请DE 10 2006 026 456 A1中公开。此申请描述了自动控制磁悬浮车辆的方法，其中车辆沿其运动的线路或车道分为具有车道区域形式的驱动区域，其中在相同时间每次仅可驱动一个车辆。
将线路分为驱动区域的此划分导致，仅当前方车辆离开驱动区域或不再通过直线定子马达驱动时，随后的车辆才能驶入该驱动区域。因此，必须任何时间总保证随后的车辆在驶入被前方车辆占据的驱动区域前可停止。由此产生了对于轨道车辆自动控制的限制，因为随后的车辆由于其制动距离而通常远在相关驱动区域界限之前就必须降低其速度。如果车辆是磁悬浮车辆形式，则例如由于通常相对高的速度，这意味着车辆在驱动区域界限前很多千米处就必须制动。
为在车辆运行期间降低或避免相应的干扰和延迟，在从DE 10 2006 026456 A1中公开的方法中存在以下可能性，即通过将驱动区域的部分与相邻的驱动区域相对应来改变邻接的驱动区域的伸展。在此因此涉及一种驱动侧的解决方法，该解决方法使得驱动区域界限更灵活，即在单个的驱动区域之间的边界的位置更灵活。但此方法导致明显的附加硬件的费用和驱动区域的相应改变。在此，进一步注意到为支持所述公知方法，除改变驱动区域外，也要求关于驱动控制技术的改变。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，给出前述类型的相对简单实现的但尽管如此却是有效的方法。
此技术问题根据本发明通过一种用于自动控制轨道车辆，特别是用于带有直线定子马达驱动的磁性轨道的车辆的方法实现，所述车辆沿设有停车位置的线路运动，其中线路分为驱动区域，在这些驱动区域中在相同的时间分别仅可驱动一个车辆，其中为监测和控制各车辆，分别预先选择在行驶方向上的下一个停车位置，其中各车辆相对于每个预先选择的停车位置的速度被监测和控制，使得速度在任何时候总是处于允许车辆在驱动故障时仅依靠其自身动能到达预先选择的停车位置的最小速度和直至仍保证车辆制动到预先选择的停车位置的最大速度之间，且在车辆相继行驶时允许预先选择布置在仍被前方车辆占据的驱动区域内的停车位置以用于监测和控制跟随车辆的速度，只要基于所监测的前方车辆的最小速度和所监测的跟随车辆的最大速度保证在跟随车辆进入相关驱动区域前前方车辆已移出此驱动区域。
根据本发明的方法是有利的，因为此方法实现了车辆的自动控制，使得关于布置在驱动区域内的、在行驶方向上随后的且在相关时刻仍由前方车辆占据的停车位置就能够进行跟随车辆的控制。为实现此控制，分别关于预先选择的各个停车位置监测和控制车辆的速度，使得车辆的速度总是处于最小速度和最大速度之间。在此，最小速度限定为允许车辆在不利的情况下在驱动故障时仅通过车辆的动能到达行驶方向上的下一个预先选择的停车位置的速度。优选地，在此特别地考虑各线路形状。
根据本发明的方法提供了基本的优点，即尽管其中布置了停车位置的驱动区域在相关时刻仍由前方车辆占据，在控制技术上已可使用该停车位置来监测和控制跟随车辆的速度。对于其中前方车辆最迟已离开相关的驱动区域且跟随车辆最早已到达此驱动区域的时刻的考虑实现了如下情况：即尽管已经关于布置在仍被占据的驱动区域内的停车位置释放了或进一步接通了跟随车辆，即已经关于此停车位置进行了对跟随车辆的监测和控制，但是要排除，在任何时刻两个车辆同时停止在涉及的驱动区域内。这特别地意味着，优选地已关于布置在行驶方向上的下一个驱动区域内的另外的停车位置实现了对前方车辆的监测。
通过因此在前方车辆离开相关驱动区域前使得可允许随后车辆驶向布置在邻接的驱动区域内的、在相关时刻位于仍被占据的驱动区域内的停车位置，有利地特别实现了列车时间间隔的缩短，即最小列车时间间隔的缩短。有利地，这以基本上在控制和安全技术方面可实现的方式进行，以此有利地避免了附加硬件的必要性，或驱动区域构造方面的改变必要性或运行控制技术部件的硬件方面的改变必要性。
有利地，根据本发明的方法构造为使得车辆的自动控制通过线路侧的列车自动控制单元进行。这是有利的，因为相应的线路侧的列车自动控制单元通常已在车辆自动控制的范围内被使用，且因此也可用于根据本发明的方法。有利地，线路侧列车自动控制单元在此设计为与车辆侧列车自动控制单元通信。
在另外的特别优选的实施方式中，根据本发明的方法构造为使得车辆的自动控制借助于线路侧的分别与驱动区域对应的列车自动控制单元进行，且在自动控制的范围内至少在相邻驱动区域的列车自动控制单元之间传输控制数据。相邻驱动区域的列车自动控制单元之间的控制数据的相应的交换以特别简单的方式使得，例如关于各监测的最大速度和最小速度以及如需要还有车辆的实际速度的信息在分布的列车自动控制单元之间被交换，且因此也可被用于控制车辆。
在另外的优选的实施方式中，根据本发明的方法构造为在达到最小和/或最大速度时，将相关车辆在其内停止的驱动区域内的驱动断开。这是有利的，因为在相关驱动区域内的驱动的断开保证了避免或阻止例如由于导致低于最小速度或超过最大速度的错误控制而导致进一步制动或进一步加速车辆。通过车辆的动能保证车辆继续行驶至少直至预先选择的停车位置。基本上，根据本发明的方法的所述实施方式可使用在任意类型的车辆上，即例如使用在轮轨系统中；由于在此情况中缺少摩擦损失，具有磁性轨道形式的车辆的使用是特别优选的。
本发明还涉及用于自动控制轨道车辆，特别是用于带有直线定子马达的磁性轨道的车辆的控制装置，所述车辆沿设有停车位置的线路运动，其中线路分为驱动区域，在相同的时间每个驱动区域内仅可驱动一个车辆。
关于控制装置，本发明要解决的技术问题在于给出前述类型的控制装置，所述控制装置支持用于自动控制轨道车辆的相对简单地可实现的且尽管如此却是有效的方法。
此技术问题根据本发明通过用于自动控制轨道车辆，特别是用于带有直线定子马达的磁性轨道的车辆的控制装置解决，所述车辆沿设有停车位置的线路运动，其中线路分为驱动区域，在相同的时间每个驱动区域内仅可驱动一个车辆，其中控制装置设计为，为监测和控制各车辆，分别预先选择在行驶方向上的下一个停车位置，其中监测和控制各车辆相对于每个预先选择的停车位置的速度，使得速度在任何时候总是处于允许车辆在驱动故障时仅依靠其自身动能到达预先选择的停车位置的最小速度和直至仍保证车辆制动到预先选择的停车位置的最大速度之间，且在车辆相继行驶时允许预先选择布置在仍被前方车辆占据的驱动区域内的停车位置以用于监测和控制跟随车辆的速度，只要基于所监测的前方车辆的最小速度和所监测的跟随车辆的最大速度保证在跟随车辆进入相关驱动区域前前方车辆已移出此驱动区域。
根据本发明的控制装置的优点基本上对应于根据本发明的方法的优点，使得对此参考相应的前述解释。同样情况也在如下提及的根据本发明的控制装置的优选扩展与根据本发明的方法的优选扩展的关系方面适用。
有利地，根据本发明的控制装置构造为使其具有用于自动控制车辆的线路侧列车自动控制单元。
此外，根据本发明的控制装置有利地也扩展为使得线路侧列车自动控制单元分别与驱动区域相对应，且在自动控制的范围内至少相邻的驱动区域的列车自动控制单元设计为用于相互传输控制数据。
优选地，根据本发明的控制装置构造为使得在达到最小速度和/或最大速度时，将涉及的车辆在其内停止的驱动区域内的驱动断开。
本发明此外包括带有至少一个根据本发明的控制装置或至少一个根据本发明的控制装置的前述优选扩展的磁性轨道设备。
附图说明
在下文中根据实施例详述本发明。其中：
图1为了解释根据本发明的方法的实施例，示出了带有两个磁悬浮车辆的磁性轨道设备的示意性图示。
具体实施方式
在附图中图示了用于具有磁悬浮车辆的形式的车辆20、30的线路。线路分为单个的直接相互邻接的驱动区域1、2、3，其中最外的驱动区域1和3分别仅部分地示出。单个的驱动区域1、2、3通过驱动区域边界4和5相互分开，其中在相同的时间在每个驱动区域1、2、3内仅可驱动一个车辆20、30。然而在此，除被驱动的车辆20、30外，原则上其他车辆可以停止在涉及的驱动区域1、2、3内。
此外在附图中通过短竖线以及停车位置标志示意出停车位置6、7。通常，停车位置6、7至少提供有在紧急情况下疏散乘客并允许救援人员进入的装置。因此，磁悬浮车辆通常仅允许在相应的停车位置6、7内停车，在此所述停车位置不必是在正常车辆运行中提供为用于乘客乘降的通常的车站。
在附图的实施例中，车辆20、30在线路上在相同的方向F上行驶。在此，对于各车辆20、30的关于每个预先选择的停车位置6、7的速度进行控制和监测，其中在跟随车辆20的情况中是涉及停车位置6，且在前方车辆30的情况中是涉及停车位置7。车辆20、30分别关于各停车位置6和7被监测和控制，使得车辆的速度总是处于最小速度和最大速度之间。在此，最小速度限定为车辆在此速度下当其驱动故障时仍在所有情况中可仅通过其运动能量即通过其动能到达在行驶方向上的下一个预先选择的停车位置。优选地，在此考虑到各线路形状。相应地，最大速度限定为如下的速度：直至该速度保证在不利情况下车辆20或30仍可制动到预先选择的停车位置6或7。这意味着，例如在此最大速度下，例如即使在不利的风力条件下仍保证在预先选择的停车位置6或7内停止。
现在在相继行驶的车辆20、30的情况中对最小速度以及最大速度的监测使得，允许关于在行驶方向F上的下一个停车位置6来监测和控制跟随车辆20的速度，尽管所述停车位置6布置在仍被前方车辆30占据的驱动区域2内。允许预先选择涉及的停车位置6在此意味着为了监测和控制下一个车辆20可选择或预先选择停车位置6。这在如下条件下发生，即基于所监测的前方车辆30的最小速度-所述最小速度在附图中具有作为位置函数的极限曲线31的形式-以及所监测的跟随车辆20的最大速度-所述最大速度在附图中也具有作为位置函数的极限曲线21的形式-保证，在跟随车辆20进入驱动区域2之前，前方车辆已可靠地离开即移出所述驱动区域2。应考虑到的是，即使在满足所述条件时，也不必强制地在所有可能的情况中预先选择相关停车位置6。重要的仅是，原则上可以考虑这样的预先选择，以此明显使控制方法更灵活。
有利地，通过共同观察车辆30在边界5上最晚离开驱动区域2的时刻以及车辆20在边界4上最早到达驱动区域2的时刻，排除了两个车辆20、30同时在驱动区域2内停止。车辆20、30在驱动区域2内的此同时停止可有利地被排除，虽然对于车辆20已开放了停车位置6，即虽然已关于停车位置6进行了对车辆20的最小速度和最大速度的监测和控制。通过在前方车辆30离开驱动区域2之前已可释放车辆20向停车位置6行驶，避免了列车运行中的延迟；此外，特别地实现了更短的列车时间间隔或最小列车时间间隔的缩短。因此，在附图的实施例中对于与根据本发明的方法不同，由于车辆30仍在所属的驱动区域2内停止而不可将停车位置6预先选择为停车位置的情况，则要求跟随车辆20在驱动区域边界4前的最后停车位置之前或之内及时制动。在此情况中，仅当前方车辆30已移出驱动区域3后才可实现车辆20向停车位置7的释放。
所述方法的优点是不要求改变或扩展驱动区域1、2、3的硬件或所属的运行控制技术的硬件-即大致在运行控制技术范围内使用的控制装置。这导致通过基本上仅要求控制技术方面的匹配，例如可以以相应的软件改变或扩展的形式提供的匹配，而使所述方法以相对小的花费且因此也以特别廉价的方式可实现。
应指出的是在附图的实施例中，其内布置有停车位置6、7的驱动区域2、3优选是不同的，关于所述停车位置进行车辆20或30的速度监测和控制。这意味着已关于布置在行驶方向F上的下一个驱动区域3内的停车位置7监测和控制了前方车辆30自身。在此，一方面可能存在的情况是在相应的驱动区域3内没有另外的车辆停止；但另一方面也可能的是对于此另外的车辆以及车辆30也进行上述类型的控制和监测，其中得到另外的车辆的最小速度以及车辆30的最大速度的估计，使得可允许预先选择停车位置7以用于监测和控制车辆30关于所述停车位置7的速度。

Claims (9)

1.一种用于自动控制轨道车辆(20、30)，特别是用于带有直线定子马达驱动的磁性轨道的车辆的方法，所述车辆(20、30)沿设有停车位置(6、7)的线路运动，其中线路分为驱动区域(1、2、3)，在相同的时间每个驱动区域内仅可驱动一个车辆(20、30)，其特征在于，
为监测和控制各车辆(20、30)在行驶方向(F)上分别预先选择下一个停车位置(6、7)，其中各车辆(20、30)相对于每个预先选择的停车位置(6、7)的速度被监测和控制，使得速度总是处于允许车辆(20、30)在驱动故障时仅依靠其自身动能到达预先选择的停车位置(6、7)的最小速度和直至仍保证车辆(20、30)制动到预先选择的停车位置(6、7)的最大速度之间，和
在车辆(20、30)相继行驶时允许预先选择布置在仍被前方车辆(30)占据的驱动区域(2)内的停车位置(6)以用于监测和控制跟随车辆(20)的速度，只要基于所监测的前方车辆(30)的最小速度和所监测的跟随车辆(20)的最大速度保证在跟随车辆(20)进入相关驱动区域(2)前前方车辆(30)已移出此驱动区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述车辆(20、30)的自动控制通过线路侧的列车自动控制单元进行。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
对所述车辆(20、30)的自动控制通过线路侧的每个与驱动区域(1、2)相对应的列车自动控制单元进行，和
在自动控制的范围内至少在相邻驱动区域(1、2)的列车自动控制单元之间传输控制数据。
4.根据前述权利要求中一项所述的方法，其特征在于，在达到最小和/或最大速度时，将涉及的车辆(20、30)在其内停止的驱动区域(1、2)内的驱动断开。
5.一种用于自动控制轨道车辆(20、30)，特别是用于带有直线定子马达的磁性轨道的车辆的控制装置，所述车辆(20、30)沿设有停车位置(6、7)的线路运动，其中线路分为驱动区域(1、2、3)，在相同的时间每个驱动区域内仅可驱动一个车辆(20、30)，其特征在于，
控制装置设计为：
为监测和控制各车辆(20、30)，在行驶方向(F)上分别预先选择下一个停车位置(6，7)，其中各车辆(20、30)相对于每个预先选择的停车位置(6、7)的速度被监测和控制，使得速度总是处于允许车辆(20、30)在驱动故障时仅依靠其自身动能到达预先选择的停车位置(6、7)的最小速度和直至仍保证车辆(20、30)制动到预先选择的停车位置(6、7)的最大速度之间，和
在车辆(20、30)相继行驶时允许预先选择布置在仍被前方车辆(30)占据的驱动区域(2)内的停车位置(6)以用于监测和控制跟随车辆(20)的速度，只要基于所监测的前方车辆(30)的最小速度和所监测的跟随车辆(20)的最大速度保证在跟随车辆(20)进入相关驱动区域(2)前前方车辆(30)已移出此驱动区域。
6.根据权利要求5所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置具有用于自动控制所述车辆(20、30)的线路侧的列车自动控制单元。
7.根据权利要求6所述的控制装置，其特征在于，
所述线路侧的列车自动控制单元分别与驱动区域(1、2)相对应，和
在自动控制的范围内至少相邻驱动区域(1、2)的列车自动控制单元设计为用于相互传输控制数据。
8.根据权利要求5至7中一项所述的控制装置，其特征在于，所述控制装置设计为在达到最小和/或最大速度时，将涉及的车辆(20、30)在其内停止的驱动区域(1、2)内的驱动断开。
9.一种磁性轨道设备，所述磁性轨道设备带有至少一个根据权利要求5至8中一项所述的控制装置。
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