CN103492221B - 用于运行有轨车辆的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于运行有轨车辆（10、11、12）的方法，其中，在第一有轨车辆（10）与第二有轨车辆（11）之间传输至少涉及两个有轨车辆（10、11）之一的将来的行驶运行的行驶信息，并且两个有轨车辆（10、11）按照在它们之间传输的行驶信息这样互相协调它们将来的行驶运行，使得由第一有轨车辆（10）在制动过程范围内回馈的制动能可以至少部分地被第二有轨车辆（11）利用。

Description

用于运行有轨车辆的方法
背景技术
在例如可以是轨道车辆或具有橡胶轮胎的轨道导引车辆的有轨车辆的制动过程中，借助一个制动系统或多个制动系统散失有轨车辆的动能。在此，相比传统上占首要位置的动能到热量的转换，特别是在由此实现降低有轨车辆能量消耗的背景下，以再生式或电动式制动形式的无磨损的减速系统变得越发重要，其也被称为电制动或再生制动。在此，将制动过程中产生的电流或产生的电能回馈到各自的接触线，即例如架空线或接触轨。特别是在以直流电网形式的供电网的情况下，对于高效的能量回馈，以下通常是必须的：由有轨车辆回馈到电网中的电能基本上同时被另外的有轨车辆（例如在加速过程范围内）吸收。因此，为了高效利用由有轨车辆在制动过程范围内回馈的制动能，对不同有轨车辆的将来的行驶运行进行协调在实践中具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种用于运行有轨车辆的方法，其能够使得由一个有轨车辆在制动过程范围内回馈的制动能至少部分地被另外的有轨车辆利用，并且其在此能够相对容易地实现以及特别有效率。
根据本发明，通过一种用于运行有轨车辆的方法来解决该技术问题，其中，在第一有轨车辆与第二有轨车辆之间传输涉及两个有轨车辆至少之一的将来的行驶运行的行驶信息，并且根据在它们之间传输的行驶信息，这两个有轨车辆互相协调它们将来的行驶运行，使得由第一有轨车辆在制动过程范围内回馈的制动能能够至少部分地被第二有轨车辆利用。
根据本发明的方法的特征在于，在第一方法步骤中，在第一有轨车辆与第二有轨车辆之间传输行驶信息。在此，既可以通过单向的传输从两个有轨车辆之一向另一个有轨车辆，也可以通过双向的数据交换在两个有轨车辆之间传输涉及两个有轨车辆至少之一的行驶运行的行驶信息。
根据在它们之间传输的行驶信息，在第二方法步骤中，可以有利地使两个有轨车辆互相协调它们将来的行驶运行，使得由第一有轨车辆在制动过程范围内回馈的制动能能够至少部分地被第二有轨车辆利用。这意味着，将传输的行驶信息用于使两个有轨车辆的至少之一关于以下内容匹配其将来的行驶运行，即，使得由第一有轨车辆在制动过程范围内回馈的制动能能够至少部分地被第二有轨车辆利用。在考虑了各自的边界条件下，例如可能通过行车时刻表和/或各个路段信号给出的该边界条件，在此优选进行优化，使得第二有轨车辆可以最大化地利用回馈的制动能。
根据本发明的方法具有以下优点，其能够降低具有多个有轨车辆的系统的总能量消耗。对此直接相关的是，降低了由运行有轨车辆而产生的温室气体以及各个交通运输运营者的能源成本。另外，根据本发明的方法特别有利地通过有轨车辆自身或有轨车辆相应的车辆侧的控制装置对有轨车辆的行驶运行进行分散协调。与在此可考虑的通过以调度台形式的中央控制装置对有轨车辆的行驶运行进行集中协调的替代方法不同地，在此得到提高的实用性。因此，当单个的有轨车辆或其部分出现故障时，根据本发明的方法还可以继续使用，因为由此通过如下避免了对总系统的损害，即，对于仍然功能正常的有轨车辆，还可以出于高效利用回馈的制动能的目的来协调或同步行驶运行。有利地，为了实现根据本发明的方法还无需附加的路段侧的基础设施，从而避免了有关的费用和成本。
根据一种特别优选的扩展方案，这样设计根据本发明的方法，通过在第二有轨车辆方面，在考虑了传输的行驶信息的条件下确定或改变第二有轨车辆按照其进行行驶运行的行驶路径，由此来互相协调两个有轨车辆的将来的行驶运行。这是具有优势的，因为通过匹配第二有轨车辆的，即应当至少部分地吸收或至少部分地吸收由第一有轨车辆在制动过程范围内回馈的制动能的那个车辆的行驶路径，能够达到最大利用回馈的制动能。
在此，根据本发明的方法还可以优选地实施为，通过在第二有轨车辆方面，在考虑了传输的行驶信息的条件下确定或改变其启动的时间点，由此来互相协调两个有轨车辆的将来的行驶运行。这是具有优势的，因为在例如处于在停靠站或火车站的第二有轨车辆基本上准备出发的情况下，通过考虑第一有轨车辆有待处理的制动过程来确定或改变启动时间点，可以按相对简单的方式来匹配第二有轨车辆的行驶路径。因为可以将第二有轨车辆有待处理的加速过程与第一有轨车辆有待处理的制动过程尽可能地同步，以便使第二有轨车辆实现尽可能地完全利用由第一有轨车辆回馈的制动能。
根据另一种根据本发明的方法的特别优选的实施方式，通过在第一有轨车辆方面，在考虑了传输的行驶信息的条件下确定或改变第一有轨车辆按照其进行行驶运行的行驶路径，由此来互相协调两个有轨车辆的将来的行驶运行。在此，作为之前描述的改变第二有轨车辆的行驶路径的附加或替换，可以相应地改变第一有轨车辆的行驶路径。在此，改变第一有轨车辆的行驶路径所追求的目的在于，将例如由于在行驶方向前方的停靠站或出于安全技术原因而需要的制动过程在时间上尽可能地与第二有轨车辆的能量需求同步，该能量需求例如可能通过预定的加速过程来产生。
优选地还可以这样扩展根据本发明的方法，在第二有轨车辆方面确定其启动的时间窗，并且将第二有轨车辆的对于为启动所确定的时间窗的说明与行驶信息一起传输到第一有轨车辆。由此例如有利地实现了，在从第一有轨车辆的行驶路径中得出，第一有轨车辆的预测行驶路径和第二有轨车辆的启动的时间窗构成了交集的情况下，第一有轨车辆在传输行驶信息的范围内向第二有轨车辆发送消息。基于此可以按以下方式协调两个有轨车辆的将来的行驶运行，使得由第一有轨车辆在制动过程范围内回馈的制动能尽最大可能地被第二有轨车辆利用。
作为之前描述的优选扩展方案的附加或替换，可以这样有利地设计根据本发明的方法，使得在第一有轨车辆方面确定其制动过程的时间窗，并且将第一有轨车辆的对于为第一有轨车辆的制动过程所确定的时间窗的说明与行驶信息一起传输到第二有轨车辆。因此在该情况下，按照传输的对于为第一有轨车辆的制动过程所确定的时间窗的说明，使第二有轨车辆有能力为了优化对回馈的能量的利用而协调两个有轨车辆的将来的行驶运行。
原则上可以按任意已知的方式在两个有轨车辆之间传输行驶信息。这包括例如通过滑接线或铁轨的传输。
根据另一种根据本发明的方法的特别优选的实施方式，基于无线电在两个有轨车辆之间传输行驶信息。这是具有优势的，因为有轨车辆经常已经配备有基于无线电传输数据的传输装置，并且相应的传输还是相对稳定和可靠的。
有利地，还可以这样设计根据本发明的方法，使得至少部分地通过广播在两个有轨车辆之间传输行驶信息。在此，作为广播指的是消息传输或信号传输的形式，在该广播中，由各自的发送器发送不定向的、非特定于各自的接收器的信号。按照根据本发明的方法的该优选扩展方案，无需通过广播传输所有在行驶信息的传输范围内传输的消息，取而代之，例如通过广播传输在第一与第二有轨车辆之间传输的第一消息已经足够，而必要时后续的消息可以明确指定各自的接收器。在两个有轨车辆之间通过广播如此至少部分地传输行驶信息是具有优势的，因为通常有轨车辆至少首先不知道哪个其它的有轨车辆在其空间上的附近停留并在必要时为了优化利用回馈的制动能可以被考虑用于协调行驶运行。通过在传输行驶信息的范围内例如通过广播至少传输第一传输的消息，因此在不知道该消息的接受器的地址的情况下，也能够实现在不同有轨车辆之间的通信。
优选地，也可以这样扩展根据本发明的方法，在行驶信息的传输中和在对将来的行驶运行的协调中包括至少一个另外的有轨车辆。这意味着，例如还可以使三个或更多有轨车辆互相传输行驶信息，并且互相协调它们将来的行驶运行。在此，根据所考虑的有轨车辆的数量以及各自的情况，必要时通过合适的算法确保在所涉及的有轨车辆之间的可靠并足够快的协调过程。在此，协调的目的在于，保证尽可能最好地利用在制动过程范围内回馈的制动能。因此，例如可以考虑在时间上这样互相协调第二有轨车辆以及另外的有轨车辆的加速过程，使得由第一有轨车辆在制动过程范围内回馈的制动能首先被第二有轨车辆利用，并且随后被另外的有轨车辆利用。替代地，在此例如还存在以下可能性，在第一有轨车辆、第二有轨车辆和存在有待处理的制动过程的另外的有轨车辆之间，按以下方式进行协调或同步，使得由第二有轨车辆可以首先利用第一有轨车辆回馈的制动能，并且随后或完全同时或部分同时利用另外的有轨车辆的制动能。
附图说明
以下借助实施例详细解释本发明。其中：
图1为解释根据本发明的方法的实施例而示出了具有三个有轨车辆的布置。
具体实施方式
在附图中可见有轨车辆10、11和12，其可以是以轻轨、地铁或其它短途列车形式的轨道车辆。有轨车辆10、11、12分别具有车辆侧的控制装置20、21或22，在该控制装置上分别安装了车辆侧的传输装置31、32或33。在此，借助车辆侧的传输装置31、32、33可以在车辆侧的控制装置20、21、22之间基于无线电通信，另外，车辆侧的传输装置31、32、33必要时还可以用于车辆侧的控制装置20、21、22或者有轨车辆11、12、13与例如以调度台或信号楼形式的路段侧的部件进行基于无线电的通信。
假设在车辆侧的控制装置20、21、22具有或实现了作为被称作ATO（自动列车运行）的部件，用于分别控制有轨车辆10、11或12。常规地，通过根据行车时刻表位置、拓扑信息以及车辆特征来计算到下一个危险点的能量优化的行驶路径，相应的部件分别在有轨车辆10、11或12上自供式地或互相独立地工作。但是，在此没有设置在各个车辆侧的控制装置20、21、22或各自的ATO之间的协调。
在所描述的根据本发明的方法的实施例中，现在这样运行有轨车辆10、11和12，使得在以有轨车辆10形式的第一有轨车辆与以有轨车辆11形式的第二有轨车辆之间传输至少涉及有轨车辆10和11之一的将来的行驶运行的行驶信息。这意味着，借助连接在各自的车辆侧的控制装置20、21上的车辆侧的传输装置30、31进行在车辆侧的控制装置20、21之间的通信。由此有利地实现了在确定了有轨车辆10、11的行驶路径的范围内，必要时进行在有轨车辆10、11之间的高级别的协调，使得回馈效果可以最大化。为此，在有轨车辆10与11之间传输行驶信息，并且随后按照在它们之间传输的行驶信息互相协调两个有轨车辆10和11的将来的行驶运行，使得由第一有轨车辆10在制动过程范围内回馈的制动能可以至少部分地被第二有轨车辆11利用。
行驶信息的传输，即在有轨车辆10、11或所属ATO的车辆侧的控制装置20、21之间的信息传输例如可以这样来进行，在第二有轨车辆11方面，假设其在停靠站已经准备出发，则确定潜在的出发时间窗，即启动时间窗，并且将第二有轨车辆11的对于为启动而确定的时间窗的说明与行驶信息一起传输到第一有轨车辆10。在所描述的实施例范围内，在此借助广播消息B传输对于为启动而确定的时间窗的说明，该广播消息由有轨车辆11的车辆侧的控制装置21产生、由车辆侧的传输装置31发送。借助广播消息或广播信号B，有轨车辆11的车辆侧的控制装置21或所属的ATO询问在空间上附近的有轨车辆，是否在所询问的时间窗内其预测的制动路径与为启动而确定的时间窗构成交集。
在所描述的实施例范围内，假设关于第一有轨车辆10是这种情况，从而在行驶信息传输或交换范围内，由第一有轨车辆10借助车辆侧的传输装置30向第二有轨车辆11传输响应信号A。
按照在它们之间借助消息或信号B和A传输的行驶信息，两个有轨车辆10和11可以这样互相协调它们将来的行驶运行，使得由第一有轨车辆10在制动过程范围内回馈的制动能可以至少部分地被第二有轨车辆11利用。最终，在考虑了各自要注意的边界条件下，在此的目的在于，通过要启动的第二有轨车辆11实现对第一有轨车辆10的制动能尽可能最好的充分利用。为此，在第一有轨车辆10方面和/或在第二有轨车辆11方面，在考虑了传输的行驶信息的条件下确定或改变各个有轨车辆10或11按照其进行行驶运行的行驶路径。这例如可以这样发生，准备出发的有轨车辆11的车辆侧的控制装置21在搜索空间或时间窗内（例如可以是10秒）这样优化有轨车辆11的启动时间点或出发时间点，使得可以最大利用由第一有轨车辆10回馈的能量。根据各自的具体实现，在此，在有些情况下，第一有轨车辆10存储在传输的行驶信息范围内已经预定要吸收第一有轨车辆的制动能的那些有轨车辆的列表是实用的。由此-如果这一点根据各自的实现或设计而在特殊情况下是需要的-可以避免多次错过回馈的能量。
在附图中可见，广播信号B不仅被第一有轨车辆10接收，还被另外的有轨车辆12接收。因为对于该有轨车辆12在由有轨车辆11询问的时间窗内没有制动过程有待处理，所以另外的有轨车辆12对于广播信号B的接收不向有轨车辆11返回响应信号A。但是，可以替代地考虑，在存在有待处理的制动过程的情况下，对行驶运行的协调也包括了另外的有轨车辆12，并且因此关于三个有轨车辆10、11和12的总系统关于回馈的能量的利用进行尽可能最好的协调或同步。替代地，可以附加地在另外的有轨车辆12方面，由于有待处理的加速过程而可以利用第一有轨车辆10的制动能，并且通过在有轨车辆10、11和12之间相应的协调可以实现。
需要指出的是，当然也可以按其它方式进行在有轨车辆10、11和12或者它们的车辆侧的控制装置20、21或22之间的行驶信息的传输。因此例如也可以考虑，行驶信息的传输从第一有轨车辆10开始。另外，行驶信息的双向传输不是必须的，取而代之，例如也可以是仅第一有轨车辆10通过向第二有轨车辆11传输行驶信息来告知它的预定的制动过程的时间段，并且第二有轨车辆11尽可能最好地与其协调它的行驶路径。通常地，在此既可以通过改变第一有轨车辆10的行驶路径、改变第二有轨车辆11的行驶路径，也可以通过改变两个有轨车辆10和11的行驶路径来进行相应的协调。
相对之前描述的实施例，根据本发明的方法的特征在于，借助分散的方式实现回馈效果的最大化。在此，本方法有利地独立于中央的控制装置，由此产生特别的稳定，并且同时能够以相对少的花费实现。

Claims (9)

1.一种用于运行有轨车辆(10、11、12)的方法，其中：
-在第一有轨车辆(10)与第二有轨车辆(11)之间传输至少涉及两个有轨车辆(10、11)之一的将来的行驶运行的行驶信息；并且
-所述两个有轨车辆(10、11)按照在它们之间传输的行驶信息互相协调它们将来的行驶运行，使得由所述第一有轨车辆(10)在制动过程范围内回馈的制动能能够至少部分地被所述第二有轨车辆(11)利用。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在所述第二有轨车辆(11)方面，在考虑了传输的行驶信息的条件下确定或改变所述第二有轨车辆(11)按照其来进行行驶运行的行驶路径，由此来互相协调所述两个有轨车辆(10、11)的将来的行驶运行。
3.按照权利要求2所述的方法，其特征在于，通过在所述第二有轨车辆(11)方面，在考虑了传输的行驶信息的条件下确定或改变其启动的时间点，由此来互相协调所述两个有轨车辆(10、11)的将来的行驶运行。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，通过在所述第一有轨车辆(10)方面，在考虑了传输的行驶信息的条件下确定或改变所述第一有轨车辆(10)按照其来进行行驶运行的行驶路径，由此来互相协调所述两个有轨车辆(10、11)的将来的行驶运行。
5.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，
-在所述第二有轨车辆(11)方面确定其启动的时间窗；并且
-将所述第二有轨车辆(11)的对于为启动而确定的时间窗的说明与所述行驶信息一起传输到所述第一有轨车辆(10)。
6.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，
-在所述第一有轨车辆(10)方面确定其制动过程的时间窗；并且
-将所述第一有轨车辆(10)的对于为所述第一有轨车辆(10)的制动过程所确定的时间窗的说明与所述行驶信息一起传输到所述第二有轨车辆(11)。
7.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，基于无线电在所述两个有轨车辆(10、11)之间传输所述行驶信息。
8.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，至少部分地通过广播在所述两个有轨车辆(10、11)之间传输所述行驶信息。
9.按照上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述行驶信息的传输中和在对将来的行驶运行的协调中包括至少一个另外的有轨车辆(12)。
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