CN104768828B - 用于计算轨道车辆的驾驶建议的方法、轨道车辆的辅助系统和轨道车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于通过装入轨道车辆(1)、尤其是动车组或机车中的辅助系统(2)计算驾驶建议的方法，该辅助系统包括计算单元(12)和数据存储器(13)，在所述数据存储器中存储有行车时刻表信息和要驶过的路段的路段信息、轨道车辆(1)和有可能挂在轨道车辆上的车厢的物理特性，所述方法具有如下方法步骤：检测轨道车辆(1)的实时位置；检测轨道车辆(1)的实时速度；检测轨道车辆(1)的制动部件的瞬时状态参数；将制动部件的状态参数与制动部件的状态参数的存储在数据存储器(13)中的设定范围进行比较；基于制动部件的状态参数的比较，计算制动部件的实时可用的制动力，在行驶期间在考虑轨道车辆(1)的实时位置和速度以及制动部件的由制动部件的状态参数的比较获得的实时可用的制动力的情况下更新驾驶建议。此外，本发明涉及一种辅助系统(2)和一种轨道车辆(1)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于计算轨道车辆、尤其是动车组或机车的驾驶建议的方法，所述轨道车辆包括装入轨道车辆中的辅助系统。此外，本发明涉及一种辅助系统以及一种轨道车辆。
背景技术
在轨道车辆交通中，数年以来已知用于驾驶建议的计算方法，所述计算方法在辅助系统、尤其是驾驶员辅助系统的计算单元中实施。在所述方法中借助算法计算驾驶建议，所述驾驶建议为机车驾驶员给出建议，应怎样控制轨道车辆，以便优化一个或多个目标参量。作为目标参量例如考虑准时到达目的地、在要行驶的路段上的能量消耗亦或在地区中在行驶期间出现的牵引纵向力。轨道车辆以及有可能挂在轨道车辆上的车厢的物理特性、要驶过的路段、行车时刻表以及其他运行规定例如速度限制用作计算方法的输入参量。
这些方法在实际中被证实为完全可行。
发明内容
本发明的任务是，提供一种用于借助集成在轨道车辆中的辅助系统计算驾驶建议的方法，利用所述方法尤其是可以在轨道车辆的制动器的使用方面进一步改善行驶方式。
该任务通过一种具有如下所述特征的用于计算驾驶建议的方法，以及通过一种具有如下所述特征的辅助系统和通过一种具有如下所述特征的轨道车辆解决。
在此，在按照本发明的用于计算轨道车辆、尤其是动车组或机车的驾驶建议的方法中，所述轨道车辆包括装入轨道车辆中的辅助系统，所述辅助系统包括计算单元和数据存储器，在所述数据存储器中存储有行车时刻表信息和要驶过的路段的路段信息、轨道车辆和有可能挂在轨道车辆上的车厢的物理特性，借助集成在轨道车辆中的辅助系统实施的按照本发明的方法具有如下方法步骤：
——检测轨道车辆的实时位置，
——检测轨道车辆的实时速度，
——检测轨道车辆的制动部件的瞬时状态参数，
——将制动部件的状态参数与存储在数据存储器中的制动部件的状态参数的设定范围进行比较，
——基于制动部件的状态参数的比较，计算制动部件的实时可用的制动力，
——在考虑轨道车辆的实时位置和速度以及制动部件的由制动部件的状态参数的比较获得的实时可用的制动力的情况下，在行驶期间更新驾驶建议。
利用按照本发明的方法能够实现至今已知的计算方法的显著改善，其方式为，在行驶期间也检测轨道车辆的制动部件的瞬时状态参数并且将其用到计算驾驶建议中。由此，可以计算出轨道车辆的制动部件的低磨耗行驶方式作为额外的目标参量。此外，由此能够实现，可使制动强度与瞬时可用的制动力匹配，从而由此可以避免轨道车辆的制动部件的对安全性关键的和/或磨损强烈的过载。
按照一种有利的实施方案，将更新过的驾驶建议由计算单元传输给轨道车辆的控制单元。
按照一种有利的实施方案，尤其是在驾驶员辅助系统代替机车驾驶员直接控制轨道车辆的那些轨道车辆中，将实时的驾驶建议从辅助系统的计算单元传输给轨道车辆的控制单元，所述控制单元然后自动地例如使实时速度这样匹配于轨道车辆的制动部件的实时可用的制动力，使得轨道车辆的制动可以在没有提高制动部件损坏风险的情况下进行。
按照本发明的一种实施方案，在检测轨道车辆的制动部件的瞬时状态参数时，测量轨道车辆的摩擦衬片和在制动过程中被摩擦衬片贴靠的制动盘或车轮的实时温度。
按照本发明的另一种实施方案，不是测量该温度，而是由制动部件的物理特性以及由之前进行的制动的热量输入数字式地确定该温度。
所述制动部件的温度可用作特征参量，因为所述制动部件的磨损特性是与温度相关的。
按照本发明的又一种实施方案，在计算制动部件的实时可用的制动力时，考虑轨道车辆的摩擦衬片和/或制动盘或车轮的磨损与温度的相关性。
在轨道车辆的摩擦衬片或制动块以及在制动时被制动块或摩擦衬片贴靠的制动盘或车轮的与磨损相关的接触时，动能转变为热量。基于摩擦衬片和/或制动盘或车轮的材料特性，在制动部件中的较高温度也引起在相应制动部件中的较高磨损。
除了在制动过程中产生的磨损，在过热时也可能由于形成裂纹而发生制动部件的完全失效。通过计算出的驾驶建议考虑到制动部件的实时温度，对制动部件的温度监控对此提供了一种补救，这例如可以得出建议轨道车辆的相应减慢的行驶速度或及早的渐慢行驶。
优选地，在检测轨道车辆的制动部件的瞬时状态参数时，考虑一个或多个所述制动部件的运行准备就绪状态。
尤其是连续检测轨道车辆的制动部件的瞬时状态参数因此导致总是相应匹配的驾驶建议。
优选地，将轨道车辆的制动部件的检测的瞬时状态参数连续地传送给辅助系统的计算单元。
在一种实施方案中，也检测轨道车辆的其他构件的瞬时状态参数，将其与设定值进行比较并且用于计算驾驶建议。
优选地，在检测轨道车辆的实时位置之后，将轨道车辆的实时速度与在行驶开始之前计算的设定速度进行比较，所述设定速度作为用于实时驶过的路段部分的设定速度曲线存储在数据存储器中。
按照本发明的另一种实施方案，通过设置在计算单元上的数据接口更新存储在计算单元的数据存储器中的数据。在此，所述数据接口优选构成为无线的通讯接口，通过该通讯接口连续地或以预定的时间间隔更新存储在计算单元的数据存储器中的数据。
这也能够实现，始终实时检测例如由中央调度中心通知的信息、例如行车时刻表变化、路段闭塞或在要驶过的路段上的其他轨道车辆的距离，用到计算驾驶建议中。
按照本发明的轨道车辆的辅助系统、尤其是动车组或机车的驾驶员辅助系统具有用于存储行车时刻表信息和要驶过的路段的路段信息、轨道车辆和有可能挂在轨道车辆上的车厢的物理特性的数据存储器、用于计算驾驶建议的计算单元、到至少一个安装在轨道车辆中的测量仪器的接口，所述测量仪器用于检测轨道车辆和有可能挂在轨道车辆上的车厢的实时参数，其中，所述计算单元连接在用于检测制动部件的瞬时温度的至少一个温度测量仪器上，所述计算单元用于实施按照本发明上述方法之一。
按照本发明的轨道车辆、尤其是动车组或机车具有多个包括车轮和相应的制动部件的车轴以及用于计算驾驶建议或用于控制轨道车辆的辅助系统、尤其是驾驶员辅助系统，其中，所述辅助系统按照本发明构成。
附图说明
下面借助附图进一步解释按照本方法、用于轨道车辆的辅助系统的发明人的优选实施方案。图中：
图1示出包括在其中装入的辅助系统的轨道车辆的示意图，以及
图2示出用于描述按照本发明的方法的实施方案的示意流程图。
具体实施方式
在图1中以附图标记1总体上表示具有辅助系统2的轨道车辆。在此，辅助系统2尤其是构成为所谓的驾驶员辅助系统，其包括屏幕，所述屏幕优选是构成为动车组或机车的轨道车辆的驾驶台的组成部分。该屏幕连接到辅助系统2的计算单元12上，从而在该屏幕上将在辅助系统2中计算的驾驶建议、例如速度建议和/或用于制动杆位置或牵引杆位置的建议显示给机车驾驶员11。
此外，辅助系统2具有数据存储器13，所述数据存储器优选尤其是具有行车时刻表信息和要驶过的路段的路段信息、轨道车辆1和有可能挂在轨道车辆上的车厢的物理特性。在此，轨道车辆1的这些物理特性包括尤其是轨道车辆或挂上的车厢的质量并且尤其是还有驱动装置和在车轴7上或在设置的车轮8上设置的制动部件的特性。在此，将上述的数据优选在轨道车辆的行驶开始之前输入数据存储器13中。
为了可以在轨道车辆1行驶期间接收变化、尤其是行车时刻表的变化或要驶过的行驶路段的变化，数据存储器13优选通过数据接口4也可在行驶期间更新，所述数据接口优选提供与中央调度中心5的无线连接。
也可设想替代的或附加的数据接口，通过其可以将例如存储条或其他存储介质直接与数据存储器13连接并且可以这样将数据记录到数据存储器13上或从该数据存储器加载。
为了检测轨道车辆1的实时位置，辅助系统2优选装备有另一个数据接口9，所述另一个数据接口能够实现与卫星导航系统的无线连接，从而随时精确确定轨道车辆1在行驶路段上的位置。
如在图2所示的示意流程图中示出的，为了对于要由轨道车辆1驶过的行驶路段计算驾驶建议，在考虑行驶开始之前加载到辅助系统2的数据存储器13中的数据的情况下，首先检测轨道车辆1的实时位置、实时速度以及制动部件的瞬时状态参数。
在此，检测轨道车辆1的制动部件的瞬时状态参数尤其是包括检测摩擦衬片或制动块和制动盘的实时温度，或在摩擦衬片或制动块直接作用在轨道车辆1的车轮8上的情况下，检测轨道车辆1的车轮8的实时温度。
在此，在按照本发明的方法的一种实施方案中，温度检测通过测量放出的热辐射进行，例如通过红外测量仪器进行。同样可设想这样的温度测量仪器的其他实施方式。在此，温度测量仪器6有线连接地亦或无线地与辅助系统2的计算单元12连接。
在按照本发明的方法的另一种实施方案中，基于制动部件的物理特性以及由之前进行的制动的热量输入，通过数字式确定进行温度检测。
在一个继续的方法步骤中，将这样检测的温度数据与制动部件的状态参数的存储在数据存储器13中的设定范围在计算单元12中进行比较。
在一个随后的方法步骤中，由该比较计算出制动部件的实时可用的制动力。该实时可用的制动力然后作为独有的目标参量或作为要优化的目标参量之一在进一步考虑轨道车辆的实时位置和速度的情况下用于计算实时的驾驶建议。
只要轨道车辆1是没有机车驾驶员11的机车，则在下一个方法步骤中将计算的驾驶建议从辅助系统2的计算单元12直接传输给轨道车辆1的控制单元3，从而由更新过的驾驶建议直接操控轨道车辆1，所述操控例如在于减小实时行驶速度。
在计算制动部件的实时可用的制动力时，尤其是考虑轨道车辆1的摩擦衬片或制动盘或车轮8的磨损与温度的相关性，因为视尤其是摩擦衬片的材料的不同，磨损与温度的相关性不同。
由此能够实现，例如在行驶路段的较长的下坡路段之后，其中一个或多个所述制动部件通过持续时间长的制动过程经受大的热负载，在随后的路段区域中输出相对于预定的设定速度减少的速度作为驾驶建议，因为有可能部分数量的制动部件已这样强烈地受热，使得直到重新达到以制动部件预定的设定制动力，可以考虑这些制动部件的预定的冷却时间或替代地考虑减少的制动力，从而在考虑这些因素的减少行驶速度的驾驶建议时可防止在随后的制动过程中损坏制动部件。
优选连续、例如以秒节拍检测轨道车辆1的制动部件的瞬时状态参数。也可设想以预定事件的顺序检测制动部件的瞬时状态参数，例如在进行制动过程期间和在进行的制动过程之后预定的时间段期间。
同样，将轨道车辆1的制动部件的检测的瞬时状态参数传送给辅助系统2的计算单元12优选连续地进行。在这里也可设想按要求、由辅助系统2控制地传送。
如果辅助系统2与制动部件通过一个或多个接口相连接，则可以借此检查制动部件的运行准备就绪状态，从而尤其是在一个或多个所述制动部件中的可能的干扰、如瞬时不利的、即减小制动力的温度同样可以导致变化的行驶和制动建议。
除了检测制动部件上的状态参数之外，也可设想，连续地或以预定事件的顺序检测轨道车辆的其他构件，将其与存储在数据存储器13中的设定值进行比较并且用于计算驾驶建议。
这尤其是包括在检测轨道车辆1的实时位置之后轨道车辆1的实时速度与在行驶开始之前计算的设定速度的比较，所述设定速度作为实时行驶的路段部分的设定速度曲线存储在数据存储器13中。
重要的是，利用以上所述方法或辅助系统和装备有这样的辅助系统的轨道车辆随时能够实现轨道车辆的全部制动部件的瞬时可用性，该瞬时可用性由辅助系统检测并且利用以上所述的方法用到计算驾驶建议中，从而轨道车辆的每个制动过程能够与实际上可用的制动力匹配，由此能够有效避免制动部件的过载。
附图标记列表
1 轨道车辆
2 辅助系统
3 控制单元
4 数据接口
5 中央调度中心
6 温度测量仪器
7 车轴
8 车轮
9 数据接口
11 机车驾驶员
12 计算单元
13 数据存储器
Claims (22)
1.用于计算轨道车辆(1)的驾驶建议的方法，所述轨道车辆包括装入轨道车辆(1)中的辅助系统(2)，所述辅助系统包括计算单元(12)和数据存储器(13)，在所述数据存储器中存储有行车时刻表信息和要驶过的路段的路段信息、轨道车辆(1)的物理特性，所述方法具有方法步骤：
检测轨道车辆(1)的实时位置，
检测轨道车辆(1)的实时速度，
检测轨道车辆(1)的制动部件的瞬时状态参数，
将制动部件的状态参数与存储在数据存储器(13)中的制动部件的状态参数的设定范围进行比较，
基于制动部件的状态参数的比较，计算制动部件的实时可用的制动力，
在行驶期间，在考虑轨道车辆(1)的实时位置和速度以及制动部件的由制动部件的状态参数的比较获得的实时可用的制动力的情况下，更新驾驶建议。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，将更新过的驾驶建议由计算单元(12)传输给轨道车辆(1)的控制单元(3)。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测轨道车辆(1)的制动部件的瞬时状态参数时，测量轨道车辆(1)的摩擦衬片和在制动过程中被摩擦衬片贴靠的制动盘或车轮(8)的实时温度。
4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在检测轨道车辆(1)的制动部件的瞬时状态参数时，由制动部件的物理特性以及由之前进行的制动过程的热量输入数字式地确定轨道车辆(1)的摩擦衬片和在制动过程中被摩擦衬片贴靠的制动盘或车轮(8)的实时温度。
5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，在计算制动部件的实时可用的制动力时，考虑轨道车辆(1)的摩擦衬片和/或制动盘或车轮(8)的磨损与温度的相关性。
6.按照权利要求4所述的方法，其特征在于，在计算制动部件的实时可用的制动力时，考虑轨道车辆(1)的摩擦衬片和/或制动盘或车轮(8)的磨损与温度的相关性。
7.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在检测轨道车辆(1)的制动部件的瞬时状态参数时，考虑一个或多个所述制动部件的运行准备就绪状态。
8.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，连续检测轨道车辆(1)的制动部件的瞬时状态参数。
9.按照权利要求8所述的方法，其特征在于，将轨道车辆(1)的制动部件的检测的瞬时状态参数连续地传送给辅助系统(2)的计算单元(12)。
10.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，检测轨道车辆(1)的其他构件的瞬时状态参数，将所述其他构件的瞬时状态参数与设定值进行比较并且用于计算驾驶建议。
11.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在检测轨道车辆(1)的实时位置之后，将轨道车辆(1)的实时速度与在行驶开始之前计算的设定速度进行比较，所述设定速度作为用于实时驶过的路段部分的设定速度曲线存储在数据存储器(13)中。
12.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，通过数据接口(4)更新存储在数据存储器(13)中的数据。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征在于，数据接口(4)构成为无线的通讯接口，通过所述数据接口连续地或以预定的时间间隔更新存储在计算单元(12)的数据存储器(13)中的数据。
14.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，所述轨道车辆(1)是动车组或机车。
15.按照权利要求1至6之一所述的方法，其特征在于，在所述数据存储器(13)中还存储有挂在轨道车辆(1)上的车厢的物理特性。
16.轨道车辆(1)的辅助系统(2)，具有用于存储行车时刻表信息和要驶过的路段的路段信息、轨道车辆(1)的物理特性的数据存储器(13)、用于计算驾驶建议的计算单元(12)、到至少一个安装在轨道车辆(1)中的测量仪器的接口，所述测量仪器用于检测轨道车辆(1)的实时参数，其特征在于，所述计算单元(12)连接在用于检测制动部件的瞬时温度的至少一个温度测量仪器(6)上，其中，所述计算单元(12)用于实施按照权利要求1至15之一所述的方法。
17.按照权利要求16所述的辅助系统(2)，其特征在于，所述辅助系统(2)是动车组或机车的驾驶员辅助系统。
18.按照权利要求16所述的辅助系统(2)，其特征在于，所述数据存储器(13)还用于存储挂在轨道车辆(1)上的车厢的物理特性。
19.按照权利要求16所述的辅助系统(2)，其特征在于，所述测量仪器还用于检测挂在轨道车辆(1)上的车厢的实时参数。
20.轨道车辆(1)，具有多个包括车轮(8)和相应的制动部件的车轴(7)以及用于计算驾驶建议或用于控制轨道车辆(1)的辅助系统(2)，其特征在于，所述辅助系统(2)按照权利要求16至19之一构成。
21.根据权利要求20所述的轨道车辆(1)，其特征在于，所述轨道车辆(1)是动车组或机车。
22.根据权利要求20所述的轨道车辆(1)，其特征在于，所述辅助系统(2)是驾驶员辅助系统。
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