CN110958967A - 用于运行轨道车辆的控制方法和控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明尤其是涉及一种用于运行轨道车辆(10)的控制方法，其中，以计算机支持的方式，基于车辆控制程序(50)执行所述方法。根据本发明设置为，车辆控制程序(50)在使用检测到的行驶和/或环境数据(FUD)的情况下工作。

Description

用于运行轨道车辆的控制方法和控制装置
本发明涉及一种用于运行轨道车辆的控制方法，其中，以计算机支持的方式，基于车辆控制程序执行所述方法。这种控制方法在轨道车辆技术领域是已知的。
本发明要解决的技术问题是，给出一种改善的用于运行轨道车辆的控制方法。
根据本发明，上述技术问题通过具有根据权利要求1的特征的方法来解决。在从属权利要求中给出根据本发明的方法的有利的设计方案。
对此，根据本发明设置为，车辆控制程序在使用检测到的行驶和/或环境数据的情况下工作。使用检测到的行驶和/或环境数据，使得能够以有利的方式例如在考虑到轨道车辆的当前的行驶特性(加速或者减速特性)、环境条件(例如下雨或者结冰)和/或设备的技术环境(例如有人员或者车辆靠近的没有栅栏的铁路交叉道口)的情况下，使控制方法匹配于相应的当前的行驶情况；这将进一步在下面借助示例详细进行说明。
优选至少也在轨道车辆行驶期间，通过测量技术，检测车辆个体的行驶特性数据，来作为行驶和/或环境数据。例如可以检测加速和/或制动能力，来作为行驶特性数据，并且使用其来控制轨道车辆。
有利的是，在轨道车辆行驶期间，例如定期更新先前检测到的行驶和/或环境数据。
在所述方法的一个优选的实施变形方案中设置为，使用检测到的行驶和/或环境数据，将车辆控制程序参数化。
在最后提到的实施变形方案中有利的是，利用行驶和/或环境数据，形成控制配置文件数据组，并且借助控制配置文件数据组，将车辆控制程序的固定地编程的控制模块参数化。可以在行驶之前和/或期间，利用行驶和/或环境数据，产生和/或更新控制配置文件数据组。
替换地可以设置为，根据行驶和/或环境数据，从存储的(优选多个)控制配置文件数据组的预先给定的一个组中，选择一个控制配置文件数据组，并且借助所选择的控制配置文件数据组，将车辆控制程序的固定地编程的控制模块参数化。最后提到的方法变形方案可以特别简单并且快速地执行，因为可以访问所存储的控制配置文件数据组的存储的组，而不需要产生完全新的控制配置文件数据组。
在所述方法的另一个优选的实施变形方案中设置为，访问经验数据库，在经验数据库中，与行驶情况相关地存储了实际的轨道车辆驾驶员在过去的行驶中的调节指令，其中，利用在过去的行驶中通过测量技术检测到的行驶和/或环境数据，来确定所存储的行驶情况，并且与实际的轨道车辆驾驶员的对应的调节指令一起进行了存储。
如果可以使用这种经验数据库，则有利的是，在行驶期间，评估来自连接到轨道车辆的控制装置或者与轨道车辆的控制装置连接的传感器的传感器信号，并且确定相应的当前的行驶情况，将所确定的当前的行驶情况本身，与存储在经验数据库中的行驶情况进行比较，并且在检测到的相应的行驶情况本身和经验数据库的所存储的行驶情况中的一个之间一致的情况下，或者在至少根据预先给定的一致标准，在检测到的相应的行驶情况本身和经验数据库的所存储的行驶情况中的一个之间，具有足够的相似性的情况下，读取并且输出与所存储的行驶情况对应的、存储的实际的轨道车辆驾驶员的调节指令。
优选在轨道车辆侧，借助安装在轨道车辆侧的控制装置来执行所述方法。
此外，本发明涉及一种用于轨道车辆的控制装置，该控制装置包括车辆计算机和可以在车辆计算机上运行的车辆控制程序。
根据本发明，关于这种控制装置设置为，车辆控制程序构造为，使得其在使用检测到的行驶和/或环境数据的情况下工作。
关于根据本发明的控制装置的优点，参考上面结合根据本发明的控制方法的描述。
车辆控制程序优选具有观察模块、参数化模块和控制模块，其中，观察模块在轨道车辆行驶期间检测行驶和/或环境数据，参数化模块使用检测到的行驶和/或环境数据将控制模块参数化，并且参数化的控制模块输出针对轨道车辆的调节指令。
特别有利的是，参数化模块构造为，其利用行驶和/或环境数据，形成控制配置文件数据组，或者从一组存储的控制配置文件数据组中，选择控制配置文件数据组，并且借助所形成或者选择的控制配置文件数据组，将控制模块参数化。
在控制装置的一个替换的、但是同样视为非常有利的设计方案中设置为，车辆控制程序具有经验数据库或者与经验数据库连接，在经验数据库中，与行驶情况相关地存储了实际的轨道车辆驾驶员在过去的行驶中的调节指令，其中，利用在过去的行驶中通过测量技术检测到的行驶和/或环境数据，来确定所存储的行驶情况，并且与实际的轨道车辆驾驶员在过去的行驶中的对应的调节指令一起进行了存储。
在最后提到的设计方案中有利的是，车辆控制程序具有观察模块，观察模块在轨道车辆行驶期间，评估行驶和/或环境数据，并且检测相应的当前的行驶情况；并且车辆控制程序具有评估模块，评估模块将检测到的当前的行驶情况本身，与存储在经验数据库中的行驶情况进行比较，并且在检测到的相应的行驶情况本身和经验数据库的所存储的行驶情况中的一个之间一致的情况下，或者在至少根据预先给定的一致标准，在检测到的相应的行驶情况本身和经验数据库的所存储的行驶情况中的一个之间，具有足够的相似性的情况下，从经验数据库读取并且输出与所存储的行驶情况对应的、存储的实际的轨道车辆驾驶员的调节指令，来控制轨道车辆。
本发明还涉及一种具有上面描述的控制装置的轨道车辆。
下面，借助实施例详细说明本发明；在此，
图1示例性地示出了根据本发明的轨道车辆的一个实施例，借助该实施例来说明根据本发明的列车控制方法的实施例，
图2示例性地示出了根据本发明的轨道车辆的第二实施例，借助该第二实施例来说明根据本发明的列车控制方法的第二实施例，
图3示例性地示出了根据本发明的轨道车辆的第三实施例，借助该第三实施例来说明根据本发明的列车控制方法的第三实施例，以及
图4示例性地示出了根据图3的第三实施例的运行。
在附图中，为了清楚起见，对于相同或者类似的部件，始终使用相同的附图标记。
图1示出了轨道车辆10，轨道车辆10装备有控制装置，下面将该控制装置称为列车控制装置20。列车控制装置20包括车辆计算机30和与车辆计算机30连接的存储器40。
如将进一步在下面所描述的，轨道车辆10可以是多件式的，或者由多个车厢构成并且形成列车；为了清楚起见，这在附图中未详细示出。
在存储器40中存储有车辆控制程序50，车辆控制程序50由车辆计算机30执行或者可以由车辆计算机30执行，并且在输出侧，可以输出或者在运行时输出用于控制轨道车辆10的调节指令SB。
在根据图1的实施例中，车辆控制程序50包括观察模块BM、参数化模块PM和固定地编程的控制模块STM。
如果车辆计算机30执行车辆控制程序50，则观察模块BM、参数化模块PM和控制模块STM优选如下工作：
观察模块BM检测在输入侧输入或者施加的行驶和/或环境数据FUD，行驶和/或环境数据FUD例如由车辆自己或者列车自己的传感器提供或者馈入；为了清楚起见，在图1中未示出传感器。合适的传感器例如是直接描述列车的行驶特性的传感器、例如速度传感器、位置传感器或者加速度传感器，或者通过测量技术检测环境的传感器、例如用于检测斜率或者下降的倾斜传感器、用于识别干燥、潮湿或者结冰的轨道或者用于检测轨道上的摩擦的湿度、结冰或者冰雪传感器。替换地或者附加地，行驶和/或环境数据FUD可以来自于外部的源、例如集控站或者控制中心，并且例如通过无线电传输至轨道车辆。
观察模块BM检测在输入侧施加的行驶和/或环境数据，并且将其转发至参数化模块PM。
参数化模块PM评估行驶和/或环境数据FUD，并且利用其产生控制配置文件数据组SD，参数化模块利用控制配置文件数据组SD将控制模块STM参数化。
参数化模块PM可以根据行驶和/或环境数据FUD推断出轨道车辆10的物理特性，并且根据这些特性来调整控制参数。例如，参数化模块PM可以基于加速度测量值，推断出轨道车辆10的总质量，并且在质量大的情况下，设置更扁平的制动曲线，即，与在质量小的情况下相比，在停车之前更早地开始制动。
此外，在多件式的轨道车辆或者列车的情况下，可以根据行驶和/或环境数据，来确定列车长度、列车内部的重量分布和/或列车的各个车厢之间的耦合距离或者缓冲距离，并且特别是可以在对于列车停止时特别好的位置精度非常关键时，例如考虑到优化的制动特性，在控制配置文件数据组SD中考虑这些数据。
参数化模块PM也可以考虑环境条件，并且在结冰或者潮湿的情况下，设置更扁平的制动曲线，和/或为了避免打滑，以比在干燥的条件下小的驱动力进行加速。
关于与车辆相关的参数，以有利的方式，根据如下数据，来执行合适的控制配置文件数据组SD的确定，即，这些数据是在测试启动过程和/或测试减速过程的范围内，在相应的行驶开始时，即针对行驶个体确定的。这种处理方式确保，可以识别出轨道车辆或者列车例如由于车厢的去耦或者耦合而发生的改变，并且可以在形成控制配置文件数据组SD时考虑这些改变。
在根据图1的实施例中，控制模块STM被固定地编程，并且仅借助由参数化模块PM提供的控制配置文件数据组SD被参数化。一旦参数化模块PM将控制配置文件数据组SD馈入控制模块STM中，则控制模块STM可以产生并且在输出侧输出用于控制轨道车辆的调节指令SB。
图2示出了轨道车辆10的一个实施例，该轨道车辆10装备有根据图1的列车控制装置20的实施变形方案。
与根据图1的实施例不同，在根据图2的实施变形方案中，在存储器40中，例如在参数化模块PM中，存储了一组控制配置文件数据组SD，从而与根据图1的实施变形方案不同，参数化模块PM不需要为了对控制模块STM进行控制而产生自己的控制配置文件数据组SD，而是仅必须根据在输入侧施加的行驶和/或环境数据FUD，从所存储的该组控制配置文件数据组中，选出合适的控制配置文件数据组SD。
例如在存储器40中可以存储三个控制配置文件数据组SD，例如一个用于重的轨道车辆的情况，一个用于中等重量的轨道车辆的情况，并且一个用于轻的轨道车辆的情况。用于重的轨道车辆的控制配置文件数据组SD例如可以提供特别平坦的制动曲线，即，与用于中等重量或者轻的轨道车辆的控制配置文件数据组相比，在停车之前更早地开始进行制动。用于轻的轨道车辆的控制配置文件数据组SD可以提供特别陡的制动曲线。
如在上面结合图1已经说明的，可以依据其它参数，例如在多件式的轨道车辆或者列车的情况下，依据列车长度、列车内部的重量分布、列车的各个车厢之间的耦合距离或者缓冲距离，和/或依据相应的环境条件、例如结冰或者潮湿，在控制配置文件数据组SD的数量增加的情况下，提供进一步的细分。
将参数化模块PM选择的控制配置文件数据组SD馈入控制模块STM中，由此将控制模块STM参数化，并且可以在输出侧输出用于控制轨道车辆10的调节指令SB；在这方面，参考上述结合图1的描述。
根据图1和2的列车控制装置20具有如下优点，即，自主或者自动地将固定地编程的控制模块STM参数化，而不需要例如轨道车辆驾驶员从外部进行干预。
图3示出了轨道车辆10的一个实施例，其中，列车控制装置20的车辆控制程序50包括观察模块BM和选择模块AM，并且与经验数据库EFD连接。在经验数据库EFD中，与行驶情况相关地存储了实际的轨道车辆驾驶员在过去的行驶中的调节指令。在过去的行驶中，根据通过测量技术检测到的行驶和/或环境数据FUD，确定行驶情况，并且与实际的轨道车辆驾驶员的对应的调节指令一起进行存储。车辆控制程序50优选如下工作：
观察模块BM评估在输入侧施加的行驶和/或环境数据，并且检测轨道车辆10的相应的当前的行驶情况FS。将所确定的当前的行驶情况FS传送至选择模块AM，选择模块将当前的行驶情况FS，与存储在经验数据库EFD中的行驶情况进行比较，并且在本身检测到的当前的行驶情况和经验数据库EFD的所存储的行驶情况中的一个之间一致的情况下，或者在根据预先给定的一致标准，至少在本身检测到的当前的行驶情况和经验数据库EFD的所存储的行驶情况中的一个之间，具有足够的相似性的情况下，选择最相似的存储的行驶情况。针对所选择的最相似的行驶情况，读取并且输出与其对应的、存储的实际的轨道车辆驾驶员的调节指令SB，来控制轨道车辆10。
这将参考图4，借助示例来详细说明：例如，可以在经验数据库EFD中存储以下四个行驶情况FS1-FS4，这些行驶情况涉及人员和/或机动车接近或者不接近的、有保护和没有保护铁路交叉道口：
行驶情况FS1：
有保护的铁路交叉道口，没有人员和/或机动车靠近
行驶情况FS2：
有保护的铁路交叉道口，有人员和/或机动车靠近
行驶情况F3：
没有保护的铁路交叉道口，没有人员和/或机动车靠近
行驶情况F4：
没有保护的铁路交叉道口，有人员和/或机动车靠近
如果在经验数据库EFD中，针对行驶情况FS4存储了，当存在行驶情况FS4，即，有机动车靠近没有保护的铁路交叉道口时，轨道车辆驾驶员减速，则当观察模块BM当前例如根据视频、路线和位置数据，识别出这种行驶情况FS4时，选择模块AM可以读取和输出针对行驶情况FS4存储的调节指令SB。
所描述的方法使得能够从具有驾驶员的列车运行，逐级地或者逐步地升级到没有驾驶员和副驾驶员的更高的自动化等级。在具有驾驶员的列车运行(对应于GoA2＝Gradeof Automation 2(自动化等级2)＝具有驾驶员的半自动化行驶)中，通过将不同的情况和驾驶员对这些情况的反应存储在经验数据库EFD中，列车控制装置20可以学习不同的情况和驾驶员对这些情况的反应。因此，可以学习尽可能多的情况，例如在没有驾驶员的全自动运行中(GoA3＝没有驾驶员的行驶)，自动列车控制装置必须掌握这些情况。以这种方式，可以有效并且系统地支持和准备全自动系统和其扩展的要求的引入。
虽然在细节上通过优选实施例详细说明和描述了本发明，但是本发明不局限于所公开的示例，本领域技术人员可以从中推导出其它变形方案，而不脱离本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于运行轨道车辆(10)的控制方法，其中，以计算机支持的方式，基于车辆控制程序(50)执行所述方法，
其特征在于，
所述车辆控制程序(50)在使用检测到的行驶和/或环境数据(FUD)的情况下工作。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
至少也在轨道车辆(10)行驶期间，通过测量技术，检测车辆个体的行驶特性数据，来作为行驶和/或环境数据(FUD)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在轨道车辆(10)行驶期间，更新先前检测到的行驶和/或环境数据(FUD)。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
使用检测到的行驶和/或环境数据(FUD)，将所述车辆控制程序(50)参数化。
5.根据权利要求4所述的方法，
其特征在于，
-利用行驶和/或环境数据(FUD)，形成控制配置文件数据组(SD)，并且
-借助所述控制配置文件数据组(SD)，将所述车辆控制程序(50)的固定地编程的控制模块(STM)参数化。
6.根据前述权利要求1至4中任一项所述的方法，
其特征在于，
-根据行驶和/或环境数据(FUD)，从存储的控制配置文件数据组(SD)的预先给定的一个组中，选择控制配置文件数据组(SD)，并且
-借助所选择的控制配置文件数据组(SD)，将车辆控制程序(50)的固定地编程的控制模块(STM)参数化。
7.根据前述权利要求1至3中任一项所述的方法，
其特征在于，
-访问经验数据库(EFD)，在经验数据库中，与行驶情况(FS)相关地存储了实际的轨道车辆驾驶员在过去的行驶中的调节指令(FS)，
-其中，利用在过去的行驶中通过测量技术检测到的行驶和/或环境数据(FUD)，来获取所存储的行驶情况(FS)，并且与实际的轨道车辆驾驶员的对应的调节指令(SB)一起进行了存储。
8.根据权利要求7所述的方法，
其特征在于，
-在行驶期间，评估来自传感器的传感器信号，并且确定相应的当前的行驶情况(FS)，所述传感器连接到轨道车辆(10)的控制装置或者与轨道车辆(10)的控制装置连接，
-将所确定的当前的行驶情况(FS)本身，与存储在经验数据库(EFD)中的行驶情况(FS)进行比较，并且
-在检测到的相应的行驶情况(FS)本身和经验数据库(EFD)的所存储的行驶情况(FS)中的一个之间一致的情况下，或者在至少根据预先给定的一致标准，在检测到的相应的行驶情况(FS)本身和经验数据库(EFD)的所存储的行驶情况(FS)中的一个之间，具有足够的相似性的情况下，读取并且输出与所存储的行驶情况(FS)对应的、存储的实际的轨道车辆驾驶员的调节指令(SB)。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，
其特征在于，
在轨道车辆侧，借助安装在轨道车辆侧的控制装置执行所述方法。
10.一种用于轨道车辆(10)的控制装置，所述控制装置包括车辆计算机(30)和能够在车辆计算机(30)上运行的车辆控制程序(50)，
其特征在于，
所述车辆控制程序(50)构造为，在使用检测到的行驶和/或环境数据(FUD)的情况下工作。
11.根据权利要求10所述的控制装置，
其特征在于，
所述车辆控制程序(50)具有观察模块(BM)、参数化模块(PM)和控制模块(STM)，其中，
-所述观察模块(BM)在轨道车辆(10)行驶期间检测行驶和/或环境数据(FUD)，
-所述参数化模块(PM)使用检测到的行驶和/或环境数据(FUD)，将所述控制模块(STM)参数化，并且
-参数化的控制模块(STM)输出针对轨道车辆(10)的调节指令(SB)。
12.根据权利要求11所述的控制装置，
其特征在于，
所述参数化模块(PM)构造为，利用行驶和/或环境数据(FUD)，形成控制配置文件数据组(SD)，或者从一组存储的控制配置文件数据组(SD)中，选择控制配置文件数据组(SD)，并且借助所形成或者选择的控制配置文件数据组(SD)，将控制模块(STM)参数化。
13.根据权利要求10所述的控制装置，
其特征在于，
-所述车辆控制程序(50)具有经验数据库(EFD)或者与经验数据库(EFD)连接，在经验数据库中，与行驶情况(FS)相关地存储了实际的轨道车辆驾驶员在过去的行驶中的调节指令(FS)，
-其中，利用在过去的行驶中通过测量技术检测到的行驶和/或环境数据(FUD)，来获取所存储的行驶情况(FS)，并且与实际的轨道车辆驾驶员在过去的行驶中的对应的调节指令(SB)一起进行了存储。
14.根据权利要求13所述的控制装置，
其特征在于，
-所述车辆控制程序(50)具有观察模块(BM)，所述观察模块在轨道车辆(10)行驶期间，评估行驶和/或环境数据(FUD)，并且检测相应的当前的行驶情况(FS)，并且
-所述车辆控制程序(50)具有选择模块(AM)，所述选择模块将检测到的当前的行驶情况(FS)本身，与存储在经验数据库(EFD)中的行驶情况(FS)进行比较，并且在检测到的相应的行驶情况(FS)本身和经验数据库(EFD)的所存储的行驶情况(FS)中的一个之间一致的情况下，或者在根据预先给定的一致标准，在检测到的相应的行驶情况(FS)本身和经验数据库(EFD)的所存储的行驶情况(FS)中的一个之间，至少具有足够的相似性的情况下，从经验数据库(EFD)读取并且输出与所存储的行驶情况(FS)对应的、存储的实际的轨道车辆驾驶员的调节指令(SB)，来控制轨道车辆(10)。
15.一种具有控制装置的轨道车辆(10)，
其特征在于，
所述控制装置根据前述权利要求10至14中任一项来构造。
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