DE10109747A1 - Verfahren zur Steuerung des Ablaufs der Wagen eines zu zerlegenden Eisenbahnzuges von einem Ablaufberg eines Rangierbahnhofs - Google Patents

Abstract

In einem Verfahren zur Steuerung des Ablaufs der Wagen eines zu zerlegenden Eisenbahnzuges von einem Ablaufberg eines Rangierbahnhofs in die Verteilzone des Rangierbahnhofs werden die Wagen aus der Verteilzone mittels nach einander folgender Trennungsweichen auf unterschiedliche Zielgleise verteilt. Die Steuerung des Freigabesignals für den Ablauf und der Weichen für den Fahrweg eines Wagens (Nachläufer) erfolgt derart, daß eine Kollision des Nachläufers mit einer umlaufenden Weiche und eine schädliche Kollision des Nachläufers mit dem Vorläufer ausgeschlossen ist. Dazu erfolgt die Steuerung des Freigabesignals für den Ablauf und/oder der Weichen für den Fahrweg des Nachläufers in Abhängigkeit von dem dynamische Verhalten des Vorläufers. Das dynamische Verhalten des Vorläufers kann während seines Ablaufs ermittelt und danach der Ablauf des Nachläufers gesteuert werden. Auch eine Vorausberechnung des dynamischen Verhaltens des Vorläufers und Speicherung danach ermittelter Sperrlängen ist möglich.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Ablaufs der Wagen eines zu zerlegenden Eisenbahnzuges von einem Ablaufberg eines Rangierbahnhofs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige bekannte Anlage dienen zur Verteilung der Waggons eines Zuges auf an­ dere Züge. Die Laufwege der ablaufenden Waggons (Abläufe), die auf unterschiedli­ chen Zielgleisen gesammelt und zu Zügen zusammengestellt werden sollen, sind durch Weichen (Trennungsweichen) vorgegeben und von einander unterschieden. Dabei rückt eine Abdrücklokomotive den zu zerlegenden Zug (die Zerlegeeinheit) mit geringer Geschwindigkeit an den Ablaufberg. Bei Anzeige des Abdrücksignals mit z. B. weißem Licht (Freigabe) geht der Anrückvorgang der Zerlegeeinheit in den Ab­ drückvorgang über. Dabei wird der erste Waggon am Berg entkuppelt und über die Bergkuppe gedrückt. Auf dem Gefälle hinter der Bergkuppe wird der ablaufende Waggon (Ablauf, Vorläufer, Nachläufer) beschleunigt und das Abdrücksignal durch Befahren von Kontakten (Bergkontakten) auf Rot gestellt.

Die Freigabe für den nächsten Ablauf (Nachläufer) wird durch Umschalten des Ab­ drücksignals auf z. B. Weiß angezeigt. Diese Umschaltung erfolgt bisher erst dann, wenn der erste Ablauf (Vorläufer) sein Zielgleis erreicht hat und die den Fahrweg des Nachläufers bestimmenden Weichen umgelaufen sind. Auf diese Weise wird zwi­ schen auf einander folgenden Abläufen ein Sicherheitsabstand eingehalten, der ge­ währleistet, daß der dem Vorläufer folgende, demnächst abzudrückende Waggon (Nachläufer) weder mit dem Vorläufer noch mit einer umlaufenden Weiche kollidiert. Als Sperrlänge wird bei den bekannten Verfahren die Länge zwischen dem Ablauf­ berg bzw. dem darauf wartenden Nachläufer und dem Ausgang derjenigen Tren­ nungsweiche vorgegeben, welche der Vorläufer zur Erreichung seines Zielgleises zu befahren hat. Die Freigabe des Ablaufs des Nachläufers erfolgt also erst dann, wenn sämtliche den Fahrweg der Vorläufers bestimmenden Weichen in die den Fahrweg des Nachläufers bestimmende Stellung umgelaufen sind. Zur automatischen Betäti­ gung des Freigabesignals sind daher die Trennungsweichen an ihrem Ausgang mit Sensoren versehen, welche das Ausfahren eines Wagens, d. h. des Vorläufers, aus dem Weichenbereich erfassen (Ausfahrtsensoren). Durch den Ausfahrtsensor der Trennungsweiche des Vorläufers wird das Freigabesignal des Nachläufers ausgelöst.

Auf diese Weise wird gewährleistet, daß der Vorläufer die Verteilzone vollständig verlassen hat und daß der Ablaufweg für den nächsten Waggon (Ablauf) sicher ist. Erst nach dieser Freigabe wird der Ablauf entkuppelt und abgedrückt. Wenn zwei Abläufe für dasselbe Richtungsgleis bestimmt sind, erfolgt die Freigabe für den Ab­ lauf des Nachläufers erst dann, wenn der Vorläufer die letzte Weichenanlage (Tren­ nungsweiche), die den Fahrweg in das gemeinsame Zielgleis bestimmt, geräumt hat. Ein Einholen und sogenanntes Aufpuffern des Nachläufers auf den Vorläufer ist da­ bei nicht ganz zu vermeiden und sogar erwünscht, wenn die Geschwindigkeitsdiffe­ renz keine Schäden erwarten läßt.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß die Ablaufleistung recht gering ist, da niemals mehrere Wagen gleichzeitig hintereinander dasselbe Gleis, d. h. die Ver­ teilzone befahren. Dieser Nachteil wird noch dadurch verstärkt, dass bei dem Zerle­ gen eines Zuges mit gut laufenden Waggons (Gutläufern) und schlecht laufenden Waggons (Schlechtläufern) gerechnet werden muß. Daher kann die Abdrücklokomo­ tive nicht mit beliebiger Geschwindigkeit fahren. Sie muß vielmehr mit einer sehr geringen Geschwindigkeit oder sogar im Stop-and-go-Betrieb fahren. Ein die Ran­ giergeschwindigkeit und Rangierleistung begrenzender Faktor ist fernerhin die Länge der Waggons und vor allem der Abstand der jeweils maßgebenden Trennungswei­ chen von dem Gipfel des Ablaufbergs.

Es ist auch bereits in Aussicht genommen worden, den Abdrückvorgang bei ununter­ brochener Fahrt durchzuführen und dabei die Geschwindigkeit mittels eines Pfeilsi­ gnals zu variieren. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dabei keine Leistungsstei­ gerung erzielbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Leistungsfähigkeit einer derartigen Rangieranlage zu steigern und ohne Beeinträchtigung der Sicherheit den Ablauf und die Verteilung einer größeren Anzahl von Waggons pro Zeiteinheit zuzulassen. Der sogenannte Eckstoß, bei dem das Fahrwerk eines Waggons mit der im Umlauf befindlichen Wei­ chenzunge kollidiert, soll verhindert werden.

Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.

Während bisher der Sensor das Freigabesignal auslöst, der die Ausfahrt des Vor­ läufers in das für ihn bestimmte Zielgleis erfaßt, die Sperrlänge also immer der Ab­ stand zwischen dem jeweiligen Ausfahrtsensor des Zielgleises und dem Ablaufberg ist, werden nunmehr die Sperrlängen variabel in Abhängigkeit von dem dynamischen Verhalten der Waggons vorgegeben. Dadurch kann eine wesentlich dichtere Folge der Abläufe erzielt und der Ablauf des Nachläufers bereits freigegeben werden, wenn der Vorläufer sich noch in der Verteilzone befindet, d. h.: die Trennweiche zu seinem Zielgleis noch nicht erreicht, jedenfalls aber noch nicht verlassen hat.

Hiermit kann also eine Verkürzung der Sicherheitsabstände erreicht werden.

Da die Fahrziele grundsätzlich bekannt sind und da das Ablaufverhalten der einzel­ nen Waggons zwar vom Gewicht abhängig ist, im übrigen aber wenig schwankt, kann das Ziel der Erfindung mit einfachen Mitteln erreicht werden, d. h.: ohne zusätz­ liche apparative Ausstattung des Ablaufberges und der Verteilzone allein durch Be­ rücksichtigung der Einflußgrößen des Ablaufverhaltens der Abläufe bis zu den ein­ zelnen Trennweichen bzw. Zielgleisen unter Berücksichtigung eines Ungenauig­ keitsfaktors.

Insbesondere wird das Profil des Ablaufberges nach Höhe und Neigung berücksich­ tigt. (Anspruch 2 und 3).

In Ausführung der Erfindung muß insoweit gewährleistet sein, daß das dynamische Verhalten des Ablaufs durch eine zur automatischen Steuerung geeignete Kenngrö­ ße repräsentiert wird. Dies geschieht dadurch, daß die Sperrlänge nicht mehr geo­ graphisch sondern in Anpassung an das dynamische Verhalten jedes Ablaufs für je­ des Zielgleis ermittelt und dem Zielgleis zugeordnet und gespeichert wird (Anspruch 4).

Zur Anpassung der Erfindung an die besondere geographische Gestaltung der Ver­ teilzone dient die Ausgestaltung nach Anspruch 5.

Als Sicherheitsabstand wird dabei also der Abstand zwischen dem Ablaufberg und einer der Weichen gewählt, welche vor der Trennungsweiche des Vorläufers liegen. Dies führt zuweilen auch dazu, daß wegen der Lage der Weichen die Sperrlängen länger gewählt werden müssen als nach dem dynamischen Verhalten erforderlich. Dieser nachteilige Effekt wird in der Ausgestaltung nach Anspruch 6 verhindert oder gemildert, indem auch Weichen in die Sicherheitsstrategie einbezogen werden, die zwar nicht Fahrweg-bestimmend sind, der dynamisch erforderlichen Sperrlänge je­ doch optimal oder besser entsprechen.

In dem den Ablauf und insbesondere das Freigabesignal steuernden Rechner wird ein Software-Modul hinterlegt, in welchem die individuellen Sperrlängen in Abhängig­ keit von den anzufahrenden, in die jeweiligen Zielgleise führenden Trennungswei­ chen gespeichert und abrufbar sind. (Anspruch 7) Xxx Grundsätzlich wird im Eisenbahnbetrieb die Aufpufferung von Vor- und Nach­ läufern, d. h.: das Auffahren des Nachläufers auf den Vorläufer in Kauf genommen. Es ist jedoch nach einer anderen Ausbildung der Erfindung auch möglich, selbst bei extremen Schlechtläufern sehr kurze Sperrlängen zu erreichen und gleichwohl einen Eckstoß oder ein schadenbringendes Aufpuffern zu verhindern.

Dies geschieht nach Anspruch 8 durch einer Geschwindigkeitsmessung mittels eines ortsfesten Sensors, dessen Istsignal mit einem Sollsignal verglichen und danach die Sperrlänge vorgegeben wird.

Bei unzulässiger Abweichung kann die Freigabe des Nachläufers gesperrt und/oder - wenn die Freigabe bereits erfolgt ist - ein sogenanntes Schutzweichenprogramm ausgelöst werden. Das Schutzweichenprogramm beinhaltet, dass eine oder mehrere oder sämtliche Weichen umgestellt werden, welche vor einer bestimmten Stelle z. B. vor einer bestimmten Weiche liegen.

Das Schutzweichenprogramm wird bisher üblich nur ausgelöst,
⇒ wenn in einer Weiche durch ein Fahrzeug eine Störung zu erwarten ist, wenn also durch die dort angebrachten Fahrzeugsensoren, z. B. Achszähler die Weiche als belegt gemeldet ist,
⇒ wenn eine Weiche ihre Endlage nicht erreicht; in diesem Falle läuft die Weiche wieder zurück; es wird jedoch schon vorher das Schutzprogramm ausgelöst,
wenn nach der normalen Laufzeit die Weiche ihre Endlage nicht erreicht hat.

Nunmehr wird das Schutzweichenprogramm in die Ablaufstrategie zur Verkürzung der Sperrlängen einbezogen. Insbesondere wird in dieser Ausgestaltung das Schutzweichenprogramm auch ausgelöst, um eine Aufpufferung auf einen Schlecht­ läufer zu verhindern. Man hat in diesem Falle zwar einen Irrläufer, vermeidet jedoch die Schädigung an Fahrzeugen oder Ladung.

Der Sicherheitsabstand wird also auch in dieser Ausführung in Abhängigkeit vom Profil des Berges (Höhe, Neigung) und sonstigen dynamischen Einflußgrößen wie insbesondere das Gewicht variabel für jeden Ablauf vorgegeben. Spätestens der frei fahrende Achszähler am Ende der Sperrlänge signalisiert also die Geschwindigkeit des Vorläufers und löst in Abhängigkeit von dieser Geschwindigkeit ein Signal aus, durch das entweder die Freigabe gesperrt oder das Schutzweichenprogramm aus­ gelöst wird. Im letzten Falle wird die Ausweiche oder sämtliche vor der Ausweiche gelegenen Weichen umgestellt.

Das Verfahren nach der Erfindung hat insbesondere dann den Vorteil der Leistungs­ steigerung der Ablaufanlage, wenn von einem Vorläufer weiter entfernte Trennungs­ weichen angefahren werden müssen. Die Sperrlänge ist in diesem Falle sogar kürzer als der Abstand zwischen Ablaufberg und dem Ausgang der Trennungsweiche, die der Nachläufer anzufahren hat. Durch diese variable, d. h. individuelle Vorgabe der Sperrlänge wird sichergestellt, daß keine Kollision des Nachläufers in den für ihn oder den Vorläufer zu schaltenden Trennungsweichen, insbesondere kein Eckstoß mit der Weiche, erfolgt. Abhängig von der Entfernung zwischen dem Ablaufberg und den einzelnen Trennungsweichen kann nunmehr die Sperrlänge als der Abstand zwischen dem Ablaufberg und dem Vorläufer definiert werden, welcher für die von dem Nachläufer anzufahrende Trennungsweiche notwendig ist. Diese Sperrlänge ist folglich kürzer als bisher bemessen.

Es sei bemerkt, daß hinter jeder Trennungsweiche ein Sensor angeordnet ist, wel­ cher ein Signal gibt, wenn der Waggon den Einflußbereich des Sensors verlassen hat. Dabei kann es sich z. B. um induktive Radzähler handeln, welche an der Schie­ ne angeordnet sind. Die einzelnen Sperrlängen werden so bemessen, dass einer­ seits sichergestellt ist, dass auch schlecht ablaufende Vorläufer/Waggons sicher die für den Nachläufer zu schaltende Trennungsweiche verlassen haben, bevor das Freigabesignal und damit die Schaltung der für den Nachläufer zu schaltenden Wei­ che erfolgt. Andererseits aber wird die Sperrlänge derart verkürzt, dass die Abdrück­ geschwindigkeit der Abdrücklokomotive erhöht und die Zahl der verteilten Waggons gesteigert werden kann.

In der Zeichnung ist schematisch eine Ablaufanlage mit einem Ablaufberg 1 darge­ stellt, an dem ein Zug auf seine Zerlegung wartet. Ein Wagen, der Vorläufer, ist be­ reits in die Verteilzone gefahren. Die Verteilzone besteht aus einer Vielzahl von Ziel­ gleisen, die jeweils über eine Trennungsweiche befahren werden können. Hier sind nur zwei Zielgleise mit Trennweichen 3 und 8 dargestellt.

Der Vorläufer hat die Weiche 8 durchfahren um in seiner Trennungsweiche 3 auf das Zielgleis 13 geleitet zu werden. Der nächste Wagen 7, der Nachläufer, kann erst ab­ gedrückt werden, wenn das Freigabesignal entsprechend auf Freigabe gestellt wird. Die Weichen sind durch Sensoren 4, 5, 6 und 9, 10, 11 gesichert. Dabei handelt es sich um Achszähler, welche bei Anwesenheit eines Eisenbahnrades ein Signal abgeben. Es handelt sich um jeweils zwei induktive Sensoren, so daß aus der Abfolge der Si­ gnale die Bewegungsrichtung und die Geschwindigkeit des vorbeifahrenden Rades und Waggons festgestellt werden kann. Die Eingangssensoren 4 bzw. 9 zählen die in den Weichenbereich einfahrenden Räder. Die Ausgangssensoren 5 und 6 bzw. 10 und 11 zählen die aus dem Weichenbereich ausfahrenden Räder. Die Ausgangssen­ soren 5 und 6 bzw. 10 und 11 geben die Weiche an einen nicht dargestellten Wei­ chenantrieb frei, wenn die Zahl der einfahrenden der Zahl der ausfahrenden Räder entspricht. Die Sensoren sind mit dem Rechner 14 verbunden.

Zwischen den Eingangssensoren 4 bzw. 9 und den Ausgangssensoren 5 und 6 bzw. 10 und 11 liegen die nicht dargestellten Grenzzeichen der jeweiligen Weiche.

In den dargestellten Rechner 14, welcher das Freigabesignal 12 steuert, ist ein Pro­ gramm eingegeben, welches bei Ansteuerung der Trennungsweiche 3 für den Vor­ läufer die Weiche 8 als Ausweiche festlegt.

Da der Vorläufer 2 den Ausgangssensor 10 der Ausweiche 8 überfahren hat, sind die durch den Sensor 9 in den Rechner eingezählten Achsen wieder ausgezählt, so daß der Sensor 10 nunmehr den Weichenantrieb freigibt und gleichzeitig dem Rechner signalisiert, daß der Vorläufer den Bereich der Ausweiche 8 passiert hat. Nunmehr gibt der Rechner das Freigabesignal für den Nachläufer. Wenn durch den Ausgangssensor 10 aber auch festgestellt wurde, daß es sich bei dem Vorläufer um einen Schlechtläufer handelt, d. h.: daß die Geschwindigkeit unter einer zuvor für die­ sen Punkt festgelegten Sollgeschwindigkeit liegt, löst dieser Sensor weiterhin das Schutzweichenprogramm aus. Dabei wird die Weiche 8 so umgelegt, daß der Nach­ läufer nur in das Zielgleis 15 fahren kann. Wenn der Nachläufer nicht für das Zielgleis bestimmt ist, erfolgt vorher wieder eine Umschaltung der Weiche. Wenn zwischen dem Ablaufberg und der Ausweiche 8 noch andere Weichen liegen, können durch das Schutzweichenprogramm diese Weichen kumulativ oder alternativ umgelegt werden, so daß eine Aufpufferung des Nachläufers auf den Vorläufer jedenfalls ver­ mieden wird.

Bevorzugt ist, dass alle Weichen Grenzzeichen-frei sind; d. h.: die Grenzzeichen der Weiche liegen zwischen den Sensoren (Achszählern), welche die Anwesenheit eines Fahrzeugs im Bereich der Weiche signalisieren und bei Befahren und Verlas­ sen (Freifahren) der Trennungsweiche ein Signal geben. Die Grenzzeichen geben den Mindestabstand der Puffer vom Schnittpunkt der Weichen an, so dass Fahrzeu­ ge auf der nicht belegten Strecke ohne Berührung passieren können.

Claims (12)

1. Verfahren zur Steuerung des Ablaufs der Wagen eines zu zerlegenden Eisen­ bahnzuges von einem Ablaufberg eines Rangierbahnhofs in die Verteilzone des Rangierbahnhofs,
bei welchem die Wagen aus der Verteilzone mittels nach einander folgender Trennungsweichen auf unterschiedliche Zielgleise verteilt werden,
und bei welchem die Steuerung des Freigabesignals für den Ablauf und der Weichen für den Fahrweg eines Wagens (Nachläufer) derart erfolgt, daß eine Kollision des Nachläufers mit einer umlaufenden Weiche und eine schädliche Kollision des Nachläufers mit dem Vorläufer ausgeschlossen ist;
Kennzeichen:
die Steuerung des Freigabesignals für den Ablauf und/oder der Weichen für den Fahrweg des Nachläufers erfolgt in Abhängigkeit von dem dynamische Verhalten des Vorläufers.

2. Verfahren nach Anspruch 1
Kennzeichen:
das dynamische Verhalten der Abläufe wird unter Berücksichtigung der Ein­ flußgrößen ermittelt und in dem den Ablauf steuernden Rechner (Steuerrech­ ner) gespeichert und zur Bestimmung der Freigabe des Ablaufs und/oder Fahrwegs des Nachläufers abgerufen und ausgewertet.

3. Verfahren nach Anspruch 2
Kennzeichen:
das dynamische Verhalten des Vorläufers wird aus Höhe und Neigung (dem Profil) des Ablaufbergs und dem Abstand zwischen dem Gipfel des Ablauf­ bargs und dem Ausgangssensor der Trennungsweiche seines Zielgleises (Verteilstrecke) ermittelt und vorzugsweise unter Berücksichtigung eines Si­ cherheitszuschlags gespeichert.

4. Verfahren nach Anspruch 3
Kennzeichen:
zur Erfassung des dynamischen Verhaltens der ablaufenden Wagen in Ab­ hängigkeit von dem Profil des Ablaufbergs sowie in Abhängigkeit von der je­ weiligen Verteilstrecke wird jedem der Zielgleise vorbestimmte Sperrlänge zu­ geordnet und in dem Steuerrechner für jedes Zielgleis gespeichert und das Freigabesignal für den Ablauf des Nachläufers erfolgt erst, wenn durch einen ortsfesten Sensor festgestellt wird, daß der Vorläufer den Abstand von minde­ stens der Sperrlänge vom Gipfel des Ablaufberges hat.

5. Verfahren nach Anspruch 4
Kennzeichen:
die Sperrlängen sind jeweils definiert als der Abstand zwischen dem Gipfel des Ablaufberg und der Trennungsweiche des Vorläufers oder vorzugsweise einer der vor der Trennungsweiche des Vorläufers liegenden Weichen (Ausweiche) und der Sensor ist im Bereich der Sperrlänge, vorzugsweise am Ende der Sperrlänge, vorzugsweise am Ausgang der die Sperrlänge begrenzenden Ausweiche gelegen (Ausgangssensor 10).

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5
Kennzeichen:
Die Ausweiche ist die Trennungsweiche des Nachläufers.

7. Verfahren nach Anspruch 3
Kennzeichen:
In dem den Ablauf steuernden Rechner wird ein Software-Modul hinterlegt, in weichem die Sperrlängen in Abhängigkeit von dem Profil (Höhe und Neigung) des Ablaufbergs sowie in Abhängigkeit von dem Abstand zwischen dem Ab­ laufberg und der Trennungsweiche, über welche der Vorläufer in sein anzufah­ rendes Zielgleis gelangt, gespeichert und abrufbar sind.

8. Verfahren nach Anspruch 1
Kennzeichen:
das dynamische Verhalten des Vorläufers wird während seines Ablaufs ermit­ telt.

9. Verfahren nach Anspruch 7
Kennzeichen:
das dynamische Verhalten des Vorläufers wird durch Vergleich der durch einen orts­ festen Sensor gemessenen Geschwindigkeit des Vorläufers und seiner zuvor für die­ sen Punkt festgelegten und gespeicherten Sollgeschwindigkeit ermittelt.

10. Verfahren nach Anspruch 5
Kennzeichen:
Der Sensor steuert durch sein Anwesenheitssignal, das einen bestimmten Punkt, vor­ zugsweise ein Rad oder Achse des Vorläufers erfaßt, das Freigabesignal im Sinne der Freigabe des Nachläufers und/oder den Umlauf einer der vor der Trennungswei­ che des Vorläufers liegenden Weichen im Rahmen eines Schutzweichenpro­ gramms, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen Soll- und Ist- Geschwindigkeit einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet.

11. Verfahren nach Anspruch 9
Kennzeichen:
bei der in dem Schutzweichenprogramm umgestellten Weiche handelt es sich um

• - eine vorbestimmte der vor der Trennungsweiche des Vorläufers liegende Weiche (Ausweiche)
• - und/oder eine oder mehrere oder sämtliche Weichen zwischen Ablaufberg und der Ausweiche
• - und/oder eine oder mehrere oder sämtliche Weichen zwischen der Auswei­ che und der Trennungsweiche des Vorläufers.

12. Verfahren nach Anspruch 1
Kennzeichen:
Der Sensor zur Ermittlung der Anwesenheit und der Geschwindigkeit des Vorrläufers ist in der Ausfahrt der am Ende der Sperrlänge gelegenen Auswei­ che angeordnet und löst bei Überfahrt des Vorläufers das Freigabesignal für den Nachläufer aus.