DE10155896C1

DE10155896C1 - Verfahren zur steuerungstechnischen Einbindung von Gefälleausgleichsbremsen in einen automatischen Rangierablauf

Info

Publication number: DE10155896C1
Application number: DE2001155896
Authority: DE
Inventors: Bernhard Effler; Thomas Bodenstein
Original assignee: Deutsche Bahn AG
Current assignee: DB Netz AG
Priority date: 2001-11-14
Filing date: 2001-11-14
Publication date: 2002-10-24
Anticipated expiration: 2021-11-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur steuerungstechnischen Einbindung von Gefälleausgleichsbremsen in einem automatischen Rangierablauf. Sie dient dazu, die in Richtungsgleisen mit Gefälle installierten und üblicherweise in Bremsenketten angeordneten Gefälleausgleichsbremsen so anzusteuern, dass diese in ihrer Wirkung optimal mit anderen rangiertechnischen Einrichtungen, insbesondere mit in den Richtungsgleisen installierten Richtungsgleisbremsen, kombiniert sind und die Rangierqualität nachhaltig verbessern. DOLLAR A Die Erfindung sieht vor, dass beim Einlauf eines Ablaufes in eine Gleisbremse eine Weglänge des Ablaufes bis zum Erreichen eines vorgegebenen Zielpunktes im Gleis ermittelt wird, aus dieser Weglänge die Anzahl der maximal passierbaren Bremsen bis zum Zielpunkt bestimmt wird sowie die Streckenwiderstände, dass der Rollwiderstand des Ablaufes berücksichtigt wird und eine Berechnung der Sollauslaufgeschwindigkeit für die Richtungsgleisbremse unter Bezug auf die für die Bremsstellung vorgesehene Anzahl von Gefälleausgleichsbremsen erfolgt, indem ein Vorgabewert einer Zielgeschwindigkeit für den Zielpunkt vorgegeben wird, und dass die Anzahl der für die Bremsstellung vorgesehenen Gefälleausgleichsbremsen solange reduziert wird, bis die ermittelte Sollauslaufgeschwindigkeit aus der Richtungsgleisbremse um eine Differenzgeschwindigkeit kleiner als die Einlaufgeschwindigkeit in die Richtungsgleisbremse ist. DOLLAR A Ein zweiter Verfahrensdurchlauf erfolgt stets, wenn eine ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur steuerungstechnischen Einbindung von Gefälleausgleichsbremsen in einen automatischen Rangierablauf. Sie dient dazu, die in Richtungsgleisen mit Gefälle installierten und üblicherweise in Bremsenketten angeordneten Gefälleausgleichsbremsen so anzusteuern, dass diese in ihrer Wirkung optimal mit anderen rangiertechnischen Einrichtungen, insbesondere mit in den Richtungsgleisen installierten Richtungsgleisbremsen, kombiniert sind und die Rangierqualität nachhaltig verbessern.

Automatische Funktionsabläufe an Rangieranlagen bzw. Ablaufanlagen rep räsentieren den Stand der Technik und sind auf Rangierbahnhöfen weit ver breitet. Die technologischen Abläufe auf diesen Anlagen sind in der Regel durch folgendes Verfahrensschema gekennzeichnet: Die zulaufenden Güterzüge werden aus den dafür vorgesehenen Einfahrgleisen von Rangierloks übernom men und von diesen an einem Ablaufberg abgedrückt. Gemäß ihrer Bestim mungsrichtung werden von den Zügen dabei einzelne Rangierabteilungen - so genannte Abläufe - am Bergscheitel abgekuppelt und rollen daraufhin unter dem Einfluss ihrer Schwerkraft talwärts. Über entsprechend gestellte Weichen entlang eines Verteilbereiches gelangen diese schließlich in ein vorbestimmtes Richtungsgleis. Dort werden sie mit weiteren Abläufen zu neuen Zügen zusam mengestellt.

Entlang des von den Abläufen zurückzulegenden Laufweges sind Gleisbrem sen angeordnet, die unterschiedliche Aufgaben zu erfüllen haben.

Im ersten Abschnitt des Laufweges und noch im Bereich des Ablaufberges sind Berg- und Talbremsen angeordnet. Diese sorgen dafür, dass die unter einander großen Streuungen unterworfenen Laufeigenschaften der einzelnen Abläufe solcherart ausgeglichen werden, dass genügend große Abstände von aufeinanderfolgenden Abläufen eingehalten werden, damit eine ordnungsge mäße Laufwegtrennung über die Weichen entlang des Verteilbereiches erfol gen kann.

Am Einlauf in die Richtungsgleise befinden sich weitere Bremsen, soge nannte Richtungsgleisbremsen. An diese wird die Aufgabe gestellt, die Abläufe auf solche Auslaufgeschwindigkeiten abzubremsen, dass sie das Ende eines vorgegebenen Laufzielbereiches oder das Ende einer im Richtungsgleis bereits vorhandenen Wagensäule mit einer zulässigen Geschwindigkeit - der Auflauf geschwindigkeit - erreichen.

Insbesondere an Ablaufanlagen älterer Bauart finden sich häufig Richtungs gleise, die in ihre Länge über einen größeren Abschnitt eine bestimmte Neigung aufweisen. Diese kann Werte zwischen etwa 1,5 bis 3,0‰ betragen. Das Vor liegen dieser Neigung hat seinen besonderen Grund im Wagenaufkommen frü herer Jahre. Die Achslager dieser Wagen wiesen oftmals Wälzlager auf, die durch relativ hohe Rollwiderstände gekennzeichnet waren. Um dennoch einen kontinuierlichen Wagenzulauf über eine möglichst große Länge der Richtungs gleise zu ermöglichen, versuchte man, diese erhöhten Rollwiderstände durch entsprechend ausgebildete Neigungen in den Richtungsgleisen zumindest teil weise auszugleichen.

Neuzeitliche Wagen aber haben vielfältige Verbesserungen an ihren Laufei genschaften erfahren und weisen insbesondere verbesserte Rollenlager auf. Dadurch ist eine erhebliche Verringerung der durchschnittlichen Rollwiderstän de entstanden. Neben diesen Verbesserungen ist damit aber zugleich auch das Problem verbunden, dass Abläufe mit Rollwiderständen, die kleiner als die durchschnittlichen Neigungen in den Richtungsgleisen sind, nach dem Abbrem sen mittels der am Anfang befindlichen Richtungsgleisbremsen unmittelbar wieder eine Beschleunig beginnen. Diese Beschleunigung kann dazu führen, dass unzulässig hohe Geschwindigkeiten erreicht werden, mit denen die Ab läufe dann auf die Wagensäule auftreffen.

Um dieser Problematik entgegenzuwirken, wurden in den Richtungsgleisen zusätzlich zu den Richtungsgleisbremsen sogenannte Gefälleausgleichsbrem sen eingeführt. Diese werden in bestimmten Abständen zueinander angeordnet. Im Idealfall so, dass derjenige Ablauf mit dem kleinsten auftretenden Rollwider stand (ein sogenannter Grenzgutläufer) immer dann im Richtungsgleis auf eine Gefälleausgleichsbremse trifft, wenn sich seine Geschwindigkeit auf Werte o berhalb von einem Grenzwert beschleunigt hat. Als Grenzwert wird üblicherwei se ein Wert von 1,5 m/s angesetzt, da dieser als höchste, zulässige Auflaufge schwindigkeit festgesetzt ist.

Für die Ansteuerung dieser Gefälleausgleichsbremsen sind verschiedene Lösungen bekannt geworden. Frühe Ausführungsformen dieser Steuerungen sind dadurch gekennzeichnet, dass jeder einzelnen Gefälleausgleichsbremse innerhalb einer Bremsenkette funktionell auch eine eigene, unabhängige Steue rung zugeordnet ist. Vorrangig mit analogen, elektronischen Schaltungen reali siert, waren diese so angelegt, dass beim Befahren der Gefälleausgleichsbrem se durch einen Ablauf seine Einlaufgeschwindigkeit an einem davor liegenden Einlaufkontakt - zweckmäßigerweise Doppelkontakt - ermittelt wird und aus dieser gemessenen Geschwindigkeit ein Kriterium abgeleitet wird, das der Ge fälleausgleichsbremse einen Bremsauftrag oder einen Löseauftrag zuweist. Als Vergleichswert für die Geschwindigkeit wird eine fest eingestellte Lösege schwindigkeit vorgegeben, üblicherweise 1,5 m/s. Sobald an dem Einlaufkon takt von einer weiteren einlaufenden Achse des Ablaufes ein Geschwindig keitswert kleiner/gleich dieser Lösegeschwindigkeit ermittelt wird, erfolgt ein Löseauftrag an die Gefälleausgleichsbremse.

Den Unzulänglichkeiten dieser einfachen Lösungen, die vornehmlich darin bestehen, dass infolge der nur achsweise möglichen Geschwindigkeitsmessun gen häufige Überbremsungen auftreten, wird durch nur anteiliges Bremsen an einzelnen Achsen zu begegnen versucht. Als repräsentative Beispiele hierfür seien die Druckschriften DD 259 958, DD 259 959 sowie DD 211 764 genannt. Darin wird beschrieben, wie Bremsvorgänge an einzelnen Achsen auf entspre chend ermittelte und sodann voreingestellte Bremszeiten abgebildet werden.

Wie auch immer Einzelsteuerungen an Gefälleausgleichsbremsen realisiert worden sind, so bleibt an diesen jedoch ein beständiger Nachteil haften. Dieser besteht darin, dass jede am Einlaufkontakt registrierte Achsüberrollung bei ei ner Geschwindigkeit unterhalb der Lösegeschwindigkeit regelmäßig zu einem Löseauftrag und umgekehrt oberhalb der Lösegeschwindigkeit regelmäßig zu einem Bremsauftrag an die Gefälleausgleichsbremse führt. Dabei bleibt völlig unberücksichtigt, dass Anzahl und Anordnung der Gefälleausgleichsbremsen bestimmungsgemäß ja anhand des Grenzgutläufers dimensioniert sind, also nur für Abläufe mit dem besten Lauf- und somit Beschleunigungsverhalten gelten. Dies bedeutet aber, für alle anderen, von den Laufeigenschaften des Grenz gutläufers abweichende Abläufe, dürfen die in einem Richtungsgleis installier ten Gefälleausgleichsbremsen nur noch anteilig oder gar nicht eingesetzt wer den, damit diese ein vorgegebenes Laufziel effektiv erreichen. Diesem Umstand tragen einzeln gesteuerte Gefälleausgleichsbremsen nur ungenügend Rech nung. Im Gegenteil: Ein von einer Richtungsgleisbremse wegen seiner schlechten Laufeigenschaften bewusst mit dementsprechend höherer Auslauf geschwindigkeit entlassener Ablauf wird von derartig funktionierenden Gefälle ausgleichsbremsen unter Umständen lange vor Erreichen seines Laufzieles hartnäckig abgebremst und kommt schließlich zu einem vorzeitigen Stillstand.

Vor dem Hintergrund des Entstehens komplexer Steuerungssysteme für Ab laufanlagen wurde auch für die Ansteuerung der Gefälleausgleichsbremsen der Übergang von der Einzelsteuerung zu einem Steuerungssystem für die gesamte Bremsenkette, die gegebenenfalls in weitere, übergeordnete Steuerungsebenen eingebettet ist, vollzogen. Es wurde damit die Möglichkeit eröffnet, den bis da hin nicht berücksichtigten, differenzierten Einsatz der Bremsenergie entspre chend den ablaufdynamischen oder energetischen Gegebenheiten anzupassen.

Mit der DD 232 021 ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem ein Ge samtbetrag an abzubauender Überschussenergie der Abläufe möglichst gleich mäßig auf die vorhandene Anzahl einzelner Bremsen aufgeteilt wird. Nachteilig an diesem Verfahren ist jedoch, dass erst mit fortgeschrittenem Bremsvorgang über eine Menge von Einzelbremsen deren effektiv einzusetzende Anzahl - sozusagen nur noch rückwirkend - festgestellt werden kann. Ein weiterer Nachteil ist, dass ablaufdynamische Eigenheiten der Abläufe, das heißt, deren Fahrzeug- und Streckenwiderstände, keine Berücksichtigung finden. Gerade diese haben aber erheblichen Einfluss auf das Rollverhalten der Abläufe im Richtungsgleis. Insbesondere bei längeren Abläufen dürfen diese nicht unbe rücksichtigt bleiben.

Ein weiteres Verfahren zum Steuern von mehreren Einzelbremsen, insbe sondere Gefälleausgleichsbremsen in einer Bremsenkette, ist mit DE 197 36 709 bzw. EP 897 847 bekannt geworden. Auch dieses Verfahren nutzt einfache, steuerungstechnische Mittel. Es ist darüber hinaus eng mit dem vorgenannten Verfahren verwandt, wobei ein kennzeichnender Unterschied in der laufwerkbe zogenen Ermittlung einer Anzahl einzusetzender Einzelbremsen besteht. Es wird auch bei diesem Verfahren eine nur von der gemessenen Einlauf- und von der vorgesehenen Auslaufgeschwindigkeit abgeleitete Überschussenergie von Abläufen gleichmäßig auf eine Teilmenge aus der vorhandenen Bremsenzahl abgebildet. Für die Durchführung des Verfahrens wird ein Algorithmus vorge schlagen, bei dem der Durchlauf von Achsen beziehungsweise Laufwerken oh ne Bezugnahme auf die Gesamtheit der im Ablauf befindlichen Achsen verwen det wird, und der daher unstimmig ist. Eine Berücksichtigung ablaufdynami scher Eigenheiten der Abläufe, insbesondere der aus Fahrzeug- und Strecken widerständen resultierenden Kräfte, findet weiterhin nicht statt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur steuerungs technischen Einbindung von Gefälleausgleichsbremsen in einen automatischen Rangierablauf zu schaffen, das die genannten Nachteile der bekannten Verfah ren nicht aufweist, das effektiv mit anderen Steuerungen, insbesondere solchen für Richtungsgleisbremsen, kombinierbar ist, das die Rangierqualität nachhaltig verbessert und die Sicherheit im Ablaufgeschehen erhöht. Das Verfahren soll dabei bewusst auf spezifische Prozess- und Ablaufdaten zugreifen, soweit die se an gattungsgemäßen, automatisierten Ablaufanlagen verfügbar und üblich sind.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit dem Oberbegriff des Hauptanspruches erfindungsgemäß gelöst, indem in einem ersten Verfahrensdurchlauf beim Ein lauf eines Ablaufes in eine Gleisbremse, insbesondere Richtungsgleisbremse, eine Weglänge des Ablaufes bis zum Erreichen eines vorgegebenen Zielpunk tes im Gleis ermittelt wird, aus dieser Weglänge die Anzahl der maximal pas sierbaren Bremsen, insbesondere Gefälleausgleichsbremsen, bis zum Zielpunkt bestimmt wird sowie die Streckenwiderstände, bestehend aus Neigungen, Bo gen- und gegebenenfalls Weichenwiderständen, dass außerdem der Rollwider stand des Ablaufes berücksichtigt wird und eine Sollauslaufgeschwindigkeit für die Richtungsgleisbremse dann und nur dann auf ein Minimum gesetzt wird und gleichzeitig die Anzahl der maximal passierbaren Gefälleausgleichsbremsen für diesen Ablauf für eine Bremsstellung vorgesehen werden, wenn der Ablauf die Eigenschaften eines Grenzgutläufers (minimaler Rollwiderstand bei maximaler Achsmasse) aufweist, dass in jedem anderen Fall eine Berechnung der Soll auslaufgeschwindigkeit für die Richtungsgleisbremse unter Bezug auf die für die Bremsstellung vorgesehene Anzahl von Gefälleausgleichsbremsen in der Weise erfolgt, dass die Anzahl der maximal passierbaren Gefälleausgleichs bremsen für diejenige Anzahl der für den Ablauf in die Bremsstellung zu brin genden Gefälleausgleichsbremsen übernommen und sodann um wenigstens eine Gefälleausgleichsbremse reduziert wird, und die Berechnung der Sollaus laufgeschwindigkeit aus der Richtungsgleisbremse angefangen mit diesen Werten erfolgt, wobei eine Zielgeschwindigkeit für das Erreichen des Zielpunk tes vorgegeben wird, und dass die Anzahl der für die Bremsstellung vorgese henen Gefälleausgleichsbremsen im Anschluss gegebenenfalls mehrmals redu ziert und die Sollauslaufgeschwindigkeit aus der Richtungsgleisbremse regel mäßig solange berechnet wird, bis die ermittelte Sollauslaufgeschwindigkeit aus der Richtungsgleisbremse um eine Differenzgeschwindigkeit kleiner als die Einlaufgeschwindigkeit in die Richtungsgleisbremse ist, oder aber die Anzahl der für die Bremsstellung vorgesehenen Gefälleausgleichsbremsen den Wert Null erreicht hat, und dann für die Sollauslaufgeschwindigkeit aus der Rich tungsgleisbremse der letzte ermittelte Wert benutzt wird.

Ein zweiter Verfahrensdurchlauf erfolgt stets dann, wenn eine erste Achse des Ablaufes den Einlaufkontakt einer der nachfolgend zu passierenden Gefäl leausgleichsbremsen befährt, indem die dann aktuelle Weglänge des Ablaufes bis zum Zielpunkt ermittelt wird, die bis dahin noch vorhandene, restliche Anzahl der maximal passierbaren Gefälleausgleichsbremsen und die aus Neigungen, Bogen- und gegebenenfalls Weichenwiderständen bis zum Zielpunkt bestehen den Streckenwiderstände, und dass außerdem der Rollwiderstand des Ablaufes berücksichtigt wird, und sodann eine Berechnung der zu erwartenden Zielge schwindigkeit des Ablaufes unter Bezugnahme auf die Anzahl der maximal pas sierbaren Gefälleausgleichsbremse bis zum Zielpunkt erfolgt, und dass die An zahl der für die Bremsstellung vorgesehenen Gefälleausgleichsbremsen im An schluss gegebenenfalls mehrmals reduziert und dabei die zu erwartende Ziel geschwindigkeit regelmäßig solange berechnet wird, bis für die berechnete, zu erwartende Zielgeschwindigkeit ein Betrag oberhalb der vorgegebenen Zielge schwindigkeit abzüglich einer Differenzgeschwindigkeit ermittelt wird.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dann gegeben, wenn alle Gefälleausgleichsbremsen entlang eines betrachteten Laufweges grundsätzlich solange in unveränderter Stellung verbleiben, bis ein Ablauf diese tatsächlich erreicht hat. Somit können beliebig viele Abläufe in ein und demselben Rich tungsgleis gleichzeitig mit den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten behan delt werden, ohne dass unerwünschte Wechselwirkungen eintreten. Gleichzeitig werden hierdurch unnötige Stellbewegungen vermieden, wenn wiederholte Be rechnungen an nachfolgenden Gefälleausgleichsbremsen für einen Ablauf eine korrigierte Anzahl von Gefälleausgleichsbremsen erforderlich machen. Alle er findungsgemäßen Berechnungen beziehen die einzelnen Gefälleausgleichs bremsen so ein, dass sie für eine Brems- oder für eine Lösestellung vorgese hen werden, aber frühestens ab dem Einlaufen der ersten Achse des Ablaufes nehmen sie diese ein.

Eine weitere, vorteilhafte Ausgestaltungsform der Erfindung sieht eine Fall unterscheidung dann vor, wenn die Anzahl der für den Bremsvorgang einzuset zenden Gefälleausgleichbremsen kleiner ermittelt wird, als die Anzahl der ma ximal von einem Ablauf passierbaren Gefälleausgleichsbremsen. Sie verwendet dabei folgendes Schema:

1. Ist der Rollwiderstand des Ablaufes kleiner als der durchschnittliche Be trag für eine Neigung im Richtungsgleis, das heißt, der Ablauf wird sich nach Verlassen der Richtungsgleisbremse erwartungsgemäß beschleuni gen, so werden die zuerst zu passierenden Gefälleausgleichsbremsen für eine Bremsstellung vorbereitet.
2. Ist der Rollwiderstand des Ablaufes dagegen größer als der durchschnitt liche Betrag für die Neigung im Richtungsgleis, das heißt, der Ablauf wird sich nach Verlassen der Richtungsgleisbremse erwartungsgemäß verzö gern, so werden die zuletzt zu passierenden Gefälleausgleichsbremsen für die Bremsstellung vorbereitet.

Auf diese Weise wird erreicht, dass stets ein Maximum an Reserven ver bleibt, um den Ablauf erforderlichenfalls entweder noch stärker abbremsen oder aber noch wirkungsvoller lösen zu können.

Die besonderen Vorteile der Erfindung bestehen neben einer deutlich er höhten Sicherheit für die Einhaltung von vorgegebenen Zielgeschwindigkeiten auch darin, dass Sollauslaufgeschwindigkeiten an Richtungsgleisbremsen ohne Risiko so groß wie möglich vorgegeben werden können, wodurch ein schnelle res Beräumen der mit Weichen versehenen Verteilzone ermöglicht wird, was wiederum die Möglichkeit zur Erhöhung der Ablaufleistung der Rangieranlage nach sich zieht. Gleichzeitig wird hierdurch auch ein Verschleiß an den Rich tungsgleisbremsen vermindert. Weiterhin findet keine Preisgabe von eventuell erforderlich werdendem Korrekturpotenzial an unerwartet schlechteren oder unerwartet besseren Laufeigenschaften von Abläufen schon an der Richtungs gleisbremse statt, und das Risiko von Überbremsungen an Richtungsgleisbrem sen mit der Folge eines frühzeitigen Stehenbleibens von Abläufen im Rich tungsgleis wird reduziert.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Anordnung mit einer Richtungsgleisbremse und drei Gefälleaus gleichsbremsen in einem Richtungsgleis in einer typischen Ablaufsituation;

Fig. 2 den Zulauf eines Ablaufes über Gefälleausgleichsbremsen in drei Se quenzen, wobei jeweils bei einer Erstachsüberrollung an einem Einlaufkontakt einer Gefälleausgleichsbremse ein Review-Punkt gesetzt wird.

Ein Ablauf 1 erreicht, wie in der Fig. 1 dargestellt, mit seiner ersten Achse den Einlaufkontakt 2 einer Richtungsgleisbremse 3. An dem Einlaufkontakt 2 wird für den Ablauf 1 eine Einlaufgeschwindigkeit ν_{RGB Ein} ermittelt. Es schließt sich, ausgelöst mit dem Ereignis dieser Erstachsüberrollung an dem Einlauf kontakt 2 der Richtungsgleisbremse 3, unmittelbar ein erster Berechnungsab lauf zur Bestimmung der Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} aus der Rich tungsgleisbremse 3 in Kombination mit einer Anzahl n_B der dabei einzusetzen den Gefälleausgleichsbremsen 5 nach den im Folgenden erläuterten Verfah rensschritten an:

a) Bestimmen der Weglänge L bis zu einem Zielpunkt ZP für den Ablauf 1 im Richtungsgleis. Bei bereits vorausgegangenem Zulauf von Abläufen 4 in das Richtungsgleis entspricht die Länge L dem Abstand bis zum aktuellen Ende der mit dem vorausgegangenen Ablauf 4 gebildeten Wagensäule. Üblicherweise und insbesondere, wenn der vorausgegangene Ablauf 4 noch nicht den Stillstand erreicht hat, ist die Weglänge L gleichzusetzen mit einer durch den vorausgegangenen Ablauf 4 begründeten, dynami schen, freien Gleislänge.
b) Feststellen der bis zum Zielpunk ZP maximal passierbaren Anzahl n_{B max} von Gefälleausgleichsbremsen 5.
c) Übergabe der nach bekannter Methodik ermittelten Ablaufdaten für den Ablauf 1 von einer übergeordneten Steuerung.
d) Ermitteln von Streckenwiderstandsanteilen entlang der Weglänge L, ge trennt nach Neigung s, Bogenwiderstand w_b und - sofern vorhanden - Weichenwiderstand w_w. Hierfür ist es zweckmäßig, die Anteile für die Neigung s und für den Weichenwiderstand w_w unmittelbar aus Wegelis ten abzugreifen, die für jegliche, ablaufdynamische Berechnungen inner halb des Steuerungssystems ohnedem verfügbar sind. Der Anteil für den Bogenwiderstand w_b wird - beispielsweise - nach der Beziehung:
berechnet, wobei a der maßgebende Radsatzabstand des Ablaufes 1 und R der Radius des den Bogenwiderstand w_b verursachenden Gleisbogens ist, der e benfalls aus Wegelisten abgegriffen wird.
e) Bewertung der Anzahl n_{B max} der maximal passierbaren Gefälleaus gleichsbremsen 5 nach der von diesen jeweils nutzbaren Anzahl brems barer Achsen Ax_B [GAB] des Ablaufes 1. Gemäß der in der Fig. 1 bei spielhaft dargestellten Ablaufsituation gelangt dieser Vorgang zum Zeit punkt des Einlaufens des Ablaufes 1 in die Richtungsgleisbremse 3 zu folgendem Ergebnis:
Um auf besonders effektive Weise die Bewertung der Gefälleausgleichs bremsen 5 nach bremsbaren Achsen zu erhalten, ist es zweckmäßig, die Einbaupositionen von Gefälleausgleichsbremsen 5 wie örtlich vorliegende Streckenwiderstände zu betrachten und sie somit als ein Eintrag in die genannten Wegelisten aufzunehmen. Dadurch werden durch Gefälleaus gleichsbremsen 5 verursachte "Streckenwiderstände" auf natürliche Art einfach mit eingelesen. Als wesentliche Voraussetzung dafür sind allerdings achswegweise Berechnungsmethoden anzuwenden. Diese gehören zum Stand der Technik.
f) Berechnung der Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} für die Richtungs gleisbremse 3 in Kombination mit der passenden Anzahl n_B der dabei einzusetzenden Gefälleausgleichsbremsen 5 in den Schritten:
- 1. Feststellen, ob die für den Ablauf 1 übergebenen Ablaufdaten diesen als Grenzgutläufer ausweisen:
  Rollwiderstand w_roll ≦ 0,5‰ ?
  und
  mittlere Achsmasse ≧ 20 t ?
  Ist das Kriterium erfüllt, so wird der Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} für die Richtungsgleisbremse das verfügbare Minimum für die Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus}(Min) zugewiesen, und die An zahl n_B der für den Ablauf 1 einzusetzenden Gefälleausgleichsbrem sen 5 ergibt sich aus der Anzahl n_{B max} der maximal passierbaren Gefälleausgleichsbremsen 5:
  ν_{RGB Soll Aus} = ν_{RGB Soll Aus}(Min),
  n_B = n_{B max}.
  Für diesen Fall ist der erste Berechnungsablauf zur Bestimmung der Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} aus der Richtungsgleisbremse 3 in Kombination mit einer Anzahl n_B der dabei einzusetzenden Gefäl leausgleichsbremsen 5 damit beendet. Ist das Kriterium dagegen nicht erfüllt, schließt sich nachfolgender, weiterer Berechnungsablauf an.
- 2. Für die Anzahl n_B der für den Ablauf 1 einzusetzenden Gefälleaus gleichsbremsen 5 wird die maximal passierbare Anzahl n_{B max} von Gefälleausgleichsbremsen 5, vermindert um Eins, übernommen.
  n_B = n_{B max} - 1.
- 3. Es wird die Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} aus der Richtungs gleisbremse 3 unter Berücksichtigung aller Fahrzeug- und Strecken widerstände (Rollwiderstand w_roll, Neigung s, Bogenwiderstand w_b, Weichenwiderstand w_w) sowie unter Bezugnahme auf die Anzahl n_B der einzusetzenden Gefälleausgleichsbremsen 5 ermittelt. Als Zielge schwindigkeit ν_Ziel wird ein gewünschter Vorgabewert (< 1,5 m/s) einge setzt.
  Es bedeuten hierbei weiterhin:
  g' um Anteil an rotierenden Massen reduzierte Erdbeschleunigung
  L_Abl Länge des Ablaufes 1 (Bezugsbasis ist Achs-Maß)
  mittlere Achsmasse des Ablaufes 1
  h_GAB Nennwiderstandshöhe einer Gefälleausgleichsbremse 5
  Diese Gleichung findet Anwendung an Gefälleausgleichsbremsen 5, wenn diese die Bauart von Balkengleisbremsen aufweisen, da deren tatsächliche Bremswiderstandshöhe mit der mittleren Achsmasse des Ablaufes 1 zu modifizieren ist.
  Für die weitaus effektivere, achswegweise Berechnungsmethode erhält die oben gezeigte Gleichung - wiederum für die Bauart Balkengleisbremse vor gesehen - folgendes, abgewandeltes Aussehen (Weichenwiderstand w_w hier nicht enthalten):
  Hierin bedeuten weiterhin:
  L_Ax achswegbezogene Weglänge
  n_Ax Anzahl Achsen des Ablaufes 1
  S_Ax achswegbezogene Neigung
  w_bAx achswegbezogener Bogenwiderstand
- 4. Es ist zu prüfen, ob die berechnete Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} mindestens um eine Differenzgeschwindigkeit Δν kleiner ist als die Ein laufgeschwindigkeit ν_{RGB Ein} in die Richtungsgleisbremse 3 oder, ob die Anzahl n_B der für den Ablauf 1 einzusetzenden Gefälleausgleichs bremsen 5 den Wert Null erreicht hat.
  ν_{RGB Soll Aus} ≦ ν_{RGB Ein} - Δν ?
  oder
  n_B = 0 ?
  Für die Differenzgeschwindigkeit Δν wird ein hinreichend kleiner Wert von beispielsweise 0,0 bis 0,4 m/s verwendet.
  Ist das Kriterium erfüllt, so ist der erste Berechnungsablauf zur Bestim mung der Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} aus der Richtungs gleisbremse 3 in Kombination mit einer Anzahl n_B der dabei für den Ablauf 1 einzusetzenden Gefälleausgleichsbremsen 5 beendet.
  Ist das Kriterium nicht erfüllt, so wird die Anzahl n_B der für den Ablauf 1 einzusetzenden Gefälleausgleichsbremsen 5 um Eins dekrementiert.
  n_B = n_B - 1.
  Anschließend wird der Berechnungsdurchlauf am Punkt 3. - erforderlichen falls sooft - wiederholt, bis die oben genannte Bedingung erfüllt ist.
g) Es ist eine Unterscheidung zu treffen, für den Fall, dass die Anzahl n_B der für den Bremsvorgang einzusetzenden Gefälleausgleichbremsen 5 kleiner ermittelt wird, als die von dem Ablauf 1 maximal passierbare An zahl n_{B max} von Gefälleausgleichsbremsen 5 nach dem Schema:
- 1. Der Rollwiderstand w_roll von Ablauf 1 ist kleiner als der durchschnitt liche Betrag für die Neigung s (das heißt, der Ablauf 1 wird sich nach Verlassen der Richtungsgleisbremse 3 erwartungsgemäß beschleuni gen)
  ⇒ zuerst zu passierende Gefälleausgleichsbremsen 5 für die Bremsstellung vorbereiten.
- 2. Der Rollwiderstand w_roll von Ablauf 1 ist größer als der durchschnittli che Betrag für die Neigung s (das heißt, der Ablauf 1 wird sich nach Verlassen der Richtungsgleisbremse 3 erwartungsgemäß verzögern)
  ⇒ zuletzt zu passierende Gefälleausgleichsbremsen 5 für die Bremsstellung vorbereiten.

Das Ergebnis dieses ersten Verfahrensdurchlaufes liefert unter Verwendung der übergebenen Ablaufdaten für den Ablauf 1 und der Kenntnis der Strecken widerstandsanteile bis zum Zielpunkt ZP in einem ersten Ansatz die exakt be stimmten Werte für die dem Ablauf 1 an der Richtungsgleisbremse 3 zuzuwei sende Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} und eine darauf genau abge stimmte Anzahl n_B der für die Bremsstellung vorgesehenen Gefälleausgleichs bremsen 5. Wird der Ablauf 1 mit der ermittelten Sollauslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} aus der Richtungsgleisbremse 3 entlassen, und wird die ermittelte Anzahl der in Bremsstellung zu bringenden Gefälleausgleichsbremsen 5 durch den Ablauf 1 in der vorgesehenen Weise passiert, so wird dieser mit einer Ge schwindigkeit, die dem verwendeten Vorgabewert für die Zielgeschwindigkeit ν_Ziel entspricht, den Zielpunkt ZP erreichen.

Voraussetzung dafür ist indessen, dass der Ablauf 1 tatsächlich mit den für diesen gemeldeten Ablaufdaten hinreichend genau beschrieben ist und dass die Steuerung der Richtungsgleisbremse 3 den vorgegebenen Wert für die Soll auslaufgeschwindigkeit ν_{RGB Soll Aus} auch hinreichend genau umzusetzen vermag. Damit von diesen Voraussetzungen in bestimmter Weise abweichende Bedin gungen nicht dazu führen, dass die primäre Zielstellung - nämlich das Einhal ten des Vorgabewertes für die Zielgeschwindigkeit ν_Ziel - verfehlt wird, schließt sich bei jedem an den Einlaufkontakten 2 der nachfolgenden Gefälleaus gleichsbremsen 5 ausgelösten Einlaufereignis ein sogenanntes Review an. Ein solches Review ist anhand des in der Fig. 2 dargelegten Beispiels dreimal auszuführen, wobei ein Review-Punkt jeweils beim Erreichen eines Einlauf kontaktes 2 durch die erste Achse des Ablaufes 1 gesetzt wird.

Das Review gestattet eine regelmäßige Kontrolle jeweils vorheriger Festle gungen bezüglich der ermittelten Anzahl n_B der für die Bremsstellung vorgese henen Gefälleausgleichsbremsen 5 sowie der Entwicklung der tatsächlichen Geschwindigkeit des Ablaufes 1. Der Verfahrensablauf ist an jedem Review- Punkt durch folgende Schritte bestimmt:

a) Ermitteln der aktuellen Weglänge L bis zum Zielpunkt ZP des Ablaufes 1 im Richtungsgleis.
b) Feststellen der bis zum Zielpunk ZP verbleibenden, maximal passierbaren Anzahl n_{B max} von Gefälleausgleichsbremsen 5.
c) Bereitstellung der ermittelten Ablaufdaten für den Ablauf 1.
d) Ermitteln der Streckenwiderstandsanteile für die verbliebene Weglänge L nach Neigung s, Bogenwiderstand w_b und - falls vorhanden - Weichenwi derstand w_w. Die Anteile für die Neigung s und für den Weichenwider stand w_w werden wiederum aus Wegelisten abgegriffen. Der Anteil für den Bogenwiderstand w_b wird unter Verwendung des aus Wegelisten entnommenen Radius R berechnet.
e) Bewertung der Anzahl n_{B max} der zu passierenden Gefälleausgleichs bremsen 5 nach der jeweils aktuell nutzbaren Anzahl bremsbarer Achsen Ax_B [GAB] des Ablaufes 1. Dieser Vorgang führt anhand des in der Fig. 2 dargestellten Beispiels an den drei möglichen Review-Punkten zu fol genden Ergebnissen:
f) Berechnung der Anzahl n_B der für den Ablauf 1 weiterhin einzusetzenden Gefälleausgleichsbremsen 5 bis zum Zielpunkt ZP nach folgenden Schritten:
- 1. Für die Anzahl n_B der für den Ablauf 1 weiterhin einzusetzenden Gefälle ausgleichsbremsen 5 wird die maximal nutzbare Anzahl n_{B max} von Gefälleausgleichsbremsen 5 übernommen.
  n_B = n_{B max}.
- 2. Es wird die zu erwartende Zielgeschwindigkeit ν_{Ziel Ist} unter Berück sichtigung aller Fahrzeug- und Streckenwiderstände (Rollwiderstand w_roll, Neigung s, Bogenwiderstand w_b, Weichenwiderstand w_w) sowie unter Bezugnahme auf die Anzahl n_B der einzusetzenden Gefälle ausgleichsbremsen 5 ermittelt.
  Es bedeuten hierbei:
  ν_{GAB Ein} Einlaufgeschwindigkeit an Gefälleausgleichsbremse 5
  g' um Anteil an rotierenden Massen reduzierte Erdbeschleunigung
  L_Abl Länge des Ablaufes 1 (Bezugsbasis ist Achs-Maß)
  mittlere Achsmasse des Ablaufes 1
  h_GAB Nennwiderstandshöhe einer Gefälleausgleichsbremse 5
  Diese Gleichung findet Anwendung an Gefälleausgleichsbremsen 5, wenn diese die Bauart von Balkengleisbremsen aufweisen, da deren wirkliche Bremswiderstandshöhe mit der mittleren Achsmasse des Ablaufes 1 modifiziert werden muss.
  Für die effektivere, achswegweise Berechnungsmethode erhält die oben ge zeigte Gleichung folgendes, abgewandeltes Aussehen (Weichenwiderstand w_w hier nicht enthalten):
  Hierin bedeuten weiterhin:
  L_Ax achswegbezogene Weglänge
  n_Ax Anzahl Achsen des Ablaufes 1
  s_Ax achswegbezogene Neigung
  w_bAx achswegbezogener Bogenwiderstand
- 3. Es ist zu prüfen, ob die berechnete Zielgeschwindigkeit ν_{Ziel Ist} mindestens um eine Differenzgeschwindigkeit Δν größer ist als der Vorgabewert für die Zielgeschwindigkeit ν_Ziel.
  ν_{Ziel Ist} ≧ ν_Ziel - Δν ?
  Als Differenzgeschwindigkeit Δν wird ein Betrag vorgegeben, der dem ge wünschten, negativen Toleranzbereich für den Vorgabewert der Zielge schwindigkeit ν_Ziel entspricht. Realistisch und zweckmäßig ist ein Wert von 0,5 m/s.
  Wird das Kriterium erfüllt, so ist der zuletzt ermittelte Wert die Anzahl n_B der für den Ablauf 1 weiterhin einzusetzenden Gefälleausgleichs bremsen 5, also die gesuchte Größe. Wird das Kriterium nicht erfüllt, so wird die Anzahl n_B der für den Ablauf 1 weiterhin einzusetzenden Gefälleausgleichsbremsen 5 um Eins dekrementiert.
  n_B = n_B - 1.
  Anschließend wird der Berechnungsdurchlauf am Punkt 2. erforderlichen falls sooft wiederholt, bis die oben genannte Bedingung erfüllt ist.
g) Es ist die ermittelte Anzahl n_B an Gefälleausgleichsbremsen 5 für den Ablauf 1 in Bremsstellung zu bringen. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Gefälleaus gleichsbremsen 5 in genau der Reihung für den Ablauf 1 für die Bremsstellung ver wendet werden, wie sie im Ergebnis der vorausgegangenen Berechnungen - gege benenfalls nach mehrmaligem Dekrementieren ihrer Anzahl n_B - bestimmt worden sind. Für die Ansteuerung der einzelnen Gefälleausgleichsbremsen 5 ist so vorzu gehen, dass nur diejenigen Gefälleausgleichsbremsen 5 sofort in die Bremsstellung überführt werden, beziehungsweise diese behalten, die bereits von dem Ablauf 1 erreicht sind. Alle verbleibenden Gefälleausgleichsbremsen 5, die von dem Ablauf 1 aktuell noch nicht befahren wurden, werden nur mit der für sie vorgesehenen Stel lung vermerkt, nehmen diese aber erst ein, wenn der Ablauf 1 auch diese erreicht hat.

Bezugszeichen

1

Ablauf

2

Einlaufkontakt

3

Richtungsgleisbremse

4

vorausgegangener Ablauf

5

Gefälleausgleichsbremse (GAB)
L Weglänge
ZP Zielpunkt
RP Review-Punkt

Claims

1. Verfahren zur steuerungstechnischen Einbindung von Gefälleausgleichs bremsen in einen automatischen Rangierablauf, zur Anwendung in Ablauf anlagen in einer Kombination von Richtungs gleisbremsen am Anfang von Gleisabschnitten mit nachfolgenden, zu Bremsenketten nacheinander angeord neten Gefälleausgleichsbremsen sowie Ein richtungen zum Gewinnen und Übermitteln von Ablaufdaten, dadurch ge kennzeichnet, dass erstens ein Verfahrensdurchlauf zur Bestimmung der Sollauslaufgeschwindigkeit (ν_{RGB Soll Aus}) für die Richtungsgleisbremse (3) durchgeführt wird, indem:
beim Einlauf eines Ablaufes (1) in die Richtungsgleisbremse (3) eine Weglänge (L) des Ablaufes (1) bis zum Erreichen eines vorgegebenen Zielpunktes (ZP) im Richtungsgleis ermittelt wird,
aus dieser Weglänge (L) die Anzahl (n_{B max}) der maximal passierbaren Gefälleausgleichsbremsen (5) bis zum Zielpunkt (ZP) bestimmt wird so wie die Streckenwiderstände, bestehend aus Neigungen (s), Bogen- (w_b) und gegebenenfalls Weichenwiderständen (w_w),
dass außerdem der Rollwiderstand (w_roll) des Ablaufes (1) berücksichtigt wird und
dass eine Sollauslaufgeschwindigkeit (ν_{RGB Soll Aus}) für die Richtungsgleis bremse (3) dann auf einen Wert für ein Minimum der Sollauslaufge schwindigkeit (ν_{RGB Soll Aus}(Min)) gesetzt wird und gleichzeitig die Anzahl (n_{B max}) der maximal passierbaren Gefälleausgleichsbremsen (5) für eine Bremsstellung vorgesehen wird, wenn der Ablauf (1) die Eigenschaften eines Grenzgutläufers aufweist, und
dass in jedem anderen Fall eine Berechnung der Sollauslaufge schwindigkeit (ν_{RGB Soll Aus}) für die Richtungsgleisbremse (3) unter Bezug nahme auf die für eine Bremsstellung vorgesehene Anzahl (n_B) von Ge fälleausgleichsbremsen (5) in der Weise erfolgt, dass die Anzahl (n_{B max}) der maximal passierbaren Gefälleausgleichsbremsen (5) zunächst um wenigstens eine Gefälleausgleichsbremse (5) reduziert und sodann als Anzahl (n_B) der für den Ablauf (1) in die Bremsstellung zu bringenden Gefälleausgleichsbremsen (5) übernommen wird, und die Berechnung der Sollauslaufgeschwindigkeit (ν_{RGB Soll Aus}) aus der Richtungsgleisbrem se (3) unter Berücksichtigung dieser Anzahl (n_B) an Gefälleausgleichsbremsen (5) erfolgt, wobei eine Zielgeschwindigkeit (ν_Ziel) für das Errei chen des Zielpunktes (ZP) vorgegeben wird, und
dass die Anzahl (n_B) der für die Bremsstellung vorgesehenen Ge fälleausgleichsbremsen (5) im Anschluss gegebenenfalls mehrmals re duziert und dabei regelmäßig die Sollauslaufgeschwindigkeit (ν_{RGB Soll Aus}) aus der Richtungsgleisbremse (3) solange berechnet wird, bis diese um eine Differenzgeschwindigkeit (Δν) kleiner als die Einlaufgeschwindig keit (ν_{RGB Ein}) in die Richtungsgleisbremse (3) ist, und dieser Wert als Sollauslaufgeschwindigkeit (ν_{RGB Soll Aus}) aus der Richtungsgleisbremse (3) benutzt wird, oder aber,
dass die Anzahl (n_B) der für die Bremsstellung vorgesehenen Gefälle ausgleichsbremsen (5) den Wert Null erreicht hat, und dann für die Soll auslaufgeschwindigkeit (ν_{RGB Soll Aus}) aus der Richtungsgleisbremse (3) der letzte hierfür ermittelte Wert benutzt wird, und
dass zweitens ein Verfahrensdurchlauf oder ein wiederholter Verfah rensdurchlauf zur Ermittlung der aktuell für den Ablauf (1) zu belassenden Anzahl (n_B) der für die Bremsstellung vorgesehenen Gefälleausgleichsbrem sen (5) stets dann erfolgt, wenn die erste Achse des Ablaufes (1) den Ein laufkontakt (2) einer der nachfolgend zu passierenden Gefälleausgleichs bremsen (5) befährt, indem:
die dann aktuelle Weglänge (L) des Ablaufes bis zum Zielpunkt (ZP) er mittelt wird,
die bis dahin noch vorhandene restliche Anzahl (n_{B max}) der maximal pas sierbaren Gefälleausgleichsbremsen (5) und die aus Neigungen (s), Bo gen- (w_b) und gegebenenfalls Weichenwiderständen (w_w) bis zum Ziel punkt (ZP) bestehenden Streckenwiderstände ermittelt werden,
dass außerdem der Rollwiderstand (w_roll) des Ablaufes (1) berücksichtigt wird und
dass sodann eine Berechnung der zu erwartenden Zielgeschwindigkeit (ν_{Ziel Ist}) des Ablaufes (1) unter Bezugnahme auf die Anzahl (n_{B max}) der maximal passierbaren Gefälleausgleichsbremsen (5) bis zum Zielpunkt (ZP) erfolgt und
dass die Anzahl (n_{B max}) der maximal passierbaren Ge fälleausgleichsbremsen (5) bis zum Zielpunkt (ZP) für die zu belassenden Anzahl (n_B) der für die Bremsstellung vorgesehenen Gefälleausgleichs bremsen (5) übernommen wird, wenn für die zu erwartende Zielge schwindigkeit (ν_{Ziel Ist}) ein Betrag oberhalb der vorgegebenen Zielge schwindigkeit (ν_Ziel) abzüglich einer Differenzgeschwindigkeit (Δν) er mittelt wird, und
dass die Anzahl (n_B) der für die Bremsstellung vorgesehenen Gefälle ausgleichsbremsen (5) im Anschluss gegebenenfalls mehrmals reduziert und dabei die zu erwartende Zielgeschwindigkeit (ν_{Ziel Ist}) regelmäßig so lange berechnet wird, bis für diese ein Betrag oberhalb der vorgegebenen Zielgeschwindigkeit (ν_Ziel) abzüglich einer Differenzgeschwindigkeit (Δν) ermittelt wird.

2. Verfahren zur steuerungstechnischen Einbindung von Gefälleausgleichs bremsen in einen automatischen Rangierablauf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stellanforderungen für alle in die Berechnung einbe zogenen Gefälleausgleichsbremsen (5) erst dann von einer Steuerung an diese ausgegeben werden, sobald der Ablauf (1) diese erreicht hat oder der Ablauf (1) sich aktuell noch immer im Einflussbereich der betrachteten Ge fälleausgleichsbremse (5) befindet.

3. Verfahren zur steuerungstechnischen Einbindung von Gefälleausgleichs bremsen in einen automatischen Rangierablauf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fallunterscheidung dann vor genommen wird, wenn die Anzahl (n_B) der für den Bremsvorgang an dem Ablauf (1) einzusetzenden Gefälleausgleichbremsen (5) kleiner ermittelt wird, als die Anzahl (n_{B max}) der maximal von einem Ablauf passierbaren Gefälleausgleichsbremsen (5), wobei bei einem Rollwiderstand (w_roll) des Ablaufes (1) kleiner als der durchschnittliche Betrag für eine Neigung (s) im Richtungsgleis die zuerst zu passierenden Gefälleausgleichsbremsen (5) für eine Bremsstellung vorbereitet werden, und wenn der Rollwiderstand (w_roll) des Ablaufes (1) dagegen größer als der durchschnittliche Betrag für die Neigung (s) im Richtungsgleis ermittelt wird, so werden die zuletzt zu pas sierenden Gefälleausgleichsbremsen (5) für die Bremsstellung vorbereitet.