DE102015202429A1

DE102015202429A1 - Verfahren zum Betreiben einer rangiertechnischen Ablaufanlage sowie Steuereinrichtung für eine solche Anlage

Info

Publication number: DE102015202429A1
Application number: DE102015202429.6A
Authority: DE
Inventors: Holger Gemeiner
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2016-08-11
Also published as: EP3230147A1; LT3230147T; EP3230147B1; RU2677546C1; WO2016128167A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer rangiertechnischen Ablaufanlage (10), das durch eine genauere Bestimmung auftretender Bogenwiderstände eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit und/oder der Rangierqualität der Ablaufanlage (10) ermöglicht. Hierzu läuft das Verfahren erfindungsgemäß derart ab, dass für die jeweiligen Abläufe (100, 101) in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen zumindest ein Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs (100, 101) liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs (100, 101) bestimmt wird und zumindest eine Gleisbremse (60, 70) der Ablaufanlage (10) unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand gesteuert wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Steuereinrichtung (200, 220, 230) für eine rangiertechnische Ablaufanlage (10).

Description

In rangiertechnischen Ablaufanlagen werden Wagen oder Wagengruppen, die auch als Abläufe bezeichnet werden, unter Nutzung der auf die Abläufe wirkenden Schwerkraft aus einem Berggleis in unterschiedliche Richtungsgleise sortiert. Im Sinne der Effizienz und Zuverlässigkeit erfolgt hierbei üblicherweise eine weitgehende Automatisierung des Betriebs der Ablaufanlage. Ein zu diesem Zwecke geeignetes automatisches Steuerungssystem ist beispielsweise aus der Firmenveröffentlichung „Automatisierungssystem für Zugbildungsanlagen Trackguard^® Cargo MSR32 – Mehr Effizienz und Sicherheit im Güterverkehr“, Bestell-Nr.: A19100-V100-B981, Siemens AG 2014 bekannt.
Generell ist beim Betrieb einer Ablaufanlage eine möglichst genaue Prognose des Laufverhaltens der Abläufe wünschenswert. Dies gilt einerseits im Hinblick darauf, Einholvorgänge der Abläufe während ihres Laufs in Richtung der Richtungsgleise zu vermeiden, da diese zu Unfällen oder Beschädigungen der Abläufe beziehungsweise der transportierten Güter führen können. Darüber hinaus erlaubt eine möglichst genaue Prognose des Laufverhaltens der einzelnen Abläufe auch eine Maximierung der Kapazität der Ablaufanlage, d.h. eine Maximierung der Anzahl der mittels der Ablaufanlage in einem bestimmten Zeitraum sortierbaren Wagen.
Eine wichtige Einflussgröße bei der Steuerung einer Ablaufanlage stellen die auf die Abläufe in Gleisbögen wirkenden Bogenwiderstände dar. Der Bogenwiderstand ist ein Reibungswiderstand, der auftritt, wenn ein Schienenfahrzeug durch einen Gleisbogen fährt. Ursache hierfür ist, dass in einem Gleisbogen das bogenäußere Rad einen weiteren Weg als das bogeninnere Rad zurücklegen muss. Aufgrund der bei Schienenfahrzeugen festen Verbindung der Räder über die jeweilige Achse besitzen die beiden Räder jedoch die gleiche Umfangsgeschwindigkeit. Zwar kann eine gewisse Wegdifferenz durch die Konizität der Laufflächen ausgeglichen werden; in engen Radien sind die Wegdifferenzen zwischen äußerer und innerer Schiene jedoch so groß, dass sie nur durch Gleitbewegungen kompensiert werden können. Die hierdurch entstehende Reibung bewirkt ein Abbremsen des jeweiligen Fahrzeugs und beeinflusst somit seinen Lauf.
Aufgrund der Gleistopologien in rangiertechnischen Ablaufanlagen, die auch als Zugbildungsanlagen bezeichnet werden, hat der Bogenwiderstand einen maßgeblichen Einfluss auf den freien Lauf der Abläufe. Folglich ist die Bestimmung und Prognose der auftretenden Bogenwiderstände von erheblicher Bedeutung für eine bestmögliche Steuerung zur Beeinflussung der Geschwindigkeit der Abläufe vorgesehener Gleisbremsen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die auftretenden Bogenwiderstände auch bei der Bestimmung und Prognose von auf die Abläufe einwirkenden Rollwiderständen verwendet werden können. Im Ergebnis werden Leistungsfähigkeit und Rangierqualität der jeweiligen Ablaufanlage daher unmittelbar oder mittelbar durch die Genauigkeit der Bogenwiderstandsbestimmung beeinflusst. Während die Leistungsfähigkeit einer Anlage im Wesentlichen durch die Anzahl der in einer vorgegebenen Zeitdauer sortierten Abläufe bestimmt ist, bemisst sich die Rangierqualität insbesondere danach, mit welcher Zuverlässigkeit Eckstöße sowie ein Auflaufen der Abläufe mit unzulässig hoher Geschwindigkeit vermieden werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer rangiertechnischen Ablaufanlage anzugeben, das durch eine verbesserte Bestimmung auftretender Bogenwiderstände eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit und/oder Rangierqualität der Ablaufanlage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer rangiertechnischen Ablaufanlage, wobei für die jeweiligen Abläufe in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen zumindest ein Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs bestimmt wird und zumindest eine Gleisbremse der Ablaufanlage unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand gesteuert wird.
Gemäß dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dieses zunächst dadurch aus, dass für die jeweiligen Abläufe in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen zumindest ein Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs bestimmt wird. Hierbei kann die Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand des zumindest einen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogens grundsätzlich sowohl zu einem Zeitpunkt, zu dem der jeweilige Ablauf den betreffenden Gleisbogen bereits erreicht oder passiert hat, als auch zu einem Zeitpunkt, zu dem der jeweilige Ablauf den betreffenden Gleisbogen noch nicht erreicht hat, erfolgen. In beiden Fällen ist es nämlich möglich, mittels des bestimmten zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand eine Prognose in Bezug auf das zukünftige Laufverhalten des betreffenden Ablaufs vorzunehmen.
Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand in dem zumindest einen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs. Sofern dieser aus einem einzelnen ablaufenden Wagen besteht, handelt es sich bei dem berücksichtigten Laufwerkstyp um den Laufwerkstyp dieses Wagens. Für den Fall, dass der jeweilige Ablauf mehrere Wagen umfasst, kann es sich bei dem berücksichtigten Laufwerkstyp in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Ablaufs um einen Laufwerkstyp oder mehrere Laufwerkstypen der betreffenden Wagengruppe handeln.
Unter einem Laufwerk wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung entsprechend der üblichen Bedeutung diejenige Komponente eines Schienenfahrzeugs verstanden, die das Schienenfahrzeug im Gleis führt und auftretende Kräfte zwischen Gleis und Fahrzeug überträgt. So umfassen Laufwerke in der Regel die Radsätze, die Radsatzlager sowie die Federung. Da in rangiertechnischen Ablaufanlagen sortierte Güterwagen üblicherweise keinen eigenen Antrieb aufweisen, verfügen die Laufwerke der Abläufe in der Regel ausschließlich über antriebslose Achsen. Als Beispiele für in Europa gängige Laufwerke seien beispielhaft das Doppelschaken-Laufwerk sowie das Y25-Drehgestell genannt. Dabei werden als Drehgestell solche Laufwerke von Schienenfahrzeugen bezeichnet, bei denen zwei oder mehr Radsätze in einem gegenüber dem Wagenkasten drehbaren Rahmen gelagert werden.
Gemäß dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sodann zumindest eine Gleisbremse der Ablaufanlage unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand gesteuert. Dabei kann der zumindest eine bestimmte Wert für den Bogenwiderstand einerseits derart berücksichtigt werden, dass er unmittelbar in die Steuerung der Gleisbremse als Parameter eingeht. Andererseits ist es jedoch auch möglich, dass der zumindest eine bestimmte Wert für den Bogenwiderstand zur Berechnung weiterer Größen oder Parameter verwendet wird und diese dann in die Steuerung der zumindest einen Gleisbremse eingehen. So stellt – wie zuvor bereits ausgeführt – insbesondere auch der Rollwiderstand des jeweiligen Ablaufs eine wichtige Einflussgröße bei der Steuerung einer rangiertechnischen Ablaufanlage dar. In der Praxis besteht hierbei das Problem, dass der Rollwiderstand eines Ablaufs nicht mit ausreichender Genauigkeit direkt messbar ist. Folglich besteht eine Aufgabe einer Steuereinrichtung einer rangiertechnischen Ablaufanlage darin, den Rollwiderstand eines Ablaufs aus verfügbaren Messdaten zu bestimmen und durch ein geeignetes Prognoseverfahren für einen nachfolgenden Streckenabschnitt zu schätzen. Hierbei kann die Bestimmung des Rollwiderstandes aus den verfügbaren Messdaten beispielsweise derart geschehen, dass zunächst der auf den jeweiligen Ablauf wirkende Gesamtwiderstand – beispielsweise aus erfassten Geschwindigkeitsdifferenzen – bestimmt wird und anschließend andere Widerstandsanteile, wie beispielsweise Luftwiderstand, Weichenwiderstand sowie insbesondere Bogenwiderstand, von diesem Gesamtwiderstand abgezogen werden. Der nach der entsprechenden Differenzbildung verbleibende Rest wird als Rollwiderstand des jeweiligen Ablaufs angenommen beziehungsweise als Eingangswert für eine entsprechende Rollwiderstandsprognose verwendet. Somit führt eine Verbesserung der Bestimmung auftretender Bogenwiderstände letztlich auch zu genaueren Schätzwerten für den Rollwiderstand und trägt damit im Ergebnis zu einer Verbesserung der Laufzielbremsung bei. Hierdurch wird somit ein effizienteres und schonenderes Rangieren, gegebenenfalls auch ohne Förderanlage, ermöglicht.
Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die grundlegende Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Berücksichtigung des Laufwerkstyps beziehungsweise der Laufwerkstypen des jeweiligen Ablaufs die Genauigkeit bei der Bogenwiderstandsbestimmung im Vergleich zu einer alleinigen Berücksichtigung anderer Kenngrößen der Abläufe, wie beispielsweise der Anzahl ihrer Achsen, ihres Achsabstandes oder ihrer Länge, erheblich verbessert werden kann. So konnte mittels entsprechender Messungen und Simulationen gezeigt werden, dass die auftretenden Bogenwiderstände im erheblichen Maße vom Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs abhängen. Durch eine Berücksichtigung des Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs ist es somit möglich, die Genauigkeit der Bestimmung von Bogenwiderständen deutlich zu verbessern. Indem der solchermaßen bestimmte zumindest eine Wert für den Bogenwiderstand bei der Steuerung zumindest einer Gleisbremse der Ablaufanlage berücksichtigt wird, ergibt sich somit vorteilhafterweise eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Ablaufanlage. Alternativ oder zusätzlich hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass die Rangierqualität der Ablaufanlage dahingehend verbessert wird, dass Unfälle oder Beschädigungen der rangierten Wagen oder ihrer Ladung, beispielsweise durch Eckstöße oder unzulässig starke Auflaufstöße der Wagen untereinander, auch unter ungünstigen betrieblichen Bedingungen zuverlässig vermieden werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand in dem zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen sowohl während des Ablaufvorgangs als auch bereits vor diesem erfolgen kann. Dies bedeutet, dass die Bestimmung beziehungsweise Prognose der auftretenden Bogenwiderstände auch schon vollständig vor dem Abdrücken des jeweiligen Ablaufs ausgeführt und abgeschlossen werden kann. In Abhängigkeit von der Architektur des verwendeten Steuerungssystems kann es jedoch auch zweckmäßig sein, dass die entsprechende Bogenwiderstandsbestimmung erst während des Ablaufvorgangs beispielsweise von der jeweiligen Gleisbremsensteuerung durchgeführt wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems ermittelt. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausführungsform können die von dem Dispositionssystem bereitgestellten Vormeldedaten hierbei entweder unmittelbar den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs enthalten oder aber die Wagennummer oder Wagennummern des jeweiligen Ablaufs, so dass über eine entsprechende Wagendatenbank eine Laufwerkszuordnung möglich ist.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass Achsdaten des jeweiligen Ablaufs erfasst werden und der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung der erfassten Achsdaten ermittelt wird. Die Berücksichtigung von erfassten Achsdaten bei der Ermittlung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs ist vorteilhaft, da entsprechende Achsdaten in rangiertechnischen Ablaufanlagen üblicherweise ohnehin verfügbar sind. Allerdings ist zu beachten, dass in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Wagentypen, die durch die rangiertechnische Ablaufanlage sortiert werden, Achsdaten des jeweiligen Ablaufs für sich genommen gegebenenfalls nicht ausreichen, um den Laufwerkstyp beziehungsweise die Laufwerkstypen des jeweiligen Ablaufs zuverlässig zu ermitteln. Ursache hierfür ist, dass zumindest in Bezug auf die in Europa gebräuchlichen Güterwagendrehgestelle Laufwerke mit gleichem Achsmuster existieren. So weisen beispielsweise das Y25-Drehgestell und das Drehgestell BA 665 beide einen Drehgestellachsabstand von 1,8 m auf. Unabhängig hiervon können erfasste Achsdaten jedoch auf jeden Fall im Sinne einer Plausibilisierung beziehungsweise Überprüfung im Rahmen der Ermittlung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs berücksichtigt werden. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems sowie unter zusätzlicher Berücksichtigung erfasster Achsdaten ermittelt werden kann. In diesem Fall erlauben die erfassten Achsdaten eine Überprüfung der Vormeldedaten des Dispositionssystems, um beispielsweise Fehler in der Reihung oder bei den Trennstellen zu erkennen.
Alternativ oder zusätzlich zu den beiden zuvor genannten bevorzugten Ausführungsformen kann das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin auch derart ausgestaltet sein, dass zumindest eine für den jeweiligen Ablauf spezifische Kenngröße erfasst wird und der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung der zumindest einen erfassten Kenngröße ermittelt wird. Bei der für den jeweiligen Ablauf spezifischen Kenngröße, die beispielsweise optisch mittels einer Videokamera oder auch durch Auslesen von RFID-Tags der Güterwagen der Abläufe erfasst werden kann, kann es sich hierbei beispielsweise um zumindest eine Wagennummer, den Typ des Wagens oder der Wagen und/oder den Laufwerkstyp des Wagens beziehungsweise der Wagen des jeweiligen Ablaufs handeln. Die zumindest eine erfasste Kenngröße kann für sich oder in Kombination mit weiteren Informationen zur Ermittlung des Laufwerkstyps beziehungsweise der Laufwerkstypen des jeweiligen Ablaufs verwendet werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zumindest eine Laufwerkstyp anhand der zumindest einen erfassten Kenngröße aus einer Wagendatenbank ausgelesen. Hierbei ist es beispielsweise möglich, dass der zumindest eine Laufwerkstyp des Wagens beziehungsweise der Wagen des jeweiligen Ablaufs anhand einer erfassten Kenngröße in Form der Wagennummer aus der Wagendatenbank ausgelesen wird.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgestaltet sein, dass bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen für den jeweiligen Ablauf spezifische Bogenlaufphasen ermittelt werden. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde erkannt, dass Abläufe einen Gleisbogen in der Regel nicht gleichmäßig durchlaufen, sondern dass zweckmäßigerweise verschiedene Bogenlaufphasen unterschieden werden. Gemäß der genannten bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen ermittelten Bogenlaufphasen vorteilhafterweise für den jeweiligen Ablauf spezifisch ermittelt, d.h. hierbei werden jeweils Eigenschaften des konkreten Ablaufs berücksichtigt.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass die Bogenlaufphasen unter Berücksichtigung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs ermittelt werden. Es hat sich gezeigt, dass sich Güterwagen mit unterschiedlichen Laufwerkstypen an denselben Stellen eines Gleisbogens unterschiedlich verhalten und es daher vorteilhaft ist, für unterschiedliche Laufwerkstypen unterschiedliche Bogenlaufphasen zu ermitteln.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand für die ermittelten Bogenlaufphasen unterschiedliche Berechnungsmodelle verwendet. Dies bedeutet, dass der Bogenwiderstand in den verschiedenen Bogenlaufphasen auf unterschiedliche Art und Weise berechnet wird. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, bei der Berechnung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand laufwerksspezifische Eigenschaften, wie z.B. die Drehhemmung von Drehgestellen oder die Steifigkeit von Doppelschaken-Laufwerken, zu berücksichtigen. Bei den jeweilig verwendeten Berechnungsmodellen können hierbei vorteilhafterweise insbesondere durch Messungen sowie Mehrkörpersimulationen bestimmte fahrdynamische Kenntnisse berücksichtigt werden.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin derart ausgeprägt sein, dass bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells zumindest ein weiterer den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierender Parameter berücksichtigt wird. Bei dem zumindest einen weiteren den jeweiligen Ablauf charakterisierenden Parameter kann es sich beispielsweise um den Achsabstand beziehungsweise die Achsabstände des jeweiligen Ablaufs handeln, da auch Güterwagen gleichen Laufwerkstyps unterschiedliche Achsabstände aufweisen können. Bei einem weiteren den jeweiligen Ablauf charakterisierenden Parameter kann es sich beispielsweise um einen die Laufwerkssteifigkeit charakterisierenden Parameter oder im Falle eines Ablaufs mit Y25-Drehgestell um den Drehzapfenabstand des Y25-Drehgestells handeln.
Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin derart ausgeführt sein, dass die Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells mittels eines Entscheidungsbaums erfolgt. Die Verwendung eines Entscheidungsbaums bei der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells ist vorteilhaft, da hierdurch die Auswahl des für die jeweilige Situation geeigneten Berechnungsmodells auf einfache, wohldefinierte und schnelle Art und Weise erfolgen kann.
Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Steuereinrichtung für eine rangiertechnische Ablaufanlage.
Hinsichtlich der Steuereinrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für eine rangiertechnische Ablaufanlage anzugeben, die durch eine verbesserte Bestimmung auftretender Bogenwiderstände eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit und/oder der Rangierqualität der Ablaufanlage ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuereinrichtung für eine rangiertechnische Ablaufanlage, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, für die jeweiligen Abläufe in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen zumindest einen Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs zu bestimmen und zumindest eine Gleisbremse der Ablaufanlage unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand zu steuern.
Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann neben hardwaretechnischen Komponenten, etwa in Form entsprechender Prozessoren und Speichermittel, weiterhin softwaretechnische Komponenten, etwa in Form von Programmcode zur Simulation des Laufverhaltens der Abläufe, aufweisen. Aus hardwaretechnischer Sicht kann es sich bei der Steuereinrichtung sowohl um eine zentrale Steuervorrichtung der rangiertechnischen Ablaufanlage als auch um eine dezentrale Steuereinrichtung, etwa in Form einer Talbremsensteuerung oder Richtungsgleisbremsensteuerung, handeln. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung vorteilhafterweise auch als verteiltes Steuerungssystem ausgebildet sein, d.h. beispielsweise eine zentrale Steuervorrichtung sowie dezentrale Gleisbremsensteuerungen umfassen.
Die Vorteile der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung entsprechen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung in Bezug auf die entsprechenden bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass auch diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Erläuterungen verwiesen wird.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist diese ausgebildet, den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems zu ermitteln.
Entsprechend einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ausgebildet, Achsdaten des jeweiligen Ablaufs zu erfassen und den zumindest einen Laufwerkstyp unter Berücksichtigung der erfassen Achsdaten zu ermitteln.
Alternativ oder zusätzlich zu den beiden vorhergehend genannten bevorzugten Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch weitergebildet sein, zumindest eine für den jeweiligen Ablauf spezifische Kenngröße zu erfassen und den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung der zumindest einen erfassten Kenngröße zu ermitteln.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist diese ausgebildet, den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs anhand der zumindest einen erfassten Kenngröße aus einer Wagendatenbank auszulesen.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch ausgebildet sein, bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen für den jeweiligen Ablauf spezifische Bogenlaufphasen zu ermitteln.
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch derart ausgebildet sein, dass sie die Bogenlaufphasen unter Berücksichtigung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs ermittelt.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist diese ausgebildet, im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand für die ermittelten Bogenlaufphasen unterschiedliche Berechnungsmodelle zu verwenden.
Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch dazu ausgebildet sein, bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells zumindest einen weiteren den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierenden Parameter zu berücksichtigen.
Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch derart weitergebildet sein, dass sie ausgebildet ist, das jeweilige Berechnungsmodell mittels eines Entscheidungsbaums auszuwählen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt
1 in einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel einer Ablaufanlage mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,
2 in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines im Rahmen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Entscheidungsbaums,
3 bezogen auf einen ersten Gleisbogen und einen Ablauf mit einem ersten Laufwerkstyp eine erste schematische Darstellung des Bogenwiderstands als Funktion des Ortes,
4 bezogen auf einen zweiten Gleisbogen und einen Ablauf mit einem zweiten Laufwerkstyp eine zweite schematische Darstellung des Bogenwiderstands als Funktion des Ortes,
5 in einem ersten Diagramm der Ortskoordinaten x und y bezogen auf einen ersten Ablauf ein erstes Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Bogenlaufphasen und
6 in einem zweiten Diagramm der Ortskoordinaten x und y bezogen auf einen zweiten Ablauf ein zweites Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Bogenlaufphasen.
In den Figuren sind sich entsprechende Komponenten und Größen mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt in einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel einer Ablaufanlage 10 mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung. Dabei stellt der obere Teil der 1 das Gleisbild der Anlage 10 und der untere Teil der Figur das Profil beziehungsweise einen Längsschnitt der Ablaufanlage 10 dar.
Entsprechend der Darstellung der 1 weist die Ablaufanlage 10, die Bestandteil einer rangiertechnischen Anlage des schienengebundenen Verkehrs ist, eine Ablauframpe 20 auf, an die sich in Laufrichtung eine Zwischenneigung 30, eine Verteilweichen 80 bis 86 aufweisende Verteilzone 40 sowie Richtungsgleise 50 bis 57 anschließen. Darüber hinaus sind in 1 Gleisbremsen in Form von Talbremsen 60 und 61 sowie Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 erkennbar.
Neben den genannten Komponenten der Ablaufanlage 10 sind in der Figur exemplarisch Abläufe 100 und 101 dargestellt, die von einer Abdrücklokomotive 110 über den Ablaufberg geschoben beziehungsweise abgedrückt worden sind und sich in der Folge angetrieben durch die einwirkende Schwerkraft entlang der Ablaufanlage 10 bewegen. Die weitere Darstellung konzentriert sich auf den in Laufrichtung vorderen Ablauf 100, wobei bezogen auf diesen angenommen sei, dass er für das Richtungsgleis 50 bestimmt ist und daher auf seinem Laufweg die Gleisbremsen 60 und 70 passiert.
Zur Steuerung der Talbremsen 60 und 61 ist in 1 des Weiteren eine Talbremsensteuerung 200 angedeutet, die über Kommunikationsverbindungen 210 und 211, die drahtgebunden oder auch drahtlos ausgeführt sein können, an die Talbremsen 60, 61 angebunden ist. In entsprechender Weise sind die Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 kommunikationstechnisch an eine Richtungsgleisbremsensteuerung 220 angebunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hierbei in 1 lediglich exemplarisch eine entsprechende Kommunikationsverbindung 221 zwischen der Richtungsgleisbremse 77 und der Richtungsgleisbremsensteuerung 220 gezeigt. Die Talbremsensteuerung 200 sowie die Richtungsgleisbremsensteuerung 220 sind jeweils über Kommunikationsverbindungen 231 beziehungsweise 232 mit einer zentralen Steuervorrichtung 230 der Ablaufanlage 10 verbunden. Dies bedeutet, dass durch die Komponenten 200, 220 und 230 insgesamt eine Steuereinrichtung zum Steuern der Gleisbremsen in Form der Talbremsen 60 und 61 sowie der Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 in Form eines verteilten Steuerungssystems gebildet wird. Alternativ hierzu wäre es selbstverständlich beispielsweise auch möglich, dass die Talbremsen 60, 61 sowie die Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 unmittelbar mit der zentralen Steuervorrichtung 230 verbunden sind.
Die Steuerung der Gleisbremsen in Form der Talbremsen 60, 61 sowie der Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 der Ablaufanlage 10 erfolgt nun gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bezogen auf den Ablauf 100 derart, dass für diesen in einem ersten Verfahrensschritt zumindest ein Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des Ablaufs 100 liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung eines Laufwerkstyps des Ablaufs 100 bestimmt wird. Bei dem Gleisbogen kann es sich im Rahmen des vorliegenden Ausführungsbeispiels beispielsweise um denjenigen zwischen der Verteilweiche 82 und der Richtungsgleisbremse 70 handeln.
Der im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand in dem betrachteten Gleisbogen berücksichtigte Laufwerkstyp des Ablaufs 100 kann beispielsweise unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems ermittelt werden. Alternativ oder gegebenenfalls auch ergänzend hierzu ist es darüber hinaus denkbar, dass Achsdaten des Ablaufs 100 erfasst werden und der Laufwerkstyp des Ablaufs 100 unter Berücksichtigung der erfassten Achsdaten ermittelt wird. Sofern der Laufwerkstyp des Ablaufs 100 unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems ermittelt wird, können die erfassten Achsdaten hierbei zur Überprüfung beziehungsweise Validierung dieser Vormeldedaten verwendet werden. Falls der Laufwerkstyp der in der Ablaufanlage 10 behandelten Güterwagen durch die erfassten Achsdaten eindeutig bestimmt ist, können diese darüber hinaus auch für sich genommen zur Ermittlung des Laufwerkstyps des Ablaufs 100 verwendet werden.
Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Möglichkeiten könnte die rangiertechnische Ablaufanlage 10 darüber hinaus auch derart ausgebildet sein, dass etwa mittels einer entsprechenden Videokamera zumindest eine für den Ablauf 100 spezifische Kenngröße erfasst wird und der Laufwerkstyp des Ablaufs 100 unter Berücksichtigung der zumindest einen erfassten Kenngröße ermittelt wird. Bei der zumindest einen für den Ablauf 100 spezifischen Kenngröße kann es sich hierbei beispielsweise um die jeweilige Wagennummer handeln, wobei in diesem Fall der Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs anhand der erfassten Kenngröße in Form der Wagennummer aus einer Wagendatenbank ausgelesen werden kann.
Gemäß der Darstellung der 1 handelt es sich im Rahmen des dargestellten Ausführungsbeispiels bei dem Ablauf 100 um einen Einzelwagen, der folglich lediglich einen Laufwerkstyp aufweist. Sofern es sich bei dem jeweiligen Ablauf hingegen um eine ablaufende Wagengruppe handeln würde, so würde für diese Wagengruppe zumindest ein Laufwerkstyp ermittelt. Im Falle von Wagen eines einheitlichen Laufwerkstyps reicht es hierbei offensichtlich aus, diesen Laufwerkstyp zu identifizieren; im Falle von Wagengruppen, die aus Wagen mit unterschiedlichen Laufwerkstypen bestehen, ist es jedoch zweckmäßig beziehungsweise erforderlich, dass der Laufwerkstyp jedes einzelnen dieser Wagen ermittelt wird.
Die Ermittlung des Wertes für den Bogenwiderstand des in dem Fahrweg des Ablaufs 100 liegenden Gleisbogens erfolgt im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand empirisch ermittelter Berechnungsformeln beziehungsweise Berechnungsmodelle. Diese können beispielsweise ausgehend von im Rahmen von Messreihen erfassten Messwerten unter Berücksichtigung von Mehrkörpersimulationen sowie von für den jeweiligen Laufwerkstyp spezifischen Eigenschaften abgeleitet werden. Dabei kann die Parametrierung der Berechnungsmodelle beispielsweise unter Anwendung adaptiver Verfahren erfolgen.
Die Bestimmung von Werten für den Bogenwiderstand in Fahrwegen von Abläufen liegender Gleisbögen ist in rangiertechnischen Ablaufanlagen von grundlegender Bedeutung, da entsprechende Bogenwiderstände einen erheblichen Einfluss auf das Laufverhalten der Abläufe haben. So laufen die Güterwagen in automatisierten Zugbildungsanlagen mit Ablaufberg aufgrund der Schwerkraft autonom durch die Anlage und werden mit Hilfe von automatisch gestellten Weichen in ihr vorbestimmtes Richtungsgleis geleitet. Dabei muss der freie Lauf der Güterwagen beziehungsweise Abläufe aus Sicherheitsgründen zu jeder Zeit kontrolliert werden. Da selbstständig ablaufende Güterwagen in der Regel keine technische Möglichkeit zur kontinuierlichen Geschwindigkeitsregelung besitzen, kann die Geschwindigkeit demnach ausschließlich über die punktuell im Laufweg installierten Gleisbremsen beeinflusst werden. Dies hat zur Folge, dass der freie Lauf der Wagen zwischen den Bremsen prognostiziert werden muss, um mögliche Gefahrensituationen frühzeitig erkennen zu können.
Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen des beschriebenen Verfahrens der zumindest eine Wert für den Bogenwiderstand des Ablaufs 100 grundsätzlich sowohl in Bezug auf im Fahrweg vorausliegende als auch in Bezug auf im Fahrweg zurückliegende Gleisbögen erfolgen kann.
Bezogen auf einen im Laufweg vorausliegenden Gleisbogen, wie in der in 1 dargestellten Situation beispielsweise dem zuvor genannten Gleisbogen zwischen der Verteilweiche 82 und der Richtungsgleisbremse 70, bedeutet dies, dass für diesen Gleisbogen eine Prognose des Bogenwiderstands erfolgt, um diese im Rahmen der Steuerung einer vor dem betreffenden Gleisbogen liegenden Gleisbremse, d.h. vorliegend der Talbremse 60, zu berücksichtigen.
Da es für den Rollwiderstand eines Ablaufs kaum geeignete Schätzmodelle gibt, besteht darüber hinaus jedoch auch die Möglichkeit, dass auch der Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des Ablaufs 100 zurückliegenden Gleisbogen bestimmt und dieser bei einer Berechnung beziehungsweise Abschätzung des Rollwiderstands des betreffenden Ablaufs berücksichtigt wird. In der in 1 dargestellten Situation kann dies beispielsweise bezogen auf den zwischen der ersten Weiche und der Talbremse 60 angeordneten Gleisbogen geschehen. Konkret kann dies z.B. derart ablaufen, dass seitens der Talbremsensteuerung 200 zunächst der Gesamtwiderstand bestimmt wird, der auf den Ablauf 100 wirkt. Dies kann beispielsweise basierend auf dem Energieerhaltungssatz unter Verwendung anhand von Signalen von Radsensoren oder mittels gleisseitiger Radarmessgeräte ermittelter Geschwindigkeitsdifferenzen geschehen. Anschließend werden die Widerstandsanteile, die mit hinreichender Genauigkeit bekannt beziehungsweise abschätzbar sind, wie beispielsweise der Luftwiderstand, Weichenwiderstände sowie die auftretenden Bogenwiderstände, von diesem Gesamtwiderstand abgezogen. Der verbleibende Rest wird als Rollwiderstand angenommen beziehungsweise als Eingangswert für eine Rollwiderstandsprognose in einem nachfolgenden Streckenabschnitt verwendet.
Gemäß dem zweiten Schritt des beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun zumindest eine Gleisbremse der Ablaufanlage 10 unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand gesteuert. Gemäß der Darstellung der 1 kann es sich hierbei bezogen auf den Ablauf 100 und dessen vorgesehenen Laufweg um die Talbremse 60 und/oder die Richtungsgleisbremse 70 handeln. Aufgrund der Berücksichtigung des Laufwerkstyps des Ablaufs 100 und der hiermit verbundenen höheren Genauigkeit bei der Ermittlung beziehungsweise Prognose der auftretenden Bogenwiderstände sowie den hieraus resultierenden genaueren Rollwiderstandsschätzwerten ergibt sich im Ergebnis eine Verbesserung der Laufzielbremsung. Diese führt einerseits zu einem effizienteren und schonenderen Rangieren auch ohne Förderanlage; andererseits können durch die verbesserte Prognose des Laufverhaltens der Abläufe 100, 101 auch Einholvorgänge oder Eckstöße der Abläufe 100, 101 vermieden werden, was zu einer Verbesserung der Rangierqualität der Ablaufanlage 10 führt. Im Ergebnis kann somit durch die verbesserte Bestimmung der auftretenden Bogenwiderstände die Leistungsfähigkeit sowie die Rangierqualität der rangiertechnischen Anlage 10 insgesamt gesteigert werden.
Zwecks Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens weist die Steuereinrichtung, die zumindest eine der Komponenten zentrale Steuervorrichtung 230, Talbremsensteuerung 200 oder Richtungsgleisbremsensteuerung 220 umfasst, neben hardwaretechnischen Komponenten, etwa in Form entsprechender Prozessoren und Speichermittel, weiterhin softwaretechnische Komponenten, etwa in Form von Programmcode zur Simulation des Laufverhaltens der Abläufe 100, 101, auf. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass bei der Steuerung der Talbremsen 60, 61 sowie der Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 vorzugsweise der dem Ablauf 100 nachfolgende Ablauf 101 sowie ein gegebenenfalls dem Ablauf 100 vorhergehender beziehungsweise vorauslaufender Ablauf berücksichtigt werden. Hierbei ist insbesondere der jeweilige gemeinsame Laufweg der Abläufe 100, 101 zu betrachten, um Einholvorgänge zu vermeiden und ein sicheres Umstellen der Verteilweichen 80 bis 86 in der Verteilzone 40 zu ermöglichen. Darüber hinaus können im Rahmen des Verfahrens auch weitere Randbedingungen, wie beispielsweise maximale Befahrungsgeschwindigkeiten im Laufweg, berücksichtigt werden.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens weitergehend anhand der 2 bis 6 erläutert.
2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines im Rahmen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Entscheidungsbaums.
Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen für den jeweiligen Ablauf spezifische Bogenlaufphasen ermittelt. Dabei erfolgt die Ermittlung der Bogenlaufphasen vorteilhafterweise unter Berücksichtigung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs. Wie weiter unten im Zusammenhang mit den 3 und 4 näher erläutert wird, werden im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand für die ermittelten Bogenlaufphasen vorteilhafterweise unterschiedliche Berechnungsmodelle verwendet. Darüber hinaus kann bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells zumindest ein weiterer den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierender Parameter berücksichtigt werden. Letztlich führt dies damit dazu, dass situationsabhängig ein geeignetes Berechnungsmodell für den Bogenwiderstand ausgewählt wird. Dies geschieht vorteilhafterweise mittels eines Entscheidungsbaums, wie er beispielhaft in 2 dargestellt ist.
2 zeigt einen Entscheidungsbaum, der drei Ebenen L1, L2 und L3 aufweist. Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist hierbei lediglich ein Teil eines gesamten Entscheidungsbaums dargestellt und zwar derjenige Teil, der entsprechend der Situation in 1 für Abläufe in Form von Einzelwagen Anwendung findet. Dementsprechend erfolgt auf Ebene L1 des Entscheidungsbaums eine Verzweigung in den Zweig 300 dann, wenn das Entscheidungskriterium „Einzelwagen“ erfüllt ist. Ausgehend hiervon erfolgt auf der Ebene L2 des Entscheidungsbaums eine Differenzierung gemäß dem Laufwerkstyp des betreffenden Einzelwagens. Exemplarisch sind hierbei in 2 zwei Zweige 310 und 320 unterschieden, wobei im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels angenommen sei, dass der Zweig 310 dem Entscheidungskriterium „Doppelschaken-Laufwerk“ entspricht und der Zweig 320 dem Entscheidungskriterium „Y25-Drehgestell“. Wie in 2 angedeutet, können darüber hinaus in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten und Anforderungen für weitere Laufwerkstypen weitere Zweige vorgesehen sein.
In einer weiteren Ebene L3 des Entscheidungsbaums sind unterschiedliche Zweige für unterschiedliche Bogenlaufphasen vorgesehen. Dabei ist erkennbar, dass für die beiden unterschiedenen Laufwerkstypen eine unterschiedliche Anzahl von Bogenlaufphasen berücksichtigt wird. So sei angenommen, dass für Abläufe mit Doppelschaken-Laufwerk das Entscheidungskriterium 311 einer Bogenlaufphase „Bogeneinlauf“, das Entscheidungskriterium 312 einer Bogenlaufphase „quasistatischer Bogenlauf“ und das Entscheidungskriterium 313 einer Bogenlaufphase „Bogenauslauf“ entspricht. Hingegen entspricht im Falle eines Güterwagens mit Y25-Drehgestell das Entscheidungskriterium 321 einer Bogenlaufphase „Bogeneinlauf“, das Entscheidungskriterium 322 einer Bogenlaufphase „quasistatischer Bogenlauf“, das Entscheidungskriterium 323 einer Bogenlaufphase „Bogenauslauf“ und das Entscheidungskriterium 324 einer zusätzlichen Bogenlaufphase „Wechsel der Bogenrichtung“. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Wechsel der Bogenrichtung im Falle von Güterwagen mit Y25-Drehgestell zumindest bei Abwesenheit eines Übergangsbogens zu einem erhöhten Bogenwiderstand führt und daher die entsprechende Bogenlaufphase bei der Ermittlung des gesamten in entsprechenden Gleisbögen auftretenden Bogenwiderstands vorzugsweise separat berücksichtigt wird.
Es sei darauf hingewiesen, dass in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten in der Praxis Entscheidungsbäume mit weiteren Ebenen Verwendung finden können. Hierdurch können ein oder mehrere weitere den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierende Parameter berücksichtigt werden. Als Beispiele für entsprechende Parameter sei der Achsabstand bei Güterwagen mit Doppelschaken-Laufwerken, der Drehzapfenabstand bei Güterwagen mit Y25-Drehgestellen oder etwa ein die Umweltbedingungen, beispielsweise in Form der Witterungsverhältnisse, d.h. beispielsweise Nässe oder Schnee, charakterisierender Parameter genannt.
3 zeigt bezogen auf einen ersten Gleisbogen und einen Ablauf mit einem ersten Laufwerkstyp eine erste schematische Darstellung des Bogenwiderstands als Funktion des Ortes. Dabei sei angenommen, dass der Ablauf ein Einzelwagen ist und es sich bei dem ersten Laufwerkstyp im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels um ein Doppelschaken-Laufwerk handelt.
Im oberen Teil der 3 ist der Bogenwiderstand w_b als Funktion des Laufweges beziehungsweise Ortes s gezeigt. Im unteren Teil der 3 ist darüber hinaus in Form eines „Bogenbandes“ B der Verlauf des betrachteten Gleisbogens als Funktion des Ortes s angedeutet. Hierbei wird deutlich, dass sich der Gleisbogen zwischen den Orten s₁ und s₄ erstreckt.
Im oberen Teil der 3 ist erkennbar, dass im Rahmen der Bestimmung des Bogenwiderstands w_b des Gleisbogens drei Bogenlaufphasen P1, P2 und P5 unterschieden werden. In der ersten Bogenlaufphase P1, die einer Einlaufphase entspricht, wird hierbei entsprechend dem betreffenden Berechnungsmodell zunächst ein kontinuierlicher Anstieg des Bogenwiderstands w_b angenommen. Dabei beginnt die Einlaufphase P1 mit Einlauf der ersten Achse des Ablaufs in den Bogen. Der Maximalwert des Bogenwiderstands w_b in der Einlaufphase P1 wird am Ort s₂ erreicht und ist in 1 als w_max bezeichnet. Anschließend sinkt der Bogenwiderstand w_b im weiteren Verlauf bis zu einem Ort s₃ auf einen Widerstandswert w_q ab, bei dem es sich um den Widerstandswert in einer sich anschließenden Bogenlaufphase P2, die auch als quasistatische Phase bezeichnet wird, handelt. Es sei darauf hingewiesen, dass in Abhängigkeit von dem jeweiligen Achsabstand des Ablaufs auch ein Berechnungsmodell zur Anwendung kommen kann, bei dem w_max = w_q gilt.
Entsprechend der Darstellung der 3 wird im Rahmen des vorliegenden Ausführungsbeispiels angenommen, dass die Einlaufphase P1 nach einer Wegstrecke beendet ist, die dem zweifachen Achsabstand l_ax des Güterwagens mit Doppelschaken-Laufwerk entspricht. Im Anschluss an die Einlaufphase P1 setzt hiernach nun die quasistatische Phase P2 ein. An diese schließt sich beginnend am Ort s₄ mit Auslauf der ersten Achse des Wagens aus dem Gleisbogen eine Auslaufphase P5 an. In der Auslaufphase P5 sinkt der Bogenwiderstand w_b nunmehr kontinuierlich auf 0 ab, wobei der Bogenwiderstand w_b am Ort s₅, d.h. etwa nach einer halben Wagenlänge, abgeklungen ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass sich die Darstellung in den 3 und 4 in Bezug auf die Ortsangaben s jeweils auf die in Laufrichtung erste Achse des jeweiligen Ablaufs bezieht. Die Länge der sich zwischen den Streckenpunkten s₃ und s₄ erstreckenden quasistatischen Phase P2 ergibt sich gemäß 3 aus der Differenz der Bogenlänge l_b und des doppelten Achsabstandes l_ax.
4 zeigt bezogen auf einen zweiten Gleisbogen und einen Ablauf mit einem zweiten Laufwerkstyp eine zweite schematische Darstellung des Bogenwiderstands als Funktion des Ortes. Dabei sei im Rahmen des Ausführungsbeispiels der 4 angenommen, dass es sich bei dem betreffenden Ablauf um einen vierachsigen Einzelwagen mit Y25-Drehgestell handelt.
Die Darstellung der 4 entspricht von ihrer Art derjenigen der 3. Im Vergleich der beiden Figuren wird hierbei zunächst deutlich, dass bei dem Ausführungsbeispiel der 4 entsprechend dem dargestellten Bogenband B ein Gleisbogen mit einem Richtungswechsel, d.h. einem Wechsel der Bogenrichtung, betrachtet wird. Für den im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels angenommenen vierachsigen Wagen mit Y25-Drehgestellen werden hierbei gemäß der Darstellung in 4 fünf Bogenlaufphasen P1, P2, P3, P4 und P5 unterschieden.
Neben der Einlaufphase P1, der quasistatischen Phase P2 und der Auslaufphase P5 wird hierbei im Vergleich zu 3 zusätzlich eine Richtungswechselphase P3 sowie eine weitere quasistatische Phase P4 berücksichtigt. Die Einlaufphase P1 beginnt am Ort s₁ mit Einlauf des ersten Drehgestells des Güterwagens in den Gleisbogen und hält solange an, bis auch das zweite Drehgestell in den Bogen einläuft. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die vorderste Achse des Wagens am Ort s₂. Hieran schließt sich die quasistatische Bogenlaufphase P2 an, welche endet, sobald sich am ersten Drehgestell der Bogenradius ändert. Die Richtungswechselphase P3 ist dadurch definiert, dass sich die beiden Drehgestelle des betrachteten Ablaufs in Gleisbögen unterschiedlicher Krümmungsrichtung befinden. Sowohl bei einem Richtungswechsel als auch bei einem Radiuswechsel bei gleichbleibender Bogenrichtung liegt ein erhöhter Bogenwiderstand vor, der bei der Bestimmung des Bogenwiderstands w_b vorzugsweise zu berücksichtigen ist.
Im Ergebnis entsprechender Untersuchungen wurde festgestellt, dass im Falle eines vierachsigen Wagens mit Y25-Drehgestellen der Drehzapfenabstand maßgeblichen Einfluss auf die Länge der Bogenlaufphasen hat. So weisen entsprechend der Darstellung in 4 die durch die Orte s₁ und s₂ begrenzte Einlaufphase P1, die durch die Orte s₃ und s₄ begrenzte Richtungswechselphase P3 sowie die durch die Orte s₅ und s₆ begrenzte Auslaufphase P5 jeweils eine Länge auf, die dem Drehzapfenabstand l_dz des Ablaufs entspricht. Weiterhin beträgt die Länge der quasistatischen Phasen P2 und P4 jeweils die Bogenlänge l_b abzüglich des Drehzapfenabstands l_dz. Entsprechend der Darstellung der 4 ergibt sich dabei in Bezug auf den Bogenwiderstand w_b im Rahmen der Modellierung ein stufenartiger Verlauf, wobei der Wert des Bogenwiderstands w_b in der Einlaufphase P1 mit w_e, in den quasistatischen Phasen P2 und P4 mit w_q, in der Richtungswechselphase P3 mit w_w und in der Auslaufphase P5 mit w_a bezeichnet ist.
Im Vergleich der 3 und 4 wird überaus deutlich, dass eine Berücksichtigung des Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs zu sich deutlich unterscheidenden Berechnungsmodellen für den Bogenwiderstand führt. Darüber hinaus ist erkennbar, dass vorteilhafterweise weiterhin unterschiedliche, für den jeweiligen Laufwerkstyp spezifische Bogenlaufphasen berücksichtigt werden.
Zur weiteren Erläuterung zeigt 5 in einem ersten Diagramm der Ortskoordinaten x und y bezogen auf einen ersten Ablauf ein erstes Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Bogenlaufphasen. Dabei sei angenommen, dass der betreffende Ablauf ein Einzelwagen mit einem Y25-Drehgestell ist, das einen Drehzapfenabstand von 7 m aufweist.
Die Darstellung der Bogenlaufphasen a₁ bis a₁₀ in diesem den Verlauf des Laufweges anzeigenden x-y-Diagramm entspricht einer gedachten Bewegung des jeweiligen Ablaufs durch den betreffenden Streckenabschnitt unter Kennzeichnung der an dem entsprechenden Ort x-y vorherrschenden Bogenlaufphase.
Im Detail handelt es sich bei der Bogenlaufphase a₁ um eine Einlaufphase, die in eine quasistatische Bogenlaufphase a₂ übergeht. Entsprechend der Darstellung der 5 schließt sich hieran eine Phase des Radien- beziehungsweise Richtungswechsels a₃ an, die wiederum in eine quasistatische Bogenlaufphase a₄ übergeht. Auf eine Auslaufphase a₅ folgt eine so genannte Zwischengerade a₆. Eine Zwischengerade beschreibt hierbei die Situation, dass sich nach Auslauf des ersten Drehgestells aus einem ersten Bogen zunächst eine kurze Auslaufphase mit der Länge der Zwischengerade anschließt. Danach, mit Einlauf des ersten Drehgestells in den zweiten Bogen, herrscht eine besondere Bogenlaufphase dahingehend vor, dass sich die Zwischengerade unter dem Wagen befindet und das zweite Drehgestell noch im ersten Bogen läuft. Diese Bogenlaufphase wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als Zwischengerade bezeichnet.
An die Zwischengerade a₆ schließt sich eine Einlaufphase a₇ an, die wiederum in eine Phase des quasistatischen Bogenlaufs a₈ übergeht. Diese wird durch eine Auslaufphase a₉ abgeschlossen, an die sich gemäß der Darstellung der 5 eine Gerade a₁₀ anschließt. Dies bedeutet, dass es sich bei a₁₀ nicht im eigentlichen Sinne um eine Bogenlaufphase handelt, da bezogen auf das dargestellte Ausführungsbeispiel an diesem Ort beziehungsweise zu diesem Zeitpunkt alle Achsen des Ablaufs die Gleisbögen des Laufweges bereits vollständig durchlaufen haben.
6 zeigt in einem zweiten Diagramm der Ortskoordinaten x und y bezogen auf einen zweiten Ablauf ein zweites Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Bogenlaufphasen. Hierbei sei angenommen, dass es sich wiederum um einen einzelnen Güterwagen mit Y25-Drehgestell handelt, jedoch in diesem Fall mit einem deutlich längeren Drehzapfenabstand von 19 m.
Der in 6 dargestellte Streckenverlauf entspricht demjenigen der 5. Trotz gleicher Laufwerksart wird im Vergleich der beiden Figuren deutlich, dass sich die Bogenlaufphasen a₁₁ bis a₂₁ in ihrer Art und in ihrer Länge deutlich von den in 5 dargestellten Bogenlaufphasen a₁ bis a₁₀ unterscheiden. So schließt sich gemäß 6 an eine Zwischengerade a₁₁ eine Einlaufphase a₁₂ gefolgt von einer kurzen Phase des quasistatischen Bogenlaufs a₁₃ an. Hierauf folgt eine Phase des Radienwechsels a₁₄, an die sich wiederum eine kurze Phase des quasistatischen Bogenlaufs a₁₅ anschließt. Auf eine Auslaufphase a₁₆ hin folgt wiederum eine Bogenlaufphase in Form einer Zwischengerade a₁₇, der sich eine Einlaufphase a₁₈ anschließt. Nach einer weiteren quasistatischen Bogenlaufphase a₁₉ und einer Auslaufphase a₂₀ schließt auch die Darstellung der 6 mit einem Streckenabschnitt a₂₁ in Form einer Geraden ab.
Aus der Darstellung der 5 und 6 wird somit deutlich, dass es bei bestimmten Laufwerkstypen, etwa in Form von Y25-Drehgestellen, zweckmäßig sein kann, neben dem jeweiligen Laufwerkstyp auch zumindest eine weitere charakteristische Kenngröße des jeweiligen Ablaufs, etwa in Form des Drehzapfenabstands, zu berücksichtigen. Bezüglich des in 2 dargestellten Entscheidungsbaums hätte dies folglich zur Folge, dass dieser eine weitere entsprechende Ebene aufweisen würde. Alternativ hierzu könnten Y25-Drehgestelle mit unterschiedlichem Drehzapfenabstand auch als unterschiedliche Laufwerkstypen behandelt werden.
Zusammenfassend wird anhand der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele deutlich, dass Abläufe unterschiedlichen Laufwerkstyps deutlich unterschiedliche Bogenwiderstände zur Folge haben. Folglich können Leistungsfähigkeit und Rangierqualität einer rangiertechnischen Ablaufanlage durch eine Berücksichtigung des Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs bei der Bestimmung von Bogenwiderständen und der nachfolgenden Steuerung zumindest einer Gleisbremse der Ablaufanlage unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand erheblich gesteigert werden. Vorzugsweise kann darüber hinaus eine Unterscheidung verschiedener Bogenlaufphasen erfolgen, durch welche die Genauigkeit der Berechnung beziehungsweise Prognose der Bogenwiderstände weiter verbessert werden kann. Gleiches gilt in Abhängigkeit von den jeweiligen Umständen auch dafür, dass bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen zugehörigen Berechnungsmodells zumindest ein weiterer den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierender Parameter berücksichtigt wird.

Claims

Verfahren zum Betreiben einer rangiertechnischen Ablaufanlage (10), wobei für die jeweiligen Abläufe (100, 101) in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen – zumindest ein Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs (100, 101) liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs (100, 101) bestimmt wird und – zumindest eine Gleisbremse (60, 70) der Ablaufanlage (10) unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs (100, 101) unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass – Achsdaten des jeweiligen Ablaufs (100, 101) erfasst werden und – der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs (100, 101) unter Berücksichtigung der erfassten Achsdaten ermittelt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – zumindest eine für den jeweiligen Ablauf (100, 101) spezifische Kenngröße erfasst wird und – der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs (100, 101) unter Berücksichtigung der erfassten Kenngröße ermittelt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Laufwerkstyp anhand der zumindest einen erfassten Kenngröße aus einer Wagendatenbank ausgelesen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs (100, 101) liegenden Gleisbogen für den jeweiligen Ablauf (100, 101) spezifische Bogenlaufphasen ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenlaufphasen unter Berücksichtigung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs (100, 101) ermittelt werden.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand für die ermittelten Bogenlaufphasen unterschiedliche Berechnungsmodelle verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells zumindest ein weiterer den jeweiligen Ablauf (100, 101) und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierender Parameter berücksichtigt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells mittels eines Entscheidungsbaums erfolgt.
Steuereinrichtung (200, 220, 230) für eine rangiertechnische Ablaufanlage (10), wobei die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, für die jeweiligen Abläufe (100, 101) in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen – zumindest einen Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs (100, 101) liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs (100, 101) zu bestimmen und – zumindest eine Gleisbremse (60, 70) der Ablaufanlage (10) unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand zu steuern.
Steuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs (100, 101) unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems zu ermitteln.
Steuereinrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, – Achsdaten des jeweiligen Ablaufs (100, 101) zu erfassen und – den zumindest einen Laufwerkstyp unter Berücksichtigung der erfassten Achsdaten zu ermitteln.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, – zumindest eine für den jeweiligen Ablauf (100, 101) spezifische Kenngröße zu erfassen und – den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs (100, 101) unter Berücksichtigung der zumindest einen erfassten Kenngröße zu ermitteln.
Steuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs (100, 101) anhand der zumindest einen erfassten Kenngröße aus einer Wagendatenbank auszulesen.
Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs (100, 101) liegenden Gleisbogen für den jeweiligen Ablauf (100, 101) spezifische Bogenlaufphasen zu ermitteln.
Steuereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, die Bogenlaufphasen unter Berücksichtigung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs (100, 101) zu ermitteln.
Steuereinrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand für die ermittelten Bogenlaufphasen unterschiedliche Berechnungsmodelle zu verwenden.
Steuereinrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells zumindest einen weiteren den jeweiligen Ablauf (100, 101) und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierenden Parameter zu berücksichtigen.
Steuereinrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (200, 220, 230) ausgebildet ist, das jeweilige Berechnungsmodell mittels eines Entscheidungsbaums auszuwählen.