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Verfahren und Einrichtungen zum Ermitteln von Soll-Geschwindigkeitswerten
für Nahverkehrsbahnen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und Einrichtungen
zum Ermitteln von Soll-Geschwindigkeitswerten für Nahverkehrsbahnen, bei dem ein
Rechner unter Berücksichtigung des Fahrplanes in Abhängigkeit von der jeweiligen
Haltedauer eines Zuges an einer Haltestelle denjenigen Soll-Geschwindigkeitswert
ausgibt, der bei der Fahrt des Zuges bis zur folgenden Haltestelle' zwecks wirtschaftlicher
Fahrweise nicht bis zu einer höchstzulässigen Geschwindigkeit überschritten werden
soll und der über ein Zugbeeinflussungssystem auf den Zug übertragen wird.
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Bei Nahverkehrsbahnen ist die Haltezeit an den Haltestellen im Gegensatz
zu den Fernbahnen im Verhaltnis zur Fahrzeit sehr groB. Die Haltezeit wird außerdem
noch größer, wenn die Züge nur wenige Sekunden später an den Haltestellen ankommen
als es der Fahrplan vorschreibt, da die Zahl der wartenden Fahrgäste, die diesen
Zug benutzen wollen, sich weiter vergrößert hat. Hinzu kommt noch, daß das Einsteigen
in einen stärker besetzten Zug auch mehr Zeit in Anspruch nimmt.
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Aus diesen Tatsacher41st zu erkennen, daß es von großer Wichtigkeit
ist, daß die Züge mit sehr großer Genauigkeit den vorgeschriebenen Fahrplan einhalten,
damit der Verkehr, insbesondere bei Streckenvereinigungen, flüssig bleibt und die
Züge wirtschaftlich fahren können.
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Auf der anderen Seite soll bei diesNahverkehrsbahnen mit elektrischer
Zugförderung die Fahrweise der Ziege so sein,
daß diese mit möglichst
geringem Energieverbrauch auskommen.
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Es ist allgemein bekannt, daß verhältnismäßig viel Energie gespart
werden kann, wenn für die Züge keine hohe Spitzengeschwindigkeit vorgeschrieben
wird. Dies ist ohnehin nicht zweckmäßig, weil bei derartigen Stadtschnellbahnen
der Abatand'zwischen Je zwei aufeinanderfolgenden Haltestellen nicht groß ist. Trotzdem
muß die Geschwindigkeit so gewählt, bzw. vorgeschrieben werden, daß der bestehende
Fahrplan auch bei unterschiedlichen Haltedauern an den Haltestellen eingehalten
werden kann.
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Aus den Nachrichtentechnischen Fachberichten Band 34, 1967, Fernwirktechnik
VII, Seite 89 bis 90, ist ein Verfahren zum wirtschaitlichen Fahren näher erläutert.
Hierbei wird davon ausgegangen, daß die Züge stets fahrplanmäßig an einer Haltestelle
ankommen. In Abhängigkeit vom Zeitraum zwischen dem fahrplanmäßigen Ankunftszeitpunkt
eines Zuges an der betreffenden Haltestelle und det bfahrtzeitpunkt, der im wesentlichen
von der Zeitdauer des Ein- und Aussteigens abhängt, wird über ein Zugbeeinflussungssystem
auf den Zug ein Wert derjenigen Geschwindigkeit übertragen, die bis zur folgenden
Haltestelle nicht überschritten werden soll. Wenn der Zug nur eine geringe Wartezeit
hat, braucht er nur auf eine verhältnismäßig kleine Geschwindigkeit beschleunigt
zu werden, mit der er dann weiterrollt und aus der er beim Erreichen der folgenden
Raltestelle abgebremst wird. Hiermit läßt sich ein optimales wirtschaftliches Fahren
erreichen.
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Bei einem derartigen Verfahren ergeben sich jedoch dann Schwierigkeiten,
wen ein Zug nicht fahrplangerecht an einer Haltestelle ankommt, sondern sich um
eine oder mehrere Zugfolgezeiten verspätet. In dem -Fall erhält der Zug auch.
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nur in Abhängigkeit von der Haltedauer an der Haltestelle aeinen speziellen
Geschwindigkeitswert für die wirtschaftlicheFahrweise, weil die Einrichtung. zum
Ausgeben der Geschwindigkeitswerte nicht unterscheiden kann zwischen einem
fahrplanmäßig
und einem um eine oder mehrere Zugfolgezeiten verspäteten Zug. Daraus resultiert,
daß eine einmal aufgetre-.
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tene Verspätung um zumindest eine Zugfolgezeit nicht mehr -aufgeholt
werden kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu grunde, diesen Nachteil zu beheben.
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E t Verfahren zum Lösen dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch
gekennzeichnet, daß die Anzahl der von einem Fahrt plangeber für eine Haltestelle
von einem vorgegebenen Zeitpunkt an markierten Zugfahrten mit der Anzahl der seit
dem Zeitpunkt an der Haltestelle gewesenen Züge verglichen wird und daß der beim
Abfahren geltende Soll-Geschwindigkeitswert nur dann anstelle des höchstzulässigen
Geschwindigkeitswer tes für den Zug wirksam wird, wenn das Vergleichsergebnis erkennen
lä3t, daß der abzufertigende Zug fahrplanmäßig ist'.
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Da die für den Vergleich bereitzustellenden Informationenvorhanden
bzw. leicht zu erstellen sind, bietet sich mit dem obengenannten Verfahren eine
ausgezeichnete Möglichkeit, verspätet an einer Haltestelle ankommende Züge ohne
manuelles Eingreifen wieder in den Fahrplan einzugliedern, so daß nach dem Passieren
einer oder mehrerer Haltestellen der Zug wieder fahrplangerecht fährt.
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Eine zweckmäige und vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des
Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,- daß jeder Haltestelle zwei Zählwerke mit
gleichem Zählvolumen zugeordnet sind, von denen das eine Zählwerk durch alle für
die betreffende Haltestelle vorgesehenen Markierungsimpulse des allen Haltestellen
gemeinsamen.Fahrplangebers und das andere Zählwerk jeweils bei einem Kennzeichen
lortschaltbar ist, das durch einen an der Haltestelle befindlichen Zug ausgelöst
wird und daß an die einzelnen gleichwertigen-Zählerstufen der beiden Zählwerke je
ein Vergleicher ange-.schlossen ist, die mit einer ersten logischen Schaltung zum
Ausgeben des Soll-Geschwindigkeitswertes bei libereinstim
mung der
Stellungen zweier.eingestellter, gleichwertiger Zählerstufen und einer zweiten logischen
Schaltung zum Ausgeben des höchstzulässigen Geschwindigkeitswertes bei Nichtübereinstimmung
verbunden sind.
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Das Zählvolumen der beiden Zählwerke bestimmt, bis zu welcher Verspätung
die Anlage korrekt arbeitet. Wenn angenommen wird, das Verspätungen von maximal
drei Zugfolgezeiten vorkommen können, reichen Zählwerke mit maximal drei Zählerstufen
aus.
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Hieraus ist zu erkennen, daß der zusätzliche Aufwand durch die Zählwerke
gering bleibt.
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Der Aufwand kann jedoch noch weiter verringert werden durch eine andere
vorteilhafte Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet
ist, daß jeder Haltestelle ein vor- und rückwärts fortschaltbares Zählwerk zugeordnet
ist, das für die eine Fortschaltrichtung alle für die betreffende Haltestelle vorgesehenen
Narkierungsimpulse des allen Haltestellen gemeinsamen Pahrplangebers und für die
andere Fortschaltrichtung jeweils ein Kennzeichen erhält, das durch einen an der
Haltestelle befindlichen Zug ausgelöst wird und daß an eine bei Grund stellung des
Zählwerkes eingestellte Zählerstufe eine erste logische Schaltung zum Ausgeben des
Soll-Geschwindigkeitswertes angeschlossen sowie eine zweite logische Schaltung vorgesehen
ist, die bei außerhalb der Grundstellung befindlichem Zählwerk den höchstzulässigen
Geschwindigkeitswert ausgibt.
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Bei dieser Ausführungsform ist also nur ein Zählwerk vorgesehen, wodurch
sich die bei der obengenannten Einrichtung erforderlichen Vergleicher erübrigen.
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ZweiAusführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend an Hand
der Zeichnung näher erläutert. Die Figuren zeigen im einzelnen:
Fig.
1 eine Einrichtung mit zwei Zählwerken und diesen nachgeschalteten Vergleichern
und logischen Schaltungen und Fig. 2 eine Einrichtung mit nur einem Zählwerk und
diesem nachgeschalteten logischen Schaltungen - jeweils für eine Haltestelle-.
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Die Einrichtung nach Fig. 1 zeigt im wesentlichen diejenigen Bestandteile,
die jeder Haltestelle zugeordnet werden.
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Davon- ausgenommen ist ein allen Haltestellen gemeinsamer Fahrplangeber
1, der für eine Haltestelle dann einen Markierungsimpuls über die Leitung L1 abgibt
wenn gemäß Fahrplan an dieser Haltestelle ein Zug eintreffen muß. ueber die anderen
angedeuteten Leitungenwerden für nicht weiter dargestellte Einrichtungen anderer
Håltestdllen Markierungsimpulse ausgegeben. Die über die Leitung L1 gegebenen Markierungsimpulse
steuern einen Rechner 2, der die Aufgabe hat, in Abhängigkeit von der verstriehenen
Zeitdauer nach der Eingabe eines Markierungsimpulses Soll-Geschwindigkeitswerte
zu ermitteln.- Jeder dieser Werte wird über die Leitung L2 sowie ein Und-Glied 6
auf einen gegebenenfalls an der betreffenden Haltestelle wartenden Zug übertragen.
Wenn der Zug die Haltestelle verläßt, darf beim fahren bis zur nächsten Haltestelle
der zuletzt übertrag;ene Soll-Geschwindigkeitawert zwecks.
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wirtschaftlicher Fahrweise nicht Uberschritten werden. Die Art und
Weise wie die Soll-Geschwindigkeitswerte durch den Rechner 2 ermittelt werden und
die Ubertragung auf die Züge sowie die Verarbeitung.auf diesen sind nicht Gegenstand
der Anmeldung und sollen daher nicht näher erläutert werden.
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Weiterhin sind zwei Zählwerke 3 und 4, z.Bs in Ring geschaltete elektronische
Zähler vorhanden, die beide gleichzeitig' über die Leitung L3 in eine Grundstellung
einstellbar sind. Das Zählwerk 3 wird durch jeden vom Fahrplangeber 1 für die Haltestelle
vorgesehenen Markierungsimpuls fortgeschaltet. Das zweite Zählwerk 4 erhält über
die Leitung L4 zum Fortschal ten Je ein Kennzeichen, das durch einen an der Haltestelle
befindlichen
Zug ausgelöst wird. Die Quelle dieser.Kennzeichen kann beliebiger Art sein, z.B.
eine Gleisfreimeldeanlage. Wesentlich ist jedoch, daß das Kennzeichen über die Leitung
L4 dann ausgelöst sein muß, wenn der zu behandelnde Zug die Haltestelle verläßt,
damit noch ein eindeutiger Soll-Geschwindigkeitswert ausgewählt und auf den Zug
übertragen werden kann. An die einzelnen gleichwertigen Zählerstufen der beiden
Zählwerke 3 und 4 ist je ein Vergleicher in Form eines Und-GliedesV1, V2, V3 bzw.
V4 angeschlossen. Die Ausgänge der Und-Glieder sind über ein Oder-Glied 5 geführt,
dessen Ausgang mit einem Negator 7 und dem zweiten Eingang des Und-Gliedes 6 verbunden
ist.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Bei der Inbetriebnahme
der gesamten Anlage werden die beiden Zählwerke 3 und 4 über die Leitung L3 in eine
Grundstellung eingestellt. Dann gibt keine der Zählerstufen der beiden Zählwerke
3 und 4 ein Ausgangssignal ab. Wenn laut Fahrplan der erste Zug an der Haltestelle
erwartet wird , gibt der Fahrplangeber 1 über die Leitung L1 einen ersten Markierungsimpuls
an den Rechner 2 und das Zählwerk 3. Von diesem Zeitpunkt ab überträgt der Rechner
2 über die Leitung L2 die errechneten Soil-Geschwindigkeitswerte. Der letzte vom
Rechner 2 ausgegebene Soll-Geschwindigkeitswert nach einem vorgegebenen Zeitraum
des Vorhandenseins des ersten Markierungsimpulses ist identisch mit der höchstzulässigen
Geachwindigkeit, die auf der strecke gefahren werden darf.
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Weiterhin wird angenommen, daß der an der Haltestelle erwartete,Zug
fahrplanmäßig, also nicht verspätet, ankommt. Dann wird über die Leitung L4 das
Kennzeichen -zum Fortschalten des Zählwerkes 4 übertragen. Dann sind beide Zählwerke
3 und 4 in ihrer ersten Zählerstufe 31 bzw. 41 eingestellt, und die von den genannten
Zählerstufen ausgehenden Signale werden im Und-Glied Vi terglichen, das seinerseits
ein Signal ueber das Oder-Glied 5 auf die beiden Verknüpfungeglieder
6
und 7 gibt. Hierdurch werden die vom Rechner 2 ermittelten Soll-Geschwindigkeitswerte
durch das Und-Glied 6 weitergeleitet. Dagegen gibt der Negator 7 kein Ausgangssignal
ab. Wenn der Zug nach einer mittleren Haltezeit die Haltestelle wieder verläßt,
gilt für ihn und die Fahrt bis zur nächsten Haltestelle ein Soll-Geschwindigkeitswert,
der unterhalb der höchstzulässigen Geschwindigkeit liegt.
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Beim nächsten durch den Fahrplangeber 1 ausgelösten Markierungsimpuls
beginnt der Rechner 2 wieder von neuem, Soll-Geschwindigkeitswerte auszugeben.
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Wenn angenommen wird, daß zwischen zwei vom F<hrplangeber 1 ausgelösten
Markierungsimpulsen kein Zug an der betreffenden Haltestelle angekommen ist, daß
also eine Verspätung von mindestens einer Zugfolgezeit vorliegt, ist das Zählwerk
3 -wieder ausgehend von der Grundstellung - in seiner zweiten Zählerstufe 32 und
das, Zählwerk 4 in keiner seiner Zählerstufen eingestellt. Somit hat keines der
Und-Glieder V1 bis V4 Durchgang, wodurch der Negator 7 für einen zu erwartenden
Zug ein Ausgangssignal ausgibt, das den höchstzulässigen Geschwindigkeitswert vorschreibt.
Das Und-Glied 6 ist gesperrt. Wenn anschließend an der Haltestelle ein Zug ankommt
und das Zählwerk 4 in seiner ersten Zählerstufe 41 eingestellt wird, ändert sich
an der Informationsausgabe des Negators 7 nichts. Das Und-Glied 6 bleibt weiterhin
gesperrt.
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Somit muß der die Haltestelle verlassende Zug bis zur nächsten HaltesteIle
mit der höchstzulässigen Geschwindigkeit fahren, damit die Verspätung wieder aufgeholt
werden kann Ohne die erfindungsgemäße Einrichtung wäre der Zug nicht mit der höchstzulässigen
Geschwindigkei-t gefahren9 sondern mit einer von der Haltedauer abhängigen geringeren
Geschwindigkeit, da die Verspätung von einer Zugfolgezeit durch den -Rechner 2 nicht
berücksichtigt -werden kanne Wenn anschliel3end, also bevor der dritte- Markierungsimpuls
vom Fahrplangeber 1 ausgegeben wird, der folgende Zug an der
Haltestelle
ankommt, wird das Zählwerk 4 in seiner zweiten Zählerstufe 42 eingestellt. Dann
gibt das Und-Glied V2 über das Oder-Glied 5 ein Signal an die beiden Verknüpfungsglieder
6 und 7. Hierdurch wird der Negator 7 für die Ausgabe des höchstzulässigen Geschwindigkeitswertes
gesperrtund das Und-Glied 6 für die Ausgabe eines Säll-Geschwindigkeitswertes vom
Rechner 2 durchlässig. Wenn die Verspätung des Zuges und dessen Haltezeit nicht
zu groß sind, wird dieser Zug bereits mit einer Geschwindigkeit fahren dürfen, die
unterhalb der höchstzulässigen Geschwindigkeit liegt. Uberschreitet jedoch der Zeitraum,-der
zwischen dem Auslösen des zweiten Markierungsimpulses und dem Abfahrtzeitpunkt liegt,
einen vorgegebenen Wert, so ist der vom Rechner 2 ermittelte Soll-Geschwindigkeitswert
identisch mit dem Wert der höchstzulässigen Geschwindigkeit. Der Zug fährt also
in dem Fall bis zur nächsten Haltestelle auch noch mit der höchstzulässigen Geschwindigkeit,
um die Verspätung wieder aufzuholen.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind für bereits beschriebene
Baugruppen und Einrichtungen dieselben Bezugszeichen verwendet und werden daher
nicht noch einmal näher erläutert. Der wesentliche Bestandteil der Einrichtung nach
Fig. 2 ist ein vorwärts- und rückwärts fortschaltbares Zählwerk 8 mit einer über
die Leitung L3 einstellbaren Grundstellung für die Zählerstufe 81. Bei einem Markierungsimpuls
des Fahrplangebers 1 wird das Zählwerk 8 vorwärts fortgeschaltet, so daß dann dessen
Zählerstufe 82 eingestellt ist. Wenn anschlier3end ein Zug an der zugeordneten Haltestelle
eintrifft, schaltet dessen über die Leitung L4 gegebenes~Kennzeichen das Zählwerk
8 wieder zurück in die Grundstellung. Von der Zählerstufe 81 wird dann wie nach
dem Einstellen der Grundstellung ein Ausgangssignal für die logischen Schaltungen
6 und 7 abgegeben. Diese Arbeitsweise ist der Normalfall, bei dem die vom Rechner
2 ermittelten Soll-Geschwindigkeitswerte über das Und-Glied 6 auf den Zug übertragen
werden.
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Bei den Verspätungen um-eine oder mehrere Zugfolgezeiten ist entweder
die Zählerstufe 82 bzw. 83 oder eine der folgenden
Zählerstufen
eingestellt, wenn über die Leitung L4 das Kennzeichen zum Rückwärtsschalten des
Zählwerkes 8 gegeben wird. Wie aus der Zeichnung leicht zu erkennen ist, wird dabei
nicht wieder die Grundstellung erreicht, 90 daß das Und-Glied 6 gesperrt bleibt
und- über den Negator 7 die Information für die höchstzulässige Geschwindigkeit
ausgegeben wird. Der Vorteil dieses Ausführungsbeispieles liegt darin, daß der Aufwand
besonders niedrig ist.
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2 Figuren 3 PatentansprXche