DE2404884A1

DE2404884A1 - Vorrichtung zur regelung eines konstanten abstandes mehrerer in kolonne fahrender fahrzeuge

Info

Publication number: DE2404884A1
Application number: DE2404884A
Authority: DE
Inventors: Wolf Dipl Ing Rahn
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1974-02-01
Filing date: 1974-02-01
Publication date: 1975-08-14
Also published as: AU7697774A; DE2404884C2; CH592338A5

Description

Vorrichtung zur Regelung eines konstanten Abstandes mehrerer in Kolonne fahrende Fahrzeuge Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung eines konstanten Abstandes mehrerer in Kolonne fahrender Fahrzeuge.
Zukünftige Verkehrssysteme, insbesondere für den Personennahtransport, bestehen aus mehreren, schienengebundenen Fahrzeugen, z.B. Kabinen, die i.a. von einer zentralen Steuerung über das Netz der Verkehrswege geleitet werden. Um eine ausreichende Beförderungskapazität gewährleisten zu können, ist es erforderlich, daß diese Fahrzeuge mit relativ großer Geschwindigkeit und in im Vergleich zu heutigen Verkehrssystemen wesentlich geringerem Abstand voneinander (Kolonnen) betrieben werden. Daraus ergeben sich erhöhte Anforderungen an die Betriebssicherheit solcher Verkehrssysteme. Insbesondere muß darauf geachtet werden, daß ein vorgegebener Abstand der Fahrzeuge voneinander möglichst genau eingehalten wird. Zur Erfüllung dieser Forderung ist es z.. möglich, den Abstand zweier aufeinanderfolgender Fahrzeuge durch einen Regelungsvorgang an einen vorgegebenen Abstandssollwert anzupassen.
Diese Regelung hat jedoch prinzipielle Nachteile. Ein Regelungsvorgang bezüglich zweier Fahrzeuge verursacht zwangsläufig Abstandsänderungen der betroffenen Fahrzeuge relativ zu den nähhsten Fahrzeugen, usw.
Dadurch werden neue Re gelungsvor gänge veranlaßt und innerhalb der Kolonne instabile Betriebsbedingungen geschaffen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, diese Auswirkungen bei einer Regelung des Abstandes aufeinanderfolgender Fahrzeuge auszuschalten.
Die Erfindung erreicht dies dadurch, daß jedem Fahrzeug eine Regelschaltung zugeordnet ist, in der die Position des Fahrzeuges mit einer berechneten Sollposition verglichen wird und die dem Fahrzeug übermittelte Sollgeschwindigkeit korrigiert wird, falls die Positionsdifferenz einen vorgegebenen Toleranzwert überschreitet.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß infolge des Wegfallens der Kolonneninstabilität eine optimale Streckenauslas'Wung bei minimalem Abstand der SahrzeLlge möglich ist. Bei größeren Abständen der Fahrzeuge ermöglicht die erfindungsgemäBe Vorrichtung eine einfache Disposition des Einfädeins von zusätzlichen Fahrzeugen in die Kolonne.
Die Erfindung wird nun anhand der Figur erläutert.
Die Figur zeigt drei Fahrzeuge 1, 2 und 3, deren Abstände D32 und D21 voneinander konstant gehalten werden sollen, d.h., deren Abweichungen JDR2, und a D21 innerhalb einer bestimmten Toleranzgrenze z S bleiben sollen.
Auf der Ortsachse S besitzen die Fahrzeuge 1, 2, 3 die Positionen sl, s2 und s3.
Jedem Fahrzeug ist eine Regelschaltung zugeordnet, von denen in der Figur nur die Xegelschaltung RS2 dargestellt ist.
Von einer zentralen Steuerung ZS erhalten die Fahrzeuge über eine Addierschaltung ADD ihrer Regelschaltung die Sollgeschwindigkeit vs.
Der Regelungsvorgang wird anhand des Fahrzeugs 2 erläutert.
Die Regelschaltung RS2 enthält eine Vergleichsschaltung VG,-deren Eingangssignale aus der Position s2 des Fahrzeugs 2 und einer von der zentralen Steuerung ZS ermittelten Sollposition s2t bestehen.
Die Sollposition s2' hängt von der Sollgeschwindigkeit vs und der Position des Fahrzeugs 2 in der Kolonne ab, d.h., vom Sollabstand D)2' und D21' der Fahrzeuge untereinander.
Die Sollpositionen s1', s2' und s3' berechnen sich dann z.B.
wie folgt: s3' = vs . t s2' = vs . t - D32' si' = VS .- t - (D32' + D21') Der Vergleich der Positionen s1, s2 und s3 der Fahrzeuge 1, 2 und 3 mit ihren Sollpositionen s1', s2' und s3' läßt sich anschaulich darstellen durch die Einführung von Phantomfahrzeugen -1', 2' und 3', die definitionsgemäß die Sollgeschwindigkeit vs und die jeweilige Sollposition s1', s2' und s3' besitzen und mit den jeweiligen Fahrzeugen 1, 2 und 3 verglichen werden.
Die Vergleichsschaltung VG vergleicht in diesem Sinne die ihr vom Fahrzeug 2 übermittelte Position s2 mit der von der zentralen Steuerung ZS errechneten position s2' des Phantomfahrzeugs 2'.
Die Vergleichsschaltung VG erzeugt ein Ausgangssignal, das der Differenz s2 - s2' proportional ist und deren Vorzeichen besitzt. Dieses Signal wird einem Regler R zugeführt, der, falls 1s2 - s2'1 tAS/2 ist, kein Ausgangssignal abgibt, und der, falls 1 s2 - s2'1 > z S/2 ist, ein Korrektursignal erzeugt.
Dieses Korrektursignal steuert einen Trigger 11 an, der daraufhin eine bestimmte Zeitdauer Tp (z.B. 0,5 ... 5 ) ein weiteres Signal über einen Tiefpaß Typ, an die Addierschaltung ADD gibt.
Dieses Signal wird zu dem die Sollgeschwindigkeit s2' darstellenden Signal addiert bzw. subtrahiert und veranlaßt dadurch für die Zeitdauer Tp eine Beschleunigung bzw. Bremsung des Fahrzeugs 2.
ude die den Falrkomfort des Fahrzeugs störenden t;o1-zen Frequenzen abschwächt, Dieses Regelungsverfahren wird für alle. Fahrzeuge der kolonne angewendet.
Bei erfüllter Regelungsbedingung (sj - sj'| < # S/2, j = 1, 2, 3 ... gilt für zwei aufeinanderfolgende Fahrzeuge, z.B. die Fahrzeuge 2 und 3: ls2 - s2'| # # S/2 1s3 - s3'| tß S/2 Mit den Definitionen AD32 = D32 - D32' (Abweichung vom Sollabstand) D32 ~ ts) - s2( D32'= |s5' - s2'| folgt daraus für die Abweichung A D32 des Abstandes D32 von Sollabstand D32' D32 < 5 Die Abweichung # D32 bleibt demnach innerhalb der Toleranzgrenze # S.
Die erfindungsgemäße Regelung benutzt nicht den tatsächlichen Abstand Dij, i = j + 1 , zweier Fahrzeuge zur Regelung des Abstandes, vielmehr wird die Position jedes Fahrzeugs mit der Position seines zugeordneten Phantomfahrzeugs verglichen, d.h., die Regelung eines Fahrzeugs erfolgt unabhängig von den anderen Fahrzeugen innerhalb der Kolonne. Damit sind die Bewegungen der Fahrzeuge entkoppelt und Abstandsschwankungen zwischen zwei Fahrzeugen haben keine Auswirkungen auf andere Fahrzeuge innerhalb der Kolonne und verursachen keine Kolonneninstabilität.
Zur praktischen Realisierung der erfindungsgemäßen Anordnung ist es möglich, die den Fahrzeugen zugeordneten Regelschaltungen in den Fahrzeugen selbst unterzubringen. Die Regel Schaltungen erhalten dann von der zentralen Steuerung ZS die Sollgeschwindigkeit vs und die Positionen sol', s2', s3' ihrer zugeordneten Phantomfahrzeuge.
Es ist aber ebenso möglich, die Regelschaltungen zu ersetzen, wobei ihre Funktionen von einem Rechner in der zentralen Steuerung ZS durchgeführt werden. Die Fahrzeuge geben in diesem Fall ihre Positionen s1, s2, s3 an die zentrale Steuerung und erhalten von dort ein eventuell korrigiertes Sollgeschwindigkeitssignal vs'.
5 Patentansprüche

Claims

Patentansprüche Vorrichtung zur Regelung eines konstanten Abstandes mehrerer in Kolonne fahrender Fahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Fahrzeug (z.B. 2) eine Regelschaltung (RS2) zugeordnet ist, in der die Position (s2) des Fahrzeugs (2) mit einer berechneten Sollposition (s2') verglichen wird und die dem Fahrzeug (2) übermittelte Sollgeschwindigkeit (vs) korrigiert wird, falls die Positionsdifferenz ( 1 s2 - s2'j ) einen vorgegebenen Toleranzwert ( S/2) überschreitet.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (RS2) mit einer zentralen Steuerung (ZS) verbunden ist, von der sie den Wert der Sollgeschwindigkeit (vs) und die berechnete Sollposition (s2') erhält, und daß sie mit dem Fahrzeug (2) verbunden ist, dessen Position (s2) sie erhält.
3. Vorrichtung nach AnsDruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelschaltung (RS2) folgende bestandteile enthält: - eine Vergleichsschaltung (VG) zum Vergleich der Positionen (s2, s2'), die ein der Positlonsdifferenz ( 1 s2 - s2't ) proportionales Signal abgibt, - einen Regler (R), der das Signal der Vergleichsschaltung (VG) erhält und ein Ausgangssignal abgibt, falls die Positionsdifferenz ( I s2 - s2' 1 ) den Toleranz-vert (t S/2) überschreitet, - einen Trigger (T), der das Ausgangssignal des Reglers (R) erhält und ein Korrektursignal bestimmter Dauer (Tp) abgibt - einen Tiefpaß (TP), der das Korrektursignal des Triggers (T) erhält, - eine Addierschaltung (adv), die das vom tiefpaß (TP) gefilterte Korrektursignal und den Wert der Sollgeschwindigkeit (vs) erhält und daraus eine korrigierte Sollgeschwindigkeit erzeugt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Fahrzeug tz.B. 2) zugeordneten Regelschaltungen (RS 2) im Fahrzeug (2) eingebaut sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2', dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Fahrzeug (z.B. 2) zugeordneten Regelschaltungen (RS2) in der zentralen Steuerung (ZS) zusammengefaßt sind oder ihre Funktion von einem Rechner der zentralen Steuerung (ZS) übernommen wird.

L e e r s e i t e