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Verfahren zum Betrieb einer EisenbahnranRieranlage
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1.
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In Etsenbahnrangieranlagen wird die zielbunte Wagenfolge der zugeführten
Güterzüge in ziel reine Wagenfolgen umgesetzt, indem die Fahrzeuge zu neuen Zügen
mit Jeweils gleichen Zielbahnhöfen umorganisiert werden. Dies geschieht in der Weise,
daß die zu zerlegenden Züge zunächst entkuppelt und dann mit Hilfe einer Rangierlok
über einen Ablaufberg in eine im Gefälle liegende Weichenverteilzone gedrückt werden,
über die sie unter dem Einfluß der Schwerkraft nacheinander in Richtungsgleise laufen,
die den einzelnen Zielbahnhöfen zugeordnet sind. Um eine exakte Laufwegtrennung
der ablaufenden Einzelfahrzeuge und Fahrzeuggruppen, im folgenden als Abteilungen
bezeichnet, zu erreichen, ist es erforderlich, die ablaufenden Abteilungen in bestimmtem
zeitlichen Abstand nacheinander auf den Weg zu schicken.
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Aus wirtschaftlichen Erwägungen heraus ist man bestrebt, Ablaufanlagen
mit möglichst hoher Ablaufleistung zu betreiben, das heißt, möglichst viele Abteilungen
Je Zeiteinheit über den Ablaufberg laufen zu lassen. Dabei muß aber stets sichergestellt
sein, daß ein gegenseitiges Einholen ablaufender Abteilungen innerhalb der Verteilzone
der Rangieranlage sowie ein Aufprallen auf bereits in den Richtungsgleisen stehende
oder dort laufende Abteilungen mit unzulässig hoher Aufprallgeschwindigkeit ausgeschlossen
ist. Um dies zu erreichen, muß die Abdrückgeschwindigkeit der Abteilungen am Ablaufberg
den Jeweiligen Gegebenheiten angepaßt werden und/oder durch unterschiedliches Abbremsen
der Abteilungen innerhalb der Verteilzone und der Richtungsgleise für einen ausreichenden
Abstand der Abteilungen in der Weichenverteil zone und ein sanftes Auflaufen auf
bereits vorher in die gleichen Richtungsgleise gelaufene Abteilungen gesorgt werden.
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Im allgemeinen sieht das Steuerungsverfahren für eine Eisenbahnrangieranlage
eine konstante Abdrückgeschwindigkeit der Abteilungen am Ablaufberg vor. Das unterschiedliche
Laufverhalten der Abteilungen wird durch im Laufweg liegende Bremsen, die sogenannten
Talbremsen und Richtungsgleisbremsen, berücksichtigt, in denen gutlaufende Abteilungen
in der Regel stärker abgebremst werden als schlechtlaufende Abteilungen. Die Talbremsen
sind etwa auf halbem Weg zwischen dem Berggipfel und den Richtungsgleisen angeordnet
und liegen meist in einer Gefällestrecke, die ein gegenseitiges Einholen der nacheinander
ablaufenden Abteilungen bis zur Talbremse ausschließt. Durch Steuerung der Entlaqvlngsgeschwindigkeiten
der Abteilungen aus den Talbr msen entweder auf gleiche Einlaufgeschwindigkeiten
der Abteilungen in die
am Anfang der Richtungsgleise angeordneten
Richtungsgleisbremsen oder auf gleiche Laufzeit in die Richtungsgleise versucht
man,die unterschiedlichen Laufeigen- -schaften der Fahrzeuge auf dem nachfolgenden
Laufwegteil auszugleichen und damit ein gegenseitiges Einholen bis zum Jeweiligen
Laufziel zu vermeiden. Nach diesem Prinzip arbeitende Rangieranlagen sind beschrieben
in ETR/ Sonderausgabe 15, Rangiertechnik 22, Seite 58 und ff.
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sowie in der Firmendruckschrift der Siemens AG D551/104 "Computergesteuerter
Rangierbahnhof", Seite 10 bis 12.
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Neben diesen Steuerungsverfahren, bei denen die ablaufenden Abteilungen
abhängig von ihrem Jeweiligen Laufziel und ihren Laufeigenschaften in den Bremsen
auf unterschiedliche Auslaufgeschwindigkeiten gebremst werden, gibt es auch Steuerungsverfahren,
bei denen die Abteilungen eine Rangieranlage mit annähernd konstanter Geschwindigkeit
durchlaufen (DE-PS 1 183 530). Für die Anpassung der Fahrzeuggeschwindigkeiten an
Jeweils vorgegebene Geschwindigkeiten sind entlang der Gleise eine Vielzahl ortsfester
Beeinflussungseinrichtungen angeordnet, sogenannte Retarder, welche auf die Räder
vorUberlaufender Fahrzeuge einwirken und alle Räder mit einer höheren Geschwindigkeit
als durch die Jeweilige Beeinflussungseinrichtung vorgegeben abbremsen. Dieses Steuerungsverfahren
führt gegenüber den Verfahren für nichtkontinuierliche Geschwindigkeitssteuerung
wegen des Fortfalls der Bremsensteuerung zu einer gewissen Vereinfachung des Steuerungsaufwandes;
es paßt mindestens bisher die Laufzeiten aller Abteilungen an die Laufzeit extrem
schlecht laufender Abteilungen an. Da die Retarder i.a. unterschiedliche Achslasten
nicht berücksichtigen, werden vor allem lange leichte Abteilungen in der sogen.
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Verzögerungszone am Anfang der Richtungsgleise rascher
von
der Laufgeschwindigkeit in der Verteilzone auf diewenige im Richtungsgleis heruntergebremst
als schwere.
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Dadurch räumen solche leichten, langen Abteilungen die Verteilzone
später, so daß die Abdrückgeachwindigkeit nachfolgender Abteilungen u.U. verringert
werden muß.
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Dies führte bisher zu einer allgemeinen Verminderung der Abdrückgeschwindigkeit
und damit zu einer Einbuße an erreichbarer Abdrückleistung.
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Der zeitliche Abstand nacheinander ablaufender Abteilungen läßt sich
außer durch unterschiedlichstarkes Abbremsen der Abteilungen auch durch Variieren
der Abdrückgeschwindigkeit der Abteilungen am Ablaufberg beeinflussen. Bei einer
bekannten Rangieranlage (DEwAS 1 605 397) soll z.B. die Abdrückgeschwindigkeit für
die einzelnen Abteilungen so vorgegeben werden, daß diese den Ort der Laufwegtrennung
von den Jeweils vorauslaufenden Abteilungen in einem genügenden zeitlichen Abstand
passieren.
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Der dieser bekannten Rangieranlage zugrundeliegende Steueralgorithmus
zeigt zwar einen wichtigen Ldsungsansatz zur Erzielung einer möglichst hohen Äblaufleistung
einer Rangieranlage auf; er gibt aber keine für den Einzelfall geltende Betriebsanweisung
zur Vorgabe konkreter Abdrückgeschwindigkeiten an.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb
einer Eisenbahnrangierafilage nach dem Oberbegriff des Patentanspruches anzugeben,
das durch Ermittlung und Vorgabe der im Einzelfall weils höch8tzulässigen AbdrUckgeschwindigkeit
fü Jede äbläufende Abteilung eine hohe Ablaufleistung erreichbar werden läßt.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des
Patentanspruches 1 angegeteben Merk-
male gelöst. Vorteilhafte
Aus- und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen
angegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend näher erläutert, wobei
auf in der Zeichnung dargestellte Schaubilder Bezug genommen ist. Diese Schaubilder
gelten für eine Rangieranlage mit quasikontinuierlicher Geschwindigkeitssteuerung
durch eine Vielzahl ortsfester Beeinflussungseinrichtungen; entsprechende Schaubilder
lassen sich auch für Ablaufanlagen mit nichtkontinuierlicher Geschwindigkeitssteuerung
erstellen; die aus den Schaubildern für eine Anlage mit kontinuierlicher Geschwindigkeitssteuerung
abgeleiteten Schlußfolgerungen gelten dann prinzipiell auch für Anlagen mit nichtkontinuierlicher
Geschwindigkeitssteuerung.
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In den Zeichnungen zeigen: Figur 1 das Weg/Zeit-Diagramm zweier nacheinander
ablaufender Abteilungen mit gleichem Laufweg bis zur letzten Verteilerweiche der
Anlage; Figur 2 die Zeiten, die verschiedenschwere und verschiedenlange Abteilungen
zum Belegen und zum Räumen einer bestimmten Verteilerweiche benötigen; Figur 3 das
Weg/Zeit-Diagramm zweier nacheinander ablaufender Abteilungen mit gleichem Laufziel;
Figur 4 die grafische Darstellung abteilungsspezifischer Zeitwerte für den Nachlauf
von Abteilungen ins gleiche Richtungsgleis; Figur 5 das Weg/Zeit-Diagramm dreier
Abteilungen, von denen die letzte die erste Abteilung auf ihrem gemeinsamen Laufwegteil
einholt;
Figur 6 die grafische Darstellung von RUckschauzeiten
für die Bestimmung der. für eine exakte Laufwegtrennung allenfalls zu berücksichtigenden
Abteilungen; Figur 7 die grafische Darstellung von Rückschauzeiten für die Bestimmung
einer allenfalls zu berücksichtigenden ins gleiche Richtungsgleis laufenden Abteilung;
Figur 8 das Weg/Zeit-Diagrnmm einer mit verschiedenen Abdriickge schwindigkeiten
abgedrückten Abteilung im Bereich des Ablaufberggipfels; Figur 9 das Weg/Zeit-Diagramm
zweier nacheinander mit unterschiedlichen Abdrückgeschwindigkeiten abgedrückter
Abteilungen im Bereich des Ablaufberggipfels und Figur 10 ein Blockschaltbild, in
das die das eriindungsgemäß Verfahren ausmachenden Verfahrensschritte funktionsmäßig
eingebunden sind.
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Die Anwendung deserfindungsgemäßen Verfahrens setzt die Kenntnis einer
Vielzahl anlagenspezifischer und abteilungsspezifischer Größen voraus. Bevor daher
das erfindungsgemäße Verfahren in seiner Gesamtheit vorgestellt und erläutert wird,
soll im folgenden dargelegt werden, welche Größen wie und wozu ermittelt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren geht von der Überlegung aus, daß für
Jede ablaufende Abteilung zwei mögliche Konfliktfälle zu untersuchen und durch Vorgabe
eines entsprechenden Steueralgorithmus auszuschließen sind: 1) Die Abteilung holt
eine der ihr vorauslaufenden Abteilungen innerhalb der Weichenverteilzone ein; 2)
Die Abteilung prallt im Richtungsgleis mit unzulässig hoher Geschwindigkeit auf
die letzte in dieses
Richtungsgleis gelaufene Abteilung.
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Die Wahrscheinlichkeit für das Auftreten eines derartigen Konfliktfalles
ist um so größer, Je dichter die Ablauffolge der Abteilungen am Ablaufberg ist,
d.h.
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je höher die Abdrückgeschwindigkeit der Abteilungen gewählt ist. Andererseits
ist die Steuerung des Ablaufbetriebes dann erst optimal, wenn die Folgezeiten der
Abteilungen am Ablaufberggipfel so sind, daß die beiden geschilderten Konfliktfälle
gerade noch vermieden werden. Um nun die im Einzelfall geltende kleinste zulässige
Ablauffolgezeit und damit die Jeweils höchstzulässige Abdrückgeschwindigkeit bestimmen
zu können, ist es notwendig, das Verhalten der nacheinander ablaufenden Abteilungen
in der betreffenden Rangieranlage zu kennen. Der Verdeutlichung dieses Verhaltens
der Abteilungen in der Anlage dienen die Figuren 1 bis 9.
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Figur 1 zeigt das Weg/Zeit-Diagramm für zwei unterschiedlichlange
Abteilungen, die nacheinander über einen Ablaufberg gedrückt werden. Das Schaubild
zeigt, daß die Geschwindigkeiten der beiden Abteilungen, von denen der Nachläufer
mit N und der Vorläufer mit (N-1) bezeichnet ist, zunächst ebensogroß ist wie die
als konstant angenommene Abdrückgeschwindigkeit VAB einer die Abteilungen schiebenden
Rangierlok. Etwa dann, wenn die Abteilungen den Ablaufberggipfel mit ihrem Schwerpunkt
passiert haben und die Abteilungen in den freien Lauf übergehen, steigt die Geschwindigkeit
der Abteilungen an; diese Geschwindigkeit wird nach oben hin durch eine vorgebbare
Soll-Geschwindigkeit V1 bzw. V2 begrenzt. Zu diesem Zweck sind bei der angenommenen
Rangieranlage entlang der Gleise der Anlage vom Ablauf-
berggipfel
bis in die Richtungsgleise hinein in vorgegebenen Abständen Beeinflussungseinrichtungen,
die sogenannten Retarder, angebracht, welche auf die Räder der vorüberlaufenden
Abteilungen einwirken und die Fahrzeuge abbremsen, wenn deren Geschwindigkeit größer
ist als die durch die Jeweiligen Beeinflussungseinrichtungen vorgegebenen Geschwindigkeiten.
Die Breaswirkung dieser Beeinflussungseinrichtungen ist dabei umso großer, Je grö-Ber
die Differenz aus der durch sie vorgegebenen Geschwindigkeit und der tatsächlichen
Geschwindigkeit der Abteilungen ist.
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Sobald die Spitze der vorauslaufenden Abteilung (N-1) in einen Gleisbereich
einläuft, in den die Beeinflussungseinrichtungen eine gegenüber der bislang zulässigen
Geschwindigkeit V1 geringere Geschwindigkeit V2 vorgeben, verlangsamt sich die Vorrückgeschwindigkeit
der Abteilung nach und nach bis ihre Ist-Geschwindigkeit sich der neuen Soll-Geschwindigkeit
in etwa angepaßt hat; dies ist z.B.
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beim Übergang aus der Verteilzone in die Richtungsgleise der Fall.
Hierdurch ergibt ein mehr oder weniger starker Rückstau der Fahrzeuge in den Bereich,
in dem noch eine höhere Fahrgeschwindigkeit V1 zulässig ist. Dieser Rückstau kann
nachlaufenden Abteilungen, die noch nicht in den Bereich der Beeinflussungseinrichtungen
für eine niedrige Fahrgeschwindigkeit V2 gelangt sind, insbesondere dann gefährlich
werden, wenn die auf eine niedrige Geschwindigkeit gebremste vorauslaufende Abteilung
sehr lang und leicht ist. Da die Beeinflussungseinrichtungen i.a. das Achsgewicht
in ihrer Bremswirkung nicht berücksichtigen, werden leichte Abteilungen rascher
abgebremst als schwere. In Figur 1 ist angenormen, daß die nachlaufende Abteilung
N der vorauslaufenden Abteilung (N-1) bis zu einer kurz vor den Richtungsgleisen
liegenden
Verteilerweiche folgt und erst an dieser Weiche aus dem
Laufweg der vorauslaufenden Abteilung aus schert. Anfang und Ende der Wirkzone Wirkz.
der betreffenden Weiche sind in Figur 1 durch Pfeile an der Wegachse markiert.
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Es zeigt sich, daß bei der angenommenen Abdrückgeschwindigkeit VAB
der Abteilungen und dem angenommenen Ort der Laufwegtrennung am Ort der Laufwegtrennung
ein zeitlicher Abstand der Abteilungen vorhanden ist, der zu einem ordnungsgerechten
Umstellen der Trennungsweiche ausreicht.
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Diese Zeit reicht vom Freifahren der Weiche durch die vorauslaufende
Abteilung bis zum erneuten Besetzen ihrer Wirkzone durch die nachlaufende Abteilung
und ist im nachfolgenden als TRES - Reservezeit bezeichnet. Die Zeit, die die vorauslaufende
Abteilung (N-1) vom Vorüberlaufen ihrer vorderen Puffer am Ablaufberggipfel bis
zum Frei fahren der Weichenwirkzone der Trennungsweiche benötigt, ist als RZT (N-1)
= Räumzeit des Vorläufers bezeichnet. Entsprechend ist die Zeit, die die nachlaufende
Abteilung N vom Passieren des Ablaufberggipfels bis zum Belegen der Weichenwirkzone
der Verteilerweiche benötigt, als BZT(N) = Belegzeit des Nachläufers bezeichnet.
Der zeitliche Abstand, in dem die vorderen Puffer der nacheinander über den Ablaufberg
laufenden Abteilungen den Ablaufberggipfel passieren, ist als DT(N-1) = Abdrückzeit
für den Vorläufer bezeichnet und berechnet sich bei der angenommenen konstanten
Abdrückgeschwindigkeit VAB nach der Formel (1) DT(N-1) - LUP(N-1)/VAB, worin LUP(N-1)
die Länge des Vorläufers (N-1) über seine Puffer gemessen darstellt.
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Die im Einzelfall vorhandene Reservezeit TRES läßt sich aus den für
die Abteilungen geltenden aktuellen Räum-, Beleg- und den Abdrückzeiten nach folgender
Formel bestimmem: (2) TRES = DT(N-1) + BZT(N) - RZT(N-1) Ist die sich aus den Jeweils
aktuellen Größen für die Räum-, Beleg- und Abdrückzeit ergebende Reservezeit größer
als eine vorgebbare Mindestreserve (TRES MIN) von z.B. 2 sec, dann ist eine ordnungsgerechte
Laufwegtrennung an der Verteilerweiche, für die die Räum- und Belegzeit gelten,
möglich. Ist die Reservezeit kleiner als die vorgebbare Mindestzeit, dann wird die
nachlaufende Abteilung zu einem Falschläufer, der hinter der vorauslaufenden Abteilung
in dessen Richtungsgleis läuft. Um dies zu vermeiden, muß der zeitliche Abstand
der Abteilungen gegenüber der in Figur 1 angenommenen Folgezeit vergrößert werden,
was sich dadurch erreichen läßt, daß der nachlaufenden Abteilung eine geringere
Abdrückgeschwindigkeit als bisher zugeordnet wird.
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Für den Fall, daß zwischen der vorauslaufenden Abteilung und der ihr
bis zur jeweils relevanten Trennungsweiche nachlaufenden Abteilung weitere Abteilungen
abgedrückt wurden, erweitert sich die Formel für die Bestimmung des zeitlichen Abstandes
zwischen diesen beiden Abteilungen zu (3) TRES = DT(M) + STZW + BZT(N) - RZT(M),
worin STZW die Summe der Abdrückzeiten aller zwischen der Abteilung N Und dem betrachteten
Vorläufer abgedrücken Abteilungen am Ablaufberg und (M) der betrachtete Vorläufer
ist. Dabei kann Jeder dieser Abteilungen
eine andere Abdrückgeschwindigkeit
zugeordnet sein.
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Ablauftheoretische Überlegungen haben gezeigt, daß es für eine einwandfreie
Laufwegtrennung an einer der hinteren Verteilerweichen einer Anlage nicht in Jedem
Falle ausreicht, daß zwischen dem Räumen und dem Besetzen einer Weichenwirkzone
diese kurzzeitig freigemeldet wird. Mindestens für die hinteren Weichenstaffeln
muß eine grenzzeichenfreie Räumung der Weichen vor dem erneuten Belegen garantiert
werden, weil sonst Eckstöße zwischen einander folgenden Abteilungen auftreten könnten.
Durch das Einbeziehen der Grenzzeichen in die Räumzeiten ergeben sich für die Räumzeiten
u.U. größere Beträge als ohne Einbeziehung der Grenzzeichen.
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In Figur 2 sind die Zeiten für das Räumen und das Belegen einer Weiche
der Weichenstaffel X in Abhängigkeit von der Länge und dem Gewicht ablaufender Abteilungen
aufgetragen. Das Schaubild zeigt, daß die RäumzeitenRZT der Abteilungen stets größer
sind als die entsprechenden Belegzeiten BZT der gleichen Abteilung; das liegt daran,
daß die Räumzeiten gegenüber den Belegzeiten auch die Zeitspannen für das Besetzen
und Freifahren der betreffenden Weiche beinhalten. Es ist leicht einzusehen, daß
die Belegzeiten und insbesondere die Räumzeiten mit zunehmender Länge der Abteilungen
größer werden, weil dann der Einfluß der für den Abdrückvorgang aufzubringenden
Zeiten gegenüber den reinen Laufzeiten bis zur Laufwegtrennung größer ist als bei
kurzen Abteilungen. Ferner werden die Beleg- und Räumzeiten umso größer, Je leichter
eine Abteilung ist. Dies liegt daran, daß leichte Fahrzeuge i.a. einen größeren
spezifischen Rollwiderstand haben als schwere, so daß die Zeit für den Abdrückvorgang
bis zum Beginn des freien Ablaufs größer ist und die Beschleunigung bis zum Erreichen
der Lauf-
geschwindigkeit in der Verteilzone kleiner.
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Bei dem Schaubild nach Figur 2 ist angenommen, daß die Räumzeiten
für Abteilungen mit kleineren Fahrzeugrädern als die entsprechenden Belegzeiten
gelten. Diese Annahme berücksichtigt den für die Vorgabe ether möglichst hohen Abdrückgeschwindigkeit
besonders unguzistigen Fall, daß eine nachlaufende Abteilung bei gewissen Bauarten
von Beeinflussungseinrichtungen lediglich aufgrund eines größeren Raddurchmessers
schneller vorrückt als eine ansonsten gleiche Abteilung mit kleinerem Raddurchmesser.
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Diese Annahme führt dazu, daß die angegebenen Kurvenzüge für die Beleg-
und die Räumzeiten weiter auseinanderlaufen als bei Annahme gleichgroßer Fahrzeugräder;
dies ergibt in Anlagen mit solchen Beeinflussungseinrichtungen für die Bestimmung
der Jeweiligen Reservezeiten aus den Kurvenzügen nach Figur 2 kleinere Werte als
die in praktischen Betrieb tatsächlich auftretenden Werte und führt damit zu einer
Anhebung der Betriebssicherheit, weil der tatsächliche Abstand der Abteilungen beim
Räumen und Besetzen der betreffenden Weiche größer ist als der rechnerisch berücksichtigte
Wert.
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Die in Figur 2 für eine bestimmte Weiche grafisch dargestellten Zusammenhänge
zwischen Räum- und Belegzeit sowie Gewicht und Länge der Abteilungen haben prinzipiell
Geltung für sämtliche Weichen einer Anlage. Bei einigermaßen symmetrischem Aufbau
einer Rangieranlage kann vereinfachend davon ausgegangen werden, daß die Räum- und
Belegzeiten für alle Weichen einer bestimmten Weichenstaffel etwa gleich groß sind.
Für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Kenntnis der Räum-und
Belegzeiten sämtlicher Weichenstaffeln einer Anlage durch die ablaufenden Abteilungen
erforderlich. Auf die
zeichnerische Darstellung der Räum- und Belegzeiten
der übrigen Weichenstaffeln ist verzichtet worden, weil dies für die Erläuterung
des dem erfindungsgemäßen Verfahren zugrundeliegenden Prinzip nicht nötig ist. Die
graphische Darstellung dieser Werte für verschiedene Weichenstaffeln zeigt, daß
die für unterschiedliche Fahrzeuggewichte geltenden Räumzeiten - entsprechendes
gilt für die Belegzeiten - umso näher beieinanderliegen, je dichter die betreffende
Weichenstaffel am Ablaufberg liegt.
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Die Kurvenscharen für die Räum- und Belegzeiten nähern sich einander
um so weiter, Je näher die Weichenstaffeln an den Zielgleisen liegen.
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Die in Figur 2 zeichnerisch aufgetragenen Räum- und Belegzeiten der
Abteilungen können durch Messen der entsprechenden Laufzeiten an der Anlage bestimmt
oder durch entsprechende Simulation von Abläufen gewonnen werden.
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Sie haben nur Gültigkeit für diejenige Abdrückgeschwindigkeit, für
die sie aufgenommen bzw. simuliert wurden.
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Für alle anderen möglichen Abdrückgeschwindigkeiten müssen entweder
entsprechende Werte aufgenommen oder diese auf noch zu erläuternde Art und Weise
aus den für eine Abdrückgeschwindigkeit geltenden Werten rechnerisch abgeleitet
werden.
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Die Laufzeitbeschreibung von ins gleiche Richtungsgleis laufenden
Abteilungen innerhalb der Richtungsgleise kann prinzipiell auf die gleiche Art und
Weise erfolgen wie bei der Laufwegtrennung. Allerdings müssen dann die zum Räumen
und Belegen jedes einzelnen Streckenpunktes innerhalb der Richtungsgleise erforderlichen
Laufzeiten für unterschiedlichlange und unterschiedlichschwere Abteilungen bekannt
sein, weil der Geschwindigkeitsverlauf der Fahrzeuge mindestens am Richtungsgleisanfang
ganz wesentlich abhängig ist von der Länge der Abtei-
lungen. Damit
variiert der Ort bzw. der Zeitpunkt, bis zu dem sich der Abstand der Abteilungen
zueinander noch verringern kann, abhängig von den vorliegenden Gegebenheiten. Diese
Zusammenhänge sind durch das Schaubild der Figur 3 verdeutlicht.
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Figur 3 zeigt den Weg/Zeit-Verlauf zweier nacheinander über einen
Ablaufberg laufender Abteilungen mit gleichem Laufziel. Der Geschwindigkeitsverlauf
der einzelnen Schaulinien entspricht prinzipiell dem der Figur 1, Jedoch soll hier
der Nachläufer N länger sein als der Vorläufer (N-1). Aus den Schaulinien ist erkennbar,
daß die Abteilungen nach dem Einlaufen in das Richtungsgleis RG nach und nach durch
die dort angeordneten Beeinflussungseinrichtungen auf gleiche bzw. nahezu gleiche
Geschwindigkeit abgebremst werden. Dabei hat die vorauslaufende kurze Abteilung
(N-1) ihre Geschwindigkeit der im Richtungsgleis zulässigen Geschwindigkeit bereits
kurz nach dem Einlaufen der Abteilung ins Richtungsgleis angepaßt. Für die sehr
viel längere nachfolgende Abteilung N gilt dies aber nicht. Die Vorrückgeschwindigkeit
dieser Abteilung ist erst dann an die im Richtungsgleis geltende Geschwindigkeit
angepaßt, wenn die Abteilung mit allen ihren Achsen die Verteilzone verlassen hat
und in den Bereich der ortsfesten Beeinflussungseinrichtungen des Richtungsgleises
gelangt ist.
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Bis dies geschehen ist, verringert sich laufend der Abstand zu der
vorausgelaufenen Abteilung (N-1). Im angenommenen Beispiel sollen die Abteilungen
mit einem zeitlichen Abstand zueinander in das Richtungsgleis einlaufen, der ein
Aufprallen auf bereits im Gleis stehende oder laufende Abteilungen mit nicht zu
hoher Aufprallgeschwindigkeit garantiert. Der im Einzelfall vorhandene zeitliche
Abstand TRES der Abteilung nach erfolgter Geschwindigkeitsreduzierung läßt sich
aus den
Schaulinien für die Fahrorte der hinteren Puffer der vorauslaufenden
und die Fahrorte der vorderen Puffer der nachlaufenden Abteilung abnehmen.
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Für alle Fahrorte der Abteilungen im Richtungsgleis nach erfolgter
Geschwindigkeitsreduzierung gelten neben den tatsächlichen Weg/Zeit-Kennlinien auch
die in Figur 3 gestrichelt eingetragenen Geraden TH(N-1) und TV(N). Unter der Voraussetzung,
daß die einander ins gleiche Richtungsgleis folgenden Abteilungen dann auf ihrem
gesamten Laufweg einen ausreichenden Abstand zueinander haben, wenn ihr Abstand
im Richtungsgleis nach Anpassung an die dort vorgeschriebene Geschwindigkeit ebenfalls
ausreichend ist, ist es zulässig, das tatsächliche Laufverhalten einander nachlaufender
Abteilungen während des Passierens der Weichenverteilzone außer Betracht zu lassen
und zur Ermittlung der zulässigen Folgezeiten das Laufverhalten der Abteilungen
ausschließlich in den Richtungsgleisen zu berücksichtigen, also das Laufverhalten
der Abteilungen durch die Geraden TH(N-1) und TV(N) zu kennzeichnen. Diese Geraden
schneiden die Zeitachsen der den beiden betrachteten Abteilungen zugeordneten Weg/Zeit-Diagramme
(Koordinatenschnittpunkt ist Jeweils der Zeitpunkt, an dem die vorderen Puffer der
betreffenden Abteilung den Ablaufberggipfel passieren) in einem zeitlichen Abstand,
der dem zeitlichen Abstand der Abteilungen im Richtungsgleis nach Anpassung der
Geschwindigkeit der Abteilungen an die dort zulässige Geschwindigkeit entspricht.
Damit können die an den Zeitachsen der Jeweiligen Koordinatensysteme abgreifbaren
Zeitwerte -AO und -BO für die Kennzeichnung des zeitlichen Abstandes TRES der Abteilungen
im Richtungsgleis herangezogen werden. Es gilt der formelmäßige Zusammenhang (4)
DT(N-1) - BO= TRES - AO,
worin AO und BO abteilungsspezifische
Konstanten für den Nachlauf von Abteilungen ins gleiche Richtungsgleis darstellen.
Diese Konstanten sind nachfolgend als Nachlaufkonstanten für den Fall des Vorlaufs
einer Abteilung und des Nachlaufs von Abteilungen ins gleiche Richtungsgleis bezeichnet.
Die im Einzelfall verfügbare Reservezeit berechnet sich danach zu (5) TRES = DT(N-1)
+ AO - BO Für den später noch erläuterten Fall, daß zwischen dem betrachteten Vorläufer
und einem ins gleiche Richtungsgleis laufenden Nachläufer noch Zwischenabläufe stattfinden,
die in der Verteilzone aus dem Laufweg der nachlaufenden Abteilung ausscheren (dies
ist der Regelfall), erweitert sich diese Formel zu (6) TRES = DT(M) + STZW + AO
- BO, worin STZW die Summe der Folgezeiten aller zwischen der Abteilung N und dem
betrachteten Vorläufer abgedrückten Abteilungen am Ablaufberg und (M) der betrachtete
Vorläufer ist.
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Das in Figur 3 dargestellte Schaubild hat bei einigergermaßen symmetrischem
Aufbau einer Rangieranlage Gültigkeit für sämtliche Zielgleise, gilt aber nur für
Fahrzeuge ganz bestimmter Länge und ganz bestimmtem Gewicht.
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Es ist leicht einzusehen, daß mit zunehmender Länge der Jeweils vorauslaufenden
Abteilung die Abdrückzeiten DT(N-1) der Abteilungen am Ablaufberggipfel immer größer
werden und daß bei einer als konstant angesehenen Mindestreservezeit damit die Werte
für BO gegenüber den Werten für AO zahlenmäßig immer kleiner werden.
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Die sich für verschieden lange und verschieden schwere Abteilungen
ergebenden Zeiten sind in Figur 4 graphisch dargestellt. Im oberen Teil der Figur
4 sind die für einen Nachläufer geltenden Nachlaufkonstanten AO, im unteren die
für einen Vorläufer geltenden Nachlaufkonstanten BO in Abhängigkeit von der Jeweiligen
Abteilungslänge LUP und dem mittleren Achsgewicht MAGA aufgetragen.
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Nach Aufnahme der für die einzelnen Weichenstaffeln geltenden Räum-
und Belegzeiten und der für den Nachlauf ins gleiche Richtungsgleis geltenden Nachlaufkonstanten
liegen für alle Abteilungen mit den angegebenen Gewichten und Fahrzeuglängen Angaben
vor, aus denen sich die zeitlichen Abstände beliebiger Abteilungen beim Räumen und
Belegen beliebiger Verteilerweichen bzw. beim Nachlauf ins gleiche Zielgleis einer
bestimmten Rangieranlage berechnen lassen. Diese Normkurven haben Jedoch nur Gültigkeit
für dieJenige Abdrückgeschwindigkeit, bei der sie aufgenommen bzw. simuliert wurden.
Für andere Abdrückgeschwindigkeiten ergeben sich Abweichungen von diesen Normkurven,
die um so größer sind, Je größer die Abweichung der jeweiligen Abdrückgeschwindigkeit
von der bei der Aufstellung der Kurven angenommenen Abdrückgeschwindigkeit ist.
Hierauf wird später noch näher eingegangen.
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Figur 5 der Zeichnung zeigt ein Schaubild für einen angenommenen Konfliktfall,
wie er durch die vorliegende Erfindung auf Jeden Fall auch verhindert werden soll.
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Hinter einer ersten sehr langen, leichten Abteilung (N-2) wird bei
konstant angenommener Abdrückgeschwindigkeit VAB eine zweite kürzere Abteilung (-1)
und eine dritte ebenfalls kurze Abteilung N über den Ablaufberg gedrückt. Durch
das Abbremsen der sehr langen ersten Abteilung (N-2) beim Einlauf in das ihr zugeordnete
Rich-
tungsgleis ergibt sich ein Rückstau der Fahrzeuge dieser
Abteilung in die Verteilzone; ein derartiger Rückstau bedeutet grundsätzlich eine
erhöhte Gefahr für die nachfolgenden Abteilungen. Die der langen Abteilung (N-2)
unmittelbar nachfolgende Abteilung (N-1) schert im angenommenen Beispiel Jedoch
an der zweiten Verteilerweiche aus dem Laufweg der voranlaufenden Abteilung (N-2)
aus.
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Aus der Darstellung ergibt sich, daß die Summe aus Abdrückzeit für
die Abteilung (N-2) und Belegzeit dieser Weiche durch die Abteilung (N-1) größer
ist als die Räumzeit der Weiche durch die Abteilung (N-2), so daß eine einwandfreie
Laufwegtrennung der beiden Abteilungen möglich ist. Die nächste ablaufende Abteilung
N Jedoch soll mindestens bis zur vierten Verteilerweiche der Anlage auf dem gleichen
Laufweg wie die Abteilung (N-2) vorrücken. Die graphische Darstellung der Weg/Zeit-Kennlinien
der Abteilungen (N-2) und N zeigt, daß die Wirkzone der vierten Verteilerweiche
gleichzeitig von beiden Abteilungen belegt wird, d.h. die Summe aus den Abdrückzeiten
für die Abteilungen (N-2) und (N-1) und die Belegzeit der Abteilung N für die vierte
Weiche ist kürzer als die Räumzeit der Abteilung (N-2) für diese Weiche. Damit wird
die nachlaufende Abteilung N automatisch zum Falschläufer. Sie läuft nach dem Aufprall
auf die vorauslaufende Abteilung (N-2) hinter dieser Abteilung in das für die Abteilung
(N-2) bestimmte Richtungsgleis und muß später in einem gesonderten Arbeitsgang wieder
aus diesem Richtungsgleis herausgezogen werden.
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Der in Figur 5 dargestellte Konfliktfall läßt sich steuerungstechnischdadurchvermeiden,
daß die Abdrückgeschwindigkeit mindestens für die Abteilung N wenn nicht auch für
die dieser vorauslaufenden Abteilung (N-1) soweit herabgesetzt wird, daß die vierte
Ver-
teilerweiche grenzzeichenfrei geräumt werden kann bevor die
Abteilung N sie erneut belegt.
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Um eine Aussage darüber machen zu können, ob eine Abteilung auf ihrem
Laufweg bis zu dem ihr zugeordneten Zielgleis eine der vorauslaufenden Abteilungen
einholt oder nicht, ist es erforderlich, festzustellen, ob in einem bestimmten Zeitraum
vor dem Abdrücken dieser Abteilung eine oder mehrere Abteilungen abgedrückt wurden,
die mindestens Teile des Laufweges der nachlaufenden Abteilung befahren. Ist dies
nicht der Fall, so braucht mit einem Aufprallen auf vorauslaufende Abteilungen nicht
gerechnet werden. Wird dagegen in diesem zurückliegenden Zeitabschnitt eine vorauslaufende
Abteilung mit mindestens teilweise gleichem Laufweg wie die nachlaufende Abteilung
festgestellt, dann ist für Jede dieser Abteilungen zu prüfen, ob eine ordnungsgerechte
Laufwegtrennung bzw.
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ein ordnungsgerechter Nachlauf noch erreichbar ist oder ob mit einem
Auflaufen durch die nachlaufende Abteilung zu rechnen ist. Ist dies der Fall, dann
muß die Abdrückgeschwindigkeit der nachlaufenden Abteilung und gegebenenfalls auch
die der vorauslaufenden Abteilungen herabgesetzt werden.
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Die im Einzelfall jeweils zu berücksichtigende Rückschauzeit für das
Untersuchen auf eventuell vorauslaufende Abteilungen ist um so größer, je größer
die Abdrückgeschwindigkeit der nachlaufenden Abteilung ist, weil dann die Möglichkeit,
daß diese Abteilung auf eine vorauslaufende Abteilung aufprallt, größer ist als
wenn die Abteilung mit geringerer Geschwindigkeit abgedrückt würde.
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Die Rückschauzeit ist ferner abhängig vom Gewicht der Abteilung, für
die der Rückschaubereich zu untersuchen ist, weil schwere Fahrzeuge mit ihrem meist
kleineren Rollwiderstand weniger Zeit bis zum Beginn des freien
Ablaufs
brauchen und dann rascher beschleunigen als leichtere Fahrzeuge. Ein weiterer Parameter
für die Bestimmung der zu untersuchenden Rilckschauzeiten ist die Länge der Abteilungen,
für die diese RUcksohauzeiten zu ermitteln sind; Je länger eine Abteilung ist, um
so grö ßer wird der Zeitanteil, in dem sie mit der Abdrückgeschwindigkeit vorrückt.
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In den Figuren 6 und 7 der Zeichnung sind für eine bestimmte Rangieranlage
die für eine Abteilung Jeweils zu berücksichtigenden Rückschauzeiten TZW für den
Fall der Laufwegtrennung von einer vorauslaufenden Abteilung und für den Fall des
Nachlaufs ins gleiche Richtungsgleis abhängig von der Länge der Abteilungen und
ihrem Gewicht graphisch dargestellt. Dabei ist als Rückschauzeit für den Fall der
Laufwegtrennung der Fall des Nachlaufes bis zur letzten Jeweils grenzzeichenfrei
tu räumenden Verteilerweiche der Anlage angenommen, weil die Wahrscheinlichkeit
für ein gegenseitiges Einholen mit zunehmend übereinstimmendem Laufwegteil ansteigt
und damit die für das Erreichen einer einwandfreien Laufwegtrennung zu berücksichtigende
Rückschauzeit Tflr immer größer wird. Die Annahme der Laufwegtrennung stets an einer
letzten Verteilerweiche auch für den Fall einer früheren Laufwegtrennung wirkt zur
sicheren Seite, weil für eine frühere Laufwegtrennung an sich eine kürzere kUcksthauzeit
zu berücksichtigen wäre.
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Die in den Figuren 6 und 7 angetebenen Kennlinien gelten für eine
maximal zulässige Abdrückgesohwindi£kit, die betriebsmäßig nicht überschritten werden
darf. Die im Einzelfall tatsächlich kritischen Rücksohauzeiten liegen damit meist
etwas unter den Rückschauzeiten der Figuren 6 und 7. Es ist denkbar, die Jeweils
tatsächlich kritischen Rückschauzeiten abhängig ton der für
die
einzelnen Abteilungen geltenden Abdrückgeschwindigkeit und die tatsächlichen Trennungsweichen
graphisch oder tabellarisch festzulegen oder aus den in den Figuren 6 und 7 angegebenen
Größen rechnerisch herzuleiten.
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Zur Vereinfachung des Verfahrens ist im nachfolgenden davon ausgegangen,
daß die für eine maximale AbdrUckgeschwindigkeit geltenden Rückschauzeiten auch
für alle mit anderer Geschwindigkeit abgedrückten Fahrzeuge berücksichtigt werden
sollen.
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Um die jeweils geltenden Rückschauzeiten auf eventuell vorauslaufende
Abteilungen hin zu untersuchen, ist es erforderlich, die Zeitpunkte, an denen diese
Abteilungen den Ablaufberg passiert haben, in geeigneter Form abzuspeichern. Dies
geschieht in einfacher Weise dadurch, daß für jede Abteilung die zum Passieren des
Ablaufberges erforderliche Abdrückzeit bestimmt und auf die Abdrückzeiten der vorauslaufenden
Abteilungen aufgeschlagen wird. Auf diese Weise ist für jede Abteilung die seit
Abdrückbeginn jeweils verstrichene Ablaufzeit erkennbar. Es gilt die Beziehung (7)
SDT(N) = SDT(N-1) + DT(N-1), worin SDT(N) die seit Beginn des Abdrückbetriebes bis
zum Abdrücken der Abteilung N vergangene Zeitspanne darstellt, SDT(N-1) die seit
Beginn des Abdrückbetriebes bis zum Abdrücken der Abteilung (N-1) vergangene Zeitspanne
und DT(N-1) die zum Abdrücken dieser Abteilung erforderliche Abdrückzeit.
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Durch Subtraktion der für eine Abteilung tabellarisch festgelegten
Rückschauzeiten von der festgestellten Gesamtabdrückzeit SDT(N) läßt sich der unter
ungünstigsten Bedingungen (maximale Abdrückgeschwindigkeit) gera-
de
noch kritische Ablauf aufgreifen, auf die diese Abteilung theoretisch auflaufen
könnte. Es gilt: (8) SDT(N) - TZW = SDT(N-X) Hierin sind für den Ausdruck TZW die
Jeweils in Frage kommenden Rückschauzeiten für den Fall der Laufwegtrennung bzw.
für den Fall des Nachlaufs ins gleiche Richtungsgleis einzusetzen. Der Ausdruck
SDT(N-X) gibt den Zeitpunkt an, an dem der ungünstigstenfalls noch zu berücksichtigende
Vorläufer (N-X) mit seinen vorderen Puffern den Ablaufberggipfel passiert. Es ist
dann zu prüfen, ob die so aufgefundene Abteilung und eventuelle weitere Abläufe
zwischen dieser und der gerade behandelten Abteilung der behandelten Abteilung tatsächlich
gefährlich werden können. Dies geschieht für den Fall der Laufwegtrennung dadurch,
daß abhängig von den Zielgleisen der in der festgelegten Rückschauzeit abgedrückten
Abteilungen (N-X), (N-X+1), (N-X+2) usw. bis (N-1) der jeweilige Ort ihrer Abgabelung
von der nachlaufenden Abteilung (N) ermittelt wird und daß dann die Räum- und Belegzeiten
der Abteilungen für die betreffende Trennungsweiche ermittelt werden. Ist die jeweilige
Belegzeit dieser Weiche unter Berücksichtigung der seit dem Abdrücken der vorauslaufenden
Abteilung, z.B. (N-X+1), vergangenen Abdrückzeit DT(N-X+1) +DT(N-X+2) + bis DT(N-1)
um einen vorgebbaren Betrag größer als die Räumzeit der betreffenden Weiche durch
die vorauslaufende Abteilung (N-X+1), dann ist der Nachlauf der gerade behandelten
Abteilung N, bezogen auf die am Gabelpunkt aus dem Laufweg laufende Abteilung (N-X+1),
unkritisch. Ist dagegen dip Belegzeit nicht um den vorgebbaren Betrag größer als
die Räumzeit, dann wird der Nachlauf kritisch und es müssen Maßnahmen getroffen
werden,
welche die Belegzeit gegenüber der Räumzeit vergrößeren. Die gleichen Uberlegungen
gelten selbstverständlich auch für den Fall, daß innerhalb der in Frage kommenden
Rückschauzeit eine ins gleiche Richtungsgleis laufende vorauslaufende Abteilung
aufgegriffen wird.
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Zur Optimierung der Ablaufleistung einer Rangieranlage ist die Abdrückgeschwindigkeit
der einzelnen Abteilungen am Ablaufberg möglichst hoch anzusetzen. Wie hoch die
Abdrückgeschwindigkeit bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnen
tatsächlich sein darf, hängt wesentlich davon ab, ob innerhalb der jeweiligen Rückschauzeiten
vorauslaufende Abteilungen aufgegriffen werden und wann diese Abteilungen aus dem
Laufweg gabeln bzw. wann diese Abteilungen tatsächlich in das gleiche Zielgleis
wie die nachlaufende Abteilung laufen und dort abgebremst werden. Gegebenenfalls
ist es dann erforderlich, eine zunächst zu hoch angenommene Abdrückgeschwindigkeit
für eine nachlauf ende Abteilung schrittweise auf einen gerade noch zulässigen Wert
zu reduzieren.
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Durch das Ändern der Abdrückgeschwindigkeit ändern sich die Abdrückzeiten
und die Räum- und Belegzeiten der Weichen sowie die Nachlaufkonstanten der Abteilungen
in nicht unerheblichem Maße gegenüber den für eine bestimmte Abdrückgeschwindigkeit
geltenden Werten der Figuren2 und 4. Theoretisch wäre es möglich, die Räum- und
Belegzeiten so wie die Werte der Nachlaufkonstanten auch für alle anderen vorkommenden
Abdrückgeschwindigkeiten zu messen bzw. durch Rechnersimulation zu ermitteln. Dies
ist Jedoch außerordentlich aufwendig. Die für alle möglichen Abdrückgeschwindigkeiten
geltenden Werte lassen sich nämlich mit hinreichender Genauigkeit auch rechnerisch
aus den in den Figuren 2 und 4 für eine konstan-
te Abdrückgeschwindigkeit
ermittelten Werte herleiten.
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Hierzu wird Bezug genommen auf Figur 8 der Zeichnung.
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Figur 8 zeigt die Weg/Zeit-Kennlinien einer Abteilung bei zwei verschiedenen
Abdrückgeschwindigkeiten VAB = X und VAB = 1,4. Für die Abdrückgeschwindigkeit VAB
= 1,4 mögen die Kennlinien der Figuren 2 und 4 gelten; die entsprechenden Kennlinien
für die in Figur 8 höher angesetzte Abdrückgeschwindigkeit VAB = X sollen ermittelt
werden.
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Für die Umrechnung der bei einer bestimmten Abdrückgeschwindigkeit
geltenden Räum- und Belegzeiten sowie der Nachlaufkonstanten auf die bei einer anderen
Abdrückgeschwindigkeit geltenden entsprechenden Werte wird von der Annahme ausgegangen,
daß sich die Abteilungen beim Ubergang von der Abdrückphase in die Beschleunigungsphase
unabhängig von der jeweiligen Abdrückgeschwindigkeit etwa gleichartig verhalten.
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Wenn man davon ausgeht, daß eine mit einer Abdrückgeschwindigkeit
von z.B. VAB = 1,4 abgedrückte Abteilung sich innerhalb der Verteilzone so verhält,
als ob sie zum Zeitpunkt TO (1,4) ihren Ablauf mit konstanter Geschwindigkeit begonnen
hätte und daß sich eine mit einer anderen Abdrückgeschwindigkeit VAB = X abgedrückte
Abteilung innerhalb der Verteilzone so verhält, als ob sie zum Zeitpunkt TO (X)
ihren Ablauf mit der gleichen Geschwindigkeit wie die zuvor betrachtete Abteilung
begonnen hätte, dann definieren die unterschiedlichen Abdrückgeschwindigkeiten lediglich
unterschiedliche Startzeitpunkte der mit gleicher Geschwindigkeit in der Verteil
zone vorrückenden Abteilungen. Es gilt dann die
Näherungsformel
(9) TO (1,4)/ TO (X) # T (1,4)/ T (X) TO (X) X TO (1,4) . T (X)/ T (1,4) T (1,4)
= L0P/ 1,4 T (X) = LUP/ X io) TO (X) b TO (1,4) . 1,4/X Aus den Figuren 1 und 3
der Zeichnung ist erkennbar, daß die Vorrückgeschwindigkeiten der Abteilungen in
der Verteilzone sowie die Einlaufgeschwindigkeiten in die Richtungsgleise nahezu
unabhängig sind von der Länge und vom Gewicht der Abteilungen. Ihre Laufzeit zum
Erreichen der Laufziele Trennungsweiche bzw. Richtungsgleis wird lediglich variiert
durch die Zuordnung unterschiedlicher Abdrückgeschwindigkeiten. Damit ändern sich
die für eine konstante Abdrückgeschwindigkeit VAB = 1,4 geltenden Werte für die
Räum- und Belegzeiten sowie die Nachlaufkonstanten bei Vorgabe anderer Abdrückgeschwindigkeiten
VAB = X lediglich um die Differenz der für diese Abdrückgeschwindigkeiten geltenden
Zeitwerte TO (1,4) und TO (X).
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Für die Umrechnung gilt: (11) BZT(X) # BZT(1,4) - (TO (1,4) - TO (X))
(12) RZT(X) # RZT(1,4) - (T0 (1,4) - TO (X)) (13) AO (X) AO (1,4) - (TO (1,4) -
TO (X)) (14) BO (X) t BO (1,4) - (TO (1,4) - TO (X))
Wird hierin
der zuvor aus Näherungsformel (10) für TO (X) gefundene Bestimmungsausdruck eingesetzt,
so folgt (15) BZT(X)NN BZT(1,4) - TO(1,4 . (1-7,4/X) (16) RZT(X) « RZT(1,4) - TO(1,4)
. (1-1,4/X) (17) AO (X) » AO (1,4) - TO (1,4) . (1-1,4/X) (18) BO (X) # BO (1,4)
- TO (1,4) . (1-1,4/X) Die Praxis hat gezeigt, daß die tatsächlichen Räum- und Belegzeiten
sowie die Werte für die Nachlaufkonstanten der einzelnen Abteilungen bei unterschiedlichen
Abdrückgeschwindigkeiten noch merkbar von den Zeiten abweichen, die unter Zugrundelegung
der Näherungsformelnund der in den Figuren 2 und 4 angenommenen Zeitgrößen rechnerisch
bzw. tabellarisch bestimmbar sind. Die jeweilige Abweichung der tatsächlichen von
den ermittelten Werten ist um so größer, je größer die Abweichung der gewählten
Abdrückgeschwindigkeit VAB = X von der konstanten Abdrückgeschwindigkeit von z.B.
VAB = 1,4 ist. Die tatsächlich auftretenden Abweichungen gegenüber den ermittelten
Werten lassen sich durch Einführen von multiplikativen Korrekturwerten eliminieren,
die abhängig von den Jeweils angenommenen Geschwindigkeitsabweichungen unterschiedliche
Werte aufweisen und in die Umrechnungsformel zur Ermittlung der Räum- und Belegzeiten
sowie der Nachlaufkonstanten für unterschiedliche Abdrückgeschwindigkeiten einzubeziehen
sind. Die Umrechnungsformeln lauten dann folgendermaßen: (19) BZT(X) = BZT(1,4)
- TO(1,4 . (1 - C . 1,4/X)
(20) RZT(X) = RZT(1,4) - TO(1,4) . (1
- C . 1,4/X) (21) AO(X) = AO(1,4) - TO(1,4) . (1 - C . 1,4/X) (22) BO(X) = BO(1,4)
- TC(1,4) . (1 - C . 1,4/X), wobei C der sich aus der Abweichung von theoretisch
errechnetem Zeitbedarf und tatsächlichem Zeitbedarf beim Räumen, Belegen und Nachlaufen
ergebende Korrekturfaktor darstellt, der empirisch für jede Anlage zu bestimmen
ist und sich nach der Abweichung aus der als konstant angenommenen Abdrückgeschwindigkeit
und der jeweils vorgegebenen Abdrückgeschwindigkeit richtet.
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Bei der Zuordnung der Räum- und Belegzeiten sowie der Nachlaufkonstanten
zu den einzelnen Abteilungen ist neben der jeweiligen Fahrzeuglänge und ihrem Gewicht
sowie der jeweils für die Abteilung angenommenen Abdrückgeschwindigkeit noch ein
weiterer Faktor zu berücksichtigen, nämlich die Lage des Schwerpunktes der einzelnen
Abteilungen innerhalb der Abteilungen. Die Lage des Schwerpunktes einer Abteilung
bestimmt, wann eine über den Ablaufberggipfel geschobene Abteilung in den freien
Ablauf übergeht und zu beschleunigen beginnt.
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Diein den Figuren 2 und 4 angegebenen Werte berUcksichtigen diesen
Umstand nicht; sie gehen vielmehr von einer mittigen Schwerpunktanordnung aus.
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Der Zeitpunkt, zu dem eine nachlaufende Abteilung tatsächlich in den
freien Ablauf übergeht, bestimmt außerdem den frühestmöglichen Zeitpunkt, an dem
für eine nachlaufende Abteilung eine geänderte Abdrückgeschwindigkeit vorgegeben
werden darf, ohne daß Rückwirkungen
auf die vorauslaufende Abteilung
eintreten. Für die angestrebte Optimierung des Abdrückbetriebes durch bedarfsweises
Variieren der Abdrückgeschwindigkeit ist es außerordentlich wichtig festzustellen,
wann eine vorausfahrende Abteilung in den freien Ablauf übergeht.
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Zum Bestimmen der Zeitspanne, die im Einzelfall zwischen dem Passieren
des Ablaufberggipfels durch die vorderen Puffer aufeinanderfolgender Abteilungen
tatsächlich vergeht, ist auf Figur 9 hingewiesen. Figur 9 zeigt im oberen Teil schematisch
einen Ablaufberg im Bereich des Berggipfels mit einer gerade in den freien Ablauf
übergehenden ersten Abteilung (N-l) und zwei von einer nicht dargestellten Lok geschobenen
nachfolgenden Abteilungen N und (N+1).
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Dabei löst sich die vordere Abteilung (N-1) von der nachlaufenden
Abteilung N, wobei mindestens zunächst der Abstand zwischen diesen Abteilungen zunimmt.
In dem dargestellten Beispiel ist angenommen, daß für die auf die Abteilung (N-1)
folgende Abteilung N eine Ermäßigung der Abdrückgeschwindigkeit von VAB(N-1) auf
VAB(N) herbeizuführen ist.
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Diese Ermäßigung der Abdrückgeschwindigkeit soll einerseits so früh
wie möglich einsetzen, damit sichergestellt ist, daß die Abteilung N, für die sie
gelten soll, ihre durch die Abdrückgeschwindigkeit für die voranlaufende Abteilung
(N-1) gegebene Zulaufgeschwindigkeit auf den Ablaufberggipfel bis zum Erreichen
des Ablaufberggipfels genügend stark vermindert, andererseits muß sichergestellt
sein, daß die vorauslaufende Abteilung mit der ihr zugeordneten Abdrückgeschwindigkeit
VAB(N-1) auch tatsächlich so lange gedrückt wird,
bis sie in den
freien Ablauf übergeht und beschleunigen kann. Während der Schiebevorgang für eine
gut laufende Abteilung relativ früh abgebrochen werden könnte, muß bei einer schlecht
laufenden Abteilung, insbesondere wenn diese sehr kurz ist, der Schiebevorgang sehr
lange aufrechterhalten bleiben, damit sichergestellt ist, daß diese Abteilung tatsächlich
in den freien Ablauf übergeht.
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Bei einer gut laufenden Abteilung kann davon ausgangen werden, daß
diese in den freien Ablauf übergegangen ist, wenn ihre auf den Schwerpunkt der Abteilung
folgende Achse den Ablaufberggipfel ABG passiert hat; dies ist bei schlecht laufenden
Abteilungen nicht immer der Fall.
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Simulation und Versuche auf einer Rangieranlage mit kurzen Schlechtläufern
haben gezeigt, daß diese erst dann mit Sicherheit in den freien Ablauf übergehen,
wenn sich ihre Jeweils erste auf den Schwerpunkt folgende Achse etwa 0,9 m hinter
dem Ablaufberggipfel befindet. Bei Ablaufanlagen mit anderen Gefälleneigungen kann
dieser Wert etwas größer oder kleiner sein.
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Der Zeitpunkt, an dem die erste auf den Schwerpunkt einer Abteilung
folgende Achse den kritischen Punkt hinter dem Ablaufberggipfel passiert, ist derjenige
Zeitpunkt, an dem der Abdrückvorgang für die gerade den Ablaufberggipfel passierende
Abteilung abgebrochen und eine eventuelle Herabsetzung oder auch Erhöhung der Abdrückgeschwindigkeit
für die nachfolgende Abteilung veranlaßt werden kann. Zum Ermitteln dieses Zeitpunktes
ist im angenommenen Abstand hinter dem Ablaufberggipfel ein Schienenkontakt AK angebracht,
über den die Achsen der über den Ablaufberg laufenden Abteilungen und damit auch
die jeweils auf den bekannten Schwerpunkt einer
Abteilung folgende
Achse erfaßt werden. Alle Abteilungen mit besseren Laufeigenschaften als der angenommene
Schlechtläufer sind dann, wenn ihre auf den Schwerpunkt folgende Achse den Schienenkontakt
befährt, mit Sicherheit bereits in den freien Ablauf übergegangen. Die Anordnung
des Schienenkontaktes hinter dem Ablaufberggipfel führt zu einer Vergrößerung des
tatsächlichen zeitlichen Abstandes zwischen Vorläufer und Jeweiligem Nachläufer
als rechnerisch angenommen und wirkt daher stets zur sicheren Seite.
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In Figur 9 ist angenommen, daß die erste Achse hinter dem Schwerpunkt
der gerade in den freien Ablauf übergeht gangenen Abteilung (N-1) den Schienenkontakt
AK befährt; dies ist zum Zeitpunkt T1 der Fall. Zu diesem Zeitpunkt soll die schiebende
Rangierlok den Befehl zur Verminderung der bislang geltenden Abdrückgeschwindigkeit
VAB(N-1) auf die neue Abdrückgeschwindigkeit VAB(N) für die nachfolgende Abteilung
N erhalten.
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Aus dem im unteren Teil der Figur 9 angegebenen Weg/Zeit-Diagramm
für die vorderen Puffer der nachlaufenden Abteilung N ist zu erkennen, daß während
einer ersten auf den Zeitpunkt T1 folgenden Zeitspanne DTO die für den Vorläufer
(N-1) geltende Abdrückgeschwindigkeit VAB(N-1) auch für die nachlaufende Abteilung
N beibehalten wird; diese Zeitspanne ist im wesentlichen durch die Reaktionszeit
der Rangierlok bestimmt. An die erste Zeitspanne schließt sich eine zweite Zeitspanne
DT1 an, in der sich die für den Vorläufer angenommene Abdrückgeschwindigkeit VAB(N-1)
ermäßigt auf die für die nachlaufende Abteilung N vorgegebene Abdrückgeschwindigkeit
VAB(N); diese Zeitspanne i3t im wesentlichen abhängig von der Anlagenkonfiguration
der Rangieranlage. Die sich im Einzelfall ergebenden Werte für die Zeitspannen DTO
und DT1 sind für jede Rangierlok und jede Anlage experimentell zu bestim-
men.
Sie ändern sich in Abhängigkeit vom Jeweiligen Restgewicht der von der Rangierlok
geschobenen Abteilungen und der jeweils herbeizuführenden Geschwindigkeitsänderung.
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Auf die Zeitspanne DT1 folgt dann eine Zeitspanne DT2, in der die
Abteilung N mit der ihr zugeordneten Abdrückgeschwindigkeit VAB(N) geschoben wird.
Diese Zeitspanne reicht bis zum Zeitpunkt T2, an dem die vorderen Puffer der Abteilung
N annahmegemäß den Ablaufberggipfel ABG passieren.
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Während die Zeitspannen DTO und DT1 als empirisch ermittelbare Größen
vorliegen, muß die Zeitspanne DT2 für Jede Abteilung neu ermittelt werden, weil
sie nicht nur abhängig ist von der jeweils herbeizuführenden Änderung der Abdrückgeschwindigkeit,
sondern ganz wesentlich bestimmt wird durch die Länge der jeweils vorauslaufenden
Abteilung. Der zahlenmäßige Wert, der sich im Einzelfall für die Zeitspanne DT2
ergibt, läßt sich aus dem Weg der auf den Ablaufberg zulaufenden Abteilung N berechnen,
den diese zwischen den Zeitpunkten T1 und T2 durchläuft.
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Bezeichnet man den Weg, den die Abteilung N während der Zeitspanne
DTO zurücklegt mit DSO, den Weg, den sie in der Zeitspanne DT1 zurücklegt, mit DS1
und den Weg, den sie während der Zeitspanne DT2 zurücklegt, mit DS2, dann ergeben
sich folgende Zusammenhänge (23) DSO = DTO . VAB(N-1) (24) DS1 = DT1 . ((VAB(N-1)
+ VAB(N)) /2 (25) DT2 = (DS - DS1 - DSO) / VAB(N).
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Die Wegstrecke DS ist der Jeweilige Abstand zwischen den vorderen
Puffern VP der Abteilung N und dem Ablaufberggipfel ABG. Er läßt sich durch eine
Wegverfolgung für die erste Achse der Abteilung N im Anrückbereich auf den Ablaufberggipfel
bestimmen. Es gilt (26) DS = S1 - AEA(1) - VUH bzw.
-
DS = S2 - AEA(2) - VÜH bzw.
-
DS = S3 - AEA(3) - VUH usw.
-
Hierin sind S1, S2, S3 die Abstände ortsfester Einwirkstellen EWS1,
EWS2 bzw. EWS3 vom Ablaufberggipfel, AEA(1), AEA(2) bzw. AEA(3) der jeweilige Abstand
der ersten Achse der Abteilung N von der zuletzt überfahrenen ortsfesten Einwirkstelle
zum Zeitpunkt T1, an dem die erste Achse hinter dem Schwerpunkt der vorauslaufenden
Abteilung (N-1) den Schienenkontakt AK hinter dem Ablaufberggipfel passiert und
VUH der vordere Überhang der Abteilung N, d.h. der Abstand zwischen den vorderen
Puffern VP der Abteilung und ihrer ersten Achse.
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Bei der später noch zu erläuternden Bestimmung der im Einzelfall gerade
noch zulässigen Abdrückgeschwindigkeit für eine Abteilung kann auf den durch Formel
(26) gegebenen Wert nicht zurückgegriffen werden, weil der Abstand AEA(1) der ersten
Achse der nachlaufenden Abteilung N von der zuletzt passierten Einwirkstelle EWS1
zum Zeitpunkt T1 und auch der Wert für V8H nicht bekannt sind. Die Größe DS muß
daher näherungsweise durch folgende Beziehung bestimmt werden (27) DS DSLÜP(N-1)
- AANSP(N-1), worin AANSP(N-1) der Abstand des Schwerpunktes der vorauslaufenden
Abteilung von der ersten Achse dieser Abteilung ist.
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Aus den folgenden Beziehungen läßt sich der bei Variation der Abdrückgeschwindigkeit
im Einzelfall sich einstellende Folgezeitzuschlag DDT auf die bei Beibehaltung der
Abdrsickgeschwindigkeit der vorauslaufenden Abteilung geltende Abdrückzeit DT(N-1)
für die Ermittlung der tatsächlichen Abdrückzeit einer Abteilung mit genügender
Genauigkeit bestimmen zu: (28) DDT = DT(N) - DT(N-1), worin DT(N) die tatsächliche
Folgezeit der Abteilungen (N-1) und N am Ablaufberg darstellt.
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(29) DT(N) = DTO + DT1 + DT2 DTO + DT1 liegen tabellarisch fest; DT2
ergibt sich nach (25) und (27) zu (30) DT2 = (LUP(N-1) - AANSP(N-1) - DS1 - DSO)/VAB(N)
(31) DT(N-1) = DS / VAB(N-1) Durch Einsetzen von (27) in (31) folgt (32) DT(N-1)
= (LUP(N-1) - AANSP(N-1)/VAB(N-1) Der Zahlenwert des sich im Einzelfall ergebenden
Folgezeitzuschlages DDT ist bei einer angenommenen Reduzierung der Abdrückgeschwindigkeit
für eine Abteilung zu der ohne Berücksichtigung der Lokreaktionszeiten ermittelbaren
Abdrückzeit DT(N-1) für die vorauslaufende Abteilung (N-1) jeweils zu addieren,
weil diese Zeitspanne gegenüber der für eine konstante Abdrückgeschwindigkeit geltenden
Abdrückzeit die betriebsmäßig sich tatsächlich ergebende Abdrückzeit berücksichtigt.
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Die vorstehenden Darlegungen für die Ermittlung eines Folgezeitzuschlages
bei Reduzierung der Abdrückgeschwindigkeit haben prinzipiell auch Geltung für den
Fall, daß die Abdrückgeschwindigkeit für eine Abteilung erhöht werden soll. Allerdings
gelten für diesen Fall dann andere Werte mindestens für die Zeitspanne DTO und DT1,
die ebenfalls empirisch zu ermitteln und festzulegen sind. Der bei Erhöhung der
Abdrückgeschwindigkeit sich ergebende Betrag für den Folgezeitzuschlag DDT ist vom
Betrag der bei konstanter Abdrückgeschwindigkeit geltenden Abdrückzeit DT(N-1) abzuziehen.
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Bei den vorstehenden Uberlegungen war der Schwerpunkt der über den
Ablaufberg laufenden Abteilungen in der Mitte der betreffenden Abteilungen angenommen
worden, denn nur bei mittiger Anordnung der Schwerpunkte reichte der Versatz des
Schienenkontaktes AK gegenüber dem Ablaufberggipfel ABG aus, um sicherzustellen,
daß eine sehr kurze, sehr schlecht laufende Abteilung dann noch in den freien Ablauf
überging, wenn ihre erste auf den Schwerpunkt folgende Achse den Schienenkontakt
AK betätigte. Liegt der tatsächliche Schwerpunkt einer Abteilung vor dem mittig
angenommenen Schwerpunkt, 80 setzt sich die Abteilung früher in Bewegung als vorstehend
angenommen. Dies hat auf die nachfolgende Abteilung aber insofern keine Auswirkungen,
weil nach wie vor sichergestellt ist, daß sich die vorauslaufende Abteilung (N-1)
von der nachlaufenden Abteilung N gelöst hat, wenn deren erste Achse hinter dem
mittig angenommenen Schwerpunkt den Schienenkontakt AK betätigt; damit sind Rückwirkungen
beim Ändern der Abdrückgeschwindigkeit auf die vorauslaufende Abteilung (N-1) nicht
zu erwarten. Allerdings würde dies zu Lasten einer möglichst hohen Abdrückgeschwindigkeit
gehen, weil die Abdrückgeschwindigkeit für die nachfolgende Abteilung
früher
hätte geändert werden können als tatsächlich geschehen.
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Wenn jedoch der tatsächliche Schwerpunkt einer vorauslaufenden Abteilung
(N-1) hinter dem mittig angenommenen Schwerpunkt liegt, dann ist nicht mehr sichergestellt,
daß sich bei der berechneten Folgezeit der Abteilungen die vorauslaufende Abteilung
(N-1) von der nachlaufenden Abteilung N gelöst hat, wenn die erste Achse der Abteilung
(N-1) hinter dem (mittig angenommenen) Schwerpunkt den Schienenkontakt AB befährt.
Es kann insbesondere bei Erhöhung der Abdrückgeschwindigkeit für die nachlaufende
Abteilung N zu Rückwirkungen auf die vorauslaufende Abteilung (N-1) kommen.
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Entsprechende Uberlegungen gelten für den Fall, daß die jeweils nachlaufende
Abteilung einen außermittigen Schwerpunkt aufweist. Hier ist bezüglich einer vorauslaufenden
Abteilung ein Schwerpunkt im vorderen Teil der Abteilung, bezüglich einer nachlaufenden
Abteilung ein Schwerpunkt im hinteren Teil der Abteilung als kritisch anzusehen.
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Um den Einfluß einer außermittigen Schwerpunktanordnung auf die Bestimmung
des Zeitpunktes rechnerisch zu erfassen, zu dem Änderungen der Abdrückgeschwindigkeit
frühestens vorgenommen werden dürfen, wird nach einem Teilmerkmal der Erfindung
vorgeschlagen, für jede Abteilung entweder durch Gewichtsmessungen oder durch Auswertung
entsprechender Angaben bei der Wagendatenaufnahme die Lage des tatsächlichen Schwerpunktes
innerhalb der Abteilungen zu bestimmen und die jeweilige Abweichung von einer Mittenlage
in einen Zeitwert umzusetzen, der als Zeitzuschlag z.B. die Werte der für mittige
Schwerpunktanordnung geltenden Räum- und Belegzeiten bzw. Nachlauf-
zeiten
modifiziert. Der Zeitzuschlag für die außermittige Schwerpunktanordnung bestimmt
sich nach folgender Gesetzmäßigkeit.
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(33) DTSPA = K . (SPA - LUEPA/2).
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Hierin sind DTSPA der Zeitzuschlag für die außermittige Anordnung,
K ein empirisch ermittelbarer Koeffizient, SPA der tatsächliche Abstand des Schwerpunktes
der Abteilung vom vorderen Puffer der Abteilung und LUEPA die Gesamtlänge der Abteilung,
gemessen über ihre vorderen und hinteren Puffer.
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Bei Anordnung des tatsächlichen Schwerpunktes einer Abteilung N im
hinteren Teil der Abteilung löste sich diese Abteilung später von der vorauslaufenden
Abteilung (N-1) als bei mittiger Schwerpunktanordnung. Dies bedeutet, daß die Abteilung
N den Ort der Laufwegtrennung von einer nachlaufenden Abteilung (N+1) bzw. bei Berücksichtigung
des Falles des Nachlaufens ins gleiche Zielgleis dieses später erreicht als nach
den Schaubildern der Figuren 2 und 4 anzunehmen ist.
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Um diesen Umstand zu berücksichtigen, werden die durch außermittige
Schwerpunkte Jeweils gegebenen Zeitzuschläge DTSPA für alle innerhalb der Jeweiligen
Rückschauzeiten einer Abteilung abgedrückten Abteilungen bei der Bestimmung der
im Einzelfall zwischen den Abteilungen vorhandenen Reservezeiten in der Weise berücksichtigt,
daß diese von Fall zu Fall unterschiedlichen Zeitzuschläge den Räumzeiten der einzelnen
Abteilungen für die Jeweils zu berücksichtigenden Gabelungsweichen bzw. der Nachlaufkonstanten
dieser Abteilungen zugeschlagen werden.
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In entsprechender Weise wird ein eventuell er Zeitzuschlag für eine
außermittige Anordnung des Schwerpunktes im hinteren Bereich einer nachlaufenden
Abteilung auf die Belegzeit bzw. den Wert der Nachlaufkonstanten dieser Abteilung
aufgeschlagen.
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Nachdem vorstehend angegeben wurde, welchen Gesetzmäßigkeiten die
für die Bestimmung der Laufzeiten der Abteilungen zu beliebigen Gabelungspunkten
und Zielgleisen relevanten Größen im einzelnen folgen, soll nun das erfindungsgemäße
Verfahren zum Betrieb einer Eisenbahnrangieranlage im Zusammenhang vorgestellt werden.
Hierbei wird auf das in Figur 10 dargestellte Blockschaltbild hingewiesen.
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Vor dem Beginn des Abdrückbetriebes steht die Aufnahme der individuellen
Ablaufdaten der nacheinander zu behandelnden Abteilungen und die Aufbereitung dieser
Daten. Die Aufnahme der individuellen Ablaufdaten beinhaltet für jedes Fahrzeug
einer Abteilung zwingend die Ermittlung seiner Achsenzahl, seines Gewichtes und
seiner Länge. Hieraus wird das mittlere Achsgewicht der Abteilungen, gegebenenfalls
unter Berücksichtigung von Drehgestellkriterien, die Gesamtlänge der Abteilungen
und die Lage des Schwerpunktes innerhalb der Abteilungen bezogen auf die erste Achse
der betreffenden Abteilung bestimmt. Ferner gehört zu den individuellen Ablaufdaten
die Kenntnis über das Zielgleis der betreffenden Abteilung. Die individuellen Ablaufdaten
können bei der Wagendatenaufnahme aus den den einzelnen Fahrzeugen bzw. Abteilungen
zugeordneten Wagenbegleitpapieren entnommen werden; sie können auch aus zugeordneten
Güterwagennummern entnommen werden, die sich bei entsprechender Ausrüstung der Fahrzeuge
und der Anlage beim Vorüberlaufen der Fahrzeuge an ortsfesten Abfrage-
einrichtungen
abfragen lassen. Mindestens ein Teil der individuellen Ablaufdaten kann auch durch
Messungen, beispielsweise Längenmessungen, Achszählungen und Gewichtsmessungen der
Abteilungen beim Zulauf auf die Einlaufzone der Rangieranlage bestimmt werden.
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Nachdem die individuellen abteilungsspezifischen Daten aufgenommen
und aufbereitet sind, werden die Abteilungen in der Reihenfolge, in der sie später
ablaufen sollen, einzeln und nacheinander aufgerufen. Dies geschieht durch Abruf
der für sie gespeicherten Daten z.B. aus einem Ablaufspeicher. Für eine Jeweils
aufgerufene Abteilung werden nun die ihrem Gewicht und ihrer Länge entsprechenden
Rückschauzeiten TZW für den Fall der Laufwegtrennung und für den Fall des Nachlaufs
bestimmt.
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Dies geschieht durch Interpolieren der in den Figuren 6 und 7 fUr
verschieden schwere Abteilungen dargestellten Schaulinien. Außerdem wird für die
jeweils aufgerufene Abteilung N eine Abdrückgeschwindigkeit VAB(N) vorgegeben, wobei
diese Abdrückgeschwindigkeit um eine bestimmte Geschwindigkeitsdifferenz DV größer
gewählt ist als die für die jeweils zuvor aufgerufene Abteilung (N-1) angenommene
Abdrückgeschwindigkeit VAB(N-1). Dabei ist aber dafür Sorge zu tragen, daß die der
Rangieranlage zugeordnete höchstzulässige Abdrückgeschwindigkeit VAB MAX nicht überschritten
wird. Diese höchstzulässige Abdrückgeschwindigkeit ist beispielsweise dadurch vorgegeben,
daß die auf den Ablaufberg zulaufenden Abteilungen während des Zulaufs nicht beliebig
schnell entkuppelt werden können. Übersteigt die durch Berücksichtigung der Geschwindigkeitsdifferenz
+DV gefundene Abdrückgeschwindigkeit den zulässigen Maximalwert der Abdrückgeschwindigkeit
nicht, so wird diese vorgewählte Abdrückgeschwindigkeit der aufgerufenen Abteilung
zuge-
ordnet; übersteigt sie die höchstzulässige Abdrückgeschwindigkeit,
so wird der Abteilung die höchstzulässige Abdrückgeschwindigkeit zugeordnet. Für
die erste Abteilung eines später abzudrückenden Zuges wird grundsätzlich die größtmögliche
Abdrückgeschwindigkeit vorgegeben.
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Die Geschwindigkeitsdifferenz, um die die Abdrückgeschwindigkeit einer
aufgerufenen Abteilung gegenüber der der zuvor aufgerufenen Abteilung erhöht werden
soll, kann für alle Abteilungen gleich sein. Vorteilhafter ist es jedoch, für die
jeweils betrachteten Abteilungen zulässige Änderungsgeschwindigkeiten vorzugeben,
die einerseits nach einer eventuell notwendig gewordenen vorübergehenden Reduzierung
der Abdrückgeschwindigkeit sofort wieder eine recht hohe Abdrückgeschwindigkeit
erreichbar werden lassen, andererseits aber so bemessen sind, daß die betreffenden
Abteilungen ihnen auch folgen können. Eine Kopplung der jeweils zulässigen Änderungsgeschwindigkeiten
an die Länge der betreffenden Abteilungen in der Weise, daß die zulässige Änderungsgeschwindigkeit
beginnend mit einem Maximalwert mit abnehmender Länge der betrachteten Abteilung
ebenfalls abnimmt, berücksichtigt den Umstand, daß kürzere Abteilungen wegen der
konstanten Lokreaktionszeit DTO und der für die Geschwindigkeitsänderung erforderlichen
Zeitspanne DT1 hohen Geschwindigkeitsänderungen mindestens dann nicht folgen können,
wenn sie hinter kürzeren Abteilungen über den Ablaufberg gedrückt werden sollen
(Figur 9). Die für unterschiedlich lange Abteilungen geltenden Werte der jeweils
zulässigen Geschwindigkeitsänderungen sind empirisch ermittelbar und liegen dann
tabellarisch jederzeit abrufbar vor; sie können zusammen mit den abteilungsspezifischen
Daten im Ablaufspeicher gespeichert werden.
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Aus den spezifischen Daten wird nun der Zeitzuschlag DTSPA ermittelt,
der den Einfluß einer eventuellen außermittigen Anordnung des Schwerpunktes der
Abteilung auf den Beginn des freien Ablaufes dieser Abteilung erfaßt. Dies geschieht
durch Anwendung der Formel (33).
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Nachdem dies geschehen ist, wird der sich bei Änderung der Abdrückgeschwindigkeit
VAB(N) einer aufgerufenen Abteilung N gegenüber der der zuvor aufgerufenen Abteilung
(N-1) zu berücksichtigende Folgezeitzuschlag DDT(N) bestimmt. Dies geschieht durch
Anwendung der Formel (28) unter Berücksichtigung der Formeln (29, (30) und (32).
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Ändert sich die Abdrückgeschwindigkeit nicht, so wird der Folgezeitzuschlag
zu null.
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Die am Ablaufberg zu erwartende Folgezeit DT(N) einer Abteilung N,
also die Zeit, die tatsächlich vergeht vom Beginn des freien Ablaufs der zuvor aufgerufenen
Abteilung (N-1) bis zum Heranführen der aufgerufenen Abteilung N an den Ablaufberggipfel,
liegt damit fest.
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Unter Einbeziehung der ermittelten Folgezeit für die aufgerufene Abteilung
wird nun die seit Aufruf der ersten Abteilung für den später vorzunehmenden Abdrückvorgang
zur Verfügung zu stellende Gesamtabdrückzeit SDT(N) ermittelt, indem die Folgezeiten,
also die tatsächlichen Abdrückzeiten für alle bislang aufgerufenen Abteilungen addiert
werden. Es gilt Formel (7).
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Nachdem dies geschehen ist, wird geprüft, ob die der aufgerufenen
Abteilung N für den Fall der Laufwegtrennung und für den Fall des Nachlaufs zugeordneten
Rückschauzeiten TZW vorauslaufende Abteilungen mit gleichem
bzw.
unterschiedlichem Laufziel erfassen. Hierzu werden durch Subtraktion der Rückschauzeiten
von der durch die Folge zeiten aller aufgerufenen Abteilungen bestimmten fiktiven
Gesamtabdrückzeit SDT(N) die Startzeitpunkte derjenigen Abteilung bestimmt, welche
von der aufgerufenen Abteilung N bei Laufwegtrennung bzw. bei Nachlauf ungünstigstenfalls
eingeholt werden könnten. Durch vorheriges Aufsummieren der Folgezeiten und Abspeichern
der sich daraus ergebenden fiktiven Gesamtabdrückzeiten sind alle in die Rückschauzeiten
fallenden Abläufe aufgreifbar.
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Für den Fall, daß innerhalb der für die aufgerufene Abteilung geltenden
Rückschauzeiten keine vorauslaufenden Abteilungen festgestellt werden, ist die Behandlung
der betreffenden Abteilung mindestens vorerst abgeschlossen und es wird die nächstfolgende
Abteilung (N+1) aufgerufen.
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Werden, was im Regelfall zu erwarten ist, eine oder mehrere vorauslaufende
Abteilungen innerhalb der der aufgerufenen Abteilung N zugeordneten Rückschauzeiten
aufgegriffen, so werden die diesen Abteilungen zugeordneten Daten aufgelistet. Diese
Daten umfassen für Jede aufgegriffene Abteilung neben einem Kennzeichen für die
betreffende Abteilung Angaben über das Zielgleis, in das die betreffende Abteilung
laufen soll, die zugeordnete Abdrückgeschwindigkeit, die der betreffenden Abteilung
zugeordnete Abdrückzeit und den geltenden Zeitzuschlag für eine eventuelle außermittige
Anordnung des Schwerpunktes der Abteilung.
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Für den Fall, daß innerhalb der Rückschauzeit für den Nachlauf für
das gleiche Richtungsgleis wie die aufge-
rufene Abteilung bestimmte
Abteilungen aufgegriffen werden, wird die der letzten für das gleiche Richtungsgleis
bestimmten Abteilung zugeordnete, bei der für sie angenommenen Abdrückgeschwindigkeit
geltende Nachlaufkonstante BO durch Interpolieren der in Figur 4 angegebenen Werte
bestimmt. Zu diesem Wert wird der für die betreffende Abteilung abgespeicherte Zeitzuschlag
für außermittige Schwerpunktanordnung addiert.
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Für den Fall, daß innerhalb der Rückschauzeit für die Laufwegtrennung
eine oder mehrere Abteilungen aufgegriffen wurden, die mindestens teilweise den
gleichen Laufweg wie die aufgerufene Abteilung haben, werden aus den Laufzielen
der Abteilungen zunächst die Trennungsweichen bestimmt, an denen diese Abteilungen
aus dem Laufweg der aufgerufenen Abteilung ausscheren; dies kann tabellarisch geschehen.
Sodann werden aus den aufgegriffenen Abteilungen dieJenigen bestimmt, die den Laufweg
der aufgerufenen Abteilung an einer hinter der Trennungsweiche für eine früher aufgerufene
Abteilung gelegenen Trennungsweiche verlassen. Für diese Abteilungen werden die
geltenden Räumzeiten der Jeweils in Frage kommenden Trennungsweiche bestimmt. Dies
geschieht durch Interpolieren der bei konstanter Abdrückgeschwindigkeit für die
einzelnen Trennungsweichen geltenden Räumzeiten und Umrechnung dieser Räumzeiten
auf die für die Jeweils angenommene Abdrückgeschwindigkeit der Abteilungen geltenden
Räumzeiten nach Formel (20). Die so bestimmten Räumzeiten vergrößern bzw. verkleinern
sich noch durch die beim Aufrufen dieser Abteilungen für eventuelle Außermittigkeit
ihrer Schwerpunkte ermittelten Zeitzuschläge nach Formel (33).
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Sobald die Gabelungsweichen ermittelt sind, an denen die zuvor aufgerufenen
Abteilungen den Laufweg der aufgruinen Abteilung verlassen, können fUr die aufgerufene
Abteilung
die Belegzeiten zum Erreichen der betreffenden Weichen
ermittelt werden. Dies geschieht nach Formel (19) unter Berücksichtigung eines Zeitzuschlages
nach Formel (33) für außermittige Schwerpunktanordnung.
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Wenn die Beleg- und Räumzeiten der die Laufwege der aufgerufenen und
der vor ihr aufgerufenen Abteilungen trennenden Weichen sowie die Nachlaufkonstanten
der aufgerufenen und der vor ihr aufgerufenen, für das gleiche Richtungsgleis bestimmten
Abteilung bestimmt sind, lassen sich die im Einzelfall auftretenden Reservezeiten
TRES nach Formel (3) bzw. (6) ermitteln. Die Folgezeiten DT(M) und die Summe der
Zwischenzeiten STZW der Abteilungen zwischen der aufgerufenen und der Jeweils betrachteten
Abteilung waren zuvor bei der Behandlung dieser Abteilungen nach Formel (29) und
(30) ermittelt und in geeigneter Form abgespeichert worden.
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Die für jede der aufgegriffenen Abteilungen bestimmbare Reserve zeit
gibt an, welche Zeitspanne zwischen dem Freifahren einer Gabelungsweiche und dem
erneuten Besetzen der Weiche liegt bzw. sie beschreibt den zeitlichen Abstand der
ins gleiche Richtungsgleis laufenden Abteilungen nach Erreichen ihrer vorgegebenen
Vorrückgeschwindigkeit.Wird festgestellt, daß sämtliche Reservezeiten TRES größer
sind als eine für die betreffende Anlage vorgegebene Mindestreservezeit TRES MIN
von zum Beispiel 2 Sekunden, dann ist die Behandlung der zuletzt aufgegriffenen
Abteilung zumindest vorerst beendet und es wird die nächste Abteilung (N+1) aufgerufen.
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Liegt eine der ermittelten Reservezeiten unter der vorgegebenen Mindestreservezeit,
dann wird die der aufgerufenen Abteilung N zugeordnete Abdrückgeschwindigkeit VAB(N)
um einen bestimmten Wert DV reduziert, z.B.
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um den Wert 0,1 m/s. Unter Berücksichtigung der sich aufgrund der
geänderten Abdrückgeschvindigkeit (tAB(N)-DN) ändernden Zeitzuschläge werden die
nunmehr fUr die aufgerufene Abteilung geltende Belegzeit und die zugehörige Nachlaufkonstante
bestimmt. Anschließend setzt erneut die Prüfung auf ausreichenden zeitlichen Abstand
TRESder Abteilung zu den zuvor aufgerufenen relevanten Abteilungen an den kritischen
Punkten des Laufweges ein. Sind die dabei ermittelbaren Reservezeiten stets größer
als die vorgegebene Mindestzeit TRES MIN, so ist die Behandlung der Abteilung N
abgeschlossen und es erfolgt der Aufruf der folgenden Abteilung (N+1). Liegt eine
der ermittelt ten Reservezeiten immer noch unter der vorgegebenen Mindestreservezeit,
so wird die AbdrUckgeschvindigkeit der aufgerufenen Abteilung N nochmals reduziert,
woraufhin erneut der zeitliche Abstand der Abteilung zu den vorauslaufenden Abteilungen
ermittelt wird. Wird die Abweichung DV der reduzierten Abdrückgeschwindigkeit zu
der Abdrückgeschwindigkeit für die zuvor aufgerufene Abteilung (N-1) größer als
ein zulässiger Maximalwert DV MAX, so wird die Behandlung der aufgerufenen Abteilung
N abgebrochen und statt dessen die zuletzt behandelte Abteilung (N-1) erneut aufgerufen.
Dieser Abteilung wird dann eine Abdrückgeschwindigkeit zugeordnet, die um einen
bestimmten Betrag DV unter der ihr zuvor zugeordneten Abdrückgeschwindigkeit VAB(N-t)
liegt.
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Dies führt dazu, daß sich der Abstand zwischen der aufgerufenen Abteilung
(N-1) und der vor ihr aufgerufenen relevanten Abteilungen vergrößert und damit auch
der Abstand der nachfolgenden Abteilung N zu diesen Abteilungen, ohne daß die Abdrückgeschwindigkeit
für die nachlaufende Abteilung N unzulässig stark geändert worden ist. Nach der
Behandlung der Abteilung (N-1), für die nachträglich eine reduzierte Abdrückgeschwindigkeit
vorgegeben
wurde, wird dann wieder die folgende Abteilung N aufgerufen; ihr wird eine Abdrückgeschwindigkeit
zugeordnet, die um den gerade noch zulässigen Wert +DV über der der zuvor aufgerufenen
Abteilung liegt. Es wird nun erneut geprüft, ob der zeitliche Abstand dieser Abteilung
N zu den ihr vorauslaufenden, innerhalb der zu berücksichtigenden Rückschauzeiten
aufgerufenen Abteilungen an den kritischen Orten ihres gemeinsamen Laufweges ausreichend
groß ist. Ist dies der Fall, dann kann die nächste Abteilung (N+1) zur Behandlung
aufgerufen werden. Ist dies nicht der Fall, so wird der Abteilung eine reduzierte
Abdrückgeschwindigkeit zugeordnet und sollte auch diese nicht ausreichen, um eine
ordnungsgerechte Laufwegtrennung von den vorauslaufenden Abteilungen zu erreichen
bzw. einen ordnungsgerechten Nachlauf zu bewerkstelligen, so wird der Abteilung
N eine noch weiter reduzierte Abdrückgeschwindigkeit zugeordnet. Wird dabei für
diese Abteilung N schließlich eine Abdrückgeschwindigkeit vorgegeben, die um den
vorgegebenen Höchstbetrag unter der bereits reduzierten Abdrückgeschwindigkeit der
davor behandelten Abteilung (N-1) liegt, so wird diese Abteilung (N-1) erneut aufgerufen
und ihr eine gegenüber der zuvor für sie angenommenen Abdrückgeschwindigkeit nochmals
reduzierte Abdrückgeschwindigkeit zugeordnet. Diese Vorgänge wiederholen sich solange
bis bei zulässiger Abstufung der Abdrückgeschwindigkeiten für die zu betrachtenden
Abteilungen die ermittelten Reservezeiten über der vorgegebenen Mindestreservezeit
liegen.
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Nachdem alle Abteilungen eines Zuges nacheinander aufgerufen und ihre
Reservezeiten zu den als relevant erkannten zuvor aufgerufenen Abteilungen durch
Zuordnung unterschiedlicher Abdrückgeschwindigkeiten zu den Ab-
teilungen
genügend groß gemacht wurden, liegt für Jede abzudrückende Abteilung dieJenige Abdrückgeschwindigkeit
vor, die einerseits eine hohe Bergleistung erreichbar macht, andererseits aber ein
gegenseitiges Einholen der Abteilungen während des Ablaufens ausschließt. Die jeweils
bestimmten Abdrückgeschwindigkeiten werden in geeigneter Form abgespeichert und
der Rangierlok zur Aufnahme des Abdrückbetriebes mitgeteilt. Abgerufen werden diese
Werte jeweils dann, wenn die hinter dem Schwerpunkt der jeweils vorauslaufenden
Abteilung angeordnete Achse den Schienenkontakt AK hinter dem Ablaufberggipfel passiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Eisenbahnrangieranlage
gestattet es, Änderungen der Abdrückgeschwindigkeit im praktisch frühestmöglichen
Zeitpunkt vorzunehmen und den sich bei solchen Änderungen ergebenden jeweiligen
Ablauffolgezeitzuschlag ziemlich genau zu berechnen. Dies setzt unter anderem die
Kenntnis der wirklichen Achsgewichte voraus. Sollte es nicht möglich sein, die Achsgewichte
der Abteilungen bei Einfahrt der Züge in die Einfahrgruppe einer Rangieranlage genügend
genau zu erfassen, dann muß der jeweilige Folgezeitzuschlag aus den Ladegewichten
der Güterwagen bzw. unter der Annahme bestimmt werden, daß der Jeweilige Schwerpunkt
und damit die erste Achse nach diesem möglichst weit im hinteren Ende der betreffenden
Abteilung liegt: für alle Wagen vor dem Schwerpunkt der Abteilung ist dann das kleinste
Ladegewicht anzunehmen, für solche hinter ihm das größtmögliche, z.B. die Jeweilige
Tragfähigkeit des Wagens. Diese Annahme führt wegen der daraus resultierenden kürzeren
Laufwege, die zum Herbeiführen von Geschwindigkeitsänderungen für die nachlaufenden
Abteilungen jeweils zur Verfügung stehen, aller-
dings zu einer
Reduzierung der erreichbaren Geschwindigkeitsänderung und macht damit das erfindungsgemäße
Verfahren weniger beweglich.
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Auch für die genaue Berechnung der Beleg- und Räumzeiten sowie der
Nachlaufkonstanten ist die Kenntnis der wirklichen Schwerpunktlage und damit die
der wirklichen Ladegewichte notwendig. Immerhin besteht aber auch hier die Möglichkeit,
für die Berechnung der Belegzeiten mit einem möglichst weit vorn, für die der Räumzeiten
mit einem möglichst weit hintenliegenden Schwerpunkt zu arbeiten; entsprechendes
gilt für die Bestimmung der Nachlaufkonstanten. Diese Annahmen ermöglichen zwar
die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betrieb einer Rangieranlage,
lassen aber nur eine geringere mittlere Abdrückgeschwindigkeit und damit eine geringere
Bergleistung der Anlage erreichbar werden als bei Kenntnis der tatsächlichen Achsgewichte.