EP0644098B1 - Einrichtung zum Ermitteln und Verarbeiten der Fahrdaten eines Schienenfahrzeugs - Google Patents

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EP0644098B1
EP0644098B1 EP94250208A EP94250208A EP0644098B1 EP 0644098 B1 EP0644098 B1 EP 0644098B1 EP 94250208 A EP94250208 A EP 94250208A EP 94250208 A EP94250208 A EP 94250208A EP 0644098 B1 EP0644098 B1 EP 0644098B1
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Keschwari Mahmud Rasti
Dietmar Gralla
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Knorr Bremse Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH
Knorr Bremse MRP Systeme fuer Schienenfahrzeuge GmbH and Co KG
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    • B61—RAILWAYS
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    • B61L15/0058—On-board optimisation of vehicle or vehicle train operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/16—Trackside optimisation of vehicle or train operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L2205/00—Communication or navigation systems for railway traffic
    • B61L2205/04—Satellite based navigation systems, e.g. global positioning system [GPS]

Definitions

  • the invention specified in claim 1 addresses the problem that Determine driving data with sufficient accuracy in an overall system and to be able to calculate.
  • the invention due to a electronically stored route map and an exact local Determination of the location of the rail vehicle Driving resistance forces, resulting from the route profile, the Track geometry and route design, can be determined.
  • This vehicle-specific resistance, braking and driving forces can permanently determined by the location via the satellite become.
  • target brakes are applied allows.
  • the destination station can be used to arrange vehicles and loads communicated for the purpose of rationalizing the loading and unloading processes become.
  • Another improvement is that the current one Position comparable with a position corresponding to normal operation is. In the event that deviations (e.g. the speed) are outside of the permissible tolerance range can be determined either on switched a new route for train control or a new one Driving strategy can be calculated in the central computer.
  • the invention is further designed so that for the train journey engaging braking or driving force or driving without braking and traction by means of signals to a driving control in the rail vehicle can be specified.
  • a computer integrated in the rail vehicle is transferred signal processing in the rail vehicle.
  • the device for determining and processing the driving data of a Rail vehicle 1, e.g. to determine the driving speed, the braking distances, adhesion, friction and / or sliding values and / or Centrifugal forces, especially its position and speed, is in radio communication with a satellite 2, which signals via Antennas 3 and 4 to one on the rail vehicle 1 Send recipient 5. These signals are used to calculate corresponding digital values in a microprocessor or Computer entered.
  • the travel of the rail vehicle 1 is performed using algorithms optimized and driving dynamics data ahead and / or following Trains 6 are included in the control algorithm of a central computer 7 involved, either on Earth or in satellite 2 is housed.
  • the signals are converted into a readable form a first circuit 8 is formed.
  • the signals available in this way are used to calculate the speed in a second circuit 9 and to calculate the positions of the rail vehicle 1 in one third circuit 10 processed.
  • An ABS circuit 11 is provided for each car.
  • the carriage position is then calculated Car tilt adjustment circuit 12 arranged.
  • the current position of the rail vehicle 1 can with a the position corresponding to normal operation can be compared.
  • a driving controller 14 is supplied with the corresponding data.
  • the central computer 7 is integrated in the satellite 2.
  • FIG. 3a An alternative solution according to FIG. 3a shows that each rail vehicle 1 the unit of the receiver 5, the first circuit 8, the second Circuit 9 and the third circuit 10 is assigned.
  • the central computer 7 stationary or on one or on each Rail vehicle 1 is provided.
  • the braking or driving force or driving without braking and pulling power by means of signals to one Driving control 14 can be specified in the rail vehicle 1.
  • the operator of the Rail vehicle 1 is also under by the central computer 7 Using appropriate software programs is a strategy proposal made.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)
  • Control Of Position, Course, Altitude, Or Attitude Of Moving Bodies (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Description

Es ist bekannt, eine Einrichtung zum Ermitteln und Verarbeiten der Fahrdaten eines Schienenfahrzeugs, nämlich seiner Position und Geschwindigkeit einzusetzen, das in Funkverbindung mit einem Satelliten steht, der Signale an einen auf dem Schienenfahrzeug befindlichen Empfänger sendet, wobei diese Signale zur Berechnung von entsprechenden Werten in einem Mikroprozessor oder einem Computer eingegeben werden (PCT/WO 89/05 255).
Diese bekannte Lösung sieht u.a. vor, die Fahrdaten eines Schienfahrzeugs über die Position und die Geschwindikgeit zu ermitteln und dieses System über Erdsatelliten durch Signale an einen auf einem Schienenfahrzeug befindlichen Empfänger durchzuführen, wobei diese Signale zur Berechnung von entsprechenden Werten in einen Mikroprozessor, einen Computer oder einen Mikrocomputer eingegeben werden. Es ist jedoch hierbei nicht bekannt, mit welcher Genauigkeit derartige Steuerungen arbeiten und vor allen Dingen nicht, mit welchen Geschwindigkeiten entsprechend kurvenreiche Strecken aus Sicherheitsgründen durchfahren werden können und inwiefern Einflüsse von nachfolgenden und vorausfahrenden Zügen zu beachten sind.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Fahrdaten ausreichend genau in einem Gesamtsystem ermitteln und berechnen zu können.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß es zusätzlich möglich wird, die Fahrt eines Schienenfahrzeuges insgesamt zu steuern und/oder Algorithmen für eine Fahrtoptimierung anzuwenden. Durch diese Einbeziehung der fahrdynamischen Daten der vorausfahrenden und folgenden Zügen in den Regelalgorithmus kann ein Zentralrechner, der sich entweder auf der Erde oder im Satelliten befindet, die Schienenfahrzeugfolge steuern und optimieren.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß aufgrund einer elektronisch gespeicherten Streckenkarte und einer genauen örtlichen Bestimmung des Aufenthaltsortes des Schienenfahrzeugs Fahr-Widerstandskräfte, resultierend aus dem Streckenprofil, der Gleisgeometrie und der Streckengestaltung, bestimmbar sind. Diese fahrzeugspezifischen Widerstands-, Brems- und Antriebskräfte können permanent durch die Ortsbestimmung über den Satelliten ermittelt werden. Auf der Grundlage dieser Daten werden Zielbremsungen ermöglicht. Dem Zielbahnhof können Fahrzeug- und Ladungsreihung zum zum Zwecke der Rationalisierung der Zu- und Abladevorgänge mitgeteilt werden. Eine andere Verbesserung besteht darin, daß die jeweils aktuelle Position mit einer dem Regelbetrieb entsprechenden Position vergleichbar ist. Für den Fall, daß Abweichungen (z.B. der Geschwindigkeit) außerhalb des zulässigen Toleranzfeldes festgestellt werden, kann entweder auf eine neue Fahrschaulinie zur Zugsteuerung umgeschaltet oder eine neue Fahrstrategie im Zentralrechner berechnet werden.
Die Erfindung ist weiterhin dahingehend gestaltet, daß für die Zugfahrt das Zuschalten von Brems- oder Antriebskraft bzw. ein Fahren ohne Brems- und Zugkraft mittels Signals an eine Fahrsteuerung im Schienenfahrzeug vorgebbar ist. Für den Fall, daß die Fahrstrategie vom Zentralrechner an einen im Schienenfahrzeug integrierten Rechner übergeben wird, erfolgt die Signalaufbereitung im Schienenfahrzeug.
Schließlich ist vorgesehen, daß dem Bediener des Schienenfahrzeugs durch den Rechner ein Strategievorschlag empfohlen wird. Dadurch wird die Entscheidung dem Bediener in einem großen Umfang abgenommen und eine höhere Sicherheitsstufe erreicht.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1
ein Blockschaltbild für die Steuerung eines Schienenfahrzeugs mittels in einen Satelliten integrierten Zentralrechners,
Fig. 2a
ein Blockschaltbild für die Steuerung eines Schienenfahrzeugs mittels eines nicht in einen Satelliten integrierten Zentralrechners,
Fig. 2b
ein Blockschaltbild für die Steuerung mehrerer Schienenfahrzeuge mittels in einen Satelliten integrierten Zentralrechners,
Fig. 3a und 3b
jeweils ein Blockschaltbild für die Steuerung mehrerer Schienenfahrzeuge mittels eines nicht in einen Satelliten integrierten Zentralrechners.
Die Einrichtung zum Ermitteln und Verarbeiten der Fahrdaten eines Schienenfahrzeugs 1, wie z.B. zum Ermitteln der Fahrgeschwindigkeit, der Bremsstrecken, von Haft-, Reib- und/oder Gleitwerten und/oder Zentrifugalkräften, insbesondere seiner Position und Geschwindigkeit, steht mit einem Satelliten 2 in Funkverbindung, der Signale über Antennen 3 und 4 an einen auf dem Schienenfahrzeug 1 befindlichen Empfänger 5 senden. Diese Signale werden zur Berechnung von entsprechenden Digital-Werten in einen Mikroprozessor oder einen Computer eingegeben.
Die Fahrt des Schienenfahrzeugs 1 wird durch Anwendung von Algorithmen optimiert und fahrdynamische Daten vorausfahrender und/oder folgender Züge 6 werden in den Regelalgorithmus eines Zentralrechners 7 mit einbezogen, der entweder auf der Erde oder in dem Satelliten 2 untergebracht ist.
Auf den Empfänger 5 folgend werden die Signale in eine lesbare Form in einer ersten Schaltung 8 umgeformt. Die derart vorhandenen Signale werden zur Berechnung der Geschwindigkeit in einer zweiten Schaltung 9 und zur Berechnung der Positionen des Schienenfahrzeugs 1 in einer dritten Schaltung 10 verarbeitet.
Aufgrund einer elektronisch gespeicherten Streckenkarte und der dann bekannten genauen örtlichen Bestimmung des Aufenthaltsortes des Schienenfahrzeugs 1 werden auch Fahr-Widerstandskräfte, resultierend aus dem jeweiligen Streckenprofil, der Gleisgeometrie und der Streckengestaltung bestimmt.
Hierbei ist für jeden Wagen eine ABS-Schaltung 11 vorgesehen. Neben der Berechnung der Wagen-Position ist sodann eine Wagenneigungsverstellungsschaltung 12 angeordnet.
Die jeweils aktuelle Position des Schienenfahrzeugs 1 kann mit einer dem Regelbetrieb entsprechenden Position verglichen werden. Unter Berechnung der Schaltalgorithmen in einer vierten Schaltung 13 wird eine Fahrsteuerung 14 mit den entsprechenden Daten versorgt.
In der Gestaltung der Einrichtung gemäß Fig. 1 ist der Zentralrechner 7 in dem Satelliten 2 untergebracht, währenddem sich der Zentralrechner 7 gemäß Fig. 2a entweder auf der Erde stationär oder in dem Schienenfahrzeug 1 selbst befindet.
Gemäß Fig. 2b ist der Zentralrechner 7 in den Satelliten 2 integriert.
Eine alternative Lösung gemäß Fig. 3a zeigt, daß jedem Schienenfahrzeug 1 die Einheit des Empfängers 5, der ersten Schaltung 8, der zweiten Schaltung 9 und der dritten Schaltung 10 zugeordnet ist. Hierbei ist der Zentralrechner 7 stationär oder auf einem oder auf jedem Schienenfahrzeug 1 vorgesehen.
Die andere zu Fig. 3a analoge Lösung gemäß Fig. 3b sieht wiederum einen externen, dem Satelliten 2 zugeteilten Zentralrechner (Steuerrechner) 7 vor.
Für die Zugfahrt ist das Zuschalten von Brems- oder Antriebskraft bzw. ein Fahren ohne Brems- und Zugkraft mittels Signals an eine Fahrsteuerung 14 im Schienenfahrzeug 1 vorgebbar. Dem Bediener des Schienenfahrzeugs 1 wird auch durch den Zentralrechner 7 unter Verwendung entsprechender Software-Programme ein Strategievorschlag gemacht.

Claims (2)

  1. Einrichtung zur Optimierung der Fahrt eines Schienenfahrzeuges (1), mit einem dem Schienenfahrzeug zugeordneten Mikroprozessor (9, 10, 13), der über einen Empfänger (5) des Schienenfahrzeuges (1) von einem Satelliten (2) ausgesendete Signale zur Berechnung von Position und Geschwindigkeit des Schienenfahrzeuges (1) erhält und in Verbindung mit einer abgespeicherten Streckenkarte dementsprechende Werte zur Steuerung von Antriebs- und Bremskräften des Schienenfahrzeuges ermittelt,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß fahrdynamische Daten von vorausfahrenden und/oder folgenden Zügen in einen Algorithmus eines Zentralrechners (7) mit einbezogen sind, und
    daß außerdem in die Ermittlung der Antriebs- und Bremskräfte über die Streckenkarte und die aktuelle Position des Schienenfahrzeuges (1) bestimmte Fahrwiderstandskräfte einfließen, die aus dem Streckenprofil, aus der Gleisgeometrie und aus der Streckengestaltung resultieren, und
    daß dem Bediener des Schienenfahrzeuges (1) durch den Zentralrechner (7) ein Strategievorschlag unterbreitet wird, wobei die jeweils aktuelle Position des Schienenfahrzeuges (1) mit einer dem Betrieb entsprechenden verglichen wird und daraus resultierend für die Zugfahrt das Zuschalten von Brems- oder Antriebskraft oder ein Fahren ohne Brems- und Antriebskraft mittels Signals an eine Fahrsteuerung (14) im Schienenfahrzeug (1) vorgebbar ist.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zentralrechner (7) entweder auf der Erde oder in dem Satelliten (2) befindet.
EP94250208A 1993-09-14 1994-08-23 Einrichtung zum Ermitteln und Verarbeiten der Fahrdaten eines Schienenfahrzeugs Expired - Lifetime EP0644098B1 (de)

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