EP3230147B1 - Verfahren zum betreiben einer rangiertechnischen ablaufanlage sowie steuereinrichtung für eine solche anlage - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer rangiertechnischen ablaufanlage sowie steuereinrichtung für eine solche anlage Download PDF

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EP3230147B1
EP3230147B1 EP16700712.9A EP16700712A EP3230147B1 EP 3230147 B1 EP3230147 B1 EP 3230147B1 EP 16700712 A EP16700712 A EP 16700712A EP 3230147 B1 EP3230147 B1 EP 3230147B1
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EP
European Patent Office
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control device
hump
curve
consideration
taking
Prior art date
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EP3230147A1 (de
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Holger Gemeiner
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Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61B—RAILWAY SYSTEMS; EQUIPMENT THEREFOR NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B61B1/00—General arrangement of stations, platforms, or sidings; Railway networks; Rail vehicle marshalling systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61J—SHIFTING OR SHUNTING OF RAIL VEHICLES
    • B61J3/00—Shunting or short-distance haulage devices; Similar devices for hauling trains on steep gradients or as starting aids; Car propelling devices therefor
    • B61J3/02—Gravity shunting humps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L17/00—Switching systems for classification yards

Definitions

  • a shunting process system is, for example, from the US-3815508-A1 or EP-1129922-A2 known.
  • the most accurate possible forecast of the running behavior of the individual processes also allows the capacity of the drainage system to be maximized, i.e. maximizing the number of carts that can be sorted by means of the drainage system in a certain period of time.
  • the curve resistance is a frictional resistance that occurs when a rail vehicle drives through a track curve.
  • the reason for this is that in a track curve the wheel on the outside of the curve has to cover a further distance than the wheel on the inside of the curve. Due to the fixed connection of the wheels on the respective axle in rail vehicles however, the two wheels have the same peripheral speed.
  • a certain path difference can be compensated for by the taper of the running surfaces; In tight radii, however, the path differences between the outer and inner rails are so great that they can only be compensated by sliding movements. The resulting friction causes the respective vehicle to brake and thus influences its running.
  • the arc resistance Due to the track topologies in shunting systems, which are also referred to as train formation systems, the arc resistance has a decisive influence on the free running of processes. Consequently, the determination and prognosis of the arc resistance that occurs is of considerable importance for the best possible control for influencing the speed of the processes of the track brakes provided. It must be taken into account that the arc resistances that occur can also be used in the determination and prognosis of the rolling resistances that affect the processes. As a result, the performance and maneuvering quality of the respective drainage system are therefore directly or indirectly influenced by the accuracy of the arc resistance determination. While the performance of a system is essentially determined by the number of processes sorted in a given period of time, the maneuvering quality is measured in particular according to the reliability with which corner joints and processes running at an impermissibly high speed are avoided.
  • the present invention is based on the object of specifying a method for operating a marshalling system which, through improved determination of arc resistance that occurs, enables the performance and / or the quality of the marshalling system to be increased.
  • this object is achieved by a method for operating a shunting system, whereby for the respective processes in the form of running cars or Car groups at least one value for a curve resistance in at least one track curve lying in the route of the respective sequence is determined taking into account at least one drive type of the respective sequence and at least one track brake of the drainage system is controlled taking into account the at least one specific value for the curve resistance.
  • this is initially characterized by the fact that for the respective processes in the form of running cars or groups of cars, at least one value for a curve resistance in at least one track curve located in the route of the respective process, taking into account at least one type of drive of the respective process is determined.
  • the determination of the at least one value for the curve resistance of the at least one curved track lying in the route of the respective course can in principle both at a point in time at which the respective course has already reached or passed the curve in question and at a point in time at which the the respective sequence has not yet reached the curve in question. In both cases it is namely possible to use the determined at least one value for the arc resistance to make a prognosis with regard to the future running behavior of the relevant sequence.
  • the determination of the at least one value for the curve resistance takes place in the at least one track curve lying in the travel path of the respective sequence, taking into account at least one carriage type of the respective sequence. If this consists of a single running carriage, the drive type taken into account is the drive type of this carriage. In the event that the respective process comprises several carriages, the type of drive taken into account can be one drive type or several drive types of the relevant group of wagons, depending on the composition of the process.
  • a drive is understood according to the usual meaning that component of a rail vehicle that guides the rail vehicle on the track and transmits forces between the track and the vehicle.
  • Running gear usually includes the wheel sets, the wheel set bearings and the suspension. Since freight wagons sorted in marshalling systems usually do not have their own drive, the gears of the processes usually only have non-drive axles. Examples of common drives in Europe are the double-hook drive and the Y25 bogie. In this case, bogies are those running gear of rail vehicles in which two or more wheel sets are mounted in a frame that can be rotated with respect to the car body.
  • At least one track brake of the drainage system is then controlled taking into account the at least one specific value for the arc resistance.
  • the at least one specific value for the arc resistance can be taken into account in such a way that it is directly included as a parameter in the control of the track brake.
  • the at least one specific value for the arc resistance is used to calculate further variables or parameters and these are then included in the control of the at least one track brake.
  • the rolling resistance of the respective process is an important influencing variable in the control of a shunting system. In practice, the problem here is that the rolling resistance of a process cannot be measured directly with sufficient accuracy.
  • one task of a control device of a shunting system is to determine the rolling resistance of a process from available measurement data and to estimate it for a subsequent route section using a suitable prognosis method.
  • the determination of the rolling resistance from the available measurement data can, for example done in such a way that first the total resistance acting on the respective sequence - for example from detected speed differences - is determined and then other resistance components, such as air resistance, switch resistance and in particular arc resistance, are subtracted from this total resistance. The remainder after the corresponding difference formation is assumed as the rolling resistance of the respective sequence or used as an input value for a corresponding rolling resistance prognosis.
  • the method according to the invention is based on the fundamental knowledge that by taking into account the drive type or the drive types of the respective sequence, the accuracy in the determination of the arc resistance in comparison to a sole consideration of other parameters of the sequences, such as the number of their axes, their center distance or their length, can be vastly improved.
  • the arc resistances that occur depend to a considerable extent on the type of drive of the respective process.
  • the drive type of the respective sequence it is thus possible to significantly improve the accuracy of the determination of arc resistances.
  • the at least one value determined in this way for the arc resistance is taken into account in the control of at least one track brake of the drainage system, this advantageously results in an increase in the performance of the drainage system.
  • the determination of the at least one value for the curve resistance in the at least one track curve lying in the travel path of the respective sequence can take place both during the sequence process and before it. This means that the determination or prognosis of the arc resistance that occurs can also be carried out and completed in full before the respective sequence is printed. Depending on the architecture of the control system used, however, it can also be expedient that the corresponding arc resistance determination is only carried out during the sequence process, for example by the respective track brake control.
  • the at least one drive type of the respective sequence is determined taking into account prior notification data of a disposition system.
  • the pre-notification data provided by the disposition system can either directly contain the at least one drive type of the respective process or the car number or numbers of the respective process, so that a drive allocation is possible via a corresponding car database.
  • the method according to the invention can preferably also be developed in such a way that axis data of the respective sequence are recorded and the at least one drive type of the respective sequence is determined taking into account the recorded axis data.
  • axis data of the respective sequence are recorded and the at least one drive type of the respective sequence is determined taking into account the recorded axis data.
  • the axis data of the The respective sequence taken in and of itself, may not be sufficient to reliably determine the drive type or the drive types of the respective sequence. The reason for this is that there are bogies with the same axle pattern, at least with regard to the freight wagon bogies commonly used in Europe.
  • the Y25 bogie and the BA 665 bogie both have a bogie center distance of 1.8 m.
  • recorded axle data can in any case be taken into account in the sense of a plausibility check or check in the context of determining the at least one drive type of the respective sequence.
  • the at least one drive type of the respective sequence can be determined taking into account pre-notification data of a disposition system as well as taking additional account of recorded axis data.
  • the recorded axis data allow the pre-notification data of the disposition system to be checked, for example to identify errors in the sequence or at the separation points.
  • the method according to the invention can also be designed in such a way that at least one parameter specific to the respective sequence is recorded and the at least one drive type of the respective sequence is determined taking into account the at least one recorded parameter.
  • the specific parameter for the respective process which can be detected optically by means of a video camera or by reading out RFID tags from the freight wagons of the processes, can be at least a wagon number, the type of wagon or wagons and / or the drive type of the car or the car of the respective sequence.
  • the at least one recorded parameter can be used on its own or in combination with further information to determine the drive type or the drive types of the respective sequence.
  • the at least one drive type is read from a car database on the basis of the at least one recorded parameter.
  • the at least one drive type of the car or the car of the respective sequence is read from the car database on the basis of a recorded parameter in the form of the car number.
  • the method according to the invention can preferably also be designed in such a way that specific curve running phases are determined for the respective sequence in relation to the respective track curve lying in the route of the respective sequence.
  • specific curve running phases are determined for the respective sequence in relation to the respective track curve lying in the route of the respective sequence.
  • the method according to the invention can preferably also be developed in such a way that the sheet travel phases are determined taking into account the at least one drive type of the respective sequence. It has been shown that freight wagons with different carriage types behave differently at the same points on a curved track and it is therefore advantageous to determine different curve running phases for different carriage types.
  • different calculation models are used in the context of determining the at least one value for the sheet resistance for the sheet travel phases determined.
  • the arc resistance in is calculated in different ways for the various sheet travel phases.
  • certain knowledge of driving dynamics can advantageously be taken into account, in particular through measurements and multi-body simulations.
  • the method according to the invention can preferably also be developed in such a way that at least one further parameter characterizing the respective sequence and / or respective environmental conditions is taken into account when determining the sheet travel phases and / or selecting the respective calculation model.
  • the at least one further parameter characterizing the respective process can be, for example, the center distance or the center distances of the respective process, since freight wagons of the same running gear type can also have different center distances.
  • Another parameter characterizing the respective process can be, for example, a parameter characterizing the running gear rigidity or, in the case of a process with a Y25 bogie, the pivot spacing of the Y25 bogie.
  • the method according to the invention can preferably also be implemented in such a way that the respective calculation model is selected using a decision tree.
  • the use of a decision tree for the selection of the respective calculation model is advantageous, since this allows the selection of the calculation model suitable for the respective situation to be carried out in a simple, well-defined and fast manner.
  • the invention also relates to a control device for a shunting system.
  • the present invention is based on the object of specifying a control device for a marshalling drainage system, which enables the performance and / or the maneuvering quality of the drainage system to be increased through improved determination of arc resistances that occur.
  • this object is achieved by a control device for a shunting system, the control device being designed to have at least one value for a curve resistance in at least one curve in the route of the respective sequence, taking into account at least one value for the respective processes in the form of running cars or groups of cars To determine the type of drive of the respective sequence and to control at least one track brake of the sequence system taking into account the at least one specific value for the arc resistance.
  • control device can also have software components, for example in the form of program code for simulating the running behavior of the processes.
  • the control device can be both a central control device of the marshalling system and a decentralized control device, for example in the form of a downhill brake control or directional track brake control.
  • the control device according to the invention can advantageously also be designed as a distributed control system, i.e., for example, comprise a central control device and decentralized track brake controls.
  • control device according to the invention corresponds to those of the method according to the invention, so that reference is made in this regard to the corresponding statements above.
  • control device it is designed to determine the at least one drive type of the respective sequence, taking into account advance notification data of a disposition system.
  • control device is designed to acquire axis data of the respective sequence and to determine the at least one drive type taking into account the acquired axis data.
  • control device can also be developed to detect at least one characteristic variable specific to the respective process and to determine the at least one drive type of the respective process taking into account the at least one recorded characteristic variable.
  • control device is designed to read out the at least one drive type of the respective sequence on the basis of the at least one recorded parameter from a car database.
  • control device can also be designed to determine specific curve running phases for the respective sequence in relation to the respective track curve lying in the route of the respective sequence.
  • control device can advantageously also be designed in such a way that it determines the sheet travel phases taking into account the at least one drive type of the respective sequence.
  • control device it is designed to use different calculation models for the determined sheet travel phases in the context of determining the at least one value for the sheet resistance.
  • control device can preferably also be designed to take into account at least one further parameter characterizing the respective sequence and / or respective environmental conditions when determining the sheet travel phases and / or selecting the respective calculation model.
  • control device can advantageously also be developed in such a way that it is designed to select the respective calculation model by means of a decision tree.
  • Figure 1 shows in a schematic sketch an embodiment of a drainage system 10 with an embodiment of the control device according to the invention.
  • the upper part of the Figure 1 the track diagram of the system 10 and the lower part of the figure the profile or a longitudinal section of the drainage system 10.
  • the drainage system 10 which is part of a shunting system for rail-bound traffic, has a drainage ramp 20, which is followed in the direction of travel by an intermediate slope 30, a distribution zone 40 with distribution switches 80 to 86 and directional tracks 50 to 57.
  • a drainage ramp 20 which is followed in the direction of travel by an intermediate slope 30, a distribution zone 40 with distribution switches 80 to 86 and directional tracks 50 to 57.
  • Track brakes in the form of valley brakes 60 and 61 and directional track brakes 70 to 77 can be seen.
  • the figure shows processes 100 and 101 as examples, which have been pushed or pushed over the drainage mountain by a push-pull locomotive 110 and then move along the drainage system 10, driven by the force of gravity.
  • the rest of the illustration focuses on the front flow 100 in the running direction, it being assumed with reference to this that it is intended for the directional track 50 and therefore passes the track brakes 60 and 70 on its way.
  • a valley brake control 200 is indicated, which is connected to the valley brake 60, 61 via communication connections 210 and 211, which can be wired or wireless.
  • the directional track brakes 70 to 77 are connected to a directional track brake controller 220 in terms of communication technology.
  • a corresponding communication link 221 between the directional track brake 77 and the directional track brake controller 220 is shown merely as an example.
  • the lower brake control 200 and the directional track brake control 220 are each connected to a central control device 230 of the sequential system 10 via communication connections 231 and 232, respectively.
  • the components 200, 220 and 230 together form a control device for controlling the track brakes in the form of the valley brakes 60 and 61 and the directional track brakes 70 to 77 in the form of a distributed control system.
  • the valley brakes 60, 61 and the directional track brakes 70 to 77 it would of course also be possible, for example, for the valley brakes 60, 61 and the directional track brakes 70 to 77 to be connected directly to the central control device 230.
  • the control of the track brakes in the form of the valley brakes 60, 61 and the directional track brakes 70 to 77 of the sequence system 10 is now carried out according to an exemplary embodiment of the method according to the invention in relation to the sequence 100 in such a way that for this is determined in a first method step at least one value for a curve resistance in at least one track curve lying in the route of the sequence 100, taking into account a drive type of the sequence 100.
  • the curve of the track can be, for example, that between the distribution switch 82 and the directional track brake 70.
  • the drive type of the sequence 100 taken into account in the determination of the at least one value for the curve resistance in the track curve under consideration can be determined, for example, taking into account advance notification data of a disposition system.
  • axis data of process 100 are recorded and the drive type of process 100 is determined taking into account the recorded axis data. If the drive type of the process 100 is determined taking into account pre-notification data of a disposition system, the recorded axle data can be used to check or validate this pre-notification data. If the drive type of the freight wagons treated in the process system 10 is clearly determined by the recorded axle data, these can also be used individually to determine the drive type of the process 100.
  • the shunting system 10 could also be designed in such a way that at least one characteristic variable specific to the process 100 is recorded using a corresponding video camera and the drive type of the process 100 is determined taking into account the at least one recorded characteristic variable becomes.
  • the at least one characteristic variable specific to the process 100 can be, for example, the respective car number, in which case the drive type of the respective process can be read from a car database using the recorded characteristic value in the form of the wagon number.
  • the sequence 100 is an individual carriage, which consequently only has one type of drive. If, on the other hand, the respective sequence concerned a running car group, at least one drive type would be determined for this car group. In the case of carriages of a uniform drive type, it is obviously sufficient here to identify this drive type; in the case of car groups that consist of cars with different drive types, it is useful or necessary that the drive type of each individual car is determined.
  • the determination of the value for the curve resistance of the track curve lying in the route of the sequence 100 takes place within the scope of the described exemplary embodiment of the method according to the invention on the basis of empirically determined calculation formulas or calculation models. These can be derived, for example, on the basis of measured values recorded in the course of series of measurements, taking into account multi-body simulations and properties specific to the respective drive type.
  • the calculation models can be parameterized using adaptive methods, for example.
  • the at least one value for the arc resistance of the sequence 100 can in principle take place both in relation to track curves ahead in the route and in relation to track curves in the back in the route.
  • the resistance components which are known or can be estimated with sufficient accuracy, such as, for example, the air resistance, switch resistance and the arc resistance that occurs, subtracted from this total resistance.
  • the remainder is assumed as rolling resistance or used as an input value for a rolling resistance forecast in a subsequent section of the route.
  • At least one track brake of the drainage system 10 is now controlled taking into account the at least one specific value for the arc resistance.
  • it can be the valley brake 60 and / or the directional track brake 70. Due to the consideration of the drive type of the sequence 100 and the associated higher accuracy in the determination or prognosis of the arc resistances that occur and the more precise rolling resistance estimated values resulting therefrom, the result is an improvement in the target braking.
  • the control device which comprises at least one of the components central control device 230, valley brake control 200 or directional track brake control 220, in addition to hardware components, for example in the form of corresponding processors and storage means, also has software components, for example in the form of program code for simulating the Running behavior of the processes 100, 101.
  • the sequence 101 following sequence 100 and any sequence that precedes or precedes sequence 100 are preferably taken into account.
  • the respective common path of the processes 100, 101 is to be considered in order to avoid catching-up processes and to enable a reliable changeover of the distribution switches 80 to 86 in the distribution zone 40.
  • other boundary conditions such as maximum travel speeds in the path, can also be taken into account as part of the method.
  • Figure 2 shows in a schematic representation an embodiment of a decision tree used in the context of an embodiment of the method according to the invention.
  • specific curve running phases are preferably determined for the respective sequence in relation to the respective track curve lying in the route of the respective sequence.
  • the sheet travel phases are advantageously determined taking into account the at least one drive type of the respective sequence.
  • different calculation models are advantageously used in the context of determining the at least one value for the sheet resistance for the determined sheet travel phases.
  • at least one further parameter characterizing the respective sequence and / or respective environmental conditions can be taken into account.
  • Figure 2 shows a decision tree which has three levels L1, L2 and L3. For the sake of simplicity, only part of an entire decision tree is shown here, namely that part that corresponds to the situation in Figure 1 for processes in the form of single wagons is used. Accordingly, a branching to branch 300 takes place at level L1 of the decision tree when the decision criterion “single wagon” is met. On the basis of this, a differentiation takes place on level L2 of the decision tree according to the type of drive of the individual car in question. Examples are in Figure 2 two branches 310 and 320 are distinguished, it being assumed in the context of the exemplary embodiment described that branch 310 corresponds to the decision criterion "double hook drive” and branch 320 corresponds to the decision criterion "Y25 bogie". As in Figure 2 indicated, further branches can also be provided depending on the particular circumstances and requirements for further drive types.
  • decision criterion 311 corresponds to a sheet running phase "sheet entry”
  • decision criterion 312 corresponds to a sheet running phase "quasi-static sheet running”
  • decision criterion 313 corresponds to a sheet running phase "sheet run-out”.
  • decision criterion 321 corresponds to a sheet running phase "sheet entry”
  • decision criterion 322 corresponds to a sheet running phase "quasi-static sheet running”
  • decision criterion 323 corresponds to a sheet running phase "Sheet run-out” and the decision criterion 324 of an additional sheet run phase "change in sheet direction”.
  • Figure 3 shows a first schematic representation of the arc resistance as a function of the location, based on a first track curve and a sequence with a first type of running gear. It is assumed here that the sequence is a single carriage and that the first type of drive in the context of the exemplary embodiment described is a double-hook drive.
  • the run-in phase P1 begins with the run-in of the first axis of the sequence in the sheet.
  • the maximum value of the arc resistance w b in the run-in phase P1 is reached at location s 2 and is in Figure 1 referred to as w max .
  • the arc resistance w b then decreases in the further course up to a location s 3 to a resistance value w q , which is the resistance value in a subsequent arc travel phase P2, which is also referred to as the quasi-static phase.
  • w max w q applies.
  • the running-in phase P1 is ended after a distance which corresponds to twice the center distance l ax of the freight wagon with double-hook drive.
  • the quasi-static phase P2 begins.
  • a phase-out phase P5 beginning at location s 4 with the first axle of the carriage running out of the curved track.
  • the arc resistance w b now drops continuously to 0, with the arc resistance w b at location s 5 , that is to say after approximately half a car length, has subsided.
  • the representation in the Figures 3 and 4 In relation to the location information s, it relates to the first axis of the respective sequence in the running direction.
  • the length of the quasi-static phase P2 extending between the route points s 3 and s 4 results according to Figure 3 from the difference between the arc length l b and twice the center distance l ax .
  • Figure 4 shows, based on a second curved track and a sequence with a second type of running gear, a second schematic representation of the curve resistance as a function of location.
  • the Figure 4 assumed that the sequence concerned is a four-axle single wagon with a Y25 bogie.
  • the run-in phase P1 begins at location s 1 with the entry of the first bogie of the freight wagon into the curved track and continues until the second bogie also enters the curve. At this point in time, the foremost axle of the car is at location s 2 .
  • the change of direction phase P3 is defined by the fact that the two bogies of the sequence under consideration are located in curved tracks with different directions of curvature. Both in the case of a change of direction and in the case of a change in radius with the arc direction remaining the same, there is an increased arc resistance, which is preferably to be taken into account when determining the arc resistance w b.
  • the pivot spacing has a decisive influence on the length of the Has arc running phases.
  • the run-in phase P1 limited by the locations s 1 and s 2 , the change-of-direction phase P3 limited by the locations s 3 and s 4 and the run-out phase P5 limited by the locations s 5 and s 6 each have a length that corresponds to the pivot spacing l dz of the sequence corresponds to.
  • the length of the quasi-static phases P2 and P4 is in each case the arc length l b minus the pivot distance l dz .
  • Figure 5 in a first diagram of the spatial coordinates x and y in relation to a first sequence, a first exemplary embodiment of different sheet travel phases. It is assumed that the sequence in question is a single wagon with a Y25 bogie with a pivot spacing of 7 m.
  • the representation of the sheet running phases a 1 to a 10 in this xy diagram showing the course of the running path corresponds to an imaginary movement of the respective course through the relevant route section, identifying the sheet running phase prevailing at the corresponding location xy.
  • the sheet running phase a 1 is a running-in phase which is converted into a quasi-static sheet running phase a 2 transforms.
  • a phase of the change in radius or direction a 3 which in turn merges into a quasi-static arc travel phase a 4.
  • a so-called intermediate straight line a 6 follows a run-out phase a 5 .
  • An intermediate straight line describes the situation that after the first bogie has left a first arc, there is initially a short run-out phase with the length of the intermediate straight line. Then, when the first bogie enters the second curve, there is a special curve running phase in that the intermediate straight is under the carriage and the second bogie is still running in the first curve.
  • This arc running phase is referred to as an intermediate straight line in the context of the present description.
  • the intermediate straight line a 6 is followed by a running- in phase a 7 , which in turn merges into a phase of the quasi-static sheet travel a 8.
  • This is completed by a run-out phase a 9 , to which, according to the illustration of the Figure 5 a straight line a 10 connects.
  • a 10 is not actually a curve running phase, since, based on the illustrated embodiment, at this point or at this point in time all axes of the sequence have already completely passed through the curve of the path.
  • Figure 6 shows in a second diagram of the spatial coordinates x and y related to a second sequence a second embodiment of different sheet travel phases. It is assumed here that it is again a single freight wagon with a Y25 bogie, but in this case with a significantly longer pivot spacing of 19 m.
  • a run-out phase a 16 is in turn followed by a sheet run phase in the form of an intermediate straight line a 17 , which is followed by a run-in phase a 18 .
  • a run-in phase a 18 is followed by a run-in phase a 18 .
  • a run-out phase a 20 After a further quasi-static sheet travel phase a 19 and a run-out phase a 20 , the illustration of FIG Figure 6 with a section a 21 in the form of a straight line.
  • the exemplary embodiments described above make it clear that processes of different drive types result in significantly different arc resistances.
  • the performance and maneuvering quality of a marshalling system can be significantly increased by taking into account the type of drive of the respective process when determining arch resistance and the subsequent control of at least one track brake of the system, taking into account the at least one specific value for the arch resistance.
  • a distinction can preferably be made between different sheet travel phases, by means of which the accuracy of the calculation or prognosis of the sheet resistances can be further improved. The same applies depending on the particular circumstances also ensure that at least one further parameter characterizing the respective sequence and / or respective environmental conditions is taken into account when determining the sheet travel phases and / or selecting the respective associated calculation model.

Description

  • In rangiertechnischen Ablaufanlagen werden Wagen oder Wagengruppen, die auch als Abläufe bezeichnet werden, unter Nutzung der auf die Abläufe wirkenden Schwerkraft aus einem Berggleis in unterschiedliche Richtungsgleise sortiert. Im Sinne der Effizienz und Zuverlässigkeit erfolgt hierbei üblicherweise eine weitgehende Automatisierung des Betriebs der Ablaufanlage. Ein zu diesem Zwecke geeignetes automatisches Steuerungssystem ist beispielsweise aus der Firmenveröffentlichung "Automatisierungssystem für Zugbildungsanlagen Trackguard® Cargo MSR32 - Mehr Effizienz und Sicherheit im Güterverkehr", Bestell-Nr.: A19100-V100-B981, Siemens AG 2014 bekannt.
  • Eine rangiertechnische Ablaufanlage ist z.B. aus der US-3815508-A1 oder EP-1129922-A2 bekannt.
  • Generell ist beim Betrieb einer Ablaufanlage eine möglichst genaue Prognose des Laufverhaltens der Abläufe wünschenswert. Dies gilt einerseits im Hinblick darauf, Einholvorgänge der Abläufe während ihres Laufs in Richtung der Richtungsgleise zu vermeiden, da diese zu Unfällen oder Beschädigungen der Abläufe beziehungsweise der transportierten Güter führen können. Darüber hinaus erlaubt eine möglichst genaue Prognose des Laufverhaltens der einzelnen Abläufe auch eine Maximierung der Kapazität der Ablaufanlage, d.h. eine Maximierung der Anzahl der mittels der Ablaufanlage in einem bestimmten Zeitraum sortierbaren Wagen.
  • Eine wichtige Einflussgröße bei der Steuerung einer Ablaufanlage stellen die auf die Abläufe in Gleisbögen wirkenden Bogenwiderstände dar. Der Bogenwiderstand ist ein Reibungswiderstand, der auftritt, wenn ein Schienenfahrzeug durch einen Gleisbogen fährt. Ursache hierfür ist, dass in einem Gleisbogen das bogenäußere Rad einen weiteren Weg als das bogeninnere Rad zurücklegen muss. Aufgrund der bei Schienenfahrzeugen festen Verbindung der Räder über die jeweilige Achse besitzen die beiden Räder jedoch die gleiche Umfangsgeschwindigkeit. Zwar kann eine gewisse Wegdifferenz durch die Konizität der Laufflächen ausgeglichen werden; in engen Radien sind die Wegdifferenzen zwischen äußerer und innerer Schiene jedoch so groß, dass sie nur durch Gleitbewegungen kompensiert werden können. Die hierdurch entstehende Reibung bewirkt ein Abbremsen des jeweiligen Fahrzeugs und beeinflusst somit seinen Lauf.
  • Aufgrund der Gleistopologien in rangiertechnischen Ablaufanlagen, die auch als Zugbildungsanlagen bezeichnet werden, hat der Bogenwiderstand einen maßgeblichen Einfluss auf den freien Lauf der Abläufe. Folglich ist die Bestimmung und Prognose der auftretenden Bogenwiderstände von erheblicher Bedeutung für eine bestmögliche Steuerung zur Beeinflussung der Geschwindigkeit der Abläufe vorgesehener Gleisbremsen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die auftretenden Bogenwiderstände auch bei der Bestimmung und Prognose von auf die Abläufe einwirkenden Rollwiderständen verwendet werden können. Im Ergebnis werden Leistungsfähigkeit und Rangierqualität der jeweiligen Ablaufanlage daher unmittelbar oder mittelbar durch die Genauigkeit der Bogenwiderstandsbestimmung beeinflusst. Während die Leistungsfähigkeit einer Anlage im Wesentlichen durch die Anzahl der in einer vorgegebenen Zeitdauer sortierten Abläufe bestimmt ist, bemisst sich die Rangierqualität insbesondere danach, mit welcher Zuverlässigkeit Eckstöße sowie ein Auflaufen der Abläufe mit unzulässig hoher Geschwindigkeit vermieden werden.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben einer rangiertechnischen Ablaufanlage anzugeben, das durch eine verbesserte Bestimmung auftretender Bogenwiderstände eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit und/oder Rangierqualität der Ablaufanlage ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer rangiertechnischen Ablaufanlage, wobei für die jeweiligen Abläufe in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen zumindest ein Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs bestimmt wird und zumindest eine Gleisbremse der Ablaufanlage unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand gesteuert wird.
  • Gemäß dem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dieses zunächst dadurch aus, dass für die jeweiligen Abläufe in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen zumindest ein Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs bestimmt wird. Hierbei kann die Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand des zumindest einen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogens grundsätzlich sowohl zu einem Zeitpunkt, zu dem der jeweilige Ablauf den betreffenden Gleisbogen bereits erreicht oder passiert hat, als auch zu einem Zeitpunkt, zu dem der jeweilige Ablauf den betreffenden Gleisbogen noch nicht erreicht hat, erfolgen. In beiden Fällen ist es nämlich möglich, mittels des bestimmten zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand eine Prognose in Bezug auf das zukünftige Laufverhalten des betreffenden Ablaufs vorzunehmen.
  • Erfindungsgemäß erfolgt die Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand in dem zumindest einen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs. Sofern dieser aus einem einzelnen ablaufenden Wagen besteht, handelt es sich bei dem berücksichtigten Laufwerkstyp um den Laufwerkstyp dieses Wagens. Für den Fall, dass der jeweilige Ablauf mehrere Wagen umfasst, kann es sich bei dem berücksichtigten Laufwerkstyp in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Ablaufs um einen Laufwerkstyp oder mehrere Laufwerkstypen der betreffenden Wagengruppe handeln.
  • Unter einem Laufwerk wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung entsprechend der üblichen Bedeutung diejenige Komponente eines Schienenfahrzeugs verstanden, die das Schienenfahrzeug im Gleis führt und auftretende Kräfte zwischen Gleis und Fahrzeug überträgt. So umfassen Laufwerke in der Regel die Radsätze, die Radsatzlager sowie die Federung. Da in rangiertechnischen Ablaufanlagen sortierte Güterwagen üblicherweise keinen eigenen Antrieb aufweisen, verfügen die Laufwerke der Abläufe in der Regel ausschließlich über antriebslose Achsen. Als Beispiele für in Europa gängige Laufwerke seien beispielhaft das Doppelschaken-Laufwerk sowie das Y25-Drehgestell genannt. Dabei werden als Drehgestell solche Laufwerke von Schienenfahrzeugen bezeichnet, bei denen zwei oder mehr Radsätze in einem gegenüber dem Wagenkasten drehbaren Rahmen gelagert werden.
  • Gemäß dem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens wird sodann zumindest eine Gleisbremse der Ablaufanlage unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand gesteuert. Dabei kann der zumindest eine bestimmte Wert für den Bogenwiderstand einerseits derart berücksichtigt werden, dass er unmittelbar in die Steuerung der Gleisbremse als Parameter eingeht. Andererseits ist es jedoch auch möglich, dass der zumindest eine bestimmte Wert für den Bogenwiderstand zur Berechnung weiterer Größen oder Parameter verwendet wird und diese dann in die Steuerung der zumindest einen Gleisbremse eingehen. So stellt - wie zuvor bereits ausgeführt - insbesondere auch der Rollwiderstand des jeweiligen Ablaufs eine wichtige Einflussgröße bei der Steuerung einer rangiertechnischen Ablaufanlage dar. In der Praxis besteht hierbei das Problem, dass der Rollwiderstand eines Ablaufs nicht mit ausreichender Genauigkeit direkt messbar ist. Folglich besteht eine Aufgabe einer Steuereinrichtung einer rangiertechnischen Ablaufanlage darin, den Rollwiderstand eines Ablaufs aus verfügbaren Messdaten zu bestimmen und durch ein geeignetes Prognoseverfahren für einen nachfolgenden Streckenabschnitt zu schätzen. Hierbei kann die Bestimmung des Rollwiderstandes aus den verfügbaren Messdaten beispielsweise derart geschehen, dass zunächst der auf den jeweiligen Ablauf wirkende Gesamtwiderstand - beispielsweise aus erfassten Geschwindigkeitsdifferenzen - bestimmt wird und anschließend andere Widerstandsanteile, wie beispielsweise Luftwiderstand, Weichenwiderstand sowie insbesondere Bogenwiderstand, von diesem Gesamtwiderstand abgezogen werden. Der nach der entsprechenden Differenzbildung verbleibende Rest wird als Rollwiderstand des jeweiligen Ablaufs angenommen beziehungsweise als Eingangswert für eine entsprechende Rollwiderstandsprognose verwendet. Somit führt eine Verbesserung der Bestimmung auftretender Bogenwiderstände letztlich auch zu genaueren Schätzwerten für den Rollwiderstand und trägt damit im Ergebnis zu einer Verbesserung der Laufzielbremsung bei. Hierdurch wird somit ein effizienteres und schonenderes Rangieren, gegebenenfalls auch ohne Förderanlage, ermöglicht.
  • Dem erfindungsgemäßen Verfahren liegt die grundlegende Erkenntnis zugrunde, dass durch eine Berücksichtigung des Laufwerkstyps beziehungsweise der Laufwerkstypen des jeweiligen Ablaufs die Genauigkeit bei der Bogenwiderstandsbestimmung im Vergleich zu einer alleinigen Berücksichtigung anderer Kenngrößen der Abläufe, wie beispielsweise der Anzahl ihrer Achsen, ihres Achsabstandes oder ihrer Länge, erheblich verbessert werden kann. So konnte mittels entsprechender Messungen und Simulationen gezeigt werden, dass die auftretenden Bogenwiderstände im erheblichen Maße vom Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs abhängen. Durch eine Berücksichtigung des Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs ist es somit möglich, die Genauigkeit der Bestimmung von Bogenwiderständen deutlich zu verbessern. Indem der solchermaßen bestimmte zumindest eine Wert für den Bogenwiderstand bei der Steuerung zumindest einer Gleisbremse der Ablaufanlage berücksichtigt wird, ergibt sich somit vorteilhafterweise eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit der Ablaufanlage. Alternativ oder zusätzlich hierzu besteht auch die Möglichkeit, dass die Rangierqualität der Ablaufanlage dahingehend verbessert wird, dass Unfälle oder Beschädigungen der rangierten Wagen oder ihrer Ladung, beispielsweise durch Eckstöße oder unzulässig starke Auflaufstöße der Wagen untereinander, auch unter ungünstigen betrieblichen Bedingungen zuverlässig vermieden werden.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass die Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand in dem zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen sowohl während des Ablaufvorgangs als auch bereits vor diesem erfolgen kann. Dies bedeutet, dass die Bestimmung beziehungsweise Prognose der auftretenden Bogenwiderstände auch schon vollständig vor dem Abdrücken des jeweiligen Ablaufs ausgeführt und abgeschlossen werden kann. In Abhängigkeit von der Architektur des verwendeten Steuerungssystems kann es jedoch auch zweckmäßig sein, dass die entsprechende Bogenwiderstandsbestimmung erst während des Ablaufvorgangs beispielsweise von der jeweiligen Gleisbremsensteuerung durchgeführt wird.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems ermittelt. In Abhängigkeit von der jeweiligen Ausführungsform können die von dem Dispositionssystem bereitgestellten Vormeldedaten hierbei entweder unmittelbar den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs enthalten oder aber die Wagennummer oder Wagennummern des jeweiligen Ablaufs, so dass über eine entsprechende Wagendatenbank eine Laufwerkszuordnung möglich ist.
  • Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass Achsdaten des jeweiligen Ablaufs erfasst werden und der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung der erfassten Achsdaten ermittelt wird. Die Berücksichtigung von erfassten Achsdaten bei der Ermittlung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs ist vorteilhaft, da entsprechende Achsdaten in rangiertechnischen Ablaufanlagen üblicherweise ohnehin verfügbar sind. Allerdings ist zu beachten, dass in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Wagentypen, die durch die rangiertechnische Ablaufanlage sortiert werden, Achsdaten des jeweiligen Ablaufs für sich genommen gegebenenfalls nicht ausreichen, um den Laufwerkstyp beziehungsweise die Laufwerkstypen des jeweiligen Ablaufs zuverlässig zu ermitteln. Ursache hierfür ist, dass zumindest in Bezug auf die in Europa gebräuchlichen Güterwagendrehgestelle Laufwerke mit gleichem Achsmuster existieren. So weisen beispielsweise das Y25-Drehgestell und das Drehgestell BA 665 beide einen Drehgestellachsabstand von 1,8 m auf. Unabhängig hiervon können erfasste Achsdaten jedoch auf jeden Fall im Sinne einer Plausibilisierung beziehungsweise Überprüfung im Rahmen der Ermittlung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs berücksichtigt werden. So besteht beispielsweise die Möglichkeit, dass der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems sowie unter zusätzlicher Berücksichtigung erfasster Achsdaten ermittelt werden kann. In diesem Fall erlauben die erfassten Achsdaten eine Überprüfung der Vormeldedaten des Dispositionssystems, um beispielsweise Fehler in der Reihung oder bei den Trennstellen zu erkennen.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den beiden zuvor genannten bevorzugten Ausführungsformen kann das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin auch derart ausgestaltet sein, dass zumindest eine für den jeweiligen Ablauf spezifische Kenngröße erfasst wird und der zumindest eine Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung der zumindest einen erfassten Kenngröße ermittelt wird. Bei der für den jeweiligen Ablauf spezifischen Kenngröße, die beispielsweise optisch mittels einer Videokamera oder auch durch Auslesen von RFID-Tags der Güterwagen der Abläufe erfasst werden kann, kann es sich hierbei beispielsweise um zumindest eine Wagennummer, den Typ des Wagens oder der Wagen und/oder den Laufwerkstyp des Wagens beziehungsweise der Wagen des jeweiligen Ablaufs handeln. Die zumindest eine erfasste Kenngröße kann für sich oder in Kombination mit weiteren Informationen zur Ermittlung des Laufwerkstyps beziehungsweise der Laufwerkstypen des jeweiligen Ablaufs verwendet werden.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der zumindest eine Laufwerkstyp anhand der zumindest einen erfassten Kenngröße aus einer Wagendatenbank ausgelesen. Hierbei ist es beispielsweise möglich, dass der zumindest eine Laufwerkstyp des Wagens beziehungsweise der Wagen des jeweiligen Ablaufs anhand einer erfassten Kenngröße in Form der Wagennummer aus der Wagendatenbank ausgelesen wird.
  • Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart ausgestaltet sein, dass bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen für den jeweiligen Ablauf spezifische Bogenlaufphasen ermittelt werden. Im Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde erkannt, dass Abläufe einen Gleisbogen in der Regel nicht gleichmäßig durchlaufen, sondern dass zweckmäßigerweise verschiedene Bogenlaufphasen unterschieden werden. Gemäß der genannten bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen ermittelten Bogenlaufphasen vorteilhafterweise für den jeweiligen Ablauf spezifisch ermittelt, d.h. hierbei werden jeweils Eigenschaften des konkreten Ablaufs berücksichtigt.
  • Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart weitergebildet sein, dass die Bogenlaufphasen unter Berücksichtigung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs ermittelt werden. Es hat sich gezeigt, dass sich Güterwagen mit unterschiedlichen Laufwerkstypen an denselben Stellen eines Gleisbogens unterschiedlich verhalten und es daher vorteilhaft ist, für unterschiedliche Laufwerkstypen unterschiedliche Bogenlaufphasen zu ermitteln.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand für die ermittelten Bogenlaufphasen unterschiedliche Berechnungsmodelle verwendet. Dies bedeutet, dass der Bogenwiderstand in den verschiedenen Bogenlaufphasen auf unterschiedliche Art und Weise berechnet wird. Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, bei der Berechnung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand laufwerksspezifische Eigenschaften, wie z.B. die Drehhemmung von Drehgestellen oder die Steifigkeit von Doppelschaken-Laufwerken, zu berücksichtigen. Bei den jeweilig verwendeten Berechnungsmodellen können hierbei vorteilhafterweise insbesondere durch Messungen sowie Mehrkörpersimulationen bestimmte fahrdynamische Kenntnisse berücksichtigt werden.
  • Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin derart ausgeprägt sein, dass bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells zumindest ein weiterer den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierender Parameter berücksichtigt wird. Bei dem zumindest einen weiteren den jeweiligen Ablauf charakterisierenden Parameter kann es sich beispielsweise um den Achsabstand beziehungsweise die Achsabstände des jeweiligen Ablaufs handeln, da auch Güterwagen gleichen Laufwerkstyps unterschiedliche Achsabstände aufweisen können. Bei einem weiteren den jeweiligen Ablauf charakterisierenden Parameter kann es sich beispielsweise um einen die Laufwerkssteifigkeit charakterisierenden Parameter oder im Falle eines Ablaufs mit Y25-Drehgestell um den Drehzapfenabstand des Y25-Drehgestells handeln.
  • Vorzugsweise kann das erfindungsgemäße Verfahren weiterhin derart ausgeführt sein, dass die Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells mittels eines Entscheidungsbaums erfolgt. Die Verwendung eines Entscheidungsbaums bei der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells ist vorteilhaft, da hierdurch die Auswahl des für die jeweilige Situation geeigneten Berechnungsmodells auf einfache, wohldefinierte und schnelle Art und Weise erfolgen kann.
  • Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Steuereinrichtung für eine rangiertechnische Ablaufanlage.
  • Hinsichtlich der Steuereinrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Steuereinrichtung für eine rangiertechnische Ablaufanlage anzugeben, die durch eine verbesserte Bestimmung auftretender Bogenwiderstände eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit und/oder der Rangierqualität der Ablaufanlage ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuereinrichtung für eine rangiertechnische Ablaufanlage, wobei die Steuereinrichtung ausgebildet ist, für die jeweiligen Abläufe in Form von ablaufenden Wagen oder Wagengruppen zumindest einen Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung zumindest eines Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs zu bestimmen und zumindest eine Gleisbremse der Ablaufanlage unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand zu steuern.
  • Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kann neben hardwaretechnischen Komponenten, etwa in Form entsprechender Prozessoren und Speichermittel, weiterhin softwaretechnische Komponenten, etwa in Form von Programmcode zur Simulation des Laufverhaltens der Abläufe, aufweisen. Aus hardwaretechnischer Sicht kann es sich bei der Steuereinrichtung sowohl um eine zentrale Steuervorrichtung der rangiertechnischen Ablaufanlage als auch um eine dezentrale Steuereinrichtung, etwa in Form einer Talbremsensteuerung oder Richtungsgleisbremsensteuerung, handeln. Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung vorteilhafterweise auch als verteiltes Steuerungssystem ausgebildet sein, d.h. beispielsweise eine zentrale Steuervorrichtung sowie dezentrale Gleisbremsensteuerungen umfassen.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung entsprechen denjenigen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Ausführungen verwiesen wird. Gleiches gilt hinsichtlich der im Folgenden genannten bevorzugten Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung in Bezug auf die entsprechenden bevorzugten Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, so dass auch diesbezüglich auf die entsprechenden vorstehenden Erläuterungen verwiesen wird.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist diese ausgebildet, den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems zu ermitteln.
  • Entsprechend einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung ist die erfindungsgemäße Steuereinrichtung ausgebildet, Achsdaten des jeweiligen Ablaufs zu erfassen und den zumindest einen Laufwerkstyp unter Berücksichtigung der erfassen Achsdaten zu ermitteln.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den beiden vorhergehend genannten bevorzugten Ausführungsformen kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch weitergebildet sein, zumindest eine für den jeweiligen Ablauf spezifische Kenngröße zu erfassen und den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs unter Berücksichtigung der zumindest einen erfassten Kenngröße zu ermitteln.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist diese ausgebildet, den zumindest einen Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs anhand der zumindest einen erfassten Kenngröße aus einer Wagendatenbank auszulesen.
  • Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch ausgebildet sein, bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen für den jeweiligen Ablauf spezifische Bogenlaufphasen zu ermitteln.
  • Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch derart ausgebildet sein, dass sie die Bogenlaufphasen unter Berücksichtigung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs ermittelt.
  • Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ist diese ausgebildet, im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand für die ermittelten Bogenlaufphasen unterschiedliche Berechnungsmodelle zu verwenden.
  • Vorzugsweise kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch dazu ausgebildet sein, bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells zumindest einen weiteren den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierenden Parameter zu berücksichtigen.
  • Vorteilhafterweise kann die erfindungsgemäße Steuereinrichtung auch derart weitergebildet sein, dass sie ausgebildet ist, das jeweilige Berechnungsmodell mittels eines Entscheidungsbaums auszuwählen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Hierzu zeigt
    • Figur 1
    in einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel einer Ablaufanlage mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung,
    Figur 2
    in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines im Rahmen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Entscheidungsbaums,
    Figur 3
    bezogen auf einen ersten Gleisbogen und einen Ablauf mit einem ersten Laufwerkstyp eine erste schematische Darstellung des Bogenwiderstands als Funktion des Ortes,
    Figur 4
    bezogen auf einen zweiten Gleisbogen und einen Ablauf mit einem zweiten Laufwerkstyp eine zweite schematische Darstellung des Bogenwiderstands als Funktion des Ortes,
    Figur 5
    in einem ersten Diagramm der Ortskoordinaten x und y bezogen auf einen ersten Ablauf ein erstes Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Bogenlaufphasen und
    Figur 6
    in einem zweiten Diagramm der Ortskoordinaten x und y bezogen auf einen zweiten Ablauf ein zweites Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Bogenlaufphasen.
  • In den Figuren sind sich entsprechende Komponenten und Größen mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet.
  • Figur 1 zeigt in einer schematischen Skizze ein Ausführungsbeispiel einer Ablaufanlage 10 mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung. Dabei stellt der obere Teil der Figur 1 das Gleisbild der Anlage 10 und der untere Teil der Figur das Profil beziehungsweise einen Längsschnitt der Ablaufanlage 10 dar.
  • Entsprechend der Darstellung der Figur 1 weist die Ablaufanlage 10, die Bestandteil einer rangiertechnischen Anlage des schienengebundenen Verkehrs ist, eine Ablauframpe 20 auf, an die sich in Laufrichtung eine Zwischenneigung 30, eine Verteilweichen 80 bis 86 aufweisende Verteilzone 40 sowie Richtungsgleise 50 bis 57 anschließen. Darüber hinaus sind in Figur 1 Gleisbremsen in Form von Talbremsen 60 und 61 sowie Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 erkennbar.
  • Neben den genannten Komponenten der Ablaufanlage 10 sind in der Figur exemplarisch Abläufe 100 und 101 dargestellt, die von einer Abdrücklokomotive 110 über den Ablaufberg geschoben beziehungsweise abgedrückt worden sind und sich in der Folge angetrieben durch die einwirkende Schwerkraft entlang der Ablaufanlage 10 bewegen. Die weitere Darstellung konzentriert sich auf den in Laufrichtung vorderen Ablauf 100, wobei bezogen auf diesen angenommen sei, dass er für das Richtungsgleis 50 bestimmt ist und daher auf seinem Laufweg die Gleisbremsen 60 und 70 passiert.
  • Zur Steuerung der Talbremsen 60 und 61 ist in Figur 1 des Weiteren eine Talbremsensteuerung 200 angedeutet, die über Kommunikationsverbindungen 210 und 211, die drahtgebunden oder auch drahtlos ausgeführt sein können, an die Talbremsen 60, 61 angebunden ist. In entsprechender Weise sind die Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 kommunikationstechnisch an eine Richtungsgleisbremsensteuerung 220 angebunden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist hierbei in Figur 1 lediglich exemplarisch eine entsprechende Kommunikationsverbindung 221 zwischen der Richtungsgleisbremse 77 und der Richtungsgleisbremsensteuerung 220 gezeigt. Die Talbremsensteuerung 200 sowie die Richtungsgleisbremsensteuerung 220 sind jeweils über Kommunikationsverbindungen 231 beziehungsweise 232 mit einer zentralen Steuervorrichtung 230 der Ablaufanlage 10 verbunden. Dies bedeutet, dass durch die Komponenten 200, 220 und 230 insgesamt eine Steuereinrichtung zum Steuern der Gleisbremsen in Form der Talbremsen 60 und 61 sowie der Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 in Form eines verteilten Steuerungssystems gebildet wird. Alternativ hierzu wäre es selbstverständlich beispielsweise auch möglich, dass die Talbremsen 60, 61 sowie die Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 unmittelbar mit der zentralen Steuervorrichtung 230 verbunden sind.
  • Die Steuerung der Gleisbremsen in Form der Talbremsen 60, 61 sowie der Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 der Ablaufanlage 10 erfolgt nun gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens bezogen auf den Ablauf 100 derart, dass für diesen in einem ersten Verfahrensschritt zumindest ein Wert für einen Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des Ablaufs 100 liegenden Gleisbogen unter Berücksichtigung eines Laufwerkstyps des Ablaufs 100 bestimmt wird. Bei dem Gleisbogen kann es sich im Rahmen des vorliegenden Ausführungsbeispiels beispielsweise um denjenigen zwischen der Verteilweiche 82 und der Richtungsgleisbremse 70 handeln.
  • Der im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand in dem betrachteten Gleisbogen berücksichtigte Laufwerkstyp des Ablaufs 100 kann beispielsweise unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems ermittelt werden. Alternativ oder gegebenenfalls auch ergänzend hierzu ist es darüber hinaus denkbar, dass Achsdaten des Ablaufs 100 erfasst werden und der Laufwerkstyp des Ablaufs 100 unter Berücksichtigung der erfassten Achsdaten ermittelt wird. Sofern der Laufwerkstyp des Ablaufs 100 unter Berücksichtigung von Vormeldedaten eines Dispositionssystems ermittelt wird, können die erfassten Achsdaten hierbei zur Überprüfung beziehungsweise Validierung dieser Vormeldedaten verwendet werden. Falls der Laufwerkstyp der in der Ablaufanlage 10 behandelten Güterwagen durch die erfassten Achsdaten eindeutig bestimmt ist, können diese darüber hinaus auch für sich genommen zur Ermittlung des Laufwerkstyps des Ablaufs 100 verwendet werden.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Möglichkeiten könnte die rangiertechnische Ablaufanlage 10 darüber hinaus auch derart ausgebildet sein, dass etwa mittels einer entsprechenden Videokamera zumindest eine für den Ablauf 100 spezifische Kenngröße erfasst wird und der Laufwerkstyp des Ablaufs 100 unter Berücksichtigung der zumindest einen erfassten Kenngröße ermittelt wird. Bei der zumindest einen für den Ablauf 100 spezifischen Kenngröße kann es sich hierbei beispielsweise um die jeweilige Wagennummer handeln, wobei in diesem Fall der Laufwerkstyp des jeweiligen Ablaufs anhand der erfassten Kenngröße in Form der Wagennummer aus einer Wagendatenbank ausgelesen werden kann.
  • Gemäß der Darstellung der Figur 1 handelt es sich im Rahmen des dargestellten Ausführungsbeispiels bei dem Ablauf 100 um einen Einzelwagen, der folglich lediglich einen Laufwerkstyp aufweist. Sofern es sich bei dem jeweiligen Ablauf hingegen um eine ablaufende Wagengruppe handeln würde, so würde für diese Wagengruppe zumindest ein Laufwerkstyp ermittelt. Im Falle von Wagen eines einheitlichen Laufwerkstyps reicht es hierbei offensichtlich aus, diesen Laufwerkstyp zu identifizieren; im Falle von Wagengruppen, die aus Wagen mit unterschiedlichen Laufwerkstypen bestehen, ist es jedoch zweckmäßig beziehungsweise erforderlich, dass der Laufwerkstyp jedes einzelnen dieser Wagen ermittelt wird.
  • Die Ermittlung des Wertes für den Bogenwiderstand des in dem Fahrweg des Ablaufs 100 liegenden Gleisbogens erfolgt im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand empirisch ermittelter Berechnungsformeln beziehungsweise Berechnungsmodelle. Diese können beispielsweise ausgehend von im Rahmen von Messreihen erfassten Messwerten unter Berücksichtigung von Mehrkörpersimulationen sowie von für den jeweiligen Laufwerkstyp spezifischen Eigenschaften abgeleitet werden. Dabei kann die Parametrierung der Berechnungsmodelle beispielsweise unter Anwendung adaptiver Verfahren erfolgen.
  • Die Bestimmung von Werten für den Bogenwiderstand in Fahrwegen von Abläufen liegender Gleisbögen ist in rangiertechnischen Ablaufanlagen von grundlegender Bedeutung, da entsprechende Bogenwiderstände einen erheblichen Einfluss auf das Laufverhalten der Abläufe haben. So laufen die Güterwagen in automatisierten Zugbildungsanlagen mit Ablaufberg aufgrund der Schwerkraft autonom durch die Anlage und werden mit Hilfe von automatisch gestellten Weichen in ihr vorbestimmtes Richtungsgleis geleitet. Dabei muss der freie Lauf der Güterwagen beziehungsweise Abläufe aus Sicherheitsgründen zu jeder Zeit kontrolliert werden. Da selbstständig ablaufende Güterwagen in der Regel keine technische Möglichkeit zur kontinuierlichen Geschwindigkeitsregelung besitzen, kann die Geschwindigkeit demnach ausschließlich über die punktuell im Laufweg installierten Gleisbremsen beeinflusst werden. Dies hat zur Folge, dass der freie Lauf der Wagen zwischen den Bremsen prognostiziert werden muss, um mögliche Gefahrensituationen frühzeitig erkennen zu können.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass im Rahmen des beschriebenen Verfahrens der zumindest eine Wert für den Bogenwiderstand des Ablaufs 100 grundsätzlich sowohl in Bezug auf im Fahrweg vorausliegende als auch in Bezug auf im Fahrweg zurückliegende Gleisbögen erfolgen kann.
  • Bezogen auf einen im Laufweg vorausliegenden Gleisbogen, wie in der in Figur 1 dargestellten Situation beispielsweise dem zuvor genannten Gleisbogen zwischen der Verteilweiche 82 und der Richtungsgleisbremse 70, bedeutet dies, dass für diesen Gleisbogen eine Prognose des Bogenwiderstands erfolgt, um diese im Rahmen der Steuerung einer vor dem betreffenden Gleisbogen liegenden Gleisbremse, d.h. vorliegend der Talbremse 60, zu berücksichtigen.
  • Da es für den Rollwiderstand eines Ablaufs kaum geeignete Schätzmodelle gibt, besteht darüber hinaus jedoch auch die Möglichkeit, dass auch der Bogenwiderstand in zumindest einem im Fahrweg des Ablaufs 100 zurückliegenden Gleisbogen bestimmt und dieser bei einer Berechnung beziehungsweise Abschätzung des Rollwiderstands des betreffenden Ablaufs berücksichtigt wird. In der in Figur 1 dargestellten Situation kann dies beispielsweise bezogen auf den zwischen der ersten Weiche und der Talbremse 60 angeordneten Gleisbogen geschehen. Konkret kann dies z.B. derart ablaufen, dass seitens der Talbremsensteuerung 200 zunächst der Gesamtwiderstand bestimmt wird, der auf den Ablauf 100 wirkt. Dies kann beispielsweise basierend auf dem Energieerhaltungssatz unter Verwendung anhand von Signalen von Radsensoren oder mittels gleisseitiger Radarmessgeräte ermittelter Geschwindigkeitsdifferenzen geschehen. Anschließend werden die Widerstandsanteile, die mit hinreichender Genauigkeit bekannt beziehungsweise abschätzbar sind, wie beispielsweise der Luftwiderstand, Weichenwiderstände sowie die auftretenden Bogenwiderstände, von diesem Gesamtwiderstand abgezogen. Der verbleibende Rest wird als Rollwiderstand angenommen beziehungsweise als Eingangswert für eine Rollwiderstandsprognose in einem nachfolgenden Streckenabschnitt verwendet.
  • Gemäß dem zweiten Schritt des beschriebenen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun zumindest eine Gleisbremse der Ablaufanlage 10 unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand gesteuert. Gemäß der Darstellung der Figur 1 kann es sich hierbei bezogen auf den Ablauf 100 und dessen vorgesehenen Laufweg um die Talbremse 60 und/oder die Richtungsgleisbremse 70 handeln. Aufgrund der Berücksichtigung des Laufwerkstyps des Ablaufs 100 und der hiermit verbundenen höheren Genauigkeit bei der Ermittlung beziehungsweise Prognose der auftretenden Bogenwiderstände sowie den hieraus resultierenden genaueren Rollwiderstandsschätzwerten ergibt sich im Ergebnis eine Verbesserung der Laufzielbremsung. Diese führt einerseits zu einem effizienteren und schonenderen Rangieren auch ohne Förderanlage; andererseits können durch die verbesserte Prognose des Laufverhaltens der Abläufe 100, 101 auch Einholvorgänge oder Eckstöße der Abläufe 100, 101 vermieden werden, was zu einer Verbesserung der Rangierqualität der Ablaufanlage 10 führt. Im Ergebnis kann somit durch die verbesserte Bestimmung der auftretenden Bogenwiderstände die Leistungsfähigkeit sowie die Rangierqualität der rangiertechnischen Anlage 10 insgesamt gesteigert werden.
  • Zwecks Durchführung des zuvor beschriebenen Verfahrens weist die Steuereinrichtung, die zumindest eine der Komponenten zentrale Steuervorrichtung 230, Talbremsensteuerung 200 oder Richtungsgleisbremsensteuerung 220 umfasst, neben hardwaretechnischen Komponenten, etwa in Form entsprechender Prozessoren und Speichermittel, weiterhin softwaretechnische Komponenten, etwa in Form von Programmcode zur Simulation des Laufverhaltens der Abläufe 100, 101, auf. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass bei der Steuerung der Talbremsen 60, 61 sowie der Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 vorzugsweise der dem Ablauf 100 nachfolgende Ablauf 101 sowie ein gegebenenfalls dem Ablauf 100 vorhergehender beziehungsweise vorauslaufender Ablauf berücksichtigt werden. Hierbei ist insbesondere der jeweilige gemeinsame Laufweg der Abläufe 100, 101 zu betrachten, um Einholvorgänge zu vermeiden und ein sicheres Umstellen der Verteilweichen 80 bis 86 in der Verteilzone 40 zu ermöglichen. Darüber hinaus können im Rahmen des Verfahrens auch weitere Randbedingungen, wie beispielsweise maximale Befahrungsgeschwindigkeiten im Laufweg, berücksichtigt werden.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens weitergehend anhand der Figuren 2 bis 6 erläutert.
  • Figur 2 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel eines im Rahmen eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendeten Entscheidungsbaums.
  • Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden vorzugsweise bezogen auf den jeweiligen im Fahrweg des jeweiligen Ablaufs liegenden Gleisbogen für den jeweiligen Ablauf spezifische Bogenlaufphasen ermittelt. Dabei erfolgt die Ermittlung der Bogenlaufphasen vorteilhafterweise unter Berücksichtigung des zumindest einen Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs. Wie weiter unten im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 näher erläutert wird, werden im Rahmen der Bestimmung des zumindest einen Wertes für den Bogenwiderstand für die ermittelten Bogenlaufphasen vorteilhafterweise unterschiedliche Berechnungsmodelle verwendet. Darüber hinaus kann bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen Berechnungsmodells zumindest ein weiterer den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierender Parameter berücksichtigt werden. Letztlich führt dies damit dazu, dass situationsabhängig ein geeignetes Berechnungsmodell für den Bogenwiderstand ausgewählt wird. Dies geschieht vorteilhafterweise mittels eines Entscheidungsbaums, wie er beispielhaft in Figur 2 dargestellt ist.
  • Figur 2 zeigt einen Entscheidungsbaum, der drei Ebenen L1, L2 und L3 aufweist. Aus Gründen der einfacheren Darstellung ist hierbei lediglich ein Teil eines gesamten Entscheidungsbaums dargestellt und zwar derjenige Teil, der entsprechend der Situation in Figur 1 für Abläufe in Form von Einzelwagen Anwendung findet. Dementsprechend erfolgt auf Ebene L1 des Entscheidungsbaums eine Verzweigung in den Zweig 300 dann, wenn das Entscheidungskriterium "Einzelwagen" erfüllt ist. Ausgehend hiervon erfolgt auf der Ebene L2 des Entscheidungsbaums eine Differenzierung gemäß dem Laufwerkstyp des betreffenden Einzelwagens. Exemplarisch sind hierbei in Figur 2 zwei Zweige 310 und 320 unterschieden, wobei im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels angenommen sei, dass der Zweig 310 dem Entscheidungskriterium "Doppelschaken-Laufwerk" entspricht und der Zweig 320 dem Entscheidungskriterium "Y25-Drehgestell". Wie in Figur 2 angedeutet, können darüber hinaus in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten und Anforderungen für weitere Laufwerkstypen weitere Zweige vorgesehen sein.
  • In einer weiteren Ebene L3 des Entscheidungsbaums sind unterschiedliche Zweige für unterschiedliche Bogenlaufphasen vorgesehen. Dabei ist erkennbar, dass für die beiden unterschiedenen Laufwerkstypen eine unterschiedliche Anzahl von Bogenlaufphasen berücksichtigt wird. So sei angenommen, dass für Abläufe mit Doppelschaken-Laufwerk das Entscheidungskriterium 311 einer Bogenlaufphase "Bogeneinlauf", das Entscheidungskriterium 312 einer Bogenlaufphase "quasistatischer Bogenlauf" und das Entscheidungskriterium 313 einer Bogenlaufphase "Bogenauslauf" entspricht. Hingegen entspricht im Falle eines Güterwagens mit Y25-Drehgestell das Entscheidungskriterium 321 einer Bogenlaufphase "Bogeneinlauf", das Entscheidungskriterium 322 einer Bogenlaufphase "quasistatischer Bogenlauf", das Entscheidungskriterium 323 einer Bogenlaufphase "Bogenauslauf" und das Entscheidungskriterium 324 einer zusätzlichen Bogenlaufphase "Wechsel der Bogenrichtung". Dem liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Wechsel der Bogenrichtung im Falle von Güterwagen mit Y25-Drehgestell zumindest bei Abwesenheit eines Übergangsbogens zu einem erhöhten Bogenwiderstand führt und daher die entsprechende Bogenlaufphase bei der Ermittlung des gesamten in entsprechenden Gleisbögen auftretenden Bogenwiderstands vorzugsweise separat berücksichtigt wird.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten in der Praxis Entscheidungsbäume mit weiteren Ebenen Verwendung finden können. Hierdurch können ein oder mehrere weitere den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierende Parameter berücksichtigt werden. Als Beispiele für entsprechende Parameter sei der Achsabstand bei Güterwagen mit Doppelschaken-Laufwerken, der Drehzapfenabstand bei Güterwagen mit Y25-Drehgestellen oder etwa ein die Umweltbedingungen, beispielsweise in Form der Witterungsverhältnisse, d.h. beispielsweise Nässe oder Schnee, charakterisierender Parameter genannt.
  • Figur 3 zeigt bezogen auf einen ersten Gleisbogen und einen Ablauf mit einem ersten Laufwerkstyp eine erste schematische Darstellung des Bogenwiderstands als Funktion des Ortes. Dabei sei angenommen, dass der Ablauf ein Einzelwagen ist und es sich bei dem ersten Laufwerkstyp im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels um ein Doppelschaken-Laufwerk handelt.
  • Im oberen Teil der Figur 3 ist der Bogenwiderstand wb als Funktion des Laufweges beziehungsweise Ortes s gezeigt. Im unteren Teil der Figur 3 ist darüber hinaus in Form eines "Bogenbandes" B der Verlauf des betrachteten Gleisbogens als Funktion des Ortes s angedeutet. Hierbei wird deutlich, dass sich der Gleisbogen zwischen den Orten s1 und s4 erstreckt. Im oberen Teil der Figur 3 ist erkennbar, dass im Rahmen der Bestimmung des Bogenwiderstands wb des Gleisbogens drei Bogenlaufphasen P1, P2 und P5 unterschieden werden. In der ersten Bogenlaufphase P1, die einer Einlaufphase entspricht, wird hierbei entsprechend dem betreffenden Berechnungsmodell zunächst ein kontinuierlicher Anstieg des Bogenwiderstands wb angenommen. Dabei beginnt die Einlaufphase P1 mit Einlauf der ersten Achse des Ablaufs in den Bogen. Der Maximalwert des Bogenwiderstands wb in der Einlaufphase P1 wird am Ort s2 erreicht und ist in Figur 1 als wmax bezeichnet. Anschließend sinkt der Bogenwiderstand wb im weiteren Verlauf bis zu einem Ort s3 auf einen Widerstandswert wq ab, bei dem es sich um den Widerstandswert in einer sich anschließenden Bogenlaufphase P2, die auch als quasistatische Phase bezeichnet wird, handelt. Es sei darauf hingewiesen, dass in Abhängigkeit von dem jeweiligen Achsabstand des Ablaufs auch ein Berechnungsmodell zur Anwendung kommen kann, bei dem wmax = wq gilt.
  • Entsprechend der Darstellung der Figur 3 wird im Rahmen des vorliegenden Ausführungsbeispiels angenommen, dass die Einlaufphase P1 nach einer Wegstrecke beendet ist, die dem zweifachen Achsabstand lax des Güterwagens mit Doppelschaken-Laufwerk entspricht. Im Anschluss an die Einlaufphase P1 setzt hiernach nun die quasistatische Phase P2 ein. An diese schließt sich beginnend am Ort s4 mit Auslauf der ersten Achse des Wagens aus dem Gleisbogen eine Auslaufphase P5 an. In der Auslaufphase P5 sinkt der Bogenwiderstand wb nunmehr kontinuierlich auf 0 ab, wobei der Bogenwiderstand wb am Ort s5, d.h. etwa nach einer halben Wagenlänge, abgeklungen ist. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass sich die Darstellung in den Figuren 3 und 4 in Bezug auf die Ortsangaben s jeweils auf die in Laufrichtung erste Achse des jeweiligen Ablaufs bezieht. Die Länge der sich zwischen den Streckenpunkten s3 und s4 erstreckenden quasistatischen Phase P2 ergibt sich gemäß Figur 3 aus der Differenz der Bogenlänge lb und des doppelten Achsabstandes lax.
  • Figur 4 zeigt bezogen auf einen zweiten Gleisbogen und einen Ablauf mit einem zweiten Laufwerkstyp eine zweite schematische Darstellung des Bogenwiderstands als Funktion des Ortes. Dabei sei im Rahmen des Ausführungsbeispiels der Figur 4 angenommen, dass es sich bei dem betreffenden Ablauf um einen vierachsigen Einzelwagen mit Y25-Drehgestell handelt.
  • Die Darstellung der Figur 4 entspricht von ihrer Art derjenigen der Figur 3. Im Vergleich der beiden Figuren wird hierbei zunächst deutlich, dass bei dem Ausführungsbeispiel der Figur 4 entsprechend dem dargestellten Bogenband B ein Gleisbogen mit einem Richtungswechsel, d.h. einem Wechsel der Bogenrichtung, betrachtet wird. Für den im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels angenommenen vierachsigen Wagen mit Y25-Drehgestellen werden hierbei gemäß der Darstellung in Figur 4 fünf Bogenlaufphasen P1, P2, P3, P4 und P5 unterschieden.
  • Neben der Einlaufphase P1, der quasistatischen Phase P2 und der Auslaufphase P5 wird hierbei im Vergleich zu Figur 3 zusätzlich eine Richtungswechselphase P3 sowie eine weitere quasistatische Phase P4 berücksichtigt. Die Einlaufphase P1 beginnt am Ort s1 mit Einlauf des ersten Drehgestells des Güterwagens in den Gleisbogen und hält solange an, bis auch das zweite Drehgestell in den Bogen einläuft. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die vorderste Achse des Wagens am Ort s2. Hieran schließt sich die quasistatische Bogenlaufphase P2 an, welche endet, sobald sich am ersten Drehgestell der Bogenradius ändert. Die Richtungswechselphase P3 ist dadurch definiert, dass sich die beiden Drehgestelle des betrachteten Ablaufs in Gleisbögen unterschiedlicher Krümmungsrichtung befinden. Sowohl bei einem Richtungswechsel als auch bei einem Radiuswechsel bei gleichbleibender Bogenrichtung liegt ein erhöhter Bogenwiderstand vor, der bei der Bestimmung des Bogenwiderstands wb vorzugsweise zu berücksichtigen ist.
  • Im Ergebnis entsprechender Untersuchungen wurde festgestellt, dass im Falle eines vierachsigen Wagens mit Y25-Drehgestellen der Drehzapfenabstand maßgeblichen Einfluss auf die Länge der Bogenlaufphasen hat. So weisen entsprechend der Darstellung in Figur 4 die durch die Orte s1 und s2 begrenzte Einlaufphase P1, die durch die Orte s3 und s4 begrenzte Richtungswechselphase P3 sowie die durch die Orte s5 und s6 begrenzte Auslaufphase P5 jeweils eine Länge auf, die dem Drehzapfenabstand ldz des Ablaufs entspricht. Weiterhin beträgt die Länge der quasistatischen Phasen P2 und P4 jeweils die Bogenlänge lb abzüglich des Drehzapfenabstands ldz. Entsprechend der Darstellung der Figur 4 ergibt sich dabei in Bezug auf den Bogenwiderstand wb im Rahmen der Modellierung ein stufenartiger Verlauf, wobei der Wert des Bogenwiderstands wb in der Einlaufphase P1 mit we, in den quasistatischen Phasen P2 und P4 mit wq, in der Richtungswechselphase P3 mit ww und in der Auslaufphase P5 mit wa bezeichnet ist.
  • Im Vergleich der Figuren 3 und 4 wird überaus deutlich, dass eine Berücksichtigung des Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs zu sich deutlich unterscheidenden Berechnungsmodellen für den Bogenwiderstand führt. Darüber hinaus ist erkennbar, dass vorteilhafterweise weiterhin unterschiedliche, für den jeweiligen Laufwerkstyp spezifische Bogenlaufphasen berücksichtigt werden.
  • Zur weiteren Erläuterung zeigt Figur 5 in einem ersten Diagramm der Ortskoordinaten x und y bezogen auf einen ersten Ablauf ein erstes Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Bogenlaufphasen. Dabei sei angenommen, dass der betreffende Ablauf ein Einzelwagen mit einem Y25-Drehgestell ist, das einen Drehzapfenabstand von 7 m aufweist.
  • Die Darstellung der Bogenlaufphasen a1 bis a10 in diesem den Verlauf des Laufweges anzeigenden x-y-Diagramm entspricht einer gedachten Bewegung des jeweiligen Ablaufs durch den betreffenden Streckenabschnitt unter Kennzeichnung der an dem entsprechenden Ort x-y vorherrschenden Bogenlaufphase.
  • Im Detail handelt es sich bei der Bogenlaufphase a1 um eine Einlaufphase, die in eine quasistatische Bogenlaufphase a2 übergeht. Entsprechend der Darstellung der Figur 5 schließt sich hieran eine Phase des Radien- beziehungsweise Richtungswechsels a3 an, die wiederum in eine quasistatische Bogenlaufphase a4 übergeht. Auf eine Auslaufphase a5 folgt eine so genannte Zwischengerade a6. Eine Zwischengerade beschreibt hierbei die Situation, dass sich nach Auslauf des ersten Drehgestells aus einem ersten Bogen zunächst eine kurze Auslaufphase mit der Länge der Zwischengerade anschließt. Danach, mit Einlauf des ersten Drehgestells in den zweiten Bogen, herrscht eine besondere Bogenlaufphase dahingehend vor, dass sich die Zwischengerade unter dem Wagen befindet und das zweite Drehgestell noch im ersten Bogen läuft. Diese Bogenlaufphase wird im Rahmen der vorliegenden Beschreibung als Zwischengerade bezeichnet.
  • An die Zwischengerade a6 schließt sich eine Einlaufphase a7 an, die wiederum in eine Phase des quasistatischen Bogenlaufs a8 übergeht. Diese wird durch eine Auslaufphase a9 abgeschlossen, an die sich gemäß der Darstellung der Figur 5 eine Gerade a10 anschließt. Dies bedeutet, dass es sich bei a10 nicht im eigentlichen Sinne um eine Bogenlaufphase handelt, da bezogen auf das dargestellte Ausführungsbeispiel an diesem Ort beziehungsweise zu diesem Zeitpunkt alle Achsen des Ablaufs die Gleisbögen des Laufweges bereits vollständig durchlaufen haben.
  • Figur 6 zeigt in einem zweiten Diagramm der Ortskoordinaten x und y bezogen auf einen zweiten Ablauf ein zweites Ausführungsbeispiel unterschiedlicher Bogenlaufphasen. Hierbei sei angenommen, dass es sich wiederum um einen einzelnen Güterwagen mit Y25-Drehgestell handelt, jedoch in diesem Fall mit einem deutlich längeren Drehzapfenabstand von 19 m.
  • Der in Figur 6 dargestellte Streckenverlauf entspricht demjenigen der Figur 5. Trotz gleicher Laufwerksart wird im Vergleich der beiden Figuren deutlich, dass sich die Bogenlaufphasen a11 bis a21 in ihrer Art und in ihrer Länge deutlich von den in Figur 5 dargestellten Bogenlaufphasen a1 bis a10 unterscheiden. So schließt sich gemäß Figur 6 an eine Zwischengerade a11 eine Einlaufphase a12 gefolgt von einer kurzen Phase des quasistatischen Bogenlaufs a13 an. Hierauf folgt eine Phase des Radienwechsels a14, an die sich wiederum eine kurze Phase des quasistatischen Bogenlaufs a15 anschließt. Auf eine Auslaufphase a16 hin folgt wiederum eine Bogenlaufphase in Form einer Zwischengerade a17, der sich eine Einlaufphase a18 anschließt. Nach einer weiteren quasistatischen Bogenlaufphase a19 und einer Auslaufphase a20 schließt auch die Darstellung der Figur 6 mit einem Streckenabschnitt a21 in Form einer Geraden ab.
  • Aus der Darstellung der Figuren 5 und 6 wird somit deutlich, dass es bei bestimmten Laufwerkstypen, etwa in Form von Y25-Drehgestellen, zweckmäßig sein kann, neben dem jeweiligen Laufwerkstyp auch zumindest eine weitere charakteristische Kenngröße des jeweiligen Ablaufs, etwa in Form des Drehzapfenabstands, zu berücksichtigen. Bezüglich des in Figur 2 dargestellten Entscheidungsbaums hätte dies folglich zur Folge, dass dieser eine weitere entsprechende Ebene aufweisen würde. Alternativ hierzu könnten Y25-Drehgestelle mit unterschiedlichem Drehzapfenabstand auch als unterschiedliche Laufwerkstypen behandelt werden.
  • Zusammenfassend wird anhand der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele deutlich, dass Abläufe unterschiedlichen Laufwerkstyps deutlich unterschiedliche Bogenwiderstände zur Folge haben. Folglich können Leistungsfähigkeit und Rangierqualität einer rangiertechnischen Ablaufanlage durch eine Berücksichtigung des Laufwerkstyps des jeweiligen Ablaufs bei der Bestimmung von Bogenwiderständen und der nachfolgenden Steuerung zumindest einer Gleisbremse der Ablaufanlage unter Berücksichtigung des zumindest einen bestimmten Wertes für den Bogenwiderstand erheblich gesteigert werden. Vorzugsweise kann darüber hinaus eine Unterscheidung verschiedener Bogenlaufphasen erfolgen, durch welche die Genauigkeit der Berechnung beziehungsweise Prognose der Bogenwiderstände weiter verbessert werden kann. Gleiches gilt in Abhängigkeit von den jeweiligen Umständen auch dafür, dass bei der Ermittlung der Bogenlaufphasen und/oder der Auswahl des jeweiligen zugehörigen Berechnungsmodells zumindest ein weiterer den jeweiligen Ablauf und/oder jeweilige Umweltbedingungen charakterisierender Parameter berücksichtigt wird.

Claims (20)

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