EP4328112A1 - Method for operating a shunting series system and control device for a shunting series system - Google Patents
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- EP4328112A1 EP4328112A1 EP22192395.6A EP22192395A EP4328112A1 EP 4328112 A1 EP4328112 A1 EP 4328112A1 EP 22192395 A EP22192395 A EP 22192395A EP 4328112 A1 EP4328112 A1 EP 4328112A1
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Definitions
- the invention relates to a method for computer-aided simulation of the execution of a large number of processes in a shunting processing system.
- the invention also relates to a method for controlling the execution of a large number of processes in a shunting processing system.
- the invention further relates to a shunting drainage system.
- the invention relates to a computer program product and a computer-readable storage medium.
- results from a measurement of the process properties of a relevant process can be incorporated, which are created by a measuring station at the earliest possible point in the process. Since these measurement results are generally only available when the subsequent drain has already reached or left the push-off point, it is hardly possible to increase the performance of a drain system through the improved measurement data. A method for effectively increasing the performance of a The drain system must therefore have carried out the optimization before the pressing process begins.
- the aim of the push-off in a drainage system is to allow all processes to run from the mountain into the previously selected target tracks with as little risk or shock as possible under the influence of gravity.
- the basis for this are automatically controllable switches and brakes; in systems with higher performance, these are supplemented by speed-controlled push-off locomotives.
- the task of the brakes located in the path is to compensate for the special features of the process with regard to the run through the distribution zone, so that the push-off process remains controllable due to the uniformity of the run of all processes through the distribution zone into the directional tracks.
- the occupying axis is carried out with the lowest of the running resistances of the expected range (well-running) and the progress of the clearing axis is carried out with the maximum of the expected Running resistance simulated (poor runners).
- the ZWL trumpet the area widens between the two time-path lines of the process along the path, this form is therefore also referred to below as the ZWL trumpet.
- the other process will be referred to below as the VRZ process.
- the simulation aims at a given entry speed at the destination and into the track brakes.
- the two methods mentioned above have in common that the brake stopping speeds are determined and controlled by fixed static criteria that in no way refer to the entirety of the processes and their dynamic interactions.
- the only remaining optimization to increase performance is to adjust the locomotive speed, which ensures that the rigid ZWL are as close to each other as permitted.
- the object of the invention is to provide an improved method for controlling or simulating the execution of a large number of processes in a drainage system as well as a further development of the software for carrying out such a method, which ensures that the decisions made a priori in the absence of more precise information about the running resistance via brake run-out speeds and the resulting adjustment of the push-off speed, on the one hand, enable an increased push-off speed compared to the prior art and, on the other hand, are at the same time stable compared to the real running behavior of the processes that occurs in the subsequent push-off operation.
- the object of the invention is to provide a computer program product and a provision device for this computer program product with which the aforementioned method can be carried out.
- this set of solutions is too diverse to be determined in the time available for process planning with realistically financeable computing capacity before the running characteristics of the processes during execution can be made more precise by measurement, on the other hand, these process properties only become known one after the other during the push-off process, so it is not guaranteed that the solution found and then controlled in the form of a push-off speed and/or brake run-out speed can still be solved without conflict when measuring the next process.
- This method alone does not provide sufficient information to guarantee a safe acceleration of the push-off process.
- a range of local solutions is then determined, which are designed in such a way that they are all real in later operation meet the occurring characteristics of the process.
- the overall optimization is then carried out by mutually coordinating the local solutions in favor of the shortest possible push-off time for the train.
- the local solutions and their subsequent coordination each represent sub-problems that can be calculated in a sufficiently short period of time for process planning.
- the methods according to the invention for simulation or control achieve the technical effect of limiting the computing capacity required for the simulation to a realistic level by selecting from the theoretically possible combinations of the (simulated) sequence control those that enable reliable optimization the pressing time and lie within a range of control parameters (e.g. inlet speeds, pressing speeds) for the process, which excludes possible corrections based on the actual behavior of the processes or at least makes them very unlikely.
- control parameters e.g. inlet speeds, pressing speeds
- This confidence interval can be determined both from the design data of the car and from empirical values, which make it possible to assign a minimum or maximum expected running resistance to the process based on the known data such as approximate total mass, number of axles and axle type.
- the poor-running behavior (SL) of the process is simulated using the worst value of this confidence interval for running behavior, and the good-running behavior (GL) is simulated using the best value of the confidence interval for running behavior.
- “computer-aided” or “computer-implemented” can be understood to mean an implementation of the method in which at least one computer or processor carries out at least one method step of the method.
- Computers can be, for example, personal computers, servers, handheld computers, mobile devices and other communication devices that process data with computer support, processors and other electronic devices for data processing, which can preferably also be connected to form a network via interfaces.
- a “processor” can be understood to mean, for example, a converter, a sensor for generating measurement signals or an electronic circuit.
- a processor can in particular be a main processor (Central Processing Unit, CPU), a microprocessor, a microcontroller or a digital signal processor, possibly in combination with a memory unit for storing program instructions and data.
- CPU Central Processing Unit
- a processor can also be understood as a virtualized processor or a soft CPU.
- a “memory unit” can be understood to mean, for example, a computer-readable memory in the form of a random access memory (RAM) or data memory (hard drive or data carrier).
- RAM random access memory
- data memory hard drive or data carrier
- Interfaces can be implemented in terms of hardware, for example wired or via radio connection, and/or software, for example as an interaction between individual program modules or program parts of one or more computer programs.
- Program modules are intended to be understood as individual functional units that enable a program sequence of method steps according to the invention. These functional units can be implemented in a single computer program or in several computer programs that communicate with one another. The interfaces implemented here can be implemented in software terms within a single processor or in hardware terms if several processors are used.
- the minimum running time for the good runner (GL) and the maximum running time for the poor runner (SL) limit the time window in which the track brake later applies in real application Adjusting your brake run-out speed can control any running time, provided the running resistance is within the confidence interval.
- Time windows which describe the local solution area for each section in the path of each process, can be used to search for the overall solution to the push-off process, which is improved compared to the prior art, by varying the brake run-in speeds with a reasonable amount of calculation, using either altruistic methods, such as exhausting the time reserves Processes in route areas without precursors or downstream runners, the equalization of sequences with a common final separating switch, possibly also with subsequent relaxation to defuse extreme solutions or standard optimization processes such as the Nelder-Mead process can be used, although a combination can also be used from altruistic methods using mathematical optimization methods.
- a time window is provided in the form of a running time interval, into which the track brake can later target the process dynamically, regardless of its real running characteristics. Based on the variation of the run-in time in the respective time window for all processes to be simulated on their track brakes, a more dense sequence of the entirety of the processes can be calculated.
- the restriction to a time window (running time interval) described here also makes it possible in the simulation to have a clear target time in the next destination and thus a fixed running time in this track section from the track brake to the next destination, despite the still undetermined running characteristics because by defining and calculating the time window, all running times selected in it can later be controlled by the brake independently of real running behavior, provided that the real running behavior is within the confidence interval. Without this measure, the possible transit time for the relevant track section would result in a time range, which would cause the ZWL trumpet to expand from brake squadron to brake squadron.
- time windows when selecting the local solutions enables a continuous increase in safety in the form of edge areas of the time windows, which can be left out in order to adapt the method to any inaccuracies in the real control of the brake run-out speeds or even a basic tolerance of the real push-off process against temporary deviations from the exact simulation result.
- the solution according to the invention makes it possible to calculate a priori a time-optimized course of the push-off speeds for the individual processes, despite running characteristics that are not or only insufficiently known.
- the optimization is not carried out with a view to uniformity (i.e. all processes are planned at the same time as the borderline poor runner, i.e. the process with the worst expected running properties), but rather the time potential of each individual process is exploited as far as possible during optimization ( of course within the limits of Possibilities of the algorithm according to the invention as well as the mechanical limits that are specified by the drainage systems and the push-off locomotive).
- the invention thus makes it possible to carry out a calculation of the possible brake run-out speeds or running times up to the subsequent brake and entry speeds into the same for each process before the start of the pressing process, despite unknown process properties, and to determine combinations from this that increase the performance for the entire train, i.e. H. to optimize the push-off speed within the scope of the technical possibilities and limits of the real delivery system (e.g. performance of the push-off locomotive and braking capacity of the track brakes) - with the effect that the push-off time of the train (i.e. the time it takes to push off the entire train) is minimized.
- the real delivery system e.g. performance of the push-off locomotive and braking capacity of the track brakes
- the new process can adapt to special features of the track layout as a result of the local adjustments to the ZWL, such as non-uniform mountain distances within brake relays , very different numbers of switches up to the directional track or even walkways that run at different heights.
- the aim is to find an optimum (not necessarily the global optimum but at least a local optimum) for the pushing time of at least one train consisting of several processes.
- the entire pressing process is calculated before the pressing begins.
- the result of the calculation is a sequence of push-off speeds assigned to the individual processes.
- This speed curve is limited by two conditions.
- the so-called time-distance lines (hereinafter referred to as ZWL) through the distribution zone must be designed in such a way that they ensure a sufficient minimum time and spatial distance between the processes over the full route.
- ZWL are described by the path of the first axis of the relevant process along the path, the so-called occupancy axis, and the path of the last axis, called the clearing axis.
- the buffer overhang remaining for the evaluation of the effective distance is recorded by a corresponding surcharge for the minimum spatial distance.
- the braking ability is related to the maximum and minimum braking work of a track brake.
- the maximum or minimum braking work is fundamentally dependent on the design, but can be reduced - for example according to the maintenance status - as well as on the process characteristics such as slosh wagon (incompletely filled tank wagon) or weight of the depend on the lightest axle.
- a (maximum and/or minimum) braking capacity can be defined in the interval of the maximum and minimum possible braking work in order to take the additionally mentioned aspects into account.
- a train should be understood as a wagon group, which is pushed as a whole into the drainage system by the push-off locomotive for the purpose of separation into processes (which can also consist of several wagons).
- the advantage of taking several or all of the processes belonging to a train into account as a large number of processes is that you can aim for a process planning that is optimized for the entire train or that the following train or the train in front can even be taken into account.
- a maximum acceleration capacity of the push-off locomotive is taken into account when calculating the push-off speed.
- the mechanical properties of the push-off locomotive used limit the changes in push-off speed that can actually be achieved between processes and thus the optimization potential determined in the simulation.
- the acceleration capacity of the push-off locomotive also includes negative acceleration behavior, i.e. braking.
- the device can be used to achieve the advantages that have already been explained in connection with the method described in more detail above. What is stated about the method according to the invention also applies accordingly to the device according to the invention.
- a computer program product with program instructions for carrying out the method according to the invention and/or its exemplary embodiments is claimed, wherein the method according to the invention and/or its exemplary embodiments can be carried out by means of the computer program product.
- the computer program product includes program instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method or at least computer-implemented steps of the method.
- the provision takes place in the form of a program data block as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, of the computer program product.
- This provision can also be made, for example, as a partial download consisting of several parts.
- Such a computer program product is read into a system using the provision device, for example, so that the method according to the invention is carried out on a computer.
- the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that can be viewed independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore to be viewed as part of the invention individually or in a combination other than that shown. Furthermore, the components described can also be combined with the features of the invention described above.
- the drainage system 10 which is part of a shunting system for rail-bound traffic, has a drainage ramp 20 starting from a mountain peak BG, to which an intermediate slope 30, a distribution zone 40 having distribution switches 80 to 86 and directional tracks 50 to 57 are connected.
- a mountain brake relay BB with mountain brakes 90, 91
- a valley brake relay TB with valley brakes 60, 61
- a directional track brake relay RGB with directional track brakes 70 to 77 can be seen.
- exemplary processes 100 ... 102 are shown, which were pushed over the discharge mountain by a push-off locomotive 110 or pushed off at a push-off point AP (which does not necessarily have to be on the mountain peak BG and is shown as an example of a process 102) and as a result, driven by the force of gravity, move along the drainage system 10.
- a valley brake control 200 is indicated, which is connected to the valley brake relay TB via an interface 211, which can be wired or wireless.
- a mountain brake control 250 is also indicated, which is connected to the mountain brake relay BB via an interface 251, which can be wired or wireless.
- the directional track brake relay RGB containing the directional track brakes 70 to 77, is connected to a directional track brake control 220 via an interface 221.
- Figure 1 only one interface 211, 221, 251 between the respective brake relay and the respective track brake control is shown as an example. Of course, every track brake can be controlled. It is also possible to provide a separate control for each track brake and not a common control for the entire brake squadron (not shown).
- the valley brake control 200 is connected via an interface 231
- the mountain brake control 250 is connected via an interface 233
- the directional track brake control is connected via an interface 232 to a central control device 230 of the drainage system 10.
- a total of a control device for controlling the track brakes i.e. the mountain brakes 90, 91, valley brakes 60, 61 and the directional track brakes 70 to 77, is formed in the form of a distributed control system.
- the mountain brakes 90, 91, the valley brakes 60, 61 and the directional track brakes 70 to 77 it would of course also be possible, for example, for the mountain brakes 90, 91, the valley brakes 60, 61 and the directional track brakes 70 to 77 to be directly connected to the central control device 230 and controlled (not shown).
- control parameters for the track brakes in the form of the mountain brakes 90, 91, the valley brakes 60, 61 and the directional track brakes 70 to 77 of the process system 10 is carried out in such a way that a cross-brake consideration or optimization of the respective speeds of the processes 100, 101, 102 is carried out .
- the control device formed by the central control device 230, the valley brake control 200 and the directional track brake control 220 has, in addition to hardware components, for example in the form of corresponding processors and storage means, also software components, for example in the form of program modules for simulating the running behavior of the processes 100, 101, on.
- the path x of the processes taking place is shown on the x-axis.
- the drain profile is off Figure 1 in Figure 2 indicated again above the diagram. This makes it clear where the mountain peak BG and the track brakes 91, 60, 70/77 are on the x-axis.
- the time t is shown on the z-axis. That's why the arrow for advancing time in the drawing is pointing downwards.
- the various calculated trumpets are numbered consecutively, from T1 to T6.
- the trumpets T1 ... T6 each consist of the time path lines ZWL of the processes.
- the ZWL which limits a trumpet at the top in the drawing, is described by the first wheel of the process on the valley side and the ZWL, which limits the trumpet T1 ... T6 at the bottom, by the last wheel of the process on the mountain side, so that This ZWL begins at the push-off point AP of the process AP100 of the process 100, AP101 of the process 101 and AP102 of the process 102.
- a first run DL1 of the simulation is shown above as an example.
- the switch 80 entered between valley brake 60 and directional track brake 70, so that the paths separate there and the processes 101 and 102 run through different directional track brakes 70, 77.
- process 101 in the valley brake 60 can use the full available time interval ZA at the directional track brake 70 in order to enter the directional track brake 70 with a time delay, because a critical time interval does not have to be taken into account because the process runs on a different track after passing the separating switch TW 102 can no longer catch up with process 101.
- any solution found in this way must be subjected to an optimization of the push-off speed, which on the one hand takes into account the time intervals between the newly formed trumpets - for example, the previously uncritical time interval ZA between trumpets T1 and T2 in the valley brake 60 can be the minimum time interval between the processes will and the limit the temporal approach (in this case ⁇ t3 cannot be fully exploited as a time optimization potential for the push-off duration) - and on the other hand, the possible change in the push-off speeds between the processes, which is limited by the locomotive properties, is taken into account.
- FIG. 2 shows how further optimization potential can be achieved through the simulation (second run DL2).
- a fourth trumpet T4 can be derived from this by defining rigid time windows for the respective execution of the relevant process, which lie within the original trumpet T1.
- the time windows are the target running times that the relevant process should require between the relevant track brakes. The effect is that - compared to the first trumpet T1 - a fourth trumpet 4 is created that opens less strongly or is of the same width.
- a process e.g. B. a track brake This knows the target running time defined in the last calculated simulation until the next running target, the determined running-in speed and the current measured or calculated value of the running resistance. Is the running resistance value within that used in the simulation Confidence interval, the brake control can calculate and control the coasting speed from the track brake necessary to achieve the target running time. If this is not possible due to an inlet speed that deviates too much from the simulation or if the current value of the running resistance is outside the confidence interval used in the simulation, corrective measures can be triggered. These can include measures such as braking, buffering, moving protective switches or even recalculating and changing target running times for other processes that have not yet been fully braked. In other words, instead of being carried out by the brake control, all of these calculations can also be carried out partially or completely by the control that carried out the original simulation.
- the potential for minimizing the pressing time explained in the first run DL1 and in the second run DL2 are merely examples and are shown in two different runs for better clarity. It is well known to those skilled in the art that the potential can also be increased in one and the same simulation run. According to the invention, the simulation takes place precisely in order to identify and exploit existing optimization potential.
- the optimization potential presented can be identified and used. At the same time, further optimization potential can usually be found, which is shown in the examples Figure 2 are not shown. As already mentioned, the relationships are complex and can therefore only be found in a simulation.
- the mountain height is determined by the total running resistance of the worst-running car from the entire rolling stock up to the directional track is determined
- the total braking work of the installed brake relays is determined by the difference in the total running resistance between this and the best-running car from the entire rolling stock.
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum rechnergestützten Simulieren und/oder Durchführen des Ablaufens einer Vielzahl von Abläufen (100 ... 102) in einer rangiertechnischen Ablaufanlage (10), bei dem simuliert wird, dass die Abläufe abgedrückt werden und auf einem Weg durch die Ablaufanlage (10) mindestens eine Gleisbremse durchlaufen. Das Ablaufen der Vielzahl von Abläufen (100 ... 102) wird rechnergestützt simuliert, wobei ein Konfidenzintervall für die vor dem Abdrücken noch unbekannten Werte für die Ablaufeigenschaften angenommen wird. Für jeden Ablauf wird beginnend mit der letzten Gleisbremse im Laufweg im Zuge einer Rückwärtsverkettung die minimale und maximale Einlaufgeschwindigkeit in alle zuvor liegenden Bremsen ermittelt. Anhand des so für jeden Ablauf (100 ... 102) bestimmten Bereiches der Einlaufgeschwindigkeit in die Folgebremsen (70 ... 77) wird für jeden Ablauf (100 ... 102) der sowohl für einen maximal zu erwartenden Laufwiderstand als auch für einen minimal zu erwartenden Laufwiderstand des Ablaufes ansteuerbare Bereich der Laufzeit von der Gleisbremse (60, 61) bis zur Folgebremse bestimmt, woraus folgt, dass diese Laufzeit für alle im Konfidenzintervall liegenden Ablaufeigenschaften ansteuerbar ist. Das Optimierungsproblem besteht somit aus (Anzahl der zu optimierenden Abläufe mal Anzahl der im Sinne des Verfahrens steuerbaren Bremsen) unabhängigen Lösungsmengen. Aus diesen kann mit altruistischen Methoden oder auch per Optimierungsverfahren wie zum Beispiel Nelder-Mead für jeden zu optimierenden Ablauf und jede im Sinne des Verfahrens steuerbare Gleisbremse eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit werden. Ferner umfasst die Erfindung eine rangiertechnische Ablaufanlage, ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares Speichermedium.The subject of the invention is a method for computer-aided simulation and/or carrying out the execution of a large number of processes (100 ... 102) in a shunting processing system (10), in which it is simulated that the processes are pressed and on a path through the Drainage system (10) passes through at least one track brake. The execution of the large number of processes (100 ... 102) is simulated with the aid of a computer, whereby a confidence interval is assumed for the values for the process properties that were still unknown before printing. For each process, starting with the last track brake in the route, the minimum and maximum entry speed for all previous brakes is determined as part of a backward chain. Based on the range of the entry speed into the subsequent brakes (70 ... 77) determined for each process (100 ... 102), the maximum expected running resistance as well as for a The minimum expected running resistance of the process determines the controllable range of the running time from the track brake (60, 61) to the subsequent brake, from which it follows that this running time can be controlled for all process properties lying in the confidence interval. The optimization problem therefore consists of (number of processes to be optimized times number of brakes that can be controlled in accordance with the method) independent solution sets. These can be used to increase performance using altruistic methods or optimization processes such as Nelder-Mead for every process to be optimized and every track brake that can be controlled in accordance with the process. The invention further includes a shunting process system, a computer program product and a computer-readable storage medium.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum rechnergestützten Simulieren des Ablaufens einer Vielzahl von Abläufen in einer rangiertechnischen Ablaufanlage. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Steuern des Ablaufens einer Vielzahl von Abläufen in einer rangiertechnischen Ablaufanlage. Weiterhin betrifft die Erfindung eine rangiertechnische Ablaufanlage. Zuletzt betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt sowie ein computerlesbares Speichermedium.The invention relates to a method for computer-aided simulation of the execution of a large number of processes in a shunting processing system. The invention also relates to a method for controlling the execution of a large number of processes in a shunting processing system. The invention further relates to a shunting drainage system. Finally, the invention relates to a computer program product and a computer-readable storage medium.
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. Dabei erfolgt eine automatische Geschwindigkeitsbeeinflussung der Abläufe von Bremsstaffel (bestehend aus bergseitigen Bremsen) zu Bremsstaffel (bestehend aus talseitigen Bremsen). Hierdurch wird sichergestellt, dass durch die am Anfang des jeweiligen Richtungsgleises angeordnete Richtungsgleisbremse (welche als Beispiel für die talseitige Bremse dienen kann) unter allen in der Praxis üblicherweise auftretenden Umständen ein ausreichendes Abbremsen der Abläufe möglich ist.In shunting systems, cars or groups of cars, also known as processes, are sorted from a mountain track into different directional tracks using the gravity acting on the processes. In the interests of efficiency and reliability, the operation of the drainage system is usually largely automated. This automatically influences the speed of the processes from the brake relay (consisting of uphill brakes) to the brake relay (consisting of downhill brakes). This ensures that the directional track brake arranged at the beginning of the respective directional track (which can serve as an example for the downhill brake) enables sufficient braking of the processes under all circumstances that usually occur in practice.
Bei der Steuerung der Bremsstaffeln können Ergebnisse einer Messung der Ablaufeigenschaften eines betreffenden Ablaufes einfließen, die zu einem möglichst frühen Zeitpunkt des Ablaufvorganges durch eine Messstation erstellt werden. Da diese Messergebnisse im Allgemeinen erst zur Verfügung stehen, wenn der nachfolgende Ablauf den Abdrückpunkt bereits erreicht oder schon verlassen hat, ist eine Steigerung der Leistungsfähigkeit einer Ablaufanlage durch die verbesserten Messdaten kaum möglich. Ein Verfahren zur effektiven Steigerung der Leistungsfähigkeit einer Ablaufanlage muss die Optimierung daher bereits vor Beginn des Abdrückvorganges durchgeführt haben.When controlling the brake relays, results from a measurement of the process properties of a relevant process can be incorporated, which are created by a measuring station at the earliest possible point in the process. Since these measurement results are generally only available when the subsequent drain has already reached or left the push-off point, it is hardly possible to increase the performance of a drain system through the improved measurement data. A method for effectively increasing the performance of a The drain system must therefore have carried out the optimization before the pressing process begins.
Nach dem Stand der Technik werden beim Abdrücken von Abläufen über einen Ablaufberg die theoretisch möglichen Ablaufleistungen nicht ausgeschöpft. Das derzeit beste Verfahren beruht darauf, dass zugunsten der Homogenisierung der Ablaufvorgänge alle Abläufe auf das Laufverhalten des vergleichbar langsamsten Ablaufs reduziert werden, um Kollisionen zuverlässig zu vermeiden.According to the state of the art, when draining processes over a drain mountain, the theoretically possible drainage performance is not exhausted. The currently best method is based on the fact that all processes are reduced to the running behavior of the comparatively slowest process in order to homogenize the processes in order to reliably avoid collisions.
Ziel des Abdrückens in einer Ablaufanlage ist es nämlich, alle Abläufe unter Einwirkung der Schwerkraft möglichst risiko- und stoßfrei vom Berg in die vorher ausgewählten Zielgleise laufen zu lassen. Basis dafür sind automatisch steuerbare Weichen und Bremsen, in Anlagen mit höherer Leistung werden diese ergänzt durch geschwindigkeitsgesteuerte Abdrücklokomotiven. Die Aufgabe der im Laufweg liegenden Bremsen ist es, die ablaufeigenen Besonderheiten bzgl. des Laufs durch die Verteilzone zu kompensieren, sodass der Abdrückvorgang infolge der Gleichmäßigkeit des Laufs aller Abläufe durch die Verteilzone bis in die Richtungsgleise beherrschbar bleibt.The aim of the push-off in a drainage system is to allow all processes to run from the mountain into the previously selected target tracks with as little risk or shock as possible under the influence of gravity. The basis for this are automatically controllable switches and brakes; in systems with higher performance, these are supplemented by speed-controlled push-off locomotives. The task of the brakes located in the path is to compensate for the special features of the process with regard to the run through the distribution zone, so that the push-off process remains controllable due to the uniformity of the run of all processes through the distribution zone into the directional tracks.
Prinzipbedingt stehen zwecks einer Abdrückoptimierung für die Simulation vor Beginn des Abdrückens keine wahren Laufwiderstände der Abläufe zur Verfügung, da diese nur ermittelt werden können, während der Ablauf bereits abläuft. Aus den bekannten Ablaufdaten wie Gesamtgewicht und Anzahl der Achsen kann zumindest eine Abschätzung des zu erwartenden Bereichs dieser Größe durchgeführt werden (Konfidenzintervall/Erwartungsbereich). Bei Verwendung der für den Laufwiderstand schlechtesten Werte wird der Ablauf als Schlechtläufer bezeichnet, bei Verwendung der Werte für den geringsten Laufwiderstand als Gutläufer. Daher wird, um den Einfluss dieser nur unzureichend bekannten Größe in den Zeit-Weg-Linien (ZWL) zu berücksichtigen, die belegende Achse mit dem geringsten der Laufwiderstände des erwarteten Bereichs durchgeführt (Gutläufer) und der Fortschritt der räumenden Achse mit dem Maximum des erwarteten Laufwiderstands simuliert (Schlechtläufer). Auf diese Weise verbreitert sich die Fläche zwischen den beiden Zeit-Weg-Linien des Ablaufs entlang des Laufwegs, diese Form wird daher im Folgenden auch ZWL-Trompete genannt. Für eine näherungsweise Berechnung sollen nachfolgend beispielhaft zwei bekannte Verfahren erläutert werden.Due to the principle, for the purpose of optimizing the push-off, no true running resistances of the processes are available for the simulation before the start of the push-off, as these can only be determined while the process is already running. From the known process data such as total weight and number of axles, at least an estimate of the expected range of this size can be made (confidence interval/expectation range). If the worst running resistance values are used, the process is referred to as poor running, and if the values for the lowest running resistance are used, it is referred to as good running. Therefore, in order to take the influence of this insufficiently known quantity into account in the time-distance lines (ZWL), the occupying axis is carried out with the lowest of the running resistances of the expected range (well-running) and the progress of the clearing axis is carried out with the maximum of the expected Running resistance simulated (poor runners). In this way the area widens between the two time-path lines of the process along the path, this form is therefore also referred to below as the ZWL trumpet. For an approximate calculation, two known methods will be explained below as examples.
Das eine Verfahren soll im Folgenden FDeltaV-Verfahren genannt werden. Hier werden alle Abläufe sowohl in der Simulation als auch bei der späteren Steuerung so aus der Gleisbremse entlassen, dass sie zur gleichen Zeit wie ein vergleichbarer Schlechtläufer den nächsten Zielpunkt (meist Gleisbremse) erreichen. Zwar wird dabei die ZWL-Trompete am Zielpunkt nicht breiter, jedoch muss einerseits ein Gutläufer entsprechend abgebremst werden und beschreibt somit eine unnötig steil abfallende ZWL innerhalb der ZWL-Trompete im Laufweg zum Zielort, andererseits wird infolge der statischen Eigenschaften des Verfahrens das Optimierungspotential des realen Gutläufers mangels verlässlicher Daten noch nicht ausgenutzt.One procedure will be referred to below as the FDeltaV procedure. Here, all processes, both in the simulation and in the later control, are released from the track brake in such a way that they reach the next target point (usually the track brake) at the same time as a comparable poor runner. Although the ZWL trumpet does not become wider at the target point, on the one hand a good runner must be slowed down accordingly and thus describes an unnecessarily steep ZWL drop within the ZWL trumpet in the path to the destination, and on the other hand, due to the static properties of the process, the optimization potential of the real one is reduced Good runners have not yet been exploited due to a lack of reliable data.
Das andere Verfahren soll im Folgenden VRZ-Verfahren genannt werden. Hier wird in der Simulation auf eine vorgegebene jeweilige Einlaufgeschwindigkeit am Zielort und in die Gleisbremsen gezielt. Die beiden zuvor genannten Verfahren haben gemeinsam, dass die Bremsenauslaufgeschwindigkeiten durch feste statische Kriterien festgelegt und gesteuert werden, die in keiner Weise auf die Gesamtheit der Abläufe und ihre ablaufdynamischen Wechselwirkungen Bezug nehmen. Einzig verbleibende Optimierung zur Steigerung der Leistungsfähigkeit besteht daher in der Anpassung der Lokgeschwindigkeit, die dafür sorgt, dass die starren ZWL so nahe wie erlaubt aneinander liegen.The other process will be referred to below as the VRZ process. Here, the simulation aims at a given entry speed at the destination and into the track brakes. The two methods mentioned above have in common that the brake stopping speeds are determined and controlled by fixed static criteria that in no way refer to the entirety of the processes and their dynamic interactions. The only remaining optimization to increase performance is to adjust the locomotive speed, which ensures that the rigid ZWL are as close to each other as permitted.
Eine Verbesserung wird gemäß
Generell werden alle diese Verfahren abgeschlossen durch eine anschließende Anpassung der Abdrückgeschwindigkeit, wie dies zum Beispiel gemäß Achim Gottschalk, "operative Simulation - Leistungssteigerung automatisierter Ablaufanlagen", Signal und Draht (93), 6/2001 beschrieben ist. Dabei wird für einen ersten Ablauf eine Start-Abdrückgeschwindigkeit angenommen. Sodann wird sukzessive für jeden weiteren Ablauf anfänglich die Abdrückgeschwindigkeit auf die Geschwindigkeit seines Vorläufers gesetzt und geprüft, ob dieser Ablauf mit dieser Abdrückgeschwindigkeit abgedrückt werden kann:
- Besteht für diesen Ablauf bei dieser Geschwindigkeit noch Zeitreserve, d.h. an keiner Stelle im Laufweg kommen sich die ZWL des aktuellen Ablaufs und einer seiner Vorläufer näher als die vorgegebenen Mindestabstände für Zeit und Raum, so wird, sofern dies für die Lok möglich ist, die Abdrückgeschwindigkeit für den aktuellen Ablauf angehoben und der gleiche Prüfvorgang wiederholt.
- Besteht dagegen beim Abdrücken mit der gleichen Geschwindigkeit Zeitmangel, d.h. der aktuell zu prüfende Ablauf und einer seiner Vorläufer kommen sich entlang des Laufwegs an zumindest einer Stelle zeitlich oder räumlich näher als erlaubt, so wird die Abdrückgeschwindigkeit des aktuellen Ablaufs abgesenkt und der Mindestabstand erneut geprüft.
- Kommt es im Zuge der Absenkungen zu einer Konstellation, in der Zeitmangel herrscht, es der Lok aber nicht mehr möglich ist, die Abdrückgeschwindigkeit zwischen den Abläufen ausreichend abzusenken, so muss die Abdrückgeschwindigkeit des Vorläufers abgesenkt werden und der Prüfvorgang - unter Deckelung dieser Abdrückgeschwindigkeit - für diesen Vorläufer neu starten.
- Ist kein weiteres Anheben der Abdrückgeschwindigkeit mehr möglich bzw. sind alle auftretenden Zeitmängel behoben worden, wird der gleiche Vorgang für den nächsten Ablauf wiederholt.
- Für jeden der Abläufe können dabei eigene Grenzen für die erlaubte Abdrückgeschwindigkeit vorliegen, als Beispiel sei dafür z.B. eine durch das notwendige Anhalten der Lok vor dem Berg begrenzte Abdrückgeschwindigkeit des letzten Ablaufs genannt.
- If there is still time reserve for this process at this speed, i.e. at no point in the route do the ZWL of the current process and one of its predecessors come closer than the specified minimum distances for time and space, then, if this is possible for the locomotive, the push-off speed will be for the current process is raised and the same test process is repeated.
- On the other hand, if there is a lack of time when pushing off at the same speed, i.e. the process currently being tested and one of its predecessors come closer to each other in time or space than permitted at at least one point along the path, the pushing speed of the current process is reduced and the minimum distance is checked again.
- If, during the course of the lowering, a constellation arises in which there is a lack of time, but it is no longer possible for the locomotive to sufficiently reduce the push-off speed between the processes, the push-off speed of the precursor must be reduced and the test process - while capping this push-off speed - for restart this precursor.
- If it is no longer possible to further increase the pressing speed or if all time deficiencies that occur have been remedied, the same process is repeated for the next sequence.
- Each of the processes can have its own limits for the permitted push-off speed; an example of this is a push-off speed of the last process that is limited by the need to stop the locomotive in front of the mountain.
Hat man diese Iterationen bis zum letzten Ablauf erfolgreich durchgeführt, hat man eine Lösung gefunden, die unter der Randbedingung der aktuell gewählten Bremsenauslaufgeschwindigkeiten der Abläufe an ein mögliches Optimum für die Minimierung der Abdrückdauer angenähert ist.If these iterations have been successfully carried out up to the last process, a solution has been found which, under the boundary condition of the currently selected brake run-out speeds of the processes, approximates a possible optimum for minimizing the pressing time.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Steuern bzw. Simulieren des Ablaufens einer Vielzahl von Abläufen in einer Ablaufanlage sowie eine Weiterentwicklung der Software zur Durchführung eines solchen Verfahrens anzugeben, die gewährleistet, dass die a priori mangels genauerer Informationen zum Laufwiderstand getroffenen Entscheidungen über Bremsenauslaufgeschwindigkeiten und die daraus resultierende Anpassung der Abdrückgeschwindigkeit einerseits eine gegenüber dem Stand der Technik erhöhte Abdrückgeschwindigkeit ermöglichen und andererseits zugleich stabil sind gegenüber dem im anschließenden Abdrückbetrieb auftretenden realen Laufverhalten der Abläufe. Außerdem besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Computerprogrammprodukt sowie eine Bereitstellungsvorrichtung für dieses Computerprogrammprodukt anzugeben, mit dem das vorgenannte Verfahren durchgeführt werden kann.The object of the invention is to provide an improved method for controlling or simulating the execution of a large number of processes in a drainage system as well as a further development of the software for carrying out such a method, which ensures that the decisions made a priori in the absence of more precise information about the running resistance via brake run-out speeds and the resulting adjustment of the push-off speed, on the one hand, enable an increased push-off speed compared to the prior art and, on the other hand, are at the same time stable compared to the real running behavior of the processes that occurs in the subsequent push-off operation. In addition, the object of the invention is to provide a computer program product and a provision device for this computer program product with which the aforementioned method can be carried out.
Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (sowohl dem Verfahren zum Simulieren als auch dem Verfahren zum Steuern) erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Problem der gleichzeitigen Optimierung aller Bremsenauslaufgeschwindigkeiten in die Lösung endlich vieler lokaler Lösungen aufgeteilt und damit sowohl daten- als auch prozesstechnisch beherrschbar wird. Dabei werden bei der Simulation die Schritte durchlaufen, dass für jeden Ablauf und für jede Gleisbremse
- a. für die talseitige Gleisbremse (70 ... 77) ausgehend von einer vorgegebenen Zielgeschwindigkeit für einen vorgegebenen Ort an oder hinter dem Ende der talseitigen Gleisbremse unter Berücksichtigung eines minimal zu erwartenden Laufwiderstands des betreffenden Ablaufes (100 ... 102) und des maximalen zu erreichenden Bremsvermögens der talseitigen Gleisbremse eine maximal zulässige Einlaufgeschwindigkeit des Ablaufs in die talseitige Gleisbremse berechnet wird,
- b. für die talseitige Gleisbremse (70 ... 77) ausgehend von der vorgegebenen Zielgeschwindigkeit für den Ort an oder hinter dem Ende der talseitigen Gleisbremse unter Berücksichtigung eines maximal zu erwartenden Laufwiderstands des betreffenden Ablaufes (100 ... 102) und eines nicht zu unterschreitenden minimalen Bremsvermögens der talseitigen Gleisbremse eine minimal zulässige Einlaufgeschwindigkeit des Ablaufs in die talseitige Gleisbremse berechnet wird,
- c. für die bergseitige Gleisbremse (60 ... 61) ausgehend von der maximal zulässigen Einlaufgeschwindigkeit in die talseitige Gleisbremse als Zielgeschwindigkeit unter Berücksichtigung eines minimal zu erwartenden Laufwiderstands des betreffenden Ablaufes (100 ... 102) und des maximalen zu erreichenden Bremsvermögens der bergseitigen Gleisbremse eine maximal zulässige Einlaufgeschwindigkeit des Ablaufs in die bergseitige Gleisbremse berechnet wird,
- d. für die bergseitige Gleisbremse (60 ... 61) ausgehend von der minimal zulässigen Einlaufgeschwindigkeit in die talseitige Gleisbremse als Zielgeschwindigkeit unter Berücksichtigung eines maximal zu erwartenden Laufwiderstands des betreffenden Ablaufes (100 ... 102) und eines nicht zu unterschreitenden minimalen Bremsvermögens der bergseitigen Gleisbremse eine minimal zulässige Einlaufgeschwindigkeit des Ablaufs in die bergseitige Gleisbremse berechnet wird,
- e. aus einem durch die jeweilige maximal zulässige Einlaufgeschwindigkeit und die jeweilige minimal zulässige Einlaufgeschwindigkeit vorgegebenen jeweiligen Geschwindigkeitsintervall eine Einlaufgeschwindigkeit für den betreffenden Ablauf und die betreffende Gleisbremse derart ausgewählt wird sowie jeweils eine zugehörige Abdrückgeschwindigkeit für den betreffenden Ablauf berechnet wird, damit eine Abdrückdauer des Zuges minimiert wird.
- a. for the downhill track brake (70 ... 77) based on a specified target speed for a specified location at or behind the end of the downhill track brake, taking into account a minimum expected running resistance of the relevant drain (100 ... 102) and the maximum braking capacity to be achieved of the downhill track brake, a maximum permissible entry speed of the drain into the downhill track brake is calculated,
- b. for the downhill track brake (70 ... 77) based on the specified target speed for the location at or behind the end of the downhill track brake, taking into account a maximum expected running resistance of the relevant process (100 ... 102) and a minimum that should not be undershot braking capacity of the downhill track brake, a minimum permissible entry speed of the drain into the downhill track brake is calculated,
- c. for the uphill track brake (60 ... 61) based on the maximum permissible entry speed into the downhill track brake as the target speed, taking into account a minimum expected running resistance of the relevant process (100 ... 102) and the maximum braking capacity to be achieved by the uphill track brake maximum permissible entry speed of the drain into the uphill track brake is calculated,
- d. for the uphill track brake (60 ... 61) based on the minimum permissible entry speed into the downhill track brake as the target speed, taking into account the maximum expected running resistance of the relevant process (100 ... 102) and a minimum braking capacity of the uphill track brake that should not be undercut a minimum permissible entry speed of the drain into the uphill track brake is calculated,
- e. from a respective speed interval predetermined by the respective maximum permissible entry speed and the respective minimum permissible entry speed, an entry speed for the relevant process and the relevant track brake is selected in such a way and an associated push-off speed for the relevant process is calculated so that the push-off time of the train is minimized.
In den meisten Fällen wird eine Optimierung der Abdrückdauer dadurch erreicht werden, dass die Abdrückgeschwindigkeit für einen betreffenden Ablauf erhöht wird. Im Rahmen der Simulation kann durch die ganzheitliche Betrachtung des Abdrückvorganges aber auch eine Verringerung der Abdrückgeschwindigkeit für einen bestimmten Ablauf zu einer Verkürzung der Abdrückdauer führen, wenn hierdurch für nachfolgende Abläufe ein größeres Potenzial geschaffen wird, die Abdrückgeschwindigkeit zu erhöhen.In most cases, an optimization of the pressing time will be achieved by increasing the pressing speed for a relevant process. As part of the simulation, by taking a holistic view of the pressing process, a reduction in the pressing speed for a specific process can also lead to a shortening of the pressing time, if this creates greater potential for increasing the pressing speed for subsequent processes.
Es hat sich gezeigt, dass beispielsweise bei den beiden oben genannten Verfahren FDeltaV und VRZ nur die Lokgeschwindigkeit zur Optimierung der Leistungsfähigkeit genutzt werden kann, und damit jegliches Potential aus der Anpassung der ZWL durch die Bremsen ungenutzt bleibt. Daher sind in der Regel die Abstände zum Vorläufer entlang der Zeit-Weg-Linien deutlich höher als der vorgegebene Mindestabstand. Dies passiert dadurch, dass im VRZ-Verfahren die Einlaufgeschwindigkeit vorgegeben ist, sodass die Steigung im Verlauf der ZWL von den Laufeigenschaften der Abläufe abhängt und damit uneinheitlich ist. Im FDeltaV-Verfahren sind zwar durch die einheitliche Zeitvorgabe für die der Gleisbremse folgende Strecke die ZWL annähernd parallel, durch die dem Schlechtläufer angepasste Zeitvorgabe bleibt jedoch jegliches Potential durch den möglichen schnelleren Lauf der Gutläufer ungenutzt.It has been shown that, for example, with the two methods FDeltaV and VRZ mentioned above, only the locomotive speed can be used to optimize performance, and therefore any potential from adapting the ZWL through the brakes remains unused. Therefore, the distances to the precursor along the time-path lines are usually significantly higher than the specified minimum distance. This happens because the inlet speed is predetermined in the VRZ process, so that the gradient in the course of the ZWL depends on the running properties of the processes and is therefore inconsistent. In the FDeltaV process, the ZWL are approximately parallel due to the uniform time specification for the route following the track brake, but due to the time specification adapted to the poor runners, any potential due to the possible faster running of the good runners remains unused.
Eine Analyse des Verfahrens gemäß der
Allein die Auswahl einer Einlaufgeschwindigkeit für das nächste Ziel sagt jedoch noch nichts über die spätere reale Laufzeit aus: fällt der Laufwiderstand innerhalb des Konfidenzintervalles niedrig aus, so unterscheidet sich die Laufzeit bei Einhaltung der vorgegebenen Einlaufgeschwindigkeit deutlich von jener mit dem innerhalb des Konfidenzintervalles höchsten Laufwiderstand. Da sich alle wahren Laufzeiten nach dieser Methode also erst während des realen Durchlaufs ergeben, müssen vorab in jedem Streckenabschnitt ausreichend Zeitreserven geschaffen werden, um unabhängig von den realen Laufwiderständen und damit realen Laufzeiten alle zeitlichen Konflikte im gesamten Abdrückvorgang a priori zu verhindern. Die alleinige Auswahl einer Einlaufgeschewindigkeit kann daher aufgrund der unabdingbar notwendigen Zeitreserven das Potential der Anpassung der Bremsengeschwindigkeiten nicht ausschöpfen.However, simply selecting an entry speed for the next target does not say anything about the subsequent real running time: if the running resistance within the confidence interval is low, the running time if the specified entry speed is maintained differs significantly from that with the highest running resistance within the confidence interval. Since all true running times according to this method only arise during the real run, sufficient time reserves must be created in advance in each section of the route in order to a priori prevent all time conflicts in the entire push-off process, regardless of the real running resistances and thus real running times. The sole selection of an entry speed cannot therefore exploit the potential of adapting the brake speeds due to the absolutely necessary time reserves.
Hier setzt die Erfindung an, indem die Möglichkeit geschaffen wird das Gesamtproblem der Simulation in kleinere, voneinander unabhängige Teilprobleme aufzuspalten. Die Aufteilung in lokale Aufgaben erfolgt durch eine Unterteilung des gesamten Laufwegs für jeden Ablauf in einzelne Abschnitte, die durch eine steuerbare Gleisbremse und den anschließenden Laufweg bis zum nächsten Zielobjekt (zum Beispiel einer talseitig gelegenen Gleisbremse oder einem Zielpunkt, im Grenzfalle auch das Ende der betreffenden Gleisbremse als Zielpunkt mit der Wirkung, dass der anschließende Laufweg dann = 0 ist) begrenzt sind. Für jeden dieser Abschnitte wird anschließend ein Bereich von lokalen Lösungen bestimmt, die so geartet sind, dass sie im späteren Ablaufbetrieb alle real vorkommenden Ausprägungen des Ablaufs erfüllen. Die Gesamtoptimierung erfolgt dann durch die gegenseitige Abstimmung der lokalen Lösungen zugunsten einer möglichst kurzen Abdrückdauer des Zuges. Dabei stellen die lokalen Lösungen sowie deren anschließende Abstimmung jeweils für sich genommen in für eine Ablaufplanung hinreichend kurzer Zeit berechenbare Teilprobleme dar.This is where the invention comes into play by creating the possibility of splitting the overall simulation problem into smaller, independent sub-problems. The division into local tasks is done by dividing the entire route for each process into individual sections, which are controlled by a controllable track brake and the subsequent route to the next target object (for example a track brake on the valley side or a target point, in borderline cases also the end of the relevant one Track brake as a target point with the effect that the subsequent travel distance is then = 0). For each of these sections, a range of local solutions is then determined, which are designed in such a way that they are all real in later operation meet the occurring characteristics of the process. The overall optimization is then carried out by mutually coordinating the local solutions in favor of the shortest possible push-off time for the train. The local solutions and their subsequent coordination each represent sub-problems that can be calculated in a sufficiently short period of time for process planning.
Mit anderen Worten wird mit den erfindungsgemäßen Verfahren zur Simulation bzw. Steuerung der technische Effekt erzielt, die für die Simulation erforderliche Rechenkapazität auf ein realistisches Maß zu beschränken, indem aus den theoretisch möglichen Kombinationen der (simulierten) Ablaufsteuerung diejenigen ausgewählt werden, die eine zuverlässige Optimierung der Abdrückdauer gewährleisten und innerhalb einer Bandbreite von Steuerparametern (z. B. Einlaufgeschwindigkeiten, Abdrückgeschwindigkeiten) für das Verfahren liegen, welche mögliche Korrekturen aufgrund des tatsächlichen Ablaufverhaltens der Abläufe ausschließt oder zumindest sehr unwahrscheinlich macht.In other words, the methods according to the invention for simulation or control achieve the technical effect of limiting the computing capacity required for the simulation to a realistic level by selecting from the theoretically possible combinations of the (simulated) sequence control those that enable reliable optimization the pressing time and lie within a range of control parameters (e.g. inlet speeds, pressing speeds) for the process, which excludes possible corrections based on the actual behavior of the processes or at least makes them very unlikely.
Prinzipbedingt stehen nämlich zwecks einer Abdrückoptimierung für die Simulation vor dem Abdrücken keine wahren Laufwiderstände der Abläufe zur Verfügung, da diese erst ermittelt werden können, während der Ablauf bereits abläuft. Daher müssen alle Berechnungen zu einem Ablauf mit einer gewissen Bandbreite des zu erwartenden Laufwiderstands durchgeführt werden. Dieses Konfidenzintervall kann sowohl aus den Bauartdaten der Wagen als auch aus Erfahrungswerten ermittelt werden, die es ermöglichen, dem Ablauf aus den bekannten Daten wie ungefähre Gesamtmasse, Achsanzahl und Achstyp einen minimal bzw. maximal zu erwartenden Laufwiderstand zuzuordnen. Mittels des für das Laufverhalten schlechtesten Wertes dieses Konfidenzintervalls wird das Schlechtläufer-Verhalten (SL) des Ablaufs simuliert, mittels des für das Laufverhalten besten Wertes des Konfidenzintervalls das Gutläufer-Verhalten (GL). Anhand dieser für GL und SL festgelegten Laufwiderstandswerte wird zum Beispiel nach
Unter "rechnergestützt" oder "computerimplementiert" kann im Zusammenhang mit der Erfindung eine Implementierung des Verfahrens verstanden werden, bei dem mindestens ein Computer oder Prozessor mindestens einen Verfahrensschritt des Verfahrens ausführt.In the context of the invention, “computer-aided” or “computer-implemented” can be understood to mean an implementation of the method in which at least one computer or processor carries out at least one method step of the method.
Der Ausdruck "Rechner" oder "Computer" deckt alle Geräte mit Datenverarbeitungseigenschaften ab. Computer können beispielsweise Personal Computer, Server, Handheld-Computer, Mobilfunkgeräte und andere Kommunikationsgeräte, die rechnergestützt Daten verarbeiten, Prozessoren und andere elektronische Geräte zur Datenverarbeitung sein, die vorzugsweise über Schnittstellen auch zu einem Netzwerk zusammengeschlossen sein können.The term "calculator" or "computer" covers any device with data processing properties. Computers can be, for example, personal computers, servers, handheld computers, mobile devices and other communication devices that process data with computer support, processors and other electronic devices for data processing, which can preferably also be connected to form a network via interfaces.
Unter einem "Prozessor" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein Wandler, ein Sensor zur Erzeugung von Messsignalen oder eine elektronische Schaltung verstanden werden. Bei einem Prozessor kann es sich insbesondere um einen Hauptprozessor (engl. Central Processing Unit, CPU), einen Mikroprozessor, einen Mikrocontroller oder einen digitalen Signalprozessor, möglicherweise in Kombination mit einer Speichereinheit zum Speichern von Programmbefehlen und Daten handeln. Auch kann unter einem Prozessor ein virtualisierter Prozessor oder eine Soft-CPU verstanden werden.In connection with the invention, a “processor” can be understood to mean, for example, a converter, a sensor for generating measurement signals or an electronic circuit. A processor can in particular be a main processor (Central Processing Unit, CPU), a microprocessor, a microcontroller or a digital signal processor, possibly in combination with a memory unit for storing program instructions and data. A processor can also be understood as a virtualized processor or a soft CPU.
Unter einer "Speichereinheit" kann im Zusammenhang mit der Erfindung beispielsweise ein computerlesbarer Speicher in Form eines Arbeitsspeichers (engl. Random-Access Memory, RAM) oder Datenspeichers (Festplatte oder Datenträger) verstanden werden.In the context of the invention, a “memory unit” can be understood to mean, for example, a computer-readable memory in the form of a random access memory (RAM) or data memory (hard drive or data carrier).
Als "Schnittstellen" können hardwaretechnisch, beispielsweise kabelgebunden oder per Funkverbindung, und/oder softwaretechnisch, beispielweise als Interaktion zwischen einzelnen Programmmodulen oder Programmteilen eines oder mehrerer Computerprogramme, realisiert sein.“Interfaces” can be implemented in terms of hardware, for example wired or via radio connection, and/or software, for example as an interaction between individual program modules or program parts of one or more computer programs.
Als "Programmmodule" sollen einzelne Funktionseinheiten verstanden werden, die einen erfindungsgemäßen Programmablauf von Verfahrensschritten ermöglichen. Diese Funktionseinheiten können in einem einzigen Computerprogramm oder in mehreren miteinander kommunizierenden Computerprogrammen verwirklicht sein. Die hierbei realisierten Schnittstellen können softwaretechnisch innerhalb eines einzigen Prozessors umgesetzt sein oder hardwaretechnisch, wenn mehrere Prozessoren zum Einsatz kommen.“Program modules” are intended to be understood as individual functional units that enable a program sequence of method steps according to the invention. These functional units can be implemented in a single computer program or in several computer programs that communicate with one another. The interfaces implemented here can be implemented in software terms within a single processor or in hardware terms if several processors are used.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass für jeden Ablauf
- a. aus der zuvor bestimmten maximal zulässigen Einlaufgeschwindigkeit für den jeweiligen Ablauf (100 ... 102) in die talseitige Gleisbremse (70 ... 77) die minimale Laufzeit für die Strecke von der bergseitigen Gleisbremse (61, 61) bis in die talseitige Gleisbremse (70 ... 77) unter Berücksichtigung des minimal zu erwartenden Laufwiderstands berechnet wird,
- b. aus der zuvor bestimmten minimal zulässigen Einlaufgeschwindigkeit für den jeweiligen Ablauf (100 ... 102) in die talseitige Gleisbremse (70 ... 77) die maximale Laufzeit für die Strecke von der bergseitigen Gleisbremse (61, 61) bis in die talseitige Gleisbremse (70 ... 77) unter Berücksichtigung eines maximal zu erwartenden Laufwiderstands berechnet wird,
- c. aus einem durch die jeweilige maximale Laufzeit und die jeweilige minimale Laufzeit vorgegebenen jeweiligen Lauzeitintervall eine Laufzeit für den betreffenden Ablauf und die betreffende Gleisbremse ausgewählt wird,
- a. from the previously determined maximum permissible entry speed for the respective process (100 ... 102) into the downhill track brake (70 ... 77), the minimum running time for the route from the uphill track brake (61, 61) to the downhill track brake ( 70 ... 77) is calculated taking into account the minimum expected running resistance,
- b. from the previously determined minimum permissible entry speed for the respective process (100 ... 102) into the downhill track brake (70 ... 77), the maximum running time for the route from the uphill track brake (61, 61) to the downhill track brake ( 70 ... 77) is calculated taking into account a maximum expected running resistance,
- c. from a given by the respective maximum term and the respective minimum term Running time interval a running time is selected for the relevant process and the relevant track brake,
Zur weiteren Bearbeitung wird das Problem mit anderen Worten vorteilhaft von der Geschwindigkeits- in eine Zeitdarstellung überführt, indem die minimale und die maximale Einlaufgeschwindigkeit in die nächste Gleisbremse oder einen anderen Zielpunkt jeweils in eine Laufzeit von der steuernden Gleisbremse bis zum Einlauf in die nächste Gleisbremse oder einen anderen Zielpunkt umgerechnet werden. Um im Zuge der späteren Optimierung eine feste Laufzeit des Ablaufs für diesen Abschnitt auswählen zu können, muss jede als Lösung wählbare Laufzeit durch die Auslaufgeschwindigkeit der steuernden Gleisbremse sowohl für den Gutläufer (GL) als auch für den Schlechtläufer (SL) ansteuerbar sein. Dies wird erreicht durch eine Betrachtung der Geschwindigkeitskurve. Um eine identische Laufzeit zu erreichen wird
- der GL langsam aus der steuernden Gleisbremse entlassen, um dann mit einer gegenüber seiner durchschnittlichen Geschwindigkeit im Abschnitt erhöhten Zielgeschwindigkeit in die Folgebremse einzulaufen.
- der SL schneller aus der steuernden Gleisbremse entlassen, um dann infolge seines schlechten Laufverhaltens mit einer gegenüber seiner durchschnittlichen Geschwindigkeit im Abschnitt langsameren Einlaufgeschwindigkeit die nächste Gleisbremse zu erreichen.
- The GL is slowly released from the controlling track brake in order to then enter the following brake at a target speed that is higher than its average speed in the section.
- the SL is released from the controlling track brake more quickly and then, due to its poor running behavior, reaches the next track brake with an entry speed that is slower than its average speed in the section.
Werden diese beiden Ergebnisse mit den zuvor berechneten minimalen und maximalen Einlaufgeschwindigkeiten in die Folgebremse begrenzt, so begrenzen die minimale Laufzeit für den Gutläufer (GL) und die maximale Laufzeit für den Schlechtläufer (SL) jenes Zeitfenster, in dem die Gleisbremse später im realen Abdrücken durch Anpassung ihrer Bremsenauslaufgeschwindigkeit jede Laufzeit ansteuern kann, sofern der Laufwiderstand im Konfidenzintervall liegt.If these two results are limited with the previously calculated minimum and maximum entry speeds into the following brake, then the minimum running time for the good runner (GL) and the maximum running time for the poor runner (SL) limit the time window in which the track brake later applies in real application Adjusting your brake run-out speed can control any running time, provided the running resistance is within the confidence interval.
Anhand der so durch das Laufzeitintervall vorgegebenen Zeitfenster, die den jeweils lokalen Lösungsbereich für jeden Abschnitt im Laufweg jedes Ablaufs beschreiben, kann die gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Gesamtlösung des Abdrückvorganges durch Variation der Bremseneinlaufgeschwindigkeiten mit vertretbarem Rechenaufwand gesucht werden, wobei dazu entweder altruistische Verfahren, so z.B. die Ausschöpfung der Zeitreserven bei Abläufen in Laufwegbereichen ohne Vor- oder Nachläufer, die Entzerrung von Ablauffolgen mit einer gemeinsamen letzten trennenden Weiche, ev. auch mit anschließender Relaxation zur Entschärfung extremer Lösungen oder aber auch Standardoptimierungsverfahren wie z.B. das Nelder-Mead-Verfahren herangezogen werden können, wobei auch eine Kombination aus altruistischen Methoden mit den mathematischen Optimierungsverfahren möglich ist. Dabei kann jede im Zuge der Optimierung gewählte Lösung in Form der Auswahl einer Kombination von Bremsenauslaufgeschwindigkeiten erst nach einer anschließenden Optimierung der Abdrückgeschwindigkeit bezüglich ihrer Verringerung der Abdrückdauer bewertet werden, was erfindungsgemäß erst durch die Begrenzung des Rechenaufwandes infolge der Einschränkung auf eine begrenzte Anzahl voneinander unabhängiger Lösungen der Simulation mit vertretbarer Rechenzeit möglich ist. Die genannten Optimierungsverfahren sind in diesem Zusammenhang nur beispielhaft genannt und genauso wie weitere ungenannte Optimierungsverfahren an sich bekannt.Based on the specified by the runtime interval Time windows, which describe the local solution area for each section in the path of each process, can be used to search for the overall solution to the push-off process, which is improved compared to the prior art, by varying the brake run-in speeds with a reasonable amount of calculation, using either altruistic methods, such as exhausting the time reserves Processes in route areas without precursors or downstream runners, the equalization of sequences with a common final separating switch, possibly also with subsequent relaxation to defuse extreme solutions or standard optimization processes such as the Nelder-Mead process can be used, although a combination can also be used from altruistic methods using mathematical optimization methods. Each solution chosen in the course of the optimization in the form of selecting a combination of brake run-out speeds can only be evaluated with regard to its reduction in the pressing-off time after a subsequent optimization of the pressing-off speed, which according to the invention is only possible by limiting the computing effort as a result of the restriction to a limited number of independent solutions the simulation is possible with reasonable computing time. The optimization methods mentioned are only mentioned as examples in this context and, like other unnamed optimization methods, are known per se.
In der Simulation wird ein Zeitfenster in Form eines Laufzeitintervalls bereitgestellt, in welches die Gleisbremse mit dem Ablauf später ungeachtet seiner realen Laufeigenschaften ablaufdynamisch zielen kann. Anhand der Variation der Einlaufzeit in dem jeweiligen Zeitfenster für alle zu simulierenden Abläufe an ihren Gleisbremsen kann eine dichtere Folge der Gesamtheit der Abläufe berechnet werden.In the simulation, a time window is provided in the form of a running time interval, into which the track brake can later target the process dynamically, regardless of its real running characteristics. Based on the variation of the run-in time in the respective time window for all processes to be simulated on their track brakes, a more dense sequence of the entirety of the processes can be calculated.
Die hier beschriebene Einschränkung auf ein Zeitfenster (Laufzeitintervall) ermöglicht es außerdem, in der Simulation trotz der noch unbestimmten Laufeigenschaften einen eindeutigen Zielzeitpunkt im nächsten Zielort und damit eine feste Laufzeit in diesem Gleisabschnitt von der Gleisbremse bis zum nächsten Ziel festzulegen, da per Definition und Berechnung des Zeitfensters alle darin gewählten Laufzeiten später unabhängig von realen Laufverhalten durch die Bremse ansteuerbar sind, sofern das reale Laufverhalten im Konfidenzintervall liegt. Ohne diese Maßnahme ergäbe sich als mögliche Durchlaufdauer für den betreffenden Gleisabschnitt ein Zeitbereich, wodurch sich die ZWL-Trompete von Bremsenstaffel zu Bremsenstaffel verbreitern würde.The restriction to a time window (running time interval) described here also makes it possible in the simulation to have a clear target time in the next destination and thus a fixed running time in this track section from the track brake to the next destination, despite the still undetermined running characteristics because by defining and calculating the time window, all running times selected in it can later be controlled by the brake independently of real running behavior, provided that the real running behavior is within the confidence interval. Without this measure, the possible transit time for the relevant track section would result in a time range, which would cause the ZWL trumpet to expand from brake squadron to brake squadron.
Zusätzlich ermöglicht die Verwendung der Zeitfenster bei der Auswahl der lokalen Lösungen eine stufenlose Erhöhung der Sicherheit in Form von Randbereichen der Zeitfenster, welche ausgespart werden können, um die Methode an etwaige Ungenauigkeiten bei der realen Steuerung der Bremsenauslaufgeschwindigkeiten anzupassen oder auch eine grundlegende Toleranz des realen Abdrückvorgangs gegenüber temporären Abweichungen vom exakten Simulationsergebnis zu garantieren.In addition, the use of the time windows when selecting the local solutions enables a continuous increase in safety in the form of edge areas of the time windows, which can be left out in order to adapt the method to any inaccuracies in the real control of the brake run-out speeds or even a basic tolerance of the real push-off process against temporary deviations from the exact simulation result.
Die Ergebnisse des Verfahrens werden
- im Falle des Simulationsverfahrens als die berechneten Abdrückgeschwindigkeiten und berechneten Einlaufgeschwindigkeit im bzw. der Laufzeit bis zum nächsten Zielort für jeden Ablauf ausgegeben,
- im Falle des Steuerungsverfahrens die Abdrücklokomotive mit dem Ziel des Erreichens der Abdrückgeschwindigkeit jedes Ablaufes steuern und die mindestens eine Gleisbremse mit dem Ziel des Erreichens der Einlaufgeschwindigkeit im bzw. der Laufzeit bis zum nächsten Zielort für jeden Ablauf steuern.
- in the case of the simulation method, output as the calculated push-off speeds and calculated entry speed in or during the running time to the next destination for each process,
- in the case of the control method, control the push-off locomotive with the aim of achieving the push-off speed of each process and control the at least one track brake with the aim of reaching the entry speed in or the running time to the next destination for each process.
Im Ergebnis ermöglicht es die erfindungsgemäße Lösung damit, trotz nicht oder nur ungenügend bekannter Laufeigenschaften a priori einen zeitlich optimierten Verlauf der Abdrückgeschwindigkeiten für die einzelnen Abläufe zu berechnen. Im Gegensatz zu aktuell verwendeten Methoden erfolgt die Optimierung nicht mit Blick auf Gleichmäßigkeit (d. h. alle Abläufe werden zeitgleich wie der Grenzschlechtläufer, also dem Ablauf mit den schlechtesten zu erwartenden Laufeigenschaften geplant), sondern bei der Optimierung wird möglichst das zeitliche Potential jedes individuellen Ablaufes ausgeschöpft (natürlich in den Grenzen der Möglichkeiten des erfindungsgemäßen Algorithmus sowie den mechanischen Grenzen, die durch die Ablaufanlagen und die Abdrücklokomotive vorgegeben sind).As a result, the solution according to the invention makes it possible to calculate a priori a time-optimized course of the push-off speeds for the individual processes, despite running characteristics that are not or only insufficiently known. In contrast to the methods currently used, the optimization is not carried out with a view to uniformity (i.e. all processes are planned at the same time as the borderline poor runner, i.e. the process with the worst expected running properties), but rather the time potential of each individual process is exploited as far as possible during optimization ( of course within the limits of Possibilities of the algorithm according to the invention as well as the mechanical limits that are specified by the drainage systems and the push-off locomotive).
Im Gegensatz zum bisherigen Verfahren, in dem nur versucht wird, die statischen ZWL-Trompeten durch die Variation der Abdrückgeschwindigkeit am Berggipfel möglichst dicht aneinander zu bringen, kann hier durch die wechselseitige Anpassung der Trompeten per Anpassung der Bremsenauslaufgeschwindigkeiten und die zugehörige optimale Abdrückgeschwindigkeit eine Gesamtoptimierung des Abdrückvorganges berücksichtigt werden. Als Ergebnis der Anpassungen in der Verteilzone verkürzt sich die Abdrückdauer des Zuges, steigt also die realisierbare Leistung der Ablaufanlage durch eine zeitlich engere Abfolge der Abdrückvorgänge.In contrast to the previous method, in which only an attempt is made to bring the static ZWL trumpets as close together as possible by varying the push-off speed at the mountain peak, an overall optimization of the The pressing process must be taken into account. As a result of the adjustments in the distribution zone, the push-off time of the train is shortened and the realizable performance of the drainage system increases due to a closer sequence of push-off processes.
Die Erfindung erlaubt es somit, bereits vor Beginn des Abdrückvorganges trotz unbekannter Ablaufeigenschaften eine Berechnung der möglichen Bremsenauslaufgeschwindigkeiten respektive Laufzeiten bis zur Folgebremse und Einlaufgeschwindigkeiten in dieselbe für jeden Ablauf durchzuführen und daraus Kombinationen zu bestimmen, die die Leistungsfähigkeit für den gesamten Zug erhöhen, d. h. die Abdrückgeschwindigkeit im Rahmen der technischen Möglichkeiten und Grenzen der realen Ablaufanlage (z. B. Leistung der Abdrücklokomotive und Bremsvermögen der Gleisbremsen) zu optimieren - mit dem Effekt, dass die Abdrückdauer des Zuges (also die Zeit, die das Abdrücken des gesamten Zuges benötigt) minimiert wird.The invention thus makes it possible to carry out a calculation of the possible brake run-out speeds or running times up to the subsequent brake and entry speeds into the same for each process before the start of the pressing process, despite unknown process properties, and to determine combinations from this that increase the performance for the entire train, i.e. H. to optimize the push-off speed within the scope of the technical possibilities and limits of the real delivery system (e.g. performance of the push-off locomotive and braking capacity of the track brakes) - with the effect that the push-off time of the train (i.e. the time it takes to push off the entire train) is minimized.
Im Gegensatz zum FDeltaV-Verfahren, welches zur optimalen Wirkungsweise einer möglichst symmetrischen Bauweise des Ablaufberges (König-Bauform mit bombiertem Höhenprofil) bedarf, kann sich das neue Verfahren infolge der lokalen Anpassungen der ZWL an Besonderheiten des Gleisbildes wie z.B. nicht einheitliche Bergabstände innerhalb von Bremsenstaffeln, stark unterschiedliche Anzahl von Weichen bis ins Richtungsgleis oder auch auf unterschiedlicher Höhe laufende Laufwege anpassen.In contrast to the FDeltaV process, which requires the most symmetrical design of the run-off crest to be optimally effective (König design with a cambered height profile), the new process can adapt to special features of the track layout as a result of the local adjustments to the ZWL, such as non-uniform mountain distances within brake relays , very different numbers of switches up to the directional track or even walkways that run at different heights.
Das gelöste Optimierungsproblem besteht somit grob aus n (n = Anzahl der zu optimierenden Abläufe x Anzahl der im Sinne des Verfahrens steuerbaren Bremsen) unabhängigen Lösungsmengen. Aus diesen kann mit altruistischen Methoden oder auch per Optimierungsverfahren, zum Beispiel Nelder-Mead-Verfahren oder Verfahren maschinellen Lernens, für jeden Ablauf und jede Gleisbremse eine Erhöhung der Leistungsfähigkeit berechnet werden. Ziel ist das Auffinden eines Optimums (nicht notwendigerweise des globalen Optimums aber zumindest eines lokalen Optimums) für die Abdrückdauer mindestes eines aus mehreren Abläufen bestehenden Zuges.The solved optimization problem therefore roughly consists of n (n = number of processes to be optimized x number of brakes that can be controlled in the sense of the method) independent solution sets. From these, an increase in performance can be calculated for each process and each track brake using altruistic methods or optimization methods, for example the Nelder-Mead method or machine learning methods. The aim is to find an optimum (not necessarily the global optimum but at least a local optimum) for the pushing time of at least one train consisting of several processes.
Um eine unter den bestehenden Randbedingungen möglichst hohe Abdrückleistung zu erzielen, wird der gesamte Abdrückvorgang bereits vor Beginn des Abdrückens berechnet. Das Ergebnis der Berechnung ist eine Folge von den einzelnen Abläufen zugeordneten Abdrückgeschwindigkeiten. Dieser Geschwindigkeitsverlauf ist durch zwei Bedingungen begrenzt. Zum einen gibt es insofern eine ablaufdynamische Begrenzung durch die Lok und das Bergprofil, als dass die Differenz zwischen zwei aufeinander folgenden Abdrückgeschwindigkeiten technisch begrenzt ist. Andererseits müssen die so genannten Zeit-Weg-Linien (des Weiteren ZWL genannt) durch die Verteilzone so geartet sein, dass sie über den vollen Laufweg einen ausreichenden zeitlichen und räumlichen Mindestabstand zwischen den Abläufen sicherstellen. Diese ZWL werden beschrieben durch den Weg der ersten Achse des betreffenden Ablaufes entlang des Laufwegs, die sogenannte Belegungsachse und den Weg der letzten Achse, genannt die Räumachse. Der für die Bewertung des effektiven Abstands noch verbleibende Pufferüberhang wird durch einen entsprechenden Aufschlag für den räumlichen Mindestabstand erfasst.In order to achieve the highest possible pressing performance under the existing conditions, the entire pressing process is calculated before the pressing begins. The result of the calculation is a sequence of push-off speeds assigned to the individual processes. This speed curve is limited by two conditions. On the one hand, there is a dynamic limitation due to the locomotive and the mountain profile, in that the difference between two successive push-off speeds is technically limited. On the other hand, the so-called time-distance lines (hereinafter referred to as ZWL) through the distribution zone must be designed in such a way that they ensure a sufficient minimum time and spatial distance between the processes over the full route. These ZWL are described by the path of the first axis of the relevant process along the path, the so-called occupancy axis, and the path of the last axis, called the clearing axis. The buffer overhang remaining for the evaluation of the effective distance is recorded by a corresponding surcharge for the minimum spatial distance.
Das Bremsvermögen hängt mit der maximalen und minimalen Bremsarbeit einer Gleisbremse zusammen. Die maximale bzw. minimale Bremsarbeit ist zwar grundlegend bauartbedingt, kann jedoch sowohl - zum Beispiel entsprechend des Wartungszustandes - reduziert werden als auch von den Ablaufeigenschaften wie Schwappwagen (unvollständig gefüllter Kesselwagen) oder Gewicht der leichtesten Achse abhängig gemacht werden. Mit anderen Worten kann im Intervall der maximal und minimal möglichen Bremsarbeit ein (maximales und/oder minimales) Bremsvermögen festgelegt werden, um den zusätzlich genannten Aspekten Rechnung zu tragen.The braking ability is related to the maximum and minimum braking work of a track brake. The maximum or minimum braking work is fundamentally dependent on the design, but can be reduced - for example according to the maintenance status - as well as on the process characteristics such as slosh wagon (incompletely filled tank wagon) or weight of the depend on the lightest axle. In other words, a (maximum and/or minimum) braking capacity can be defined in the interval of the maximum and minimum possible braking work in order to take the additionally mentioned aspects into account.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Vielzahl abzudrückender Abläufe mehrere bis alle Abläufe eines Zuges beim Simulieren berücksichtigt werden.According to one embodiment of the invention, it is provided that several to all processes of a train are taken into account during simulation as a large number of processes to be printed.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass als Vielzahl abzudrückender Abläufe zusätzlich auch Abläufe eines nachfolgenden Zuges und/oder vorausfahrenden Zuges beim Simulieren berücksichtigt werden, sodass die Gesamtoptimierung auch zugübergreifend erfolgt.According to one embodiment of the invention, it is provided that, as a large number of processes to be printed, processes of a following train and/or a train in front are also taken into account when simulating, so that the overall optimization also takes place across trains.
Als Zug soll im Zusammenhang mit dieser Erfindung ein Wagenverband verstanden werden, der als Gesamtheit durch die Abdrücklokomotive zwecks Trennung in Abläufe (die auch aus mehreren Wagen bestehen können) in die Ablaufanlage geschoben wird. Der Vorteil, als Vielzahl von Abläufen mehrere bis alle zu einem Zug gehörenden Abläufe zu berücksichtigen, liegt darin, dass eine für den gesamten Zug optimierte Ablaufplanung angestrebt werden kann oder sogar noch der nachfolgende Zug oder der vorausfahrende Zug berücksichtigt werden können.In the context of this invention, a train should be understood as a wagon group, which is pushed as a whole into the drainage system by the push-off locomotive for the purpose of separation into processes (which can also consist of several wagons). The advantage of taking several or all of the processes belonging to a train into account as a large number of processes is that you can aim for a process planning that is optimized for the entire train or that the following train or the train in front can even be taken into account.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass in der Simulation ein maximales Beschleunigungsvermögen der Abdrücklokomotive bei der Berechnung der Abdrückgeschwindigkeit berücksichtigt wird.According to one embodiment of the invention, it is provided that in the simulation a maximum acceleration capacity of the push-off locomotive is taken into account when calculating the push-off speed.
Die mechanischen Eigenschaften der zum Einsatz kommenden Abdrücklokomotive begrenzen die tatsächlich realisierbaren Änderungen der Abdrückgeschwindigkeit zwischen den Abläufen und dadurch das in der Simulation ermittelte Optimierungspotenzial.The mechanical properties of the push-off locomotive used limit the changes in push-off speed that can actually be achieved between processes and thus the optimization potential determined in the simulation.
Unter dem Beschleunigungsvermögen der Abdrücklokomotive ist auch ein negatives Beschleunigungsverhalten zu verstehen, also das Bremsen.The acceleration capacity of the push-off locomotive also includes negative acceleration behavior, i.e. braking.
Die genannte Aufgabe wird alternativ mit dem eingangs angegebenen Anspruchsgegenstand (Vorrichtung) erfindungsgemäß auch dadurch gelöst, dass die Ablaufanlage mit einem Simulationsprogramm eingerichtet ist, ein Verfahren zum rechnergestützten Simulieren oder ein Verfahren zum Steuern einer Vielzahl von Abläufen nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen.The stated object is alternatively achieved according to the invention with the subject matter of the claim (device) specified at the outset in that the process system is set up with a simulation program to carry out a method for computer-aided simulation or a method for controlling a large number of processes according to one of the preceding claims.
Mit der Vorrichtung lassen sich die Vorteile erreichen, die im Zusammenhang mit dem obenstehend näher beschriebenen Verfahren bereits erläutert wurden. Das zum erfindungsgemäßen Verfahren Aufgeführte gilt entsprechend auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.The device can be used to achieve the advantages that have already been explained in connection with the method described in more detail above. What is stated about the method according to the invention also applies accordingly to the device according to the invention.
Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammprodukts jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind. Das Computerprogrammprodukt umfasst Programmbefehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen dazu veranlassen, das Verfahren oder zumindest computerimplementierte Schritte des Verfahrens durchzuführen.Furthermore, a computer program product with program instructions for carrying out the method according to the invention and/or its exemplary embodiments is claimed, wherein the method according to the invention and/or its exemplary embodiments can be carried out by means of the computer program product. The computer program product includes program instructions which, when the program is executed by a computer, cause the computer to carry out the method or at least computer-implemented steps of the method.
Die Bereitstellung erfolgt in Form eines Programmdatenblocks als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in ein System eingelesen, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird.The provision takes place in the form of a program data block as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, of the computer program product. This provision can also be made, for example, as a partial download consisting of several parts. Such a computer program product is read into a system using the provision device, for example, so that the method according to the invention is carried out on a computer.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben.Further details of the invention are described below with reference to the drawing. The same or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numbers and are only explained several times to the extent that there are differences between the individual figures.
Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden und damit auch einzeln oder in einer anderen als der gezeigten Kombination als Bestandteil der Erfindung anzusehen sind. Des Weiteren sind die beschriebenen Komponenten auch durch mit den vorstehend beschriebenen Merkmalen der Erfindung kombinierbar.The exemplary embodiments explained below are preferred embodiments of the invention. In the exemplary embodiments, the described components of the embodiments each represent individual features of the invention that can be viewed independently of one another, which also develop the invention independently of one another and are therefore to be viewed as part of the invention individually or in a combination other than that shown. Furthermore, the components described can also be combined with the features of the invention described above.
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, in der ein Computerprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens installiert ist, -
Figur 2 in exemplarischen Zeit-Weg-Diagrammen ZWL als Ergebnis von Simulationen eines beispielhaften Ablaufvorganges eines Zuges gemäßFigur 1 , -
Figur 1 zeigt in einer schematischen Skizze einAusführungsbeispiel einer Ablaufanlage 10 mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung, in der ein Computerprogramm zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens installiert ist. Dabei stellt der obere Teil derFigur 1 das Gleisbild der Ablaufanlage 10 und der untere Teil der Figur das Gefälleprofil beziehungsweise einen Längsschnitt der Ablaufanlage 10 dar.
-
Figure 1 in a schematic sketch an exemplary embodiment of a drain system with an exemplary embodiment of the control device according to the invention, in which a computer program for carrying out the method according to the invention is installed, -
Figure 2 in exemplary time-distance diagrams ZWL as a result of simulations of an exemplary process of a trainFigure 1 , -
Figure 1 shows a schematic sketch of an exemplary embodiment of adrain system 10 with an exemplary embodiment of the control device according to the invention, in which a computer program for carrying out the method according to the invention is installed. The upper part of theFigure 1 the track diagram of thedrain system 10 and the lower part of the figure shows the gradient profile or a longitudinal section of thedrain system 10.
Entsprechend der Darstellung der
Neben den genannten Komponenten der Ablaufanlage 10 sind in
Zur Steuerung der Talbremsstaffel TB, enthaltend die Talbremsen 60 und 61 ist in
Die Talbremsensteuerung 200 ist über eine Schnittstelle 231, die Bergbremssteuerung 250 ist über eine Schnittstelle 233 und die Richtungsgleisbremsensteuerung ist über eine Schnittstelle 232 mit einer zentralen Steuervorrichtung 230 der Ablaufanlage 10 verbunden. Dies bedeutet, dass durch die Komponenten 200, 220, 230 und 250 insgesamt eine Steuereinrichtung zum Steuern der Gleisbremsen, also der Bergbremsen 90, 91, Talbremsen 60, 61 sowie der Richtungsgleisbremsen 70 bis 77, in Form eines verteilten Steuerungssystems gebildet wird. Alternativ hierzu wäre es selbstverständlich beispielsweise auch möglich, dass die Bergbremsen 90, 91, die Talbremsen 60, 61 sowie die Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 unmittelbar mit der zentralen Steuervorrichtung 230 verbunden sind und gesteuert werden (nicht dargestellt).The
Die Ermittlung von Steuerparametern für die Gleisbremsen in Form der Bergbremsen 90, 91, der Talbremsen 60, 61 sowie der Richtungsgleisbremsen 70 bis 77 der Ablaufanlage 10 erfolgt derart, dass eine bremsübergreifende Betrachtung beziehungsweise Optimierung der jeweiligen Geschwindigkeiten der Abläufe 100, 101, 102 vorgenommen wird. Im Rahmen des beschriebenen Ausführungsbeispiels sei hierbei angenommen, dass bis auf Ablauf 102 alle Abläufe für das Richtungsgleis 50 bestimmt sind und daher auf ihrem Laufweg nacheinander die Bergbremse 91, die Talbremse 60 und anschließend die Richtungsgleisbremse 70 passieren, wogegen der Ablauf 102 nach der Talbremse 60 infolge der trennenden Weiche 80 in das Richtungsgleis 57 mit der Richtungsgleisbremse 77 läuft.The determination of control parameters for the track brakes in the form of the
Beispielsweise kann bei aufeinanderfolgenden Abläufen, deren Laufwege sich an einer der Weichen trennen, eine Prüfung auf Einholvorgänge hinter der die Laufwege trennenden Weiche außer Betracht bleiben. Hierin liegt ein weiteres Optimierungspotenzial bei der Simulation des Ablaufvorganges.For example, in the case of successive processes whose routes separate at one of the switches, a check for retrieving processes behind the switch separating the routes can be ignored. This provides further optimization potential when simulating the process.
Zwecks Durchführung des Verfahrens weist die durch die zentrale Steuervorrichtung 230, die Talbremsensteuerung 200 sowie die Richtungsgleisbremsensteuerung 220 gebildete Steuereinrichtung neben hardwaretechnischen Komponenten, etwa in Form entsprechender Prozessoren und Speichermittel, weiterhin softwaretechnische Komponenten, etwa in Form von Programmmodulen zur Simulation des Laufverhaltens der Abläufe 100, 101, auf.In order to carry out the method, the control device formed by the
In
Auf der x-Achse ist der Ablaufweg x der ablaufenden Abläufe dargestellt. Um dies besser zu verdeutlichen, ist das Ablaufprofil aus
Für eine Betrachtung der Simulationsergebnisse dahingehend, dass Einholvorgänge bei jeweils aufeinanderfolgenden Abläufen, also dem Vorläufer und dem zugehörigen Nachläufer, verhindert werden sollen, sind also die Bereiche zwischen den jeweils benachbarten Trompeten T1 ... T6 maßgeblich, soweit und solange die Trompeten zu direkt aufeinander folgenden Abläufen gehören (hierzu im Folgenden noch mehr).When considering the simulation results in such a way that catch-up processes are to be prevented in successive processes, i.e. the precursor and the associated follower, the areas between the adjacent trumpets T1 ... T6 are decisive, as far as and as long as the trumpets are directly on top of each other The following processes include (more on this below).
Gemäß einer ersten Variante der Erfindung ist in
Darüber hinaus muss jede so gefundene Lösung einer Optimierung der Abdrückgeschwindigkeit unterzogen werden, welche einerseits die zeitlichen Abstände zwischen den neu geformten Trompeten berücksichtigt - so kann zum Beispiel der zwischen Trompete T1 und T2 bisher unkritische Zeitabstand ZA in der Talbremse 60 der minimale Zeitabstand zwischen den Abläufen werden und die zeitliche Annäherung begrenzen (in diesem Fall kann Δt3 als zeitliches Optimierungspotential für die Abdrückdauer nicht voll ausgeschöpft werden) - und andererseits die durch die Lokeigenschaften begrenzte mögliche Änderung der Abdrückgeschwindigkeiten zwischen den Abläufen berücksichtigt.In addition, any solution found in this way must be subjected to an optimization of the push-off speed, which on the one hand takes into account the time intervals between the newly formed trumpets - for example, the previously uncritical time interval ZA between trumpets T1 and T2 in the
In
Wie
In dem weiteren Anwendungsbeispiel erreicht ein Ablauf z. B. eine Gleisbremse. Dieser sind die in der zuletzt berechneten Simulation festgelegte Soll-Laufzeit bis zum nächsten Laufziel, die ermittelte Einlaufgeschwindigkeit und der aktuelle gemessene oder berechnete Wert des Laufwiderstands bekannt. Befindet sich der Laufwiderstandswert innerhalb des in der Simulation verwendeten Konfidenzintervalls, so kann die Bremsensteuerung die zur Erreichung der Soll-Laufzeit notwendige Auslaufgeschwindigkeit aus der Gleisbremse berechnen und ansteuern. Ist dies aufgrund einer von der Simulation zu stark abweichenden Einlaufgeschwindigkeit nicht möglich oder befindet sich der aktuelle Wert des Laufwiderstands außerhalb des in der Simulation verwendeten Konfidenzintervalls, so können Korrekturmaßnahmen ausgelöst werden. Dazu können Maßnahmen zählen wie Festbremsen, Aufpuffern, das Umlegen von Schutzweichen oder aber auch die Neuberechnung und Änderung von Soll-Laufzeiten für andere, noch nicht fertig gebremste Abläufe. Sinngemäß können all diese Berechnungen statt von der Bremsensteuerung auch teilweise oder ganz von jener Steuerung ausgeführt werden, die die ursprüngliche Simulation durchgeführt hatte.In the further application example, a process e.g. B. a track brake. This knows the target running time defined in the last calculated simulation until the next running target, the determined running-in speed and the current measured or calculated value of the running resistance. Is the running resistance value within that used in the simulation Confidence interval, the brake control can calculate and control the coasting speed from the track brake necessary to achieve the target running time. If this is not possible due to an inlet speed that deviates too much from the simulation or if the current value of the running resistance is outside the confidence interval used in the simulation, corrective measures can be triggered. These can include measures such as braking, buffering, moving protective switches or even recalculating and changing target running times for other processes that have not yet been fully braked. In other words, instead of being carried out by the brake control, all of these calculations can also be carried out partially or completely by the control that carried out the original simulation.
Die im ersten Durchlauf DL1 und im zweiten Durchlauf DL2 erläuterten Potenziale für eine Minimierung der Abdrückdauer sind lediglich Beispiele und der besseren Übersichtlichkeit halber in zwei unterschiedlichen Durchläufen dargestellt. Es ist dem Fachmann durchaus geläufig, dass die Potenziale auch in ein und demselben Simulationsdurchlauf gehoben werden können. Die Simulation findet erfindungsgemäß ja gerade statt, um vorhandene Optimierungspotenziale ausfindig zu machen und auszuschöpfen. Dabei können die dargestellten Optimierungspotenziale identifiziert und genutzt werden. Gleichzeitig sind gewöhnlich weitere Optimierungspotenziale auffindbar, die in den Beispielen gemäß
Eine weitere Anwendung findet sich in der möglichen Bauweise von Ablaufanlagen. Nach dem Stand der Technik wird die Berghöhe durch den gesamten Laufwiderstand des am schlechtesten laufenden Wagens aus dem gesamten Rollmaterial bis in das Richtungsgleis bestimmt, die gesamte Bremsarbeit der installierten Bremsstaffeln durch die Differenz des gesamten Laufwiderstandes zwischen diesem und dem am besten laufenden Wagen aus dem gesamten Rollmaterial. Dies hat jedoch zur Folge, dass das Zeitverhalten eines Ablaufs, der das Richtungsgleis nur mit geringer Bremseneinwirkung erreichen kann, kaum zeitlich steuerbar ist. Durch eine entsprechend größere Berghöhe und eine um diese Höhendifferenz angehobene gesamte Bremsarbeit der installierten Bremseneinrichtungen wird auch das zeitliche Verhalten von sehr schlecht laufenden Abläufen deutlich besser steuerbar und steigen daher auch Optimierbarkeit und Abdrückleistung des neuen Verfahrens.Another application can be found in the possible construction of drain systems. According to the state of the art, the mountain height is determined by the total running resistance of the worst-running car from the entire rolling stock up to the directional track is determined, the total braking work of the installed brake relays is determined by the difference in the total running resistance between this and the best-running car from the entire rolling stock. However, this means that the timing of a process that can only reach the directional track with little brake action can hardly be controlled in time. Due to a correspondingly higher mountain height and a total braking work of the installed brake devices that is increased by this height difference, the temporal behavior of very poorly running processes can be controlled significantly better and therefore the optimizability and push-off performance of the new process also increase.
- 1010
- Ablaufanlagedrain system
- 2020
- AblauframpeDrain ramp
- 3030
- ZwischenneigungIntermediate slope
- 4040
- Verteilzonedistribution zone
- 80 ... 8680...86
- Verteilweichendistribution switches
- 50 ... 5750...57
- RichtungsgleiseDirectional tracks
- 90, 9190, 91
- BergbremsenMountain brakes
- 60, 6160, 61
- TalbremsenValley brakes
- 70 ... 7770...77
- RichtungsgleisbremsenDirectional track brakes
- 100 ... 102100...102
- AblaufSequence
- 110110
- AbdrücklokomotivePush-off locomotive
- 200200
- TalbremsensteuerungValley brake control
- 250250
- BergbremsensteuerungMountain brake control
- 220220
- RichtungsgleisbremsensteuerungDirectional track brake control
- 230230
- zentrale Steuervorrichtungcentral control device
- 211, 221, 231, 233, 241, 251211, 221, 231, 233, 241, 251
- Schnittstelleinterface
- BGBG
- BerggipfelMountain peaks
- APAP
- AbdrückpunktPush-off point
- BBB.B
- BergbremsstaffelMountain braking relay
- TBTB
- TalbremsstaffelValley brake relay
- RGBRGB
- RichtungsgleisbremsstaffelDirectional track brake squadron
- MSTMST
- Messstationmeasuring station
- AZ1 ... AZ3AZ1 ... AZ3
- AchszählerAxle counter
- tt
- ZeitTime
- xx
- Laufwegwalking path
- TWTW
- Trennungsweicheseparation switch
- l100 ... l102l100 ... l102
- Länge eines AblaufesLength of a process
- l60 l70 l91l60 l70 l91
- Länge einer GleisbremseLength of a track brake
- ZWLZWL
- Zeit-Weg-LinieTime-distance line
- T1 ... T6T1...T6
- ZWL-TrompeteZWL trumpet
- SDSD
- SperrdreieckLocking triangle
- ZAZA
- Zeitabstandtime interval
- ZAKZAK
- kritischer Zeitabstandcritical time interval
- UEU.E
- ÜberschneidungsbereichArea of overlap
- Δt1 ... Δt2Δt1 ... Δt2
- ZeitersparnisTime saving
Claims (11)
dadurch gekennzeichnet, dass für jeden Ablauf und für jede Gleisbremse
characterized in that for every process and for every track brake
dadurch gekennzeichnet,
dass als Vielzahl abzudrückender Abläufe mehrere oder alle Abläufe (100 ... 102) eines Zuges beim Simulieren berücksichtigt werden.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that several or all processes (100 ... 102) of a train are taken into account when simulating as a large number of processes to be printed.
dadurch gekennzeichnet,
dass als Vielzahl abzudrückender Abläufe auch zumindest jeweils ein Ablauf (100 ... 102) eines nachfolgenden Zuges und/oder vorausfahrenden Zuges beim Simulieren berücksichtigt wird.Method according to claim 4,
characterized,
that as a large number of processes to be printed, at least one process (100 ... 102) of a following train and / or a preceding train is also taken into account when simulating.
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Simulation Weichen als Trennungsweichen für die Laufwege (x) von aufeinanderfolgenden Abläufen, nämlich einem vorlaufenden Vorläufer und einem nachlaufenden Nachläufer berücksichtigt werden, indem nach erfolgter Trennung der Laufwege dem genannten Nachläufer sein aktueller Vorläufer und dem genannten Vorläufer sein aktueller Nachläufer zugeordnet wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that in the simulation, switches are taken into account as separating switches for the routes (x) of successive processes, namely a leading precursor and a trailing trailer, in that after the routes have been separated, the named trailer is assigned its current precursor and the named precursor is assigned its current trailer.
dadurch gekennzeichnet,
dass in der Simulation ein maximales Beschleunigungsvermögen der Abdrücklokomotive (110) bei der Berechnung der Abdrückgeschwindigkeiten berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims,
characterized,
that in the simulation a maximum acceleration capacity of the push-off locomotive (110) is taken into account when calculating the push-off speeds.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ablaufanlage (10) mit einem Simulationsprogramm ausgestattet und eingerichtet ist, ein Verfahren zum rechnergestützten Simulieren oder ein Verfahren zum Steuern einer Vielzahl von Abläufen (100 ... 102) nach einem der vorangehenden Ansprüche durchzuführen.Shunting system (10) for processes, with several routes (50-57) being implemented through the system (10), each with at least two track brakes, and a control for the at least two track brakes
characterized,
that the process system (10) is equipped with a simulation program and is set up to carry out a method for computer-aided simulation or a method for controlling a plurality of processes (100 ... 102) according to one of the preceding claims.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP22192395.6A EP4328112A1 (en) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | Method for operating a shunting series system and control device for a shunting series system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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EP22192395.6A EP4328112A1 (en) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | Method for operating a shunting series system and control device for a shunting series system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP4328112A1 true EP4328112A1 (en) | 2024-02-28 |
Family
ID=83362481
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP22192395.6A Pending EP4328112A1 (en) | 2022-08-26 | 2022-08-26 | Method for operating a shunting series system and control device for a shunting series system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP4328112A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102007040758A1 (en) * | 2007-08-29 | 2009-04-09 | Ais Automation Dresden Gmbh | Direction track brake controlling method for railway classification yard, involves comparing local time speed diagrams of trailer and front carriage, and controlling direction track brake |
DE102011079501A1 (en) | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for operating a technical draining system and control device for a technical waste disposal system |
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-
2022
- 2022-08-26 EP EP22192395.6A patent/EP4328112A1/en active Pending
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