EP4476104A1 - Eisenbahngleisanlage und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

Eisenbahngleisanlage und verfahren zu deren betrieb

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Publication number
EP4476104A1
EP4476104A1 EP23716422.3A EP23716422A EP4476104A1 EP 4476104 A1 EP4476104 A1 EP 4476104A1 EP 23716422 A EP23716422 A EP 23716422A EP 4476104 A1 EP4476104 A1 EP 4476104A1
Authority
EP
European Patent Office
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weather
information
fxl
dependent
friction
Prior art date
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Pending
Application number
EP23716422.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Malte Hammerl
Bernd Waldmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4476104A1 publication Critical patent/EP4476104A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/17—Using electrical or electronic regulation means to control braking
    • B60T8/1701—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles
    • B60T8/1705—Braking or traction control means specially adapted for particular types of vehicles for rail vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
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    • B60T17/228—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices for railway vehicles
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    • B60T2201/02—Active or adaptive cruise control system; Distance control
    • B60T2201/022—Collision avoidance systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60T2210/00—Detection or estimation of road or environment conditions; Detection or estimation of road shapes
    • B60T2210/10—Detection or estimation of road conditions
    • B60T2210/12—Friction

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a rail vehicle in a section of a railway track system.
  • the CBTC (communication-based train control) train control system has been established for local transport systems with dense train traffic.
  • a guaranteed emergency brake deceleration rate GEBR (GEBR: Guaranteed Emergency Brake Rate) is classically defined for the part of the CBTC system installed on board a train.
  • GEBR Guaranteed Emergency Brake Rate
  • the train manufacturer and local transport operators use the train's braking parameters for a worst-case scenario. This value is then passed on to the CBTC manufacturer for programming its CBTC onboard unit.
  • a train that nominally achieves a braking deceleration rate of 1.3 m/ s2 will operate with a GEBR of 0.75 m/ s2 on sections outside of tunnels and with a GEBR of 0.85 m/s2 on sections in the tunnel. s2 .
  • the invention is based on the object of specifying a method for operating a rail vehicle in a section of a railway track system, which enables a particularly dense train sequence and particularly late braking before stops or danger points.
  • a weather-dependent friction information is formed, which describes the friction conditions between the wheel and rail in the system section under the respective weather conditions, and the operation of the rail vehicle in the system section takes place taking into account the weather-dependent friction information.
  • a significant advantage of the method according to the invention is that for the system or. Due to the weather-dependent friction information measured for this track section, a particularly realistic estimate of the actual driving conditions is possible and, for example, a weather-dependent braking deceleration rate can be used as a basis for ferry operations in this section of the system.
  • a force indication is recorded as the at least one measured value influenced by the weather using a measuring device arranged locally in the area of the system section.
  • the measuring device is therefore preferably a force measuring device.
  • the friction information is a static friction information that describes the static friction between the wheel and the rail in the system section.
  • the static friction information is preferably a static friction coefficient or a static friction coefficient.
  • a weather-dependent braking deceleration rate is determined using the friction information and the rail vehicle is operated in the system section taking the weather-dependent braking deceleration rate into account.
  • the above-mentioned force measuring device arranged locally in the area of the system section therefore preferably comprises at least two parts that are in mechanical contact, which it moves relative to one another in order to measure the force to be applied for the relative movement to form the force specification and to calculate the friction specification using the force specification.
  • the two parts that are used as parts of the measuring device for measuring the measured value influenced by the weather are preferably metal parts, in particular steel parts. It is particularly advantageous if one of the two metal parts is a rail made of the same metal (e.g. steel) as the rails in the system section and the other of the two parts is a wheel made of the same metal (e.g. steel) as the wheels of the rail vehicle is .
  • the rail and the wheel which are used as parts of the measuring device for measuring the measured value influenced by the weather, are preferably scaled-down versions of the rails of the railway track and the wheels of the rail vehicle.
  • the recording of the at least one measured value is preferably repeated regularly or irregularly and the weather-dependent This friction information is preferably updated regularly or irregularly.
  • the weather-dependent friction information when forming or updating the weather-dependent friction information, in a particularly preferred embodiment of the method, several previously recorded measured values are used, with averaging, smoothing and / or filtering of the previously recorded measured values and the current measured value being carried out.
  • the rail vehicle is preferably operated taking into account the most recently updated weather-dependent friction information.
  • a plausibility check is preferably carried out, and an implausible friction information is preferably ignored.
  • the minimum distance between the rail vehicle and a rail vehicle in front is determined taking into account the weather-dependent friction information.
  • the at least one measured value influenced by the weather is recorded with a redundant measuring device.
  • the weather-dependent friction information is formed with a redundantly operating evaluation device.
  • the invention also relates to a railway track system.
  • a measuring device is present locally in the area of a section of the railway track system, which records at least one measured value influenced by the weather.
  • a trackside transmission device which transmits the measured value influenced by the weather, a weather-dependent friction information calculated with the measured value and/or other information derived therefrom, in particular a weather-dependent braking deceleration rate, to a rail vehicle approaching the system section or already traveling in it.
  • the measuring device arranged locally in the area of the system section is a force measuring device which records a force indication as the at least one measured value influenced by the weather.
  • the force measuring device preferably has at least two parts that are in mechanical contact and which it moves relative to one another, thereby measuring the force to be applied for the relative movement to form a force indication which forms the at least one measured value influenced by the weather.
  • the railway track system also has a track-side evaluation device which, using the at least one measured value, forms the weather-dependent friction information and/or the other information derived therefrom, which describes the friction conditions between the wheel and rail in the system section under the respective weather conditions.
  • the track-side evaluation device is not available, the rail vehicles that travel on the railway track are preferably each equipped with a vehicle-side evaluation device.
  • Such a vehicle-side evaluation device preferably receives the measured value influenced by the weather from the track-side transmission device and thus itself calculates the weather-dependent friction information or another information derived therefrom, in particular a weather-dependent braking deceleration rate.
  • the invention also relates to a rail vehicle.
  • the rail vehicle is provided with a receiving device for receiving a weather-influenced measured value, a weather-dependent friction information that describes the friction conditions between the wheel and the rail in a system section under the respective weather conditions, or an information derived therefrom.
  • the rail vehicle has a vehicle control device which carries out the operation of the rail vehicle in the system section taking into account the measured value influenced by the weather, the weather-dependent friction information or the information derived therefrom.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a railway track system according to the invention with a system section which has a measuring device for measuring weather-dependent measured values, an evaluation device for forming weather-dependent friction information and a track-side transmission device for transmitting the friction information to a rail vehicle,
  • Fig. 2-7 exemplary embodiments for measuring devices
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment of a railway track system according to the invention with a system section which has a measuring device for measuring weather-dependent measured values and a track-side transmission device for transmitting the weather-dependent measured values to a rail vehicle, with an evaluation device, which is suitable for forming weather-dependent friction information, being provided on the vehicle side.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a rail vehicle 10 according to the invention while traveling along a direction of travel P on a system section 20 of a railway track system 30, which is not shown in further detail.
  • the system section 20 can also be referred to as a track section.
  • the rail vehicle 10 is equipped with a receiving device 11, which receives a weather-dependent friction information R, which describes the friction conditions between the wheel and rail in the system section 20 under the prevailing weather conditions WB, and/or an information Ra derived from the friction information R allowed .
  • a weather-dependent friction information R which describes the friction conditions between the wheel and rail in the system section 20 under the prevailing weather conditions WB, and/or an information Ra derived from the friction information R allowed .
  • the rail vehicle 10 is equipped with a vehicle control device 12, which is connected to the receiving device 11 and controls the operation of the rail vehicle 10 taking into account the weather-dependent friction information R and/or the information Ra derived therefrom.
  • the derived information Ra can be, for example, a braking deceleration rate, in particular the emergency brake deceleration rate GEBR mentioned at the beginning.
  • the railway track system 30 is equipped locally in the area of the system section 20 with a measuring device 40 which records at least one measured value M influenced by the weather in the area of the system section 20.
  • the measured values M are preferably force information.
  • the measuring device 40 is connected to a track-side evaluation device 50, which forms the weather-dependent friction information R using this at least one measured value M.
  • the evaluation device 50 can also form the aforementioned derived information Ra with the friction information R.
  • the evaluation device 50 is connected on the output side to a track-side transmission device 60, which transmits the weather-dependent friction information R and/or the information Ra derived therefrom to rail vehicles approaching or already traveling on the system section 20, i.e. the already mentioned rail vehicle 10 and any other rail vehicles present there , such as a rail vehicle 10a in front, transmitted.
  • the friction information R is preferably a static friction information that describes the static friction between the wheel and the rail in the system section 20.
  • the static friction information can, for example, be or include a coefficient of static friction or a coefficient of static friction.
  • the evaluation device 50 is preferably designed to use the friction information R to determine a weather-dependent braking deceleration rate.
  • the weather-dependent braking deceleration rate can be expressed as the derived value Ra or as one of the derived information Ra is transmitted to the rail vehicles 10 and 10a in the system section 20 so that their vehicle control can take place taking into account the respective weather conditions WB.
  • the rail vehicle 10 can calculate its speed-dependent minimum distance A to the rail vehicle 10a in front, taking into account the weather-dependent friction information R and/or the information Ra derived therefrom, and maintain this minimum distance A by means of appropriate vehicle control, as indicated by way of example in FIG.
  • the rail vehicle 10 can calculate a braking point BP, taking into account the weather-dependent friction information R and/or the information Ra derived therefrom, at which - depending on the weather - braking must be initiated at the latest when stopping at or in front of a stopping or Danger point, which is marked in FIG. 1 with the reference symbol HS, should be ensured.
  • the measuring device 40 is preferably exposed to the same environmental and weather conditions WB as the track section 20, such as through clouds and Rain is indicated in Figure 1.
  • the measuring device 40 - at least in Europe - should not be further than approx. 100 meters (preferably no further than 10 meters) from the respectively assigned track of the system section (track section) 20;
  • the measured values should also be updated at least every 10 minutes.
  • larger spatial and temporal distances can be selected, provided that the significance of the measured values does not suffer beyond a specified level.
  • weather events such as the onset of rain, a drop in temperature below zero degrees or a rise in temperature above zero degrees.
  • triggering can be triggered by rain sensors or temperature sensors.
  • Figure 2 shows in more detail a first exemplary embodiment of a measuring device 40 and an evaluation device 50 connected to it, which can be used in the system section 20 of the railway track system 30 according to Figure 1.
  • the measuring device 40 comprises two metal parts that are in mechanical contact.
  • One of the two metal parts is a metal support plate 41; the other of the two metal parts is a metal block 42 which rests on the carrier plate 41 and can be moved on the carrier plate 41.
  • the metal block 42 is pressed onto the carrier plate 41 due to its weight;
  • a further force can be exerted to press the metal block 42 onto the carrier plate 41.
  • the resulting force with which the metal block 42 is pressed onto the carrier plate 41 and which can therefore be referred to as contact pressure is marked in FIG. 2 with the reference symbol Fz l.
  • the force Fxl is measured, which is at rest or at a relative speed between the metal parts of zero to push the metal block 42 in order to cause a relative movement to the carrier plate 41 and can therefore be referred to as a pushing force.
  • the corresponding measured value which represents this force Fxl in the form of a force indication be quantified, is designated in FIG. 2 with the reference symbol M (Fxl).
  • the contact pressure Fz l can be stored as a constant in the evaluation device 50 or alternatively, for example, transmitted from the measuring device 40 to the evaluation device 50 in the form of a further measured value.
  • the static friction value pH is transmitted as friction information R to the trackside transmission device 60 according to FIG. 1 and from there to the rail vehicles 10 and 10a.
  • the carrier plate 41 and the metal block 42 are exposed to the same environmental and weather conditions WB, as indicated by clouds and rain in Figure 2 is .
  • the carrier plate 41 is preferably made of the same metal as the rails in the track section 20 and the metal block 42 is preferably made of the same metal as the wheels of the rail vehicles 10 and 10a in order to achieve measurement conditions that are as realistic as possible for the operation of the rail vehicles 10 and 10a.
  • Figure 3 shows in more detail a second exemplary embodiment of a measuring device 40 and an evaluation device 50 connected to it, which can be used in the system section 20 of the railway track system 30 according to Figure 1.
  • the measuring device 40 according to FIG. 3 is constructed redundantly and includes two or more measuring units 401 and 402, which can, for example, be identical in construction and, for example, each correspond to the measuring device 40 according to FIG.
  • the measuring units 401 and 402 therefore each comprise, for example, two metal parts in contact in the form of a carrier plate 41 made of metal and a metal block 42 that rests on it and can be moved.
  • the force Fxl or Fx2 is measured in the resting state or at a relative speed between the metal parts of zero to push the respective metal block 42 in order to cause a relative movement to the respective associated carrier plate 41.
  • the corresponding measured values that quantify these thrust forces Fxl and Fx2 are designated in FIG. 3 with the reference symbols M(Fxl) and M(Fx2).
  • the contact forces Fzl and Fz2 can be stored as a constant in the evaluation device 50 or alternatively, for example, in the form of further measured values, they can be transmitted from the measuring units 401 and 402 to the evaluation device 50.
  • the two static friction values pHl and pH2 can, for example, be averaged to form the friction value R, which is subsequently sent to the track-side transmission device 60 according to FIG. 1 and from there to the rail vehicles 10 and 10a is transmitted.
  • a plausibility check can also be carried out and the static friction values pHl and pH2 can be rejected if they deviate from each other by a specified amount.
  • the measurements can also be repeated regularly or irregularly in order to update the weather-dependent friction information R regularly or irregularly.
  • several previously recorded measured values can also be used, with averaging, smoothing and / or filtering of the previously recorded measured values and the current measured values being carried out.
  • Figure 4 shows in more detail a third exemplary embodiment of a measuring device 40 and an evaluation device 50 connected to it, which can be used in the system section 20 of the railway track system 30 according to Figure 1.
  • the measuring device 40 according to FIG. 4 corresponds, for example, to the measuring device 40 according to FIG. 3.
  • the evaluation unit 502, which is lower in FIG. 4, is connected to the measuring unit 402, which is lower in FIG Static friction value pH2 forms according to pH2 Fx2 / Fz2
  • the evaluation device 50 also includes a comparison unit 503, which compares the static friction values pH1 and pH2 of the two evaluation units 501 and 502 for the purpose of plausibility checks and/or averages them for the purpose of averaging in order to form the friction information R on the output side.
  • Figure 5 shows in more detail a fourth exemplary embodiment of a measuring device 40 and an evaluation device 50 connected to it, which can be used in the system section 20 of the railway track system 30 according to Figure 1.
  • the measuring device 40 comprises two metal parts in mechanical contact in the form of a rail 44 made of metal and a metal wheel 43 resting on it.
  • the metal wheel is made of metal and a metal wheel 43 resting on it.
  • contact pressure is marked in Figure 5 with the reference symbol Fz l.
  • the force Fxl is measured as a force indication, which is at rest or at a relative speed between the metal parts of zero and under the condition of a non-rotating wheel state for pushing the metal wheel 43 is necessary in order to cause a translational relative sliding movement to the rail 44.
  • the corresponding measured value, which quantifies the thrust force Fxl, is designated in FIG. 5 with the reference symbol M (Fxl).
  • the evaluation device 50 can evaluate the measured value M (Fxl), as explained above in connection with FIG. 2; In this regard, reference can be made to the above statements in connection with FIG. 2.
  • Figure 6 shows in more detail a fifth exemplary embodiment of a measuring device 40 and an evaluation device 50 connected to it, which can be used in the system section 20 of the railway track system 30 according to Figure 1.
  • the measuring device 40 according to FIG. 6 is constructed redundantly and includes two or more measuring units 401 and 402, each of which includes a metal wheel 43 and can, for example, be identical in construction;
  • the two measuring units 401 and 402 can, for example, each be identical to the measuring device 40 according to FIG. 5, so that reference is made in this regard to the above explanations in connection with FIG. 5.
  • the evaluation device 50 according to FIG. 6 can, for example, be identical to the evaluation device 50 according to FIG. 3, so that reference is made in this regard to the above explanations in connection with FIG. 3.
  • Figure 7 shows in more detail a sixth exemplary embodiment of a measuring device 40 and an evaluation device 50 connected to it, which can be used in the system section 20 of the railway track system 30 according to Figure 1.
  • the measuring device 40 according to FIG. 7 is designed redundantly and can be used, for example, with the measuring device 40 according to FIG gur 6 be identical, so that reference is made to the above explanations in connection with FIG. 6.
  • the rail 44 and the metal wheel 43 can be scaled down versions of the rails of the railway track system 30 according to FIG. 1 and the wheels of the rail vehicles 10 and 10a.
  • a friction information R can alternatively or additionally be generated, which is based on one or more measured values when the metal wheel 43 rotates.
  • the axis of rotation can be arranged horizontally; alternatively, it can also be arranged differently, for example vertically.
  • a friction information R can alternatively or additionally be generated, which describes a sliding friction between the wheel and the rail in the track section 20.
  • Sliding friction can be determined, for example, by measuring the force Fxl and Fx2 during a translational relative movement of the metal block 42 on the support plate 41 or during a translational relative movement of the metal wheel 43 blocked in its rotation on the rail 44.
  • the evaluation device 50 is a track-side evaluation device 50 and the trackside transmission device 60 serves to transmit the weather-dependent friction information R or the information Ra derived therefrom to the rail vehicles 10 and 10a approaching the system section 20 or already traveling in it.
  • the evaluation device 50 is a vehicle-side evaluation device 50 (see FIG. 8) and the track-side transmission device 60 serves to transmit the measured values M (e.g. M (Fxl) and M (Fx2) according to Figures 2 to 7) transmit the measuring device 40 to the rail vehicles 10 and 10a.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Regulating Braking Force (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs (10, 10a) in einem Anlagenabschnitt (20) einer Eisenbahngleisanlage (30). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass örtlich im Bereich des Anlagenabschnitts (20) zumindest ein vom Wetter beeinflusster Messwert (M, M(Fx1), M(Fx2) ) erfasst wird und unter Heranziehung dieses Messwerts (M, M(Fx1), M(Fx2) ) eine wetterabhängige Reibungsangabe (R) gebildet wird, die die Reibungsverhältnisse zwischen Rad (43) und Schiene (44) in dem Anlagenabschnitt (20) bei den jeweiligen Wetterbedingungen (WB) beschreibt, und der Betrieb des Schienenfahrzeugs (10, 10a) in dem Anlagenabschnitt (20) unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe (R) erfolgt.

Description

Beschreibung
Eisenbahngleisanlage und Verfahren zu deren Betrieb
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs in einem Anlagenabschnitt einer Eisenbahngleisanlage .
Für Nahverkehrssysteme mit dichtem Zugverkehr hat sich das CBTC ( Communication-based train control ) -Zugsicherungssystem etabliert . Für den an Bord eines Zuges installierten Teil des CBTC-Systems wird klassischerweise eine garantierte Notbrems- Verzögerungsrate GEBR ( GEBR : Guaranteed Emergency Brake Rate ) definiert . Hierfür legen Hersteller des Zuges und Nahverkehrsbetreiber die Bremsparameter des Zuges für ein worst- case-S zenario zugrunde . Dieser Wert wird dann dem CBTC- Hersteller zur Programmierung seiner CBTC-Onboard-Unit übergeben .
Beispielsweise wird ein Zug, der nominell eine Bremsverzögerungsrate von 1 , 3 m/ s 2 erreicht , auf Streckenabschnitten außerhalb von Tunneln mit einer GEBR von 0 , 75 m/ s 2 betrieben und auf Streckenabschnitten im Tunnel mit einer GEBR von 0 , 85 m/ s 2 .
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs in einem Anlagenabschnitt einer Eisenbahngleisanlage anzugeben, das eine besonders dichte Zugfolge und ein besonders spätes Bremsen vor Halte- oder Gefahrenstellen ermöglicht .
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst . Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben .
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass örtlich im Bereich des Anlagenabschnitts zumindest ein vom Wetter beein- flusster Messwert erfasst wird und unter Heranziehung dieses Messwerts eine wetterabhängige Reibungsangabe gebildet wird, die die Reibungsverhältnisse zwischen Rad und Schiene in dem Anlagenabschnitt bei den j eweiligen Wetterbedingungen beschreibt , und der Betrieb des Schienenfahrzeugs in dem Anlagenabschnitt unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe erfolgt .
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass für den genannten Anlagen- bzw . Gleisabschnitt aufgrund der für diesen gemessenen wetterabhängigen Reibungsangabe eine besonders realitätsnahe Schätzung der tatsächlichen Fahrverhältnisse möglich ist und beispielsweise für den Fährbetrieb in diesem Anlagenabschnitt anlagenab- schnittsindividuell eine wetterabhängige Bremsverzögerungsrate zugrunde gelegt werden kann .
Vorteilhaft ist es , wenn mit einer örtlich im Bereich des Anlagenabschnitts angeordneten Messeinrichtung als der zumindest eine vom Wetter beeinflusste Messwert eine Kraftangabe erfasst wird . Die Messeinrichtung ist also vorzugsweise eine Kraftmesseinrichtung .
Vorteilhaft ist es , wenn die Reibungsangabe eine Haftreibungsangabe ist , die die Haftreibung zwischen Rad und Schiene in dem Anlagenabschnitt beschreibt . Die Haftreibungsangabe ist vorzugsweise ein Haftreibbeiwert oder ein Haftreibungskoef fi zient .
Auch ist es vorteilhaft , wenn - wie bereits oben angesprochen - mit der Reibungsangabe eine wetterabhängige Bremsverzögerungsrate ermittelt wird und der Betrieb des Schienenfahrzeugs in dem Anlagenabschnitt unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Bremsverzögerungsrate erfolgt .
Mit Blick auf eine möglichst einfache Bestimmung der Reibungsangabe wird es als vorteilhaft angesehen, wenn zur Bildung der Reibungsangabe zumindest zwei in mechanischem Kon- takt stehende Teile relativ zueinander bewegt werden und die zur Relativbewegung auf zubringende Kraft unter Bildung einer Kraftangabe , die den zumindest einen vom Wetter beeinflussten Messwert bildet , gemessen wird und die Reibungsangabe unter Heranziehung der Kraftangabe errechnet wird .
Die oben erwähnte örtlich im Bereich des Anlagenabschnitts angeordnete Kraftmesseinrichtung umfasst also vorzugsweise zumindest zwei in mechanischem Kontakt stehende Teile , die sie relativ zueinander bewegt , um die zur Relativbewegung auf zubringende Kraft unter Bildung der Kraftangabe zu messen und die Reibungsangabe unter Heranziehung der Kraftangabe zu errechnen .
Um zu gewährleisten, dass die Reibungsangabe die Reibungsverhältnisse auf der Schiene möglichst genau wiedergibt , wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die zwei Teile denselben Umwelt- und Wetterbedingungen ausgesetzt sind wie der Anlagenabschnitt .
Die zwei Teile , die als Teile der Messeinrichtung zur Messung des vom Wetter beeinflussten Messwerts herangezogen werden, sind vorzugsweise Metallteile , insbesondere Stahlteile . Besonders vorteilhaft ist es , wenn eines der zwei Metallteile eine Schiene aus demselben Metall ( z . B . Stahl ) wie die Schienen im Anlagenabschnitt und das andere der zwei Teile ein Rad aus demselben Metall ( z . B . Stahl ) wie die Räder des Schienenfahrzeugs ist .
Die Schiene und das Rad, die als Teile der Messeinrichtung zur Messung des vom Wetter beeinflussten Messwerts herangezogen werden, sind vorzugsweise maßstäblich verkleinerte Versionen der Schienen der Eisenbahngleisanlage und der Räder des Schienenfahrzeugs .
Die Erfassung des zumindest einen Messwerts wird vorzugsweise regelmäßig oder unregelmäßig wiederholt und die wetterabhän- gige Reibungsangabe wird vorzugsweise regelmäßig oder unregelmäßig aktualisiert .
Bei der Bildung oder Aktualisierung der wetterabhängigen Reibungsangabe werden bei einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens mehrere zeitlich zuvor erfasste Messwerte herangezogen, wobei eine Mittelung, Glättung und/oder Filterung der zeitlich zuvor erfassten Messwerte und des aktuellen Messwerts durchgeführt wird .
Der Betrieb des Schienenfahrzeugs erfolgt vorzugsweise unter Berücksichtigung der j eweils letzten aktualisierten wetterabhängigen Reibungsangabe .
Nach der Bildung oder Aktualisierung der wetterabhängigen Reibungsangabe wird vorzugsweise eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt , und eine unplausible Reibungsangabe bleibt vorzugsweise unberücksichtigt .
Bezüglich des Betriebs des Schienenfahrzeugs im Anlagenabschnitt wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der Mindestabstand zwischen dem Schienenfahrzeug und einem voraus fahrenden Schienenfahrzeug unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe ermittelt wird .
Bezüglich des Betriebs des Schienenfahrzeugs im Anlagenabschnitt wird es darüber hinaus als vorteilhaft angesehen, wenn Bremsvorgänge des Schienenfahrzeugs innerhalb des Anlagenabschnitts unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe gesteuert werden .
Mit Blick auf hohe Sicherheitsanforderungen wird es als vorteilhaft angesehen, wenn der zumindest eine vom Wetter beeinflusste Messwert mit einer redundant arbeitenden Messeinrichtung erfasst wird .
Mit Blick auf hohe Sicherheitsanforderungen wird es außerdem als vorteilhaft angesehen, wenn die wetterabhängige Reibungs- angabe mit einer redundant arbeitenden Auswerteinrichtung gebildet wird .
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Eisenbahngleisanlage . Erfindungsgemäß ist bezüglich der Eisenbahngleisanlage vorgesehen, dass örtlich im Bereich eines Anlagenabschnitts der Eisenbahngleisanlage eine Messeinrichtung vorhanden ist , die zumindest einen vom Wetter beeinflussten Messwert erfasst . Außerdem ist eine streckenseitige Übertragungseinrichtung vorhanden, die den vom Wetter beeinflussten Messwert , eine mit dem Messwert berechnete wetterabhängige Reibungsangabe und/oder eine davon abgeleitete andere Angabe , insbesondere eine wetterabhängige Bremsverzögerungsrate , zu einem auf den Anlagenabschnitt zufahrenden oder in diesem bereits fahrenden Schienenfahrzeug übermittelt .
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Eisenbahngleisanlage und deren vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Aus führungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen .
Vorteilhaft ist es , wenn die örtlich im Bereich des Anlagenabschnitts angeordnete Messeinrichtung eine Kraftmesseinrichtung ist , die als den zumindest einen vom Wetter beeinflussten Messwert eine Kraftangabe erfasst . Die Kraftmesseinrichtung weist vorzugsweise zumindest zwei in mechanischem Kontakt stehende Teile auf , die sie relativ zueinander bewegt , wobei sie die zur Relativbewegung auf zubringende Kraft unter Bildung einer Kraftangabe , die den zumindest einen vom Wetter beeinflussten Messwert bildet , misst .
Vorteilhaft ist es , wenn die Eisenbahngleisanlage außerdem eine streckenseitige Auswerteinrichtung aufweist , die unter Heranziehung des zumindest einen Messwerts die wetterabhängige Reibungsangabe und/oder die davon abgeleitete andere Angabe bildet , die die Reibungsverhältnisse zwischen Rad und Schiene in dem Anlagenabschnitt bei den j eweiligen Wetterbedingungen beschreiben . I st die streckenseitige Auswerteinrichtung nicht vorhanden, so sind vorzugsweise die Schienenfahrzeuge , die die Eisenbahngleisanlage befahren, j eweils mit einer fahrzeugseitigen Auswerteinrichtung ausgestattet . Eine solche fahrzeugseitige Auswerteinrichtung empfängt vorzugsweise von der streckenseitigen Übertragungseinrichtung den vom Wetter beeinflussten Messwert und berechnet damit selbst die wetterabhängige Reibungsangabe oder eine davon abgeleitete andere Angabe , insbesondere eine wetterabhängige Bremsverzögerungsrate .
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Schienenfahrzeug . Erfindungsgemäß ist bezüglich des Schienenfahrzeugs vorgesehen, dass dieses eine Empfangseinrichtung zum Empfangen eines vom Wetter beeinflussten Messwerts , einer wetterabhängigen Reibungsangabe , die die Reibungsverhältnisse zwischen Rad und Schiene in einem Anlagenabschnitt bei den j eweiligen Wetterbedingungen beschreibt , oder einer davon abgeleiteten Angabe aufweist . Außerdem weist das Schienenfahrzeug eine Fahrzeugsteuereinrichtung auf , die den Betrieb des Schienenfahrzeugs in dem Anlagenabschnitt unter Berücksichtigung des vom Wetter beeinflussten Messwerts , der wetterabhängigen Reibungsangabe oder der davon abgeleiteten Angabe durchführt .
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Aus führungsbeispielen näher erläutert ; dabei zeigen beispielhaft
Figur 1 ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Eisenbahngleisanlage mit einem Anlagenabschnitt , der eine Messeinrichtung zum Messen wetterabhängiger Messwerte , eine Auswerteinrichtung zum Bilden wetterabhängiger Reibungsangaben und eine streckenseitige Übertragungseinrichtung zum Übermitteln der Reibungsangabe zu einem Schienenfahrzeug aufweist ,
Fig . 2-7 Aus führungsbeispiele für Messeinrichtungen zum
Messen der wetterabhängigen Messwerte und Auswer- teinrichtungen zum Bilden der wetterabhängigen
Reibungsangaben, und
Figur 8 ein Aus führungsbeispiel für eine erfindungsgemäße Eisenbahngleisanlage mit einem Anlagenabschnitt , der eine Messeinrichtung zum Messen wetterabhängiger Messwerte und eine streckenseitige Übertragungseinrichtung zum Übermitteln der wetterabhängigen Messwerte zu einem Schienenfahrzeug aufweist , wobei eine Auswerteinrichtung, die zum Bilden wetterabhängiger Reibungsangaben geeignet ist , fahrzeugseitig vorgesehen ist .
In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugs zeichen verwendet .
Die Figur 1 zeigt ein Aus führungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Schienenfahrzeug 10 während einer Fahrt entlang einer Fahrtrichtung P auf einem Anlagenabschnitt 20 einer nicht weiter im Detail dargestellten Eisenbahngleisanlage 30 . Der Anlagenabschnitt 20 kann auch als Gleisabschnitt bezeichnet werden .
Das Schienenfahrzeug 10 ist mit einer Empfangseinrichtung 11 ausgestattet , die ein Empfangen einer wetterabhängigen Reibungsangabe R, die die Reibungsverhältnisse zwischen Rad und Schiene in dem Anlagenabschnitt 20 bei den j eweils dort herrschenden Wetterbedingungen WB beschreibt , und/oder einer von der Reibungsangabe R abgeleiteten Angabe Ra erlaubt .
Darüber hinaus ist das Schienenfahrzeug 10 mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung 12 ausgestattet , die mit der Empfangseinrichtung 11 in Verbindung steht und den Betrieb des Schienenfahrzeugs 10 unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe R und/oder der davon abgeleiteten Angabe Ra steuert . Bei der abgeleiteten Angabe Ra kann es sich beispielsweise um eine Bremsverzögerungsrate , insbesondere um die eingangs erwähnte Notbrems-Verzögerungsrate GEBR, handeln .
Um dem Schienenfahrzeug die wetterabhängige Reibungsangabe R und/oder die davon abgeleitete Angabe Ra übertragen zu können, ist die Eisenbahngleisanlage 30 örtlich im Bereich des Anlagenabschnitts 20 mit einer Messeinrichtung 40 ausgestattet , die zumindest einen vom Wetter im Bereich des Anlagenabschnitts 20 beeinflussten Messwert M erfasst . Wie weiter unten noch anhand von Beispielen näher erläutert wird, handelt es sich bei den Messwerten M vorzugsweise um Kraftangaben .
Die Messeinrichtung 40 steht mit einer streckenseitigen Auswerteinrichtung 50 in Verbindung, die unter Heranziehung dieses zumindest einen Messwerts M die wetterabhängige Reibungsangabe R bildet . Die Auswerteinrichtung 50 kann mit der Reibungsangabe R darüber hinaus die erwähnte abgeleitete Angabe Ra bilden .
Die Auswerteinrichtung 50 ist ausgangsseitig mit einer streckenseitigen Ubertragungseinrichtung 60 verbunden, die die wetterabhängige Reibungsangabe R und/oder die davon abgeleitete Angabe Ra zu auf den Anlagenabschnitt 20 zufahrenden oder auf diesem bereits fahrenden Schienenfahrzeugen, also dem bereits erwähnten Schienenfahrzeug 10 und etwaig anderen dort vorhandenen Schienenfahrzeugen, wie beispielsweise einem voraus fahrenden Schienenfahrzeug 10a, übermittelt .
Die Reibungsangabe R ist vorzugsweise eine Haftreibungsangabe , die die Haftreibung zwischen Rad und Schiene in dem Anlagenabschnitt 20 beschreibt . Die Haftreibungsangabe kann beispielsweise ein Haftreibbeiwert oder ein Haftreibungskoef fizient sein oder diesen umfassen .
Die Auswerteinrichtung 50 ist vorzugsweise dazu ausgestaltet , mit der Reibungsangabe R eine wetterabhängige Bremsverzögerungsrate zu ermitteln . Die wetterabhängige Bremsverzögerungsrate kann als die genannte abgeleitete Angabe Ra oder als eine der abgeleiteten Angaben Ra an die Schienenfahrzeuge 10 und 10a in dem Anlagenabschnitt 20 übermittelt werden, damit deren Fahrzeugsteuerung unter Berücksichtigung der j eweiligen Wetterbedingungen WB erfolgen kann .
Beispielsweise kann das Schienenfahrzeug 10 seinen geschwin- digkeitsabhängigen Mindestabstand A zu dem voraus fahrenden Schienenfahrzeug 10a unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe R und/oder der daraus abgeleiteten Angabe Ra errechnen und diesen Mindestabstand A durch entsprechende Fahrzeugsteuerung einhalten, wie beispielhaft in der Figur 1 angedeutet ist .
Alternativ oder zusätzlich kann das Schienenfahrzeug 10 unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe R und/oder der daraus abgeleiteten Angabe Ra einen Bremspunkt BP berechnen, zu dem - j e nach Wetter - ein Bremsen spätestens eingeleitet werden muss , wenn ein Halten an oder vor einer Halte- oder Gefahrenstelle , die in der Figur 1 mit dem Bezugs zeichen HS markiert ist , sichergestellt werden soll .
Um zu gewährleisten, dass die Reibungsangabe R und/oder die daraus abgeleitete Angabe Ra die Schnittstelle zwischen Rad und Schiene im Gleisabschnitt 20 zutref fend charakterisiert , wird die Messeinrichtung 40 vorzugsweise denselben Umwelt- und Wetterbedingungen WB ausgesetzt wie der Gleisabschnitt 20 , wie durch Wolken und Regen in Figur 1 angedeutet ist .
Dies gewährleistet , dass die Schienen und die Messeinrichtung 40 mit ähnlichen Schmutz- , Laub- , Schnee- und Feuchtigkeitsbelägen versehen werden .
Um möglichst genaue Reibungsangaben zu erhalten, sollte die Messeinrichtung 40 - zumindest in Europa - nicht weiter als ca . 100 Meter (vorzugsweise nicht weiter als 10 Meter ) von dem j eweils zugeordneten Gleis des Anlagenabschnitts ( Gleisabschnitts ) 20 entfernt sein; auch sollten die Messwerte zumindest alle 10 Minuten aktualisiert werden . In anderen Regionen der Welt , beispielsweise in Wüstenregionen, mit größeren Abschnitten konstanter Wetterverhältnisse können größere räumliche und zeitliche Abstände gewählt werden, sofern die Aussagekraft der Messwerte dadurch nicht über ein vorgegebenes Maß hinaus leidet .
Auch ist es vorteilhaft , eine Messwertaktualisierung durch Wetterereignisse wie beispielsweise ein Einsetzen von Regen, einen Temperaturabfall unter Null Grad oder einen Temperaturanstieg über Null Grad zu triggern . Ein solches Triggern kann von Regensensoren oder Temperatursensoren ausgelöst werden .
Die Figur 2 zeigt näher im Detail ein erstes Aus führungsbeispiel für eine Messeinrichtung 40 und eine mit dieser verbundene Auswerteinrichtung 50 , die in dem Anlagenabschnitt 20 der Eisenbahngleisanlage 30 gemäß Figur 1 eingesetzt werden können .
Die Messeinrichtung 40 umfasst zwei in mechanischem Kontakt stehende Metallteile . Eines der zwei Metallteile ist eine Trägerplatte 41 aus Metall ; das andere der zwei Metallteile ist ein auf der Trägerplatte 41 aufliegender und auf der Trägerplatte 41 verschiebbarer Metallklotz 42 . Der Metallklotz 42 wird aufgrund seiner Gewichtskraft auf die Trägerplatte 41 gedrückt ; darüber hinaus kann eine weitere Kraft ausgeübt werden, um den Metallklotz 42 auf die Trägerplatte 41 zu drücken . Die resultierende Kraft , mit der der Metallklotz 42 auf die Trägerplatte 41 aufgepresst wird und die demgemäß als Anpresskraft bezeichnet werden kann, ist in der Figur 2 mit dem Bezugs zeichen Fz l gekennzeichnet .
Zur Bestimmung der Haftreibung zwischen den beiden Metallteilen wird die Kraft Fxl gemessen, die im Ruhezustand bzw . bei einer Relativgeschwindigkeit zwischen den Metallteilen von Null zum Anschieben des Metallklotzes 42 zwecks Hervorrufens einer Relativbewegung zur Trägerplatte 41 nötig ist und demgemäß als Anschubkraft bezeichnet werden kann . Der entsprechende Messwert , der diese Kraft Fxl in Form einer Kraftanga- be quanti fi ziert , ist in der Figur 2 mit dem Bezugs zeichen M ( Fxl ) bezeichnet .
Die Auswerteinrichtung 50 wertet die Kraftangabe in Form des Messwerts M ( Fxl ) aus , indem sie die gemessene Anschubkraft Fxl durch die Anpresskraft Fz l dividiert , wodurch sie einen Haftreibungswert pH bildet gemäß pH = Fxl / Fz l
Die Anpresskraft Fz l kann als Konstante in der Auswerteinrichtung 50 gespeichert sein oder alternativ beispielsweise in Form eines weiteren Messwerts von der Messeinrichtung 40 zu der Auswerteinrichtung 50 übertragen werden .
Der Haftreibungswert pH wird als Reibungsangabe R an die streckenseitige Übertragungseinrichtung 60 gemäß Figur 1 und von dieser zu den Schienenfahrzeugen 10 und 10a übertragen .
Um zu gewährleisten, dass der in dieser Weise gebildete Haftreibungswert pH die Schnittstelle zwischen Rad und Schiene im Gleisabschnitt 20 zutref fend charakterisiert , werden die Trägerplatte 41 und der Metallklotz 42 denselben Umwelt- und Wetterbedingungen WB ausgesetzt , wie durch Wolken und Regen in Figur 2 angedeutet ist .
Die Trägerplatte 41 besteht vorzugsweise aus demselben Metall wie die Schienen im Gleisabschnitt 20 und der Metallklotz 42 besteht vorzugsweise aus demselben Metall wie die Räder der Schienenfahrzeuge 10 und 10a, um für den Betrieb der Schienenfahrzeuge 10 und 10a möglichst realitätsnahe Messbedingungen zu erreichen .
Die Figur 3 zeigt näher im Detail ein zweites Aus führungsbeispiel für eine Messeinrichtung 40 und eine mit dieser verbundenen Auswerteinrichtung 50 , die in dem Anlagenabschnitt 20 der Eisenbahngleisanlage 30 gemäß Figur 1 eingesetzt werden können . Die Messeinrichtung 40 gemäß Figur 3 ist redundant aufgebaut und umfasst zwei oder mehr Messeinheiten 401 und 402, die beispielsweise baugleich sein können und beispielsweise jeweils der Messeinrichtung 40 gemäß Figur 2 entsprechen können .
Die Messeinheiten 401 und 402 umfassen also beispielsweise jeweils zwei in Kontakte stehende Metallteile in Form einer Trägerplatte 41 aus Metall und eines auf dieser aufliegenden und verschiebbaren Metallklotzes 42. Zur Bestimmung der Haftreibung zwischen den beiden Metallteilen wird jeweils die Kraft Fxl bzw. Fx2 gemessen, die im Ruhezustand bzw. bei einer Relativgeschwindigkeit zwischen den Metallteilen von Null zum Anschieben des jeweiligen Metallklotzes 42 zwecks Hervorrufens einer Relativbewegung zur jeweils zugehörigen Trägerplatte 41 nötig ist. Die entsprechenden Messwerte, die diese Anschubkräfte Fxl und Fx2 quantifizieren, sind in der Figur 3 mit den Bezugszeichen M(Fxl) und M(Fx2) bezeichnet.
Die Auswerteinrichtung 50 wertet die Messwerte M(Fxl) und M(Fx2) aus, indem sie die gemessenen Anschubkräfte Fxl und Fx2 durch die korrespondierenden Anpresskräfte Fzl und Fz2 dividiert, wodurch sie Haftreibungswerte pHl und pH2 bildet gemäß pHl = Fxl/Fzl pH2 = Fx2/Fz2
Die Anpresskräfte Fzl und Fz2 können als Konstante in der Auswerteinrichtung 50 gespeichert sein oder alternativ beispielsweise in Form weiterer Messwerte von den Messeinheiten 401 und 402 zu der Auswerteinrichtung 50 übertragen werden.
Die beiden Haftreibungswerte pHl und pH2 können beispielsweise gemittelt werden, um die Reibungsangabe R zu bilden, die nachfolgend an die streckenseitige Übertragungseinrichtung 60 gemäß Figur 1 und von dieser zu den Schienenfahrzeugen 10 und 10a übertragen wird . Auch kann eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt werden und es können die Haftreibungswerte pHl und pH2 verworfen werden, wenn diese über ein vorgegebenes Maß voneinander abweichen .
Auch können die Messungen regelmäßig oder unregelmäßig wiederholt werden, um die wetterabhängige Reibungsangabe R regelmäßig oder unregelmäßig zu aktualisieren . Bei der Bildung oder Aktualisierung der wetterabhängigen Reibungsangabe R können auch mehrere zeitlich zuvor erfasste Messwerte herangezogen werden, wobei eine Mittelung, Glättung und/oder Filterung der zeitlich zuvor erfassten Messwerte und der j eweils aktuellen Messwerte durchgeführt wird .
Die Figur 4 zeigt näher im Detail ein drittes Aus führungsbeispiel für eine Messeinrichtung 40 und eine mit dieser verbundene Auswerteinrichtung 50 , die in dem Anlagenabschnitt 20 der Eisenbahngleisanlage 30 gemäß Figur 1 eingesetzt werden können .
Die Messeinrichtung 40 gemäß Figur 4 entspricht beispielsweise der Messeinrichtung 40 gemäß Figur 3 .
Unterschiedlich ist in Figur 4 - verglichen mit der Figur 3 - der Aufbau der Auswerteinrichtung 50 , die redundant aufgebaut ist und zwei oder mehr Auswerteinheiten 501 und 502 umfasst , die beispielsweise baugleich sein können und j eweils der Auswerteinrichtung 50 gemäß den Figuren 2 und 3 entsprechen können .
Die in der Figur 4 obere Auswerteinheit 501 steht mit der in der Figur 4 oberen Messeinheit 401 in Verbindung und wertet den Messwert M ( Fxl ) aus , indem sie die von der zugeordneten Messeinheit 401 gemessene Anschubkraft Fxl durch die Anpresskraft Fz l dividiert , wodurch sie einen Haftreibungswert pHl bildet gemäß pHl = Fxl / Fz l Die in der Figur 4 untere Auswerteinheit 502 steht mit der in der Figur 4 unteren Messeinheit 402 in Verbindung und wertet den Messwert M ( Fx2 ) aus , indem sie die von der zugeordneten Messeinheit 402 gemessene Anschubkraft Fx2 durch die Anpresskraft Fz2 dividiert , wodurch sie einen Haftreibungswert pH2 bildet gemäß pH2 = Fx2 / Fz2
Die Auswerteinrichtung 50 gemäß Figur 4 umfasst außerdem eine Vergleichseinheit 503 , die die Haftreibungswerte pHl und pH2 der beiden Auswerteinheiten 501 und 502 zwecks Plausibilitätsprüfung vergleicht und/oder zwecks Mittelwertbildung mit- telt , um ausgangsseitig die Reibungsangabe R zu bilden .
Die Figur 5 zeigt näher im Detail ein viertes Aus führungsbeispiel für eine Messeinrichtung 40 und eine mit dieser verbundenen Auswerteinrichtung 50 , die in dem Anlagenabschnitt 20 der Eisenbahngleisanlage 30 gemäß Figur 1 eingesetzt werden können .
Die Messeinrichtung 40 umfasst zwei in mechanischem Kontakt stehende Metallteile in Form einer Schiene 44 aus Metall und eines auf dieser auf liegenden Metallrades 43 . Das Metallrad
43 wird aufgrund seiner Gewichtskraft auf die Schiene 44 gedrückt ; darüber hinaus kann eine weitere Kraft ausgeübt werden, um das Metallrad 43 auf die Schiene 44 zu drücken . Die resultierende Kraft , mit der das Metallrad 43 auf die Schiene
44 einwirkt und die demgemäß als Anpresskraft bezeichnet werden kann, ist in der Figur 5 mit dem Bezugs zeichen Fz l gekennzeichnet .
Zur Bestimmung der Haftreibung zwischen den beiden Metallteilen wird als eine Kraftangabe die Kraft Fxl gemessen, die im Ruhezustand bzw . bei einer Relativgeschwindigkeit zwischen den Metallteilen von Null und unter der Bedingung eines nichtrotierenden Radzustands zum Anschieben des Metallrads 43 zwecks Hervorrufens einer translatorischen Relativschiebebewegung zur Schiene 44 nötig ist . Der entsprechende Messwert , der die Anschubkraft Fxl quanti fi ziert , ist in der Figur 5 mit dem Bezugs zeichen M ( Fxl ) bezeichnet .
Die Auswerteinrichtung 50 kann den Messwert M ( Fxl ) auswerten, wie dies oben im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert worden ist ; diesbezüglich kann also auf die obigen Aus führungen im Zusammenhang mit der Figur 2 verwiesen werden .
Die Figur 6 zeigt näher im Detail ein fünftes Aus führungsbeispiel für eine Messeinrichtung 40 und eine mit dieser verbundenen Auswerteinrichtung 50 , die in dem Anlagenabschnitt 20 der Eisenbahngleisanlage 30 gemäß Figur 1 eingesetzt werden können .
Die Messeinrichtung 40 gemäß Figur 6 ist redundant aufgebaut und umfasst zwei oder mehr Messeinheiten 401 und 402 , die j eweils ein Metallrad 43 umfassen und beispielsweise baugleich sein können; die zwei Messeinheiten 401 und 402 können beispielsweise j eweils mit der Messeinrichtung 40 gemäß Figur 5 identisch sein, sodass diesbezüglich auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit der Figur 5 verwiesen sei .
Die Auswerteinrichtung 50 gemäß Figur 6 kann beispielsweise mit der Auswerteinrichtung 50 gemäß Figur 3 identisch sein, sodass diesbezüglich auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit der Figur 3 verwiesen sei .
Die Figur 7 zeigt näher im Detail ein sechstes Aus führungsbeispiel für eine Messeinrichtung 40 und eine mit dieser verbundenen Auswerteinrichtung 50 , die in dem Anlagenabschnitt 20 der Eisenbahngleisanlage 30 gemäß Figur 1 eingesetzt werden können .
Die Messeinrichtung 40 gemäß Figur 7 ist redundant aufgebaut und kann beispielsweise mit der Messeinrichtung 40 gemäß Fi gur 6 identisch sein, sodass diesbezüglich auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit der Figur 6 verwiesen sei .
Unterschiedlich ist in Figur 7 - verglichen mit der Figur 6 - der Aufbau der Auswerteinrichtung 50 , die redundant aufgebaut ist und zwei oder mehr Auswerteinheiten 501 und 502 umfasst , die beispielsweise baugleich sein können und beispielsweise j eweils der Auswerteinrichtung 50 gemäß den Figuren 2 und 3 entsprechen können, sodass diesbezüglich auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 verwiesen sei .
Bei den in den Figuren 5 bis 7 gezeigten Aus führungsbeispielen können die Schiene 44 und das Metallrad 43 maßstäblich verkleinerte Versionen der Schienen der Eisenbahngleisanlage 30 gemäß Figur 1 und der Räder der Schienenfahrzeuge 10 und 10a sein .
Bei den in den Figuren 5 bis 7 gezeigten Aus führungsbeispielen kann alternativ oder zusätzlich eine Reibungsangabe R erzeugt werden, die auf einem oder mehreren Messwerten bei rotierendem Metallrad 43 beruhen . Im Falle einer Rotation des Metallrades 43 kann die Rotationsachse hori zontal angeordnet sein; alternativ kann sie auch anders , beispielsweise vertikal angeordnet sein .
Bei den in den Figuren 1 bis 7 gezeigten Aus führungsbeispielen kann alternativ oder zusätzlich eine Reibungsangabe R erzeugt werden, die eine Gleitreibung zwischen Rad und Schiene im Gleisabschnitt 20 beschreibt . Eine Gleitreibung kann beispielsweise ermittelt werden, indem die Kraft Fxl und Fx2 während einer translatorischen Relativbewegung des Metallklotzes 42 auf der Trägerplatte 41 oder einer während einer translatorischen Relativbewegung des in seiner Rotation blockierten Metallrades 43 auf der Schiene 44 gemessen wird .
Bei dem in Figur 1 gezeigten Aus führungsbeispiel ist die Auswerteinrichtung 50 eine streckenseitige Auswerteinrichtung 50 und die streckenseitige Übertragungseinrichtung 60 dient dazu, die wetterabhängige Reibungsangabe R oder die davon abgeleitete Angabe Ra zu den auf den Anlagenabschnitt 20 zufahrenden oder in diesem bereits fahrenden Schienenfahrzeugen 10 und 10a zu übermitteln .
Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Auswerteinrichtung 50 eine fahrzeugseitige Auswerteinrichtung 50 ist (vgl . Figur 8 ) und die streckenseitige Übertragungseinrichtung 60 dazu dient , die Messwerte M ( z . B . M ( Fxl ) und M ( Fx2 ) gemäß den Figuren 2 bis 7 ) der Messeinrichtung 40 zu den Schienenfahrzeugen 10 und 10a übermitteln . Die wetterabhängige Reibungsangabe R und ggf . davon abgeleitete Angaben werden dann in den Schienenfahrzeugen 10 und 10a beispielsweise in entsprechend programmierten Fahrzeugsteuereinrichtungen 12 errechnet , die die Funktion der Auswerteinrichtung 50 übernehmen .
Abschließend sei erwähnt , dass die Merkmale aller oben beschriebenen Aus führungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Aus führungsbeispiele der Erfindung zu bilden .
Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen j eweils für sich mit j edem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar j eweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder anderen Unteransprüchen, um weitere andere Aus führungsbeispiele zu erhalten .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betrieb eines Schienenfahrzeugs (10, 10a) in einem Anlagenabschnitt (20) einer Eisenbahngleisanlage (30) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- örtlich im Bereich des Anlagenabschnitts (20) zumindest ein vom Wetter beeinflusster Messwert (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) erfasst wird und unter Heranziehung dieses Messwerts (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) eine wetterabhängige Reibungsangabe (R) gebildet wird, die die Reibungsverhältnisse zwischen Rad und Schiene in dem Anlagenabschnitt (20) bei den jeweiligen Wetterbedingungen (WB) beschreibt, und
- der Betrieb des Schienenfahrzeugs (10, 10a) in dem Anlagenabschnitt (20) unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe (R) erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mit einer örtlich im Bereich des Anlagenabschnitts (20) angeordneten Messeinrichtung (40) als der zumindest ein vom Wetter beeinflusster Messwert (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) eine Kraftangabe gemessen wird.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Reibungsangabe (R) eine Haftreibungsangabe, die die Haftreibung zwischen Rad und Schiene in dem Anlagenabschnitt (20) beschreibt, insbesondere ein Haftreibbeiwert oder ein Haftreibungskoeffizient ist.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- mit der Reibungsangabe (R) eine wetterabhängige Bremsverzögerungsrate ermittelt wird und
- der Betrieb des Schienenfahrzeugs (10, 10a) in dem Anlagenabschnitt (20) unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Bremsverzögerungsrate erfolgt.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- zur Bildung der Reibungsangabe (R) zumindest zwei in mechanischem Kontakt stehende Teile (41-42, 43-44) relativ zueinander bewegt werden und die zur Relativbewegung aufzubringende Kraft unter Bildung einer Kraftangabe, die den zumindest einen vom Wetter beeinflussten Messwert (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) bildet, gemessen wird und
- die Reibungsangabe (R) unter Heranziehung der Kraftangabe errechnet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zwei Teile (41-42, 43-44) denselben Umwelt- und Wetterbedingungen (WB) ausgesetzt sind wie der Anlagenabschnitt (20) .
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 5 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zwei Teile (41-42, 43-44) Metallteile, insbesondere Stahlteile, sind.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass eines der zwei Metallteile eine Schiene (44) aus demselben Stahl wie die Schienen im Anlagenabschnitt (20) und das andere der zwei Metallteile ein Rad (43) aus demselben Stahl wie die Räder des Schienenfahrzeugs (10, 10a) ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Schiene (44) und das Rad (43) maßstäblich verkleinerte Versionen der Schienen der Eisenbahngleisanlage (30) und der Räder des Schienenfahrzeugs (10, 10a) sind.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Erfassung des zumindest einen Messwerts (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) regelmäßig oder unregelmäßig wiederholt wird und die wetterabhängige Reibungsangabe (R) regelmäßig oder unregelmäßig aktualisiert wird.
11. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass bei der Bildung oder Aktualisierung der wetterabhängigen Reibungsangabe (R) mehrere zeitlich zuvor erfasste Messwerte (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) herangezogen werden, wobei eine Mittelung, Glättung und/oder Filterung der zeitlich zuvor erfassten Messwerte (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) und des aktuellen Messwerts (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) durchgeführt wird.
12. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Betrieb des Schienenfahrzeugs (10, 10a) unter Berücksichtigung der jeweils letzten aktualisierten wetterabhängigen Reibungsangabe (R) erfolgt und/oder
- nach der Bildung oder Aktualisierung der wetterabhängigen Reibungsangabe (R) eine Plausibilitätsprüfung durchgeführt wird und eine unplausible Reibungsangabe (R) unberücksichtigt bleibt.
13. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- der Mindestabstand (A) zwischen dem Schienenfahrzeug (10) und einem vorausfahrenden Schienenfahrzeug (10a) unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe (R) ermittelt wird und/oder
- Bremsvorgänge des Schienenfahrzeugs (10, 10a) innerhalb des Anlagenabschnitts (20) unter Berücksichtigung der wetterabhängigen Reibungsangabe (R) gesteuert werden und/oder
- der zumindest eine vom Wetter beeinflusste Messwert (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) mit einer redundant arbeitenden Messeinrichtung (40) erfasst wird und/oder
- die wetterabhängige Reibungsangabe (R) mit einer redundant arbeitenden Auswerteinrichtung (50) gebildet wird.
14. Eisenbahngleisanlage (30) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- örtlich im Bereich eines Anlagenabschnitts (20) der Eisenbahngleisanlage (30) eine Messeinrichtung (40) vorhanden ist, die zumindest einen vom Wetter beeinflussten Messwert (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) erfasst, und
- eine streckenseitige Übertragungseinrichtung (60) vorhanden ist, die den vom Wetter beeinflussten Messwert (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) , eine mit dem Messwert (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) berechnete wetterabhängige Reibungsangabe (R) oder eine davon abgeleitete andere Angabe, insbesondere eine wetterabhängige Bremsverzögerungsrate, zu einem auf den Anlagenabschnitt (20) zufahrenden oder in diesem bereits fahrenden Schienenfahrzeug (10, 10a) übermittelt.
15. Schienenfahrzeug (10, 10a) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- das Schienenfahrzeug (10, 10a) eine Empfangseinrichtung
(11) aufweist zum Empfangen zumindest eines vom Wetter beeinflussten Messwerts (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) , einer wetterabhängigen Reibungsangabe (R) , die die Reibungsverhältnisse zwischen Rad (43) und Schiene (44) in einem Anlagenabschnitt (20) bei den jeweiligen Wetterbedingungen (WB) beschreibt, oder einer davon abgeleiteten Angabe, und
- das Schienenfahrzeug (10, 10a) eine Fahrzeugsteuereinrichtung (12) aufweist, die den Betrieb des Schienenfahrzeugs (10, 10a) in dem Anlagenabschnitt (20) unter Berücksichtigung des zumindest einen vom Wetter beeinflussten Messwerts (M, M(Fxl) , M(Fx2) ) , der wetterabhängigen Reibungsangabe (R) oder der davon abgeleiteten Angabe durchführt.
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