EP4662101A1 - Verfahren und system zur ermittlung von fahrparametern eines schienenfahrzeugs - Google Patents
Verfahren und system zur ermittlung von fahrparametern eines schienenfahrzeugsInfo
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- EP4662101A1 EP4662101A1 EP24713925.6A EP24713925A EP4662101A1 EP 4662101 A1 EP4662101 A1 EP 4662101A1 EP 24713925 A EP24713925 A EP 24713925A EP 4662101 A1 EP4662101 A1 EP 4662101A1
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- EP
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- test
- locomotive
- braking
- data
- brake
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B61—RAILWAYS
- B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
- B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
- B61L27/60—Testing or simulation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M17/00—Testing of vehicles
- G01M17/08—Railway vehicles
Definitions
- the invention relates to a method and a system for determining driving parameters, such as energy consumption, temperatures, GSS interventions, currents, voltages, monitoring functions, etc. of a rail vehicle, such as a locomotive or a carriage.
- driving parameters such as energy consumption, temperatures, GSS interventions, currents, voltages, monitoring functions, etc. of a rail vehicle, such as a locomotive or a carriage.
- the invention provides in particular that any combination of train configuration, routes and timetables can be realistically recreated using a test setup. It is becoming increasingly important to determine the driving parameters of a rail vehicle, as will be explained below using energy consumption. Due to increased sensitivity to energy consumption, increasing importance is being placed on minimizing it or estimating it precisely. It can happen that already in the offer phase for certain routes with predetermined timetables for both passenger transport and freight transport, an expected energy consumption is calculated in advance and guaranteed by vehicle suppliers.
- the method according to the invention for determining driving parameters, such as energy consumption, temperatures, GSS interventions, currents, voltages, monitoring functions, etc., of a rail vehicle, preferably a locomotive or a carriage, during a test run comprises the following steps: a) providing a locomotive system comprising a brake locomotive component (4) and a test locomotive component, which are coupled to one another, wherein the brake locomotive component is moved by the test locomotive component during the test run, and wherein a control system controls at least the brake locomotive component during the test run and a sensor unit measures data on the position and speed of the brake locomotive component during the test run, b) providing a test track on which the locomotive system travels during the test run, c) providing basic data for the test run comprising information on at least one of the categories of the group train composition, load and route profile, d) determining position-dependent braking data from the basic data, which at least contains information on driving resistances during the test run through the train composition, loading and/or the route profile, and are designed to brake the brake locomotive component during the
- the determination of driving parameters is therefore carried out during a test drive on a test track. Even if a (closed-off) real track can theoretically be used as the test track, it is preferable for the test drive to be carried out on a track specially designed as a test track, e.g. on a straight track or a circle. This creates ideal laboratory conditions and environmental influences can be taken into account or suppressed very precisely.
- the rail vehicle for which the driving parameters e.g.
- the energy consumption can be a powered rail vehicle, e.g. a locomotive, a multiple unit or a railcar whose driving parameters are to be measured. However, it can also be a non-powered rail vehicle, e.g. a carriage.
- the measured driving parameters are passive driving parameters, e.g. the measured energy consumption is the energy consumption that must be used to move the non-driven rail vehicle.
- the locomotive system with brake locomotive component and test locomotive component preferably does not include any other locomotives or wagons, although wagons to be measured could also be coupled.
- the brake locomotive component preferably simulates the wagons (or other wagons), their load and preferably also a route, e.g. the real route on which the rail vehicle is to be used later.
- the brake locomotive component is then pulled or pushed by the test locomotive component during the test run. Even if a locomotive is preferably used as the test locomotive component and another locomotive as the brake locomotive component, these components can also be implemented in a single locomotive, e.g. by using a driven bogie in the locomotive as the test locomotive component and another as the brake locomotive component. In a multiple unit, one drive unit (particularly the front one) could be used as the test locomotive component and another drive unit (particularly the rear one) as the brake locomotive component.
- control units for controlling the brake locomotive component during the test run are known.
- control units can be used to automatically control a locomotive or drive units, as is currently being used.
- the control system can then be made up of control units of the brake locomotive component.
- the test locomotive component can also be controlled automatically, but can also be operated by a driver. However, it is important for the process that at least the brake locomotive component is controlled automatically.
- the sensor unit is used for automatic control of the brake locomotive component.
- the brake locomotive component If a route is to be simulated for a test drive, the brake locomotive component must have information about where on the simulated route it is currently located in order to be able to determine its braking behavior. 202300979 8 to control correctly. For example, it must "know" whether it is on an uphill or downhill stretch.
- a train driver can control the test locomotive component at different speeds, which should be reflected in the braking behavior of the brake locomotive component.
- the sensor unit measures data on the position and speed of the brake locomotive component during the test drive.
- the sensor unit does not necessarily have to be in the brake locomotive component. It could also be an external sensor unit, such as a camera or measuring points on the track. A sensor unit in the test locomotive component is also conceivable.
- the test track should be as simple and flat as possible. Circular tracks are particularly suitable, which can also be made up of two halves of a circle that are connected to one another by straight sections to form a ring. The simpler the shape of the test track and the larger the curve radius, the more accurate the results of the procedure.
- a real route can theoretically be used as a test route, e.g. to test a carriage configuration.
- the basic data for the test run should form the basis for simulating a real train journey. It must contain information on at least one of the categories of the train composition, load and route profile group. The information on the train composition indicates how many carriages are to be simulated and/or what type of carriages they are and in particular what driving resistance (e.g.
- data that provides information on how much power is required to simulate the number of carriages at a certain speed is preferred.
- 202300979 9 agreed speeds and route profiles (gradients, levels, gradients).
- An example of information on train composition could be a list of the desired wagons and a two-dimensional function P(v, S) or corresponding list of values for each wagon, which indicates which power (or tractive force) P is required when the wagon is pulled at speed v on a route with gradient S, where a negative S would correspond to a gradient.
- the information on train composition could also include a summarized function (or said list of values) P(v, S) that indicates the power for a speed v and a gradient S for an entire train of wagons.
- the information on loading indicates the loading of the wagons with goods or passengers. This information can be separate from the information on train composition or combined with it. Separating the two pieces of information has the advantage that the loading can be changed independently of the train configuration during several test runs.
- the information on the route profile indicates in particular where exactly there are inclines, flats or declines and/or how large the curve radii are.
- the braking data is important for operating the brake locomotive component and is used to simulate a real or at least desired route and, if necessary, other driving resistances, such as wagons.
- the braking data should include the driving resistances of this route.
- the braking data can include information on braking forces or braking performance at various positions on the simulated route. Individual information does not have to be available for all points.
- the braking data can also contain route-related information, such as (braking performance A in section 1 and braking performance B in section 2).
- the braking data is position-dependent, i.e. it indicates where on the test drive and how much braking should be applied. This can be achieved, for example, by means of a braking curve that indicates which braking force or braking performance should be applied at which section of the track or at which point on the track. This is also the reason why the position of the brake locomotive component is determined using the sensor unit.
- the brake locomotive component Since the movement of the locomotive system can basically be controlled as desired, the brake locomotive component "knows" exactly which section of the braking curve it is currently in through the position measurement and can apply the correct braking force or braking performance.
- a braking curve can also be specified directly in braking force or braking performance depending on the wheel revolutions.
- the position with respect to the test drive can also be determined with an external measurement on a circular test track, namely from the 202300979 11 current position on the test track and the laps already driven. In the case where only the effects of a car configuration on the driving parameters (e.g.
- the braking data are similar to a performance curve which indicates the braking power at a position on the simulated track as a function of a speed (to be measured during the test drive). The greater the driving resistance, the greater the braking power must be and vice versa. Of course, this is just an example. It should be noted that the braking data could also include negative values, i.e. cause an acceleration such as can occur on a downhill stretch, for example.
- the braking data is transmitted to the control system for the brake locomotive component, in particular to a control unit of a brake locomotive.
- a test run on the test track can be carried out with the locomotive system.
- the test locomotive component is controlled automatically or by a train driver and simultaneously braked by the brake locomotive component according to adjusted braking data.
- the adjusted braking data is based on the braking data at the respective measured position.
- the locomotive system can 202300979 12 carry out the test drive at any speed or with any driving profile. This also means that although a driving profile with defined speeds can be specified, the speeds do not necessarily have to match the driving profile 100% due to deviations by the driver. Different speeds lead to different dynamic driving resistances, e.g. different wind resistances. On a straight stretch of road, the brake line can depend on the cube of the speed.
- the influence of the speed is taken into account with the adjusted braking data.
- the braking data is modified depending on the speed measured.
- the static driving resistances are taken into account with the braking data and the additional influence of the speed or the dynamic driving resistances plus the static driving resistances are taken into account with the adjusted braking data.
- the driving parameters e.g. energy consumption
- the measurement can then be used directly for a locomotive to be tested or it can be used to measure a carriage.
- any combination of train configuration, route or topography and timetable with two locomotives on one 202300979 13 any test track can be simulated at different speeds.
- properties of the test track can also be included in the basic data and included in the braking data. This means that (positive or negative) gradients or curve radii of the test track can be compensated and the influence of the test track on the measurement can be eliminated.
- the driving sequence to be followed is mathematically prepared using a train composition, route and timetable in such a way that a braking curve (the braking data, which is specified in particular with a current braking force or braking power) is created, which is adjusted depending on the speeds driven (the adjusted braking data).
- the braking curve of the brake locomotive component is selected so that the profile to be followed maps the driving resistances of the route and the train composition.
- the real driving game is preferably prepared in such a way that the real conditions (train configuration, route and its topography) can be simulated on a test route, preferably in a ring shape.
- the invention eliminates the need to rent and keep real routes free in normal operation, since the test runs can basically be carried out on any test route (including the company's own).
- the method according to the invention can basically simulate any train configuration and use it for measurement. This is independent of whether the real vehicles (here, this means wagons in particular) are available. 202300979 14 or, for example, have not yet been produced in the tender phase and are only available as a digital model.
- the loading of the vehicles is now only represented as a parameter in the driving cycle calculation and can be adjusted without any effort. The effort of loading the vehicle configuration by hand is no longer necessary.
- the braking data adapted to a speed results in reproducible driving behavior of the locomotive system. The deviation from calculation to measurement is thereby reduced to a minimum, which also significantly reduces project risks. Carrying out the test on a closed test track (e.g.
- a test ring offers many advantages compared to a real track.
- the mains voltage can be controlled individually, there is no unplanned oncoming traffic, tunnel journeys and operational disruptions are also very unlikely.
- Weather influences can also be responded to accordingly by allowing the measurement to be carried out flexibly in the event of a major deviation from the agreed boundary conditions. Influences such as headwinds are less significant on a ring-shaped test track in the test area, which is usually designed as a circle, and can also be recorded more accurately than on a real track if required by the measuring stations installed on site.
- the system according to the invention for determining driving parameters e.g.
- the system comprises the following components: - in the case where a non-driven rail vehicle is to be measured as a rail vehicle, a locomotive system comprising a test locomotive component, in particular a test locomotive, and a brake locomotive component, in particular a brake locomotive, and in the case where a driven rail vehicle is to be measured as a rail vehicle, a brake locomotive as a brake locomotive component with a coupling with which it can be coupled to a locomotive system for a test run with the driven rail vehicle as a test locomotive component, wherein the system comprises a sensor unit designed to measure data on the position and speed of the brake locomotive component during the test run, - a control system designed to control at least the brake locomotive component and to determine adapted brake data by modifying brake data at a respectively measured position depending on a respectively measured speed during a test run, - a test
- the system does not necessarily have to include the test locomotive component, since this can basically be interchangeable. Rather, it is designed to test any rail vehicle, e.g. test locomotives, whereby a test locomotive currently to be tested simply has to be coupled to the brake locomotive (as the brake locomotive component) of the system for a test run on the test track.
- the brake locomotive component has a coupling, in particular a universal coupling, with which it can be coupled to a locomotive system for a test run with the test locomotive component.
- the system must include a test locomotive component, since the wagon must be pulled. In this regard, it is preferable to measure the test locomotive component first and then the wagon, so that the influence of the test locomotive component on the result can be eliminated.
- the control system is designed to control the locomotive system. This can be achieved in particular by the control system being able to control at least the brake locomotive component or by transmitting the driving data to a control unit of the brake locomotive component. 202300979 17
- the control system is further designed to determine adapted braking data by modifying braking data at a measured position depending on a measured speed during a test drive, as described in more detail above.
- the test track has already been described above.
- the data interface can, for example, be designed for data communication via radio and thus, for example, to receive basic data from a control center for the test drive.
- This basic data has already been described above.
- the determination unit determines braking data for the brake locomotive component and sends it to the corresponding locomotive or locomotive component. How exactly this braking data is determined has already been described above.
- the braking data can be transmitted to the control system in different ways, depending on how the control system is structured.
- the control system can be a higher-level system which is able to independently control a brake locomotive component (or a brake locomotive). However, it can also simply send the adjusted braking data to the brake locomotive component, which is then controlled by its own control unit according to the adjusted braking data.
- This transmission of braking data is also considered to be a type of control in the sense of the invention, since the brake locomotive component moves according to this adjusted braking data during the test run.
- adjusted braking data is sent to the control system, and the control system controls the brake locomotive component (e.g. a brake locomotive) accordingly.
- the brake locomotive component e.g. a brake locomotive
- the brake locomotive component transmits the adjusted braking data to its own control unit using a preferred data interface.
- the measuring unit works as described above and measures driving parameters (e.g. energy consumption, temperatures, GSS interventions, currents, voltages, monitoring functions, etc.) of the test locomotive component during the test drive.
- the invention can be implemented in particular in the form of a computer unit, in particular in a control device, with suitable software.
- the computer unit can, for example, have one or more cooperating microprocessors or the like.
- it can be implemented in the form of suitable software program parts in the computer unit.
- a largely software-based implementation has the advantage that computer units already used in multiple units or train sets or in their carriages can also be easily retrofitted with a software or firmware update in order to work in the manner according to the invention.
- the object is also achieved by a corresponding computer program product with a computer program that can be loaded directly into a storage device of a computer unit, with program sections in order to carry out all steps of the method according to the invention when the program is executed in the computer unit.
- such a computer program product can optionally comprise additional components such as documentation and/or additional components, including hardware components such as hardware keys (dongles, etc.) for using the software.
- additional components such as documentation and/or additional components, including hardware components such as hardware keys (dongles, etc.) for using the software.
- a computer-readable medium for example a memory stick, a hard disk or another portable or 202300979 19 permanently installed data storage device on which the program sections of the computer program that can be read and executed by a computer unit are stored.
- driving resistances that are independent of the speed are preferably included in the braking data. These are, for example, the route profile and the weight of the cars. However, it should be noted that it is certainly possible that these static driving resistances can lead to different values of driving parameters at different speeds, for example more energy is needed for an increase when the locomotive system is traveling faster. What is meant by "independent of speed” is that no speed information is required to generally determine a driving resistance (such as for air resistance), even if this driving resistance can be modulated depending on a speed.
- the braking data preferably include a term that indicates the speed dependency.
- a braking curve in the braking data may not contain constant values, but functions whose function values depend on the speed.
- the braking data contain a route profile made up of functions with which the current braking force or braking power can be determined at a given speed, possibly together with an additional term that takes the air resistance at this speed into account and uses this to specify an additional braking curve.
- special basic data is used.
- This basic data includes driving resistances of those vehicles (in particular wagons) that are used in the train composition or are to be simulated.
- This driving resistance includes at least one variable from the group of traction, weight and air resistance of the vehicles used.
- the basic data preferably specify a scenario that has impaired driving characteristics compared to normal operation, and in particular includes a maximum load and/or a low mains voltage, and/or headwind. Since the energy consumption under worst case conditions is often of interest, these influences that affect the journey can be incorporated into the basic data and influence the braking data accordingly.
- the test locomotive component is a test locomotive and the brake locomotive component is a brake locomotive, or a test locomotive is used as the test locomotive component and a brake locomotive is used as the brake locomotive component.
- the brake locomotive component 202300979 21 (preferably the brake locomotive) has its own control unit to which the braking data is transmitted and which is designed to brake the brake locomotive component during the test drive in accordance with the braking data. Since most locomotives or drive units include such control units, such a control system is very easy to implement.
- the sensor unit is preferably arranged in the test locomotive or in the brake locomotive.
- the sensor system particularly preferably measures their respective wheel rotation. From the data measured by the sensor unit, e.g. the wheel rotation (per unit of time), it should be possible to derive speed and position as described above. If the sensor is arranged in the brake locomotive, its measured data can be used immediately for the process. If a sensor is arranged in the test locomotive, its data must be fed into the process.
- any route can be used as a test route, especially if its properties are known, although this does not necessarily have to be the case, especially when measuring wagon configurations.
- the test route has a closed route and is preferably ring-shaped, in particular circular. It particularly preferably comprises curves and straight route sections, in particular two halves of a circle, which together with parallel, straight route sections form a ring.
- the braking data are or will be designed in such a way that the driving profile of the brake locomotive component can be controlled during the test drive in such a way that driving resistances of a predetermined route and a predetermined train composition are mapped.
- location-dependent driving resistances such as a route profile
- the braking data contain functions and/or a table by means of which adapted braking values can be calculated from a braking curve or a braking value depending on a measured speed.
- this can be a route profile whose "values" are speed-dependent terms from which a braking force or braking power can be determined when a speed is reached.
- a braking curve can therefore be calculated from the route profile using the speeds measured in each case.
- the braking data therefore preferably has a braking curve (in the previous example, the route profile) which includes a speed-dependent function of a braking value for each position.
- the method preferably comprises the following steps: 202300979 23 - Determining the current position with the sensor unit, - Determining the current speed with the sensor unit, - Determining a braking data set from the braking data and the determined position. - Calculating the adjusted braking data from the determined braking data set and the speed, preferably wherein the braking data set has a speed-dependent braking value formula or a table in which braking values are listed as a function of a speed. For example, based on the position from a previously calculated table (in the braking data), the appropriate value for braking the brake locomotive component can be read by reading the table at the determined position. This then corresponds to the driving resistance of the train composition to be simulated.
- the previously calculated driving resistance in the table is preferably dependent on gradients and/or curve radii and/or weight and/or a wind (e.g. assumed to be constant) at the respective corresponding position.
- the current speed is preferably included in a driving resistance formula that matches the train composition, or in its speed-dependent terms, and a value for the adjusted braking data is obtained.
- the adjusted braking data preferably includes a braking curve A(p, v) depending on the position p and the speed v.
- the braking data B(p) are known for the positions p of the route to be simulated from the basic data and correspond in particular to the route profile plus any other static driving resistances.
- the speed dependency can be proportional or quadratic or in 202300979 24 of the third power.
- F N sin( ⁇ ) ⁇ g ⁇ m Z
- F Bo sin(atan(i e +i Bo )) ⁇ g ⁇ m Z -F N
- F k + k ⁇ v+ k ⁇ m + k ⁇ v ⁇ m + k ⁇ x ⁇ v 2 2 W Z 0 1 2 Z 3 Z 4 tunnel ⁇ + v gegen ⁇ + k 5 ⁇ x tunnel ⁇ ⁇ v+ v gegen ⁇ ⁇ m Z , with the angle of inclination ⁇ , the acceleration due to gravity g, the mass of the train m Z , the parameters of the arch i e and i Bo , and the coefficients k i , which represent parameters of the train, the speed v of the train and the headwind v gegen as well as a parameter x tunnel to parameterize the influence of a tunnel.
- the braking data are designed in such a way that they simulate non-driven rail vehicles attached to the test locomotive component, in particular freight wagons and/or passenger wagons, whereby the driving resistances of the vehicles are determined in particular by means of numerical fluid mechanics (the English term Computational Fluid Dynamics, CFD is often used). 202300979 25
- the driving resistances of cars are therefore included in the braking data, which are fully simulated.
- the real cars do not have to exist yet. This also makes it possible to specifically simulate the influences of new car types.
- purely static driving resistances are preferably included in the braking data as a location-dependent function, and dynamic driving resistances as coefficients of a speed-dependent function to modify the location-dependent function.
- the test track includes its own controllable voltage supply. This enables a clearly specified variation of the voltage during the test drive.
- the test drive is then carried out with a specified mains voltage, with the mains voltage being varied according to a specified profile during the test drive.
- environmental conditions in particular wind and/or temperature, are measured during the test drive.
- the adjusted braking data are then additionally calculated from the braking data based on these measurements.
- the measured driving parameters e.g. the measured energy consumption
- wind can distort a measurement, since at different speeds tailwind must be taken into account differently than headwind.
- test drive is carried out several times and during different test drives the braking data and/or the speed are varied according to a predetermined pattern.
- the variation in the braking data also simulates oncoming traffic and/or tunnel driving and/or weather influences, particularly wind.
- This has the advantage that a "smearing" of the test data is artificially achieved, which represents greater certainty for the end result.
- a customer can then, for example, be given the highest energy consumption as the end result.
- the variation in the braking data simulates oncoming traffic and/or tunnel driving and/or weather influences, particularly wind.
- the speed is varied during some of the test runs with identical braking data. One test run is therefore carried out at a different speed than another (otherwise identical) test run.
- the driving parameters (e.g. energy consumption) for these test runs are preferably measured separately.
- the term "separately" means that the measured data from these test runs at different speeds are collected in a separate group alongside test runs with different braking data.
- a control of the cooling of drive components of the test locomotive component is also varied. This variation should be carried out in the same way as in real 202300979 27 case would take place on a route corresponding to the simulated route.
- the invention can also be used for further investigations. For example, as explained above, the customer driving game can also be used as a basis for specific optimizations.
- the vehicle or the driving style can be optimized specifically for this purpose with the help of the emulator and, for example, the cooling of the drive components can be parameterized to be as energy-efficient as possible.
- This can be used to further increase the energy efficiency of the vehicles, especially for passenger transport (preferably with multiple units).
- the profile of the test route is included in the braking data or the adapted braking data in such a way that curve radii and, in particular, inclines and declines of the test route are compensated. This has the advantage that the influence of the test track on the measurement of the driving parameters can be compensated.
- the test track influences the test result with its gradients, curves and any switches that may be present. If there is a gradient on the test track, the test locomotive component would have to use additional power to overcome it. These influences are offset accordingly in the braking data in order to compensate for the influences of the topography of the test track. For this purpose, it is preferable to have a table or a mathematical function in which the additional influences are plotted as a function of the GPS position. 202300979 28 When the corresponding position is reached, these influences are included in the braking data. Instead of determining the position using GPS, the kilometerage of the test track can also be used to determine the position.
- test tracks are usually very flat and the curve radii are usually very large, so that their influence is comparatively small, a specially adjusted (possibly static) controller on the brake locomotive component can compensate for the influence of the track satisfactorily.
- one or more of the parameters from the group energy consumption, temperature, GSS intervention, current, voltage and monitoring functions are measured as driving parameters. It is particularly preferred that at least the energy consumption is measured over the (entire) test drive.
- the state of the art does not optimally meet the customer's request for detailed proof of energy consumption.
- the invention offers a "driving game emulator" for dynamic measurements in order to examine any desired driving game specification using measurement technology with little effort.
- the effort required to organize a test drive is greatly reduced by the invention.
- the inventive concept of the driving game emulator fulfills the most important aspect of the metrological proof required on the market.
- the emulator makes it possible to analyze any desired constellation of train, route and timetable and to prepare it in such a way that the test drive can be carried out with two locomotives on any route. Basically, only a single vehicle is required for the measurement, e.g. a multiple unit or only two vehicles. 202300979 29 vehicles are required, the test locomotive and a brake locomotive. Since the characteristics of the test track (curve radii, gradients, etc.) can also be simulated in the emulator by parameterization, it is possible to carry out the measurement on any available track.
- the test drive can show how the vehicle to be offered will behave and in particular what energy consumption can be expected in each case.
- Preliminary tests can be carried out with the later driving game in order to identify demanding passages in the driving game early on before real operation and to introduce corresponding optimizations before the first day of operation.
- the vehicle control especially with regard to the cooling system, can be individually adapted using the emulator according to the invention.
- the time and personnel expenditure can be reduced with the help of automation.
- Figure 1 a test setup with a locomotive system on a test track
- Figure 2 a flow chart for a possible sequence of a method according to the invention
- Figure 3 the creation of braking data
- Figure 4 the adaptation of braking data to the speed.
- the following explanations assume that the brake locomotive component 4 is a brake locomotive 4 and the test locomotive component 3 is a test locomotive 3.
- the invention can also be used on other locomotive systems 1, e.g. a single end driver's cab locomotive in which one half is designed as a test locomotive component 3 and the other half as a brake locomotive component 4.
- Figure 1 shows a sketch of an example of a system 1 according to the invention for determining energy consumption (as a driving parameter) of a test locomotive 3 during a test drive from above.
- the test locomotive 3 and its control unit 5 are also regarded as part of the system 1, although this is not absolutely necessary.
- the system 1 can basically be used for many different test locomotives 3 but also for measuring wagons or railcars.
- the system 1 includes the following components: A brake locomotive 4 (as an example of a brake locomotive component 4) with a sensor unit S and a coupling 10, with which it is coupled to the test locomotive 3 to form a locomotive system 3, 4 for the test run.
- a control system 5 which is designed to control the brake locomotive 4 and the test locomotive 3 and to generate adapted brake data A from brake data B (see following figures). 202300979 31
- a data interface 6 designed to receive basic data D for the test drive, comprising, for example, information on the train composition, load and route profile.
- a determination unit 7 which is designed for at least two functions, whereby these functions can certainly be processed separately in different modules.
- the determination unit 7 is used, on the one hand, to determine braking data B, which comprise, for example, information on driving resistances during the test drive due to the train composition, load and route profile, and is designed to brake the brake locomotive 4 during the test drive on the test track 2 in accordance with the respective driving resistances.
- the determination unit 7 also serves to transmit the driving data F and braking data B to the control system 5 of the test locomotive 4 (see arrow), whereby the braking data B is intended for braking the brake locomotive 4.
- the determination unit 7 can also be used to determine driving data F from the basic data D, which at least include information on the tractive force and speed profiles of the test drive, and are designed to control the test locomotive 3 during the test drive on the test track 2. However, this is not absolutely necessary for the invention.
- the test locomotive 3 can also be driven by a person.
- a measuring unit 8 designed to measure driving parameters F of the test locomotive 3, such as energy consumption or temperature, 202300979 32 while it is being controlled on a test run with the locomotive system 3, 4 on the test track 2 and is simultaneously braked by the brake locomotive 4 in accordance with the adapted brake data A.
- Figure 2 shows a block diagram of an example of a method according to the invention for determining energy consumption (as an example of driving parameter F) of a locomotive, e.g. with a system 1 according to Figure 1.
- step I basic data D for the test run is provided, which includes information on the train composition and/or the load and/or the route profile.
- brake data B is determined from the basic data D, which here includes information on driving resistances during the test run due to the train composition, load and the route profile, and is designed to brake the brake locomotive 4 during the test run on the test track 2 in accordance with the respective driving resistances.
- These braking data B are then transmitted to the control system 5, e.g. to the control unit 5 of the brake locomotive 4.
- step III a test run is carried out with the locomotive system 3, 4 on the test track 2 and the speed of the brake locomotive 4 is measured with the sensor unit S (see Figure 1). From the measured speed and the available braking data B, adapted braking data A are determined, according to which the brake locomotive 4 is braked.
- step IV driving parameters F, e.g. energy consumption and possibly other variables such as temperature, are measured during the test drive. Steps III and IV are therefore basically carried out simultaneously.
- the energy consumption is symbolized here by the energy consumption data F as driving parameter F.
- the test locomotive 3 is controlled by a person, for example, and simultaneously braked by the brake locomotive 4 in accordance with the brake data B.
- FIG 3 shows a sketch for generating brake data B.
- the brake data B is formed from left to right from the train composition, the load (symbolized here by a weight) and the profile of the route.
- Figure 4 sketches the adaptation of brake data B to the speed.
- the brake data B is here in the form of a braking curve which corresponds, for example, to the changing braking power over a route profile.
- the speed of the brake locomotive 4 is measured using the sensor unit S (see Figure 1).
- the braking curve is modified using this measured speed and the adjusted braking data A is obtained.
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung von Fahrparametern (F) eines Schienenfahrzeugs umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Loksystems (3, 4) umfassend eine Bremslok-Komponente (4) und eine Prüflok-Komponente (3), wobei ein Steuersystem (5) die Bremslok-Komponente (4) steuert und eine Sensoreinheit (S) Daten zur Position und zur Geschwindigkeit der Bremslok-Komponente (4) misst, b) Bereitstellen einer Teststrecke (2), auf der das Loksystem (3, 4) während der Testfahrt fährt, c) Bereitstellen von Basisdaten (D) zur Zugkomposition, zur Beladung und/oder zum Streckenprofil, d) Ermitteln von positionsabhängigen Bremsdaten (B) aus den Basisdaten (D) und Übermitteln der Bremsdaten (B) an das Steuersystem (5), e) Durchführung der Testfahrt mit dem Loksystem (3, 4) auf der Teststrecke (2) und Messung der Fahrparameter (F) der Prüflok-Komponente (3) während diese gemäß angepassten Bremsdaten (A) gebremst wird, welche sich aus den Bremsdaten (B) an der jeweils gemessenen Position ergeben, die in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Geschwindigkeit modifiziert worden sind. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein entsprechendes System.
Description
202300979 1 Verfahren und System zur Ermittlung von Fahrparametern eines Schienenfahrzeugs Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Er- mittlung von Fahrparametern, wie z.B. des Energieverbrauchs, Temperaturen, GSS-Eingriffe, Ströme, Spannungen, Funktionen der Überwachung etc. eines Schienenfahrzeugs, wie z.B. einer Lok oder einem Wagen. Die Erfindung sieht dabei insbesondere vor, dass beliebige Kombinationen von Zugkonfiguration, Strecken und Fahrplänen mit einem Testaufbau realitätsnah nachgestellt werden können. Es ist in zunehmenden Maße wichtig, Fahrparameter eines Schienenfahrzeugs zu bestimmen, wie im Folgenden anhand des Energieverbrauchs erläutert wird. Aufgrund erhöhter Sensitivität gegenüber dem Energieverbrauch wird zunehmend ein höherer Wert auf dessen Minimierung bzw. dessen genaue Einschätzung gelegt. Dabei kann es vorkommen, dass bereits in der Angebotsphase für bestimmte Strecken mit vorgegebenen Fahrplänen sowohl für Personenverkehr als auch für den Güter- verkehr ein zu erwartender Energieverbrauch vorab berechnet und von Anbietern von Fahrzeugen zugesichert wird. Dabei ist oft bei Auftragserteilung während des Projektverlaufs auch ein Nachweis eines errechneten Wertes für den Energiever- brauch eines Fahrzeugs auf der realen Strecke erforderlich, wozu eine vorgesehene Zugkonfiguration auf der realen Strecke unter realen Bedingungen, z.B. Beladung der Wagen um Fahrgäs- te oder Frachtgut zu simulieren, den Fahrplan abfahren. Während der Fahrt wird der Energiebedarf gemessen und mit dem berechneten Wert verglichen. Abweichungen zwischen zugesagten und gemessenen Wert, die einen Mehrverbrauch des Fahrzeuges bedeuten würden, werden mit z.T. hohen Vertragsstrafen pönalisiert.
202300979 2 Ein Nachteil der dazu verwendeten Verfahren ist, dass mehrere Vorgänge und Arbeitsschritte hierbei sehr zeit- und kosten- intensiv sind und zudem Unsicherheit in die Berechnung und Messung bringen und damit ein höheres Risiko in das Projekt. (a) Die reale Strecke muss für mehrere Testfahrten gebucht und freigehalten werden, wobei hier immer der Fall auftreten kann, dass die Fahrt aufgrund von betrieblichen Störungen etc. unterbrochen oder abgebrochen werden muss. (b) Die reale Zugkonfiguration zur Verfügung zu stellen ist oftmals kompliziert, da die Fahrzeuge dazu entweder aus dem aktiven Betrieb genommen werden müssen oder die Fahrzeuge anderweitig schwer verfügbar sind, da die Nachweise oft in früheren Phasen des Projekts zu erbringen sind und die Fahrzeuge unter Umständen noch nicht gefertigt sind oder aus Kundenbeständen nicht abgerufen werden können. (c) Nachweise mit Personenwagen müssen meist mit vorgegebener Sitzplatzbelegung durchgeführt werden. Der Beladevorgang kann je nach Wagenanzahl und zu simulierender Belegung äußerst hohe Aufwände verursachen. Für Nachweise bei Frachtzügen muss auch eine repräsentative Beladung hinreichend gut vorgesehen werden. (d) Die Fahrweise des Triebfahrzeugführers („Tf“), also z.B. wie stark und wie lange beschleunigt und abgebremst wird, hat einen gravierenden Einfluss auf den Energieverbrauch. Für den Tf ist es schwer, die in der Berechnung angesetzten Zugkraft- verläufe in der Realität exakt nachzufahren. Genauso schwer ist es, das genaue Fahrverhalten eines Tf in der Berechnung zu berücksichtigen. Die Abweichung von Berechnung und Um- setzung in der Messfahrt kann daher mitunter sehr groß sein.
202300979 3 (e) Die Randbedingungen der Berechnung, wie Netzspannung, Gegenwind oder Außentemperatur, werden in der Ausschreibung häufig exakt vorgegeben. Diese Bedingungen sind oftmals von der Umwelt oder der Infrastruktur abhängig und auf realer Strecke kaum zu steuern. Die größten Einflussfaktoren auf die Testfahrt und dessen Ergebnis während des normalen Betriebs sind: - Tunnelfahrt und Gegenverkehr, da diese Einfluss auf den Fahrwiderstand haben, - Betriebliche Störungen, da diese den angestrebten Fahrplan oder die gesamte Messung behindern können, - Schwankende Netzspannung, z.B. aufgrund von Gegenverkehr, da diese die Effizienz des Fahrzeugs beeinflusst, - Wettereinflüsse wie z.B. Wind, der den Fahrwiderstand erhöht und damit ebenfalls den Energiebedarf, wobei Wind zudem auf der Strecke nicht praktikabel messbar ist, und Regen und andere Wettereinflüsse, welche während der limitierten Testzeit auftreten können. In der Vergangenheit war es gängige Praxis, die Energieeffi- zienz einer Lokomotive anhand eines Gesamtwirkungsgrades in einem bestimmten Arbeitspunkt zu bestimmen. Ein Arbeitspunkt wird dabei durch eine Geschwindigkeit und eine Zugkraft (be- vorzugt am Rad) definiert. Im Angebotsverlauf wurden, zumeist für mehrere vorgegebene Arbeitspunkte, rechnerisch unter be- stimmten Randbedingungen die jeweiligen Wirkungsgrade ermit- telt und vertraglich zugesagt. Bei Durchführung des Projekts musste jeder Wirkungsgrad einzeln per Messung auf der Schiene nachgewiesen werden. Dazu wurden die Lokomotiven über einen bestimmten Zeitraum konstant im zu messenden Arbeitspunkt gehalten und die Leistungsabgabe am Rad P(Rad) = F · v (mit der Kraft F und der Geschwindigkeit v) mit der über die Ober- leitung aufgenommenen Leistung P(Netz) = I(Netz) · U(Netz)
202300979 4 (mit der Stromstärke I(Netz) und der Netzspannung U(Netz) ins Verhältnis gesetzt. Die allgemeine Definition des Wirkungs- grades ɳ ist in diesem Falle: ɳ = P(Rad) / P(Netz). Der Wirkungsgrad ist dabei im Normalfall für mehrere Arbeitspunkte anzugeben. Basierend auf diesen Wirkungsgraden ist es möglich zu berechnen, wie hoch der Energieverbrauch für bestimmte Einsätze sein wird, z.B. im Güterverkehr oder Personenverkehr. Diese Messungen werden derzeit auf einer realen Strecke mit Zügen durchgeführt, die eine Testbeladung oder eine simulier- te Beladung aufweisen. Dies ist aufwändig, zeitintensiv, Fehlern unterworfen und mit vergleichsweise hohe Kosten gekoppelt. In der letzten Zeit wird der oben beschriebene rechnerische und messtechnische Nachweis häufig vertraglich eingefordert. Daraus ergibt sich für einen Fahrzeuganbieter zwangsläufig die Notwendigkeit, deutlich genauere Energieverbrauchswerte in der Angebotsphase zu bestimmen und vertraglich zuzusichern. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alterna- tives, komfortableres Verfahren und ein entsprechendes System zur Ermittlung von Fahrparametern, wie z.B. des Energiever- brauchs, Temperaturen, GSS-Eingriffe, Ströme, Spannungen, Funktionen der Überwachung etc., eines Schienenfahrzeugs, z.B. einer Lok oder einem Wagen anzugeben, mit denen die oben beschriebenen Nachteile vermieden werden und insbesondere beliebige Kombinationen von Zugkonfiguration, Strecken und Fahrplänen mit einem Testaufbau realitätsnah nachgestellt werden können.
202300979 5 Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 1 und einem System gemäß Patentanspruch 13 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Ermittlung von Fahrpara- metern, wie z.B. des Energieverbrauchs, Temperaturen, GSS- Eingriffe, Ströme, Spannungen, Funktionen der Überwachung etc., eines Schienenfahrzeugs, bevorzugt einer Lok oder einem Wagen, im Rahmen einer Testfahrt umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Loksystems umfassend eine Bremslok- Komponente (4) und eine Prüflok-Komponente, welche miteinan- der gekuppelt sind, wobei die Bremslok-Komponente während der Testfahrt von der Prüflok-Komponente bewegt wird, und wobei ein Steuersystem zumindest die Bremslok-Komponente während der Testfahrt steuert und eine Sensoreinheit während der Testfahrt Daten zur Position und zur Geschwindigkeit der Bremslok-Komponente misst, b) Bereitstellen einer Teststrecke, auf der das Loksystem während der Testfahrt fährt, c) Bereitstellen von Basisdaten zur Testfahrt umfassend Informationen zu zumindest einer der Kategorien der Gruppe Zugkomposition, Beladung und Streckenprofil, d) Ermitteln von positionsabhängigen Bremsdaten aus den Ba- sisdaten, welche zumindest Informationen zu Fahrwiderständen bei der Testfahrt durch die Zugkomposition, Beladung und/oder das Streckenprofil umfassen, und dazu ausgelegt sind, die Bremslok-Komponente während der Testfahrt auf der Teststrecke gemäß den jeweiligen Fahrwiderständen zu bremsen, und Übermitteln der Bremsdaten an das Steuersystem, e) Durchführung der Testfahrt mit dem Loksystem auf der Test- strecke und Messung der Fahrparameter (z.B. Energieverbrauch) der Prüflok-Komponente während diese auf der Teststrecke fährt und gleichzeitig durch die Bremslok-Komponente gemäß angepassten Bremsdaten gebremst wird, welche sich aus den
202300979 6 Bremsdaten an der jeweils gemessenen Position ergeben, die in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Geschwindigkeit modifiziert worden sind. Die Ermittlung von Fahrparametern (z.B. Energieverbrauch) wird also während einer Testfahrt auf einer Teststrecke durchgeführt. Auch wenn als Teststrecke theoretisch eine (abgesperrte) reale Strecke verwendet werden kann, ist bevor- zugt, dass die Testfahrt auf einer extra als Teststrecke konzeptionierten Strecke durchgeführt wird, z.B. auf einem geraden Schienenstrang oder einem Kreis. Dadurch können ideale Laborbedingungen geschaffen und Umwelteinflüsse sehr genau berücksichtigt oder unterdrückt werden. Das Schienenfahrzeug, für das die Fahrparameter (z.B. der Energieverbrauch) gemessen werden soll, kann ein angetriebe- nes Schienenfahrzeug sein, z.B. eine Lokomotive, ein Triebzug oder ein Triebwagen dessen Fahrparameter gemessen werden. Es kann aber auch ein nicht-angetriebenes Schienenfahrzeug sein, z.B. ein Wagen. In diesem Falle sind die gemessenen Fahrpara- meter passive Fahrparameter, z.B. ist dann der gemessene Energieverbrauch derjenige, der für die Bewegung des nicht- angetriebenen Schienenfahrzeugs aufgewendet werden muss. Das Loksystem mit Bremslok-Komponente und Prüflok-Komponente umfasst bevorzugt keine weiteren Loks oder Wagen, wobei je- doch durchaus andererseits auch zu vermessene Wagen angekup- pelt sein könnten. Die Bremslok-Komponente simuliert dabei während der Testfahrt bevorzugt die Wagen (bzw. weitere Wa- gen), deren Beladung sowie bevorzugt auch eine Strecke, z.B. die reale Strecke, auf der das Schienenfahrzeug später einge- setzt werden soll. Es ist auch bevorzugt, zu vermessende Wagen zu simulieren (ggf. ohne dass eine Strecke simuliert
202300979 7 wird). Die Bremslok-Komponente wird dann auf der Testfahrt von der Prüflok-Komponente gezogen oder geschoben. Auch wenn als Prüflok-Komponente bevorzugt eine Lokomotive als „Prüflok“ eingesetzt wird und als Bremslok-Komponente eine weitere Lokomotive als „Bremslok“, können diese Komponenten auch in einer einzigen Lokomotive realisiert sein, z.B. in dem ein angetriebenes Drehgestell in der Lokomotive als Prüflok-Komponente verwendet wird und ein anderes als Bremslok-Komponente. In einem Triebzug könnte eine Triebeinheit (insbesondere die vordere) als Prüflok- Komponente verwendet werden und eine andere Triebeinheit (insbesondere die hintere) als Bremslok-Komponente. Im Falle eines Triebzuges kann es auch vorteilhaft sein, wenn sich Wagen zwischen Prüflok-Komponente und Bremslok-Komponente befinden, da dann ein kompletter Triebzug ohne Modifikationen für die Testfahrt verwendet werden kann. Geeignete Steuereinheiten zur Steuerung der Bremslok- Komponente während der Testfahrt sind bekannt. z.B. können Steuereinheiten zur automatischen Steuerung einer Lok bzw. von Triebeinheiten verwendet werden, wie sie derzeit bereits eingesetzt werden. Das Steuersystem kann sich dann aus Steuereinheiten der Bremslok-Komponente ergeben. Die Prüflok- Komponente kann auch automatisch gesteuert werden, aber auch von einem Tf bedient werden. Für das Verfahren ist aber wichtig, dass zumindest die Bremslok-Komponente automatisch gesteuert wird. Für eine automatische Steuerung der Bremslok-Komponente dient die Sensoreinheit. Wenn für eine Testfahrt eine Strecke simuliert werden soll, muss die Bremslok-Komponente eine Information darüber haben, an welcher Stelle der simulierten Strecke sie sich gerade befindet um ihr Bremsverhalten
202300979 8 korrekt zu steuern. Beispielsweise muss sie „wissen“ ob sie sich an einer Steigung oder einer Gefällstrecke befindet. Zudem kann ein Lokführer die Prüflok-Komponente mit unter- schiedlichen Geschwindigkeiten steuern, was sich im Bremsver- halten der Bremslok-Komponente niederschlagen sollte. dazu misst die Sensoreinheit während der Testfahrt Daten zur Posi- tion und zur Geschwindigkeit der Bremslok-Komponente. Die Sensoreinheit muss sich dazu nicht zwingend in der Bremslok- Komponente befinden. Es könnte auch eine externe Sensorein- heit sein wie z.B. eine Kamera oder Messpunkte an der Strecke. Auch eine Sensoreinheit in der Prüflok-Komponente ist denkbar. Die Teststrecke sollte möglichst einfach gestaltet und eben sein, Es bieten sich insbesondere Kreisbahnen an, die ggf. auch aus zwei Kreishälften gebildet sein können, die mittels geraden Teilstücken miteinander zu einem Ring verbunden sind. Je einfacher die Form der Teststrecke gestaltet ist, und je größer der Kurvenradius ist, desto genauer sind die Ergebnisse des Verfahrens. Es kann wie gesagt theoretisch auch eine reale Strecke als Teststrecke verwendet werden, z.B. zum Testen einer Wagenkonfiguration. Die Basisdaten zur Testfahrt sollten die Grundlage der Simulation einer realen Zugfahrt bilden. Sie müssen dafür zumindest Informationen zu zumindest einer der Kategorien der Gruppe Zugkomposition, Beladung und Streckenprofil umfassen. Die Informationen zur Zugkomposition geben an, wieviel Wagen simuliert werden sollen und/oder welcher Art die Wagen sind und insbesondere auch, welchen Fahrwiderstand (z.B. Roll- widerstand und/oder Windwiderstand) sie haben. Im Grunde sind hier Daten bevorzugt, die Aufschluss darüber geben, wieviel Leistung erforderlich ist, um die Anzahl der Wagen bei be-
202300979 9 stimmten Geschwindigkeiten und Streckenprofilen (Steigungen, Ebenen, Gefällen) zu ziehen. Ein Beispiel für eine Informa- tion zur Zugkomposition könnte eine Liste der gewünschten Wagen sein und eine zweidimensionale Funktion P(v, S) oder entsprechende Werteliste für jeden Wagen, die angibt, welche Leistung (oder welche Zugkraft) P erforderlich ist, wenn der Wagen mit der Geschwindigkeit v auf einer Strecke mit der Steigung S gezogen wird, wobei ein negatives S einem Gefälle entsprechen würde. Die Information zur Zugkomposition könnte aber auch eine zusammengefasste Funktion (oder besagte Werte- liste) P(v, S) umfassen die die Leistung für eine Geschwin- digkeit v und eine Steigung S für einen ganzen Wagenzug angibt. Die Informationen zur Beladung geben die Beladung der Wagen mit Waren oder Passagieren an. Diese Informationen können getrennt von den Informationen zur Zugkomposition vorliegen oder aber auch vereint mit diesen. Eine Trennung der beiden Informationen hat den Vorteil, dass im Rahmen mehrerer Testfahrten die Beladung unabhängig zur Zugkonfiguration geändert werden könnte. Die Informationen zum Streckenprofil geben insbesondere an, wo genau Steigungen, Ebenen oder Gefälle vorhanden sind und/oder wie groß die Kurvenradien sind. Die Bremsdaten sind wichtig zum Betreiben der Bremslok-Kompo- nente und dienen der Simulation einer realen oder zumindest gewünschten Strecke und ggf. weiterer Fahrwiderstände, wie z.B. Wagen. Sie basieren zumindest auf Fahrwiderständen bei der Testfahrt durch die Zugkomposition und/oder Beladung und/oder das Streckenprofil und sind dazu ausgelegt, die Bremslok-Komponente während der Testfahrt auf der Teststrecke gemäß den jeweils wirkenden Fahrwiderständen zu bremsen.
202300979 10 Dabei sollten die Bremsdaten in dem Fall, in dem eine Testfahrt auf einer realen oder gewünschten Strecke simuliert werden soll, die Fahrwiderstände dieser Strecke umfassen. Konkret können die Bremsdaten Informationen zu Bremskräften bzw. Bremsleistungen an verschiedenen Positionen der simulierten Strecke umfassen. Es müssen dabei nicht individuelle Informationen zu allen Punkten vorliegen. Die Bremsdaten können auch streckenbezogene Informationen enthalten, wie z.B. (Bremsleistung A in Teilstück 1 und Bremsleistung B in Teilstück 2). Soll z.B. ein Schottervorgang simuliert werden, bei dem der Zug Schotter auf ein Gleisbett schüttet, dann können die Bremsdaten B auch eine einzige Funktion mit der geschwindigkeitsabhängigen, aber bei konstanter Geschwindigkeit konstanten Bremsleistung Pb(v), dem positiven, konstanten Koeffizienten a und der ermittelten bereits gefahrenen Strecke s enthalten, die lautet, B = Pb(v) - a · s. Die Bremsdaten sind positionsabhängig, geben also an, wo auf der Testfahrt wieviel gebremst werden soll. Dies kann z.B. durch eine Bremskurve erreicht werden, die angibt, an welchem Streckenabschnitt oder an welchem Streckenpunkt welche Brems- kraft bzw. welche Bremsleistung herrschen soll. Dies ist auch der Grund, weshalb die Position der Bremslok-Komponente mit der Sensoreinheit ermittelt wird. Da die Fahrt des Loksystems im Grunde beliebig gesteuert werden kann, „weiß“ die Brems- lok-Komponente durch die Positionsmessung genau, in welchem Abschnitt der Bremskurve sie sich aktuell befindet und kann die korrekte Bremskraft bzw. Bremsleistung ausüben. Bei einer Messung der Radumdrehung kann eine Bremskurve auch direkt in Bremskraft oder Bremsleistung in Abhängigkeit von den Radum- drehungen angegeben werden. Aber auch bei einer externen Messung auf einer kreisförmigen Teststrecke kann die Position bezüglich der Testfahrt ermittelt werden und zwar aus der
202300979 11 aktuellen Position auf der Teststrecke und den bereits gefahrenen Runden. In dem Falle, in dem lediglich die Auswirkungen einer Wagen- konfiguration auf die Fahrparameter (z.B. Energieverbrauch) gemessen werden soll, insbesondere bei einer Testfahrt auf einer realen Strecke, ist es nicht unbedingt notwendig, dass die Bremsdaten explizit Daten zu Fahrwiderständen einer Strecke umfassen. Im Grunde sind die Bremsdaten ähnlich zu einer Leistungskur- ve, welche die Bremsleistung bei einer Position der simulier- ten Strecke in Abhängigkeit von einer (bei der Testfahrt zu messenden) Geschwindigkeit angibt. Je größer der Fahrwider- stand, desto größer muss die Bremsleistung sein und umge- kehrt. Selbstverständlich ist dies nur ein Beispiel. Es sei darauf hingewiesen, dass die Bremsdaten auch negative Werte umfassen könnten, d.h. eine Beschleunigung bewirken, wie sie z.B. auf einer Gefällstrecke auftreten kann. Die Bremsdaten werden an das Steuersystem für die Bremslok- Komponente übermittelt, insbesondere an eine Steuereinheit einer Bremslok. Liegen die Bremsdaten vor, dann kann eine Testfahrt auf der Teststrecke mit dem Loksystem durchgeführt werden. Die Prüflok-Komponente wird währenddessen automatisch oder durch einen Triebfahrzeugführer gesteuert und gleichzeitig durch die Bremslok-Komponente gemäß angepassten Bremsdaten gebremst. Bei der Testfahrt wird die jeweils aktuell gefahrene Geschwindigkeit gemessen. Die angepassten Bremsdaten basieren auf den Bremsdaten an der jeweils gemessenen Position. Nun kann jedoch das Loksystem
202300979 12 die Testfahrt mit einer beliebigen Geschwindigkeit bzw. mit einem beliebigen Fahrprofil durchführen. Damit ist auch ge- meint, dass zwar ein Fahrprofil mit definierten Geschwindig- keiten vorgegeben sein kann, die Geschwindigkeiten aufgrund von Abweichungen durch den Tf aber nicht unbedingt 100% mit dem Fahrprofil übereinstimmen müssen. Unterschiedliche Ge- schwindigkeiten führen dabei zu unterschiedlichen dynamischen Fahrwiderständen z.B. unterschiedlichen Windwiderständen. Auf einer geraden Strecke kann die Bremsleitung durchaus von der dritten Potenz der Geschwindigkeit abhängen. Der Einfluss der Geschwindigkeit wird mit den angepassten Bremsdaten berück- sichtigt. Zur Bildung der angepassten Bremsdaten werden die Bremsdaten in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Ge- schwindigkeit modifiziert. Kurz gesagt, werden die statischen Fahrwiderstände mit den Bremsdaten berücksichtigt und der zusätzliche Einfluss der Geschwindigkeit bzw. der dynamischen Fahrwiderstände zuzüglich der statischen Fahrwiderstände mit den angepassten Bremsdaten berücksichtigt. Während der Testfahrt erfolgt dann die Messung der Fahrpara- meter (z.B. des Energieverbrauchs). Durch die besondere Steuerung der Bremslok-Komponente kann während der Messung eine Fahrt auf einer Strecke (welche sich von der Teststrecke unterscheidet und einer realen Strecken entsprechen kann) mit einem gewünschten Zug aus der Prüflok-Komponente und einer Anzahl von Wagen auch bei manueller Steuerung durch einen Tf simuliert werden. Die Messung kann dann direkt für eine zu testende Lok verwendet werden oder sie dient der Vermessung eines Wagens. Auf diese Weise können mittels des erfindungsgemäßen Verfah- rens beliebige Kombinationen von Zugkonfiguration, Strecke bzw. Topografie und Fahrplan mit zwei Lokomotiven auf einer
202300979 13 an sich beliebigen Teststrecke bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten simuliert werden. Es sei angemerkt, dass auch Eigenschaften der Teststrecke in die Basisdaten aufgenommen und in die Bremsdaten eingehen können. Damit können (positive oder negative) Steigungen oder Kurvenradien der Teststrecke kompensiert werden und der Einfluss der Teststrecke auf die Messung eliminiert werden. Mit anderen Worten wird das nachzufahrende Fahrspiel mittels einer Zugkomposition, Strecke und Fahrplan, rechnerisch so aufbereitet, dass eine Bremskurve (die Bremsdaten, welche insbesondere mit einer jeweils aktuellen Bremskraft oder Bremsleistung angegeben werden) entsteht, welche in Abhängig- keit von gefahrenen Geschwindigkeiten angepasst wird (die an- gepassten Bremsdaten). Die Bremskurve der Bremslok-Komponente ist dabei so gewählt, dass das abzufahrende Profil die Fahr- widerstände der Strecke und der Zugkomposition abbildet. Es wird bevorzugt das reale Fahrspiel so aufbereitet, dass die realen Bedingungen (Zugkonfiguration, Strecke und deren Topografie) auf einer, vorzugsweise ringförmigen, Test- strecke, simuliert werden können. Das Anmieten und Freihalten von realen Strecken im normalen Betrieb kann durch die Erfindung entfallen, da die Testfahr- ten im Grunde auf jeder beliebigen (auch firmeneigener) Teststrecke durchgeführt werden können. Hierdurch erhält das Projekt maximale Flexibilität was Ort, Zeitpunkt und Dauer der Nachweisfahrten betrifft. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann im Grunde jede be- liebige Zugkonfiguration nachgestellt und zur Messung heran- gezogen werden. Das ist unabhängig davon, ob die realen Fahr- zeuge (damit sind hier insbesondere Wagen gemeint) verfügbar
202300979 14 sind oder z.B. in der Angebotsphase noch nicht produziert wurden und nur als digitales Modell verfügbar sind. Zudem ist die Beladung der Fahrzeuge nun nur noch ein Parameter in der Fahrspielberechnung repräsentiert und kann ohne Aufwand angepasst werden. Der Aufwand für ein Beladen der Fahrzeugkonfiguration per Hand entfällt. Durch die an eine Geschwindigkeit angepassten Bremsdaten erhält man ein reproduzierbares Fahrverhalten des Loksystems. Die Abweichung von Berechnung zu Messung wird hierdurch auf ein Minimum reduziert, wodurch sich auch die Projektrisiken deutlich reduzieren. Die Durchführung auf einer geschlossenen Teststrecke (z.B. einem Testring) bietet viele Vorteile im Vergleich zu einer realen Strecke. So kann z.B. die Netzspannung individuell gesteuert werden, es gibt keinen ungeplanten Gegenverkehr, Tunnelfahrten, und betriebliche Störungen sind ebenfalls sehr unwahrscheinlich. Auf Wettereinflüsse kann ebenfalls entsprechend reagiert werden, indem die Messung, bei massiver Abweichung zu den abgestimmten Randbedingungen, flexibel durchgeführt werden kann. Einflüsse wie z.B. durch Gegenwind, fallen auf einer ringförmigen Teststrecke im Testgelände, welche meist als Kreis ausgeführt sind, weniger stark ins Gewicht und können bei Bedarf durch die vor Ort installierten Messstationen zudem genauer aufgezeichnet werden als auf einer realen Strecke. Das erfindungsgemäße System zur Ermittlung von Fahrparametern (z.B. eines Energieverbrauchs) eines Schienenfahrzeugs, ins- besondere einer Lokomotive, einem Triebwagen, einem Triebzug oder einem Wagen, im Rahmen einer Testfahrt, ist dazu geeignet und insbesondere ausgelegt, das erfindungsgemäße
202300979 15 Verfahren anzuwenden. Das System umfasst die folgenden Komponenten: - in dem Fall, in dem als Schienenfahrzeug ein nicht- angetriebenes Schienenfahrzeug vermessen werden soll, ein Loksystem umfassend eine Prüflok-Komponente, insbesondere eine Prüflok, und eine Bremslok-Komponente, insbesondere eine Bremslok, und in dem Fall, in dem als Schienenfahrzeug ein angetriebenes Schienenfahrzeug vermessen werden soll, eine Bremslok als Bremslok-Komponente mit einer Kupplung, mit der sie für eine Testfahrt mit dem angetriebenen Schienenfahrzeug als Prüflok-Komponente zu einem Loksystem gekuppelt werden kann, wobei das System eine Sensoreinheit umfasst, dazu ausgelegt während der Testfahrt Daten zur Position und zur Geschwindigkeit der Bremslok-Komponente zu messen, - ein Steuersystem dazu ausgelegt zumindest die Bremslok- Komponente zu steuern und durch modifizieren von Bremsdaten an einer jeweils gemessenen Position in Abhängigkeit von einer jeweils gemessenen Geschwindigkeit während einer Testfahrt angepasste Bremsdaten zu ermitteln, - eine Teststrecke, auf der das Loksystem während der Testfahrt fährt, - eine Datenschnittstelle ausgelegt zum Empfang von Basisdaten zur Testfahrt umfassend Informationen zu zumindest einer der Kategorien der Gruppe Zugkomposition, Beladung und Streckenprofil, - eine Ermittlungseinheit ausgelegt zum i) Ermitteln von positionsabhängigen Bremsdaten aus den Ba- sisdaten, welche zumindest Informationen zu Fahrwiderständen bei der Testfahrt durch die Zugkomposition, Beladung und/oder das Streckenprofil umfassen, und dazu ausgelegt sind, die Bremslok-Komponente während der Testfahrt auf der Teststrecke gemäß den jeweiligen Fahrwiderständen zu bremsen,
202300979 16 ii) Übermitteln der Bremsdaten an das Steuersystem, wobei die Bremsdaten zum Bremsen der Bremslok-Komponente vorgesehen sind, - eine Messeinheit ausgelegt zur Messung der Fahrparameter (z.B. Energieverbrauch) der Prüflok-Komponente während diese auf der Teststrecke fährt und gleichzeitig durch die Bremslok-Komponente gemäß den angepassten Bremsdaten gebremst wird. Das System muss nicht unbedingt die Prüflok-Komponente umfas- sen, da diese ja im Grunde austauschbar sein kann. Es ist vielmehr zur Prüfung beliebiger Schienenfahrzeuge, z.B. Prüf- loks, ausgelegt, wobei eine aktuell zu prüfende Prüflok ein- fach für eine Testfahrt auf der Teststrecke mit der Bremslok (als Bremslok-Komponente) des Systems gekuppelt werden muss. Dazu weist die Bremslok-Komponente eine Kupplung auf, insbe- sondere eine Universalkupplung, mit der sie für eine Test- fahrt mit der Prüflok-Komponente zu einem Loksystem gekuppelt werden kann. In dem Fall, in dem ein Wagen vermessen werden soll, muss das System jedoch eine Prüflok-Komponente umfassen, da ja der Wagen gezogen werden muss. Es ist diesbezüglich bevorzugt, zuerst die Prüflok-Komponente zu vermessen und dann den Wagen, damit der Einfluss der Prüflok-Komponente auf das Ergebnis eliminiert werden kann. Das Steuersystem ist zur Steuerung des Loksystems ausgelegt. Dies kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass das Steuersystem in der Lage ist, zumindest die Bremslok- Komponente zu steuern oder mittels Übermittlung der Fahrdaten an eine Steuereinheit der Bremslok-Komponente.
202300979 17 Das Steuersystem ist darüber hinaus dazu ausgelegt, durch modifizieren von Bremsdaten an einer jeweils gemessenen Position in Abhängigkeit von einer jeweils gemessenen Geschwindigkeit während einer Testfahrt angepasste Bremsdaten zu ermitteln wie z.B. vorangehend ausführlicher beschrieben worden ist. Die Teststrecke wurde vorangehend bereits beschrieben. Die Datenschnittstelle kann z.B. zur Datenkommunikation per Funk ausgestaltet sein und damit z.B. Basisdaten von einer Leitstelle für die Testfahrt zu empfangen. Diese Basisdaten wurden vorangehend bereits beschrieben. Die Ermittlungseinheit ermittelt Bremsdaten für die Bremslok- Komponente und sendet diese an die entsprechende Lok bzw. Lok-Komponente. Wie genau diese Bremsdaten ermittelt werden, wurde weiter oben bereits beschrieben. Das Übermitteln der Bremsdaten an das Steuersystem kann auf unterschiedliche Art und Weise erfolgen, je nachdem wie das Steuersystem aufgebaut ist. Das Steuersystem kann ein übergeordnetes System sein, welches in der Lage ist, eigenständig eine Bremslok-Komponen- te (bzw. eine Bremslok) zu steuern. Es kann aber auch einfach die angepassten Bremsdaten an die Bremslok-Komponente senden, welche dann von ihrer eigenen Steuereinheit gemäß den ange- passten Bremsdaten gesteuert wird. Auch dieses Übersenden von Bremsdaten wird als eine Art Steuerung im Sinne der Erfindung angesehen, da die Bremslok-Komponente sich gemäß dieser ange- passten Bremsdaten bei der Testfahrt bewegt. In dem Fall, in dem das Steuersystem ein übergeordnetes System ist, werden angepasste Bremsdaten an das Steuersystem gesendet, und das Steuersystem steuert die Bremslok-Komponente (z.B. eine Bremslok) entsprechend. In dem Falle, dass die Bremslok- Komponente indirekt vom Steuersystem gesteuert wird, erhält
202300979 18 die Bremslok-Komponente (z.B. eine Bremslok) die angepassten Bremsdaten mittels einer bevorzugten Datenschnittstelle auf ihre eigene Steuereinheit. Die Messeinheit arbeitet wie vorangehend beschrieben und misst Fahrparameter (z.B. den Energieverbrauch, Temperaturen, GSS-Eingriffe, Ströme, Spannungen, Funktionen der Überwachung etc.) der Prüflok-Komponente während der Testfahrt. Die Erfindung kann insbesondere in Form einer Rechnereinheit, insbesondere in einer Steuereinrichtung, mit geeigneter Software realisiert sein. Die Rechnereinheit kann z.B. hierzu einen oder mehrere zusammenarbeitende Mikroprozessoren oder dergleichen aufweisen. Insbesondere kann sie in Form von ge- eigneten Softwareprogrammteilen in der Rechnereinheit reali- siert sein. Eine weitgehend softwaremäßige Realisierung hat den Vorteil, dass auch schon bisher verwendete Rechnereinhei- ten in Triebzügen oder Zugverbänden bzw. in deren Wagen auf einfache Weise durch ein Software- bzw. Firmware-Update nach- gerüstet werden können, um auf die erfindungsgemäße Weise zu arbeiten. Insofern wird die Aufgabe auch durch ein entspre- chendes Computerprogrammprodukt mit einem Computerprogramm gelöst, welches direkt in eine Speichereinrichtung einer Rechnereinheit ladbar ist, mit Programmabschnitten, um alle Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens auszuführen, wenn das Programm in der Rechnereinheit ausgeführt wird. Ein sol- ches Computerprogrammprodukt kann neben dem Computerprogramm gegebenenfalls zusätzliche Bestandteile wie z.B. eine Doku- mentation und/oder zusätzliche Komponenten, auch Hardware- Komponenten, wie z. B. Hardware-Schlüssel (Dongles etc.) zur Nutzung der Software, umfassen. Zum Transport zur Rechnerein- heit und/oder zur Speicherung an oder in der Rechnereinheit kann ein computerlesbares Medium, beispielsweise ein Memory- stick, eine Festplatte oder ein sonstiger transportabler oder
202300979 19 fest eingebauter Datenträger dienen, auf welchem die von einer Rechnereinheit einlesbaren und ausführbaren Programmabschnitte des Computerprogramms gespeichert sind. Weitere, besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiter- bildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen An- sprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung, wobei die An- sprüche einer Anspruchskategorie auch analog zu den Ansprü- chen und Beschreibungsteilen zu einer anderen Anspruchskate- gorie weitergebildet sein können und insbesondere auch einzelne Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele bzw. Varianten zu neuen Ausführungsbeispielen bzw. Varianten kombiniert werden können. Wie oben bereits angemerkt, gehen Fahrwiderstände, die unab- hängig von der Geschwindigkeit sind („statische Fahrwider- stände“), bevorzugt in die Bremsdaten ein. Dies sind z.B. das Streckenprofil und das Gewicht von Wagen. Hierzu sollte jedoch beachtet werden, dass es zwar durchaus sein kann, dass diese statischen Fahrwiderstände bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten durchaus zu unterschiedlichen Werten von Fahrparametern führen können, so wie z.B. für einen Anstieg mehr Energie benötigt wird, wenn das Loksystem schneller fährt. Mit „unabhängig von der Geschwindigkeit“ ist gemeint, dass zur generellen Ermittlung eines Fahrwiderstandes keine Geschwindigkeitsinformation benötigt wird (wie z.B. für den Luftwiderstand), auch wenn dieser Fahrwiderstand in Abhängig- keit von einer Geschwindigkeit moduliert werden kann. Aus den Fahrwiderständen, die abhängig von der Geschwindig- keit sind, („dynamische Fahrwiderstände“ wie z.B. der Luft- widerstand oder die dynamischen Anteile anderer Fahrwider- stände), werden bevorzugt Vorgaben ermittelt, die angeben,
202300979 20 wie sich die Bremsdaten in Abhängigkeit von der Geschwin- digkeit verändern. Bevorzugt umfassen die Bremsdaten einen Term, der die Ge- schwindigkeitsabhängigkeit angibt. So kann z.B. eine Brems- kurve in den Bremsdaten keine konstanten Werte enthalten, sondern Funktionen, deren Funktionswerte von der Geschwindig- keit abhängen. Beispielsweise enthalten die Bremsdaten ein Streckenprofil aus Funktionen, mit denen bei einer gegebenen Geschwindigkeit die jeweils aktuelle Bremskraft bzw. Brems- leistung ermittelt werden kann ggf. zusammen mit einem zu- sätzlichen Term, der den Luftwiderstand bei dieser Geschwin- digkeit berücksichtigt und daraus eine zusätzliche Bremskurve vorgibt. Gemäß einem bevorzugten Verfahren werden besondere Basisdaten verwendet. Diese Basisdaten umfassen Fahrwiderstände derjeni- gen Fahrzeuge (insbesondere Wagen), die in der Zugkomposition eingesetzt werden, bzw. simuliert werden sollen. Diese Fahr- widerstände umfassen zumindest eine Größe der Gruppe Trak- tion, Gewicht und Luftwiderstand der eingesetzten Fahrzeuge. Alternativ oder zusätzlich geben die Basisdaten bevorzugt ein Szenario vor, welches beeinträchtigte Fahreigenschaften verglichen mit einem Normalbetrieb hat, und insbesondere eine maximale Beladung und/oder eine niedrige Netzspannung, und/oder Gegenwind, umfasst. Da oft der Energieverbrauch unter Worst Case Bedingungen interessant ist, können diese die Fahrt beeinträchtigenden Einflüsse in die Basisdaten einfließen und entsprechend die Bremsdaten beeinflussen. Gemäß einem bevorzugten Verfahren ist die Prüflok-Komponente eine Prüflok und die Bremslok-Komponente eine Bremslok, bzw. wird als Prüflok-Komponente eine Prüflok und als Bremslok- Komponente eine Bremslok verwendet. Die Bremslok-Komponente
202300979 21 (also bevorzugt die Bremslok) weist eine eigene Steuereinheit auf, an die die Bremsdaten übermittelt werden und welche dazu ausgelegt ist, die Bremslok-Komponente während der Testfahrt gemäß den Bremsdaten zu bremsen. Da die meisten Loks bzw. Triebeinheiten solche Steuereinheiten umfassen, ist ein solches Steuersystem sehr einfach zu realisieren. Bevorzugt ist die Sensoreinheit in der Prüflok oder in der Bremslok angeordnet. Das Sensorsystem misst dabei besonders bevorzugt deren jeweilige Radumdrehung. Aus den von der Sensoreinheit gemessenen Daten, z.B. der Rad- umdrehung (pro Zeiteinheit) sollten wie vorangehend beschrie- ben Geschwindigkeit und Position abgeleitet werden können. Wenn der Sensor in der Bremslok angeordnet ist, können dessen gemessenen Daten sofort für das Verfahren verwendet werden. Wenn ein Sensor in der Prüflok angeordnet ist, dann müssen dessen Daten dem Verfahren zugeführt werden. Wenn das Verfah- ren also in der Bremslok durchgeführt würde, müsste eine Datenübertragung zur Bremslok erfolgen. Die Datennahme auf der Prüflok hat einige Vor- und Nachteile. Nachteile sind, dass ein Schleudern oder Rutschen der Prüflok einen Einfluss auf die Entfernungsmessung bzw. Geschwindigkeitsberechnung haben könnte. Vorteile wären, dass die Messdaten von der Prüflok eine Vorsteuerung auf der Bremslok ermöglichen könnten. Der Regler der Prüflok kann darüber hinaus durch weitere Sensordaten besser auf hohe Zugkraftänderungen durch die Prüflok reagieren. Als Teststrecke kann im Grunde jede beliebige Strecke verwen- det werden, insbesondere sofern ihre Eigenschaften bekannt sind, was jedoch insbesondere bei Vermessung von Wagenkonfi- gurationen nicht unbedingt der Fall sein muss. In einem Fall, in dem lediglich die Wagen von der Bremslok-Komponente
202300979 22 simuliert werden sollen, kann theoretisch eine ganz normale Strecke als Teststrecke verwendet werden. Gemäß einem bevorzugten Verfahren hat die Teststrecke jedoch eine geschlossene Streckenführung und ist bevorzugt ringför- mig, insbesondere kreisförmig. Besonders bevorzugt umfasst sie Kurven und gerade Streckenabschnitte, insbesondere zwei Kreishälften, welche zusammen mit parallelen, geraden Streckenabschnitten einen Ring bilden. Gemäß einem bevorzugten Verfahren sind bzw. werden die Bremsdaten so gestaltet, dass das Fahrprofil der Bremslok- Komponente während der Testfahrt so steuerbar ist, dass Fahrwiderstände einer vorgegebenen Strecke sowie einer vorgegebenen Zugkomposition abgebildet werden. Es ist dabei bevorzugt, dass ortsabhängige Fahrwiderstände, wie z.B. ein Streckenprofil, in Form einer positionsabhängigen Bremskurve in die Bremsdaten eingehen. Gemäß einem bevorzugten Verfahren enthalten die Bremsdaten Funktionen und/oder eine Tabelle, mittels denen aus einer Bremskurve oder einem Bremswert in Abhängigkeit von einer gemessenen Geschwindigkeit angepasste Bremswerte berechnet werden können. Beispielsweise kann dies ein Streckenprofil sein, dessen „Werte“ geschwindigkeitsabhängige Terme sind, aus denen bei Einsetzen einer Geschwindigkeit eine Bremskraft bzw. Bremsleistung ermittelt werden kann. Aus dem Strecken- profil kann also mit den jeweils gemessenen Geschwindigkeiten eine Bremskurve berechnet werden. Die Bremsdaten weisen also dabei bevorzugt eine Bremskurve (im vorangehenden Beispiel das Streckenprofil) auf, welches zu jeder Position eine geschwindigkeitsabhängige Funktion eines Bremswertes umfasst. Das Verfahren umfasst dabei bevorzugt die folgenden Schritte:
202300979 23 - Ermitteln der aktuellen Position mit der Sensoreinheit, - Ermitteln der aktuellen Geschwindigkeit mit der Sensoreinheit, - Ermitteln eines Bremsdatensatzes aus den Bremsdaten und der ermittelten Position. - Berechnen der angepassten Bremsdaten aus dem ermittelten Bremsdatensatz und der Geschwindigkeit, bevorzugt wobei der Bremsdatensatz eine geschwindigkeitsabhängige Bremswert- Formel oder eine Tabelle aufweist, in der Bremswerte in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit aufgelistet sind. Beispielsweise kann Anhand der Position aus einer vorher berechneten Tabelle (in den Bremsdaten) der geeignete Wert für das Bremsen der Bremslok-Komponente durch Auslesen der Tabelle an der ermittelten Position gelesen werden. Dieser entspricht dann dem Fahrwiderstand der zu simulierenden Zugkomposition. Der vorab berechnete Fahrwiderstand der Tabelle ist bevorzugt abhängig von Steigungen und/oder Kurvenradien und/oder Gewicht und/oder einem (z.B. als konstant angenommenen) Wind an der jeweils entsprechenden Position. Die aktuelle Geschwindigkeit geht bevorzugt in eine zur Zugkomposition passenden Fahrwiderstandsformel ein, bzw. in deren geschwindigkeitsabhängigen Terme, und es ergibt sich der ein Wert für die angepassten Bremsdaten. In der Praxis umfassen die angepassten Bremsdaten bevorzugt eine Bremskurve A(p, v) abhängig von der Position p und der Geschwindigkeit v. Die Bremsdaten B(p) sind für die Positio- nen p der zu simulierenden Strecke durch die Basisdaten bekannt und entsprechen insbesondere dem Streckenprofil plus ggf. weitere statische Fahrwiderstände. Die Geschwindigkeits- abhängigkeit kann proportional oder quadratisch sein oder in
202300979 24 der dritten Potenz eingehen. Höhere Ordnungen sind auch möglich. Mit den (insbesondere konstanten) Koeffizienten a für proportionale Anteile, b für quadratische Anteile und c für kubische Anteile ergibt sich die folgende bevorzugte Formel für die angepassten Bremsdaten: A(p, v) = B(p)+(av + bv2 + cv3). Zu dem streckenabhängigen Widerstand werden dabei geschwin- digkeitsabhängige Wert summiert. Es können jedoch auch For- meln zur Bremskraft verwendet werden, z.B. F = FN + FBo + FWZ mit den partiellen Kräften FN (Neigungskraft), FBo (Bogen- widerstandskraft) und FWZ (Zugwiderstandskraft). Es sind dabei bevorzugt: FN=sin(α)∙g∙mZ FBo=sin(atan(ie+iBo))∙g∙mZ-FN und F = k + k ^ v+ k ^ m + k ^ v ^ m + k ^ x ^ v 2 2 WZ 0 1 2 Z 3 Z 4 tunnel ^ + v gegen ^ + k 5 ^ x tunnel ^ ^ v+ v gegen ^ ^ m Z , mit dem Neigungswinkel α, der Erdbeschleunigung g, der Masse des Zuges mZ, den Parametern des Bogens ie und iBo, und den Koeffizienten ki, welche Parameter des Zuges darstellen, der Geschwindigkeit v des Zuges und des Gegenwindes vgegen sowie einen Parameter xtunnel zur Parametrisierung des Einflusses eines Tunnels. Gemäß einem bevorzugten Verfahren sind bzw. werden die Bremsdaten so gestaltet, dass sie an die Prüflok-Komponente angehängte nicht-angetriebene Schienenfahrzeuge, insbesondere Güterwagen und/oder Personenwagen simulieren, wobei insbeson- dere mittels numerischer Strömungsmechanik (häufig wird der englische Begriff Computational Fluid Dynamics, CFD verwen- det) Fahrwiderstände der Fahrzeuge ermittelt werden. Es gehen
202300979 25 also die Fahrwiderstände von Wagen in die Bremsdaten ein, welche vollständig simuliert sind. Die realen Wagen müssen dabei noch nicht existieren. Damit lassen sich also gezielt auch Einflüsse neuer Wagentypen simulieren. Hier gehen bevor- zugt rein statische Fahrwiderstände als eine ortsabhängige Funktion in die Bremsdaten ein und dynamische Fahrwiderstände als Koeffizienten einer geschwindigkeitsabhängigen Funktion zur Modifikation der ortsabhängigen Funktion. Gemäß einem bevorzugten Verfahren umfasst die Teststrecke eine eigene, steuerbare Spannungsversorgung. Dies ermöglicht eine klar vorgegebene Variation der Spannung während der Testfahrt. Die Testfahrt erfolgt dann mit einer vorgegebenen Netzspannung, wobei die Netzspannung während der Testfahrt nach einem vorgegebenen Profil variiert wird. Gemäß einem bevorzugten Verfahren werden Umweltbedingungen, insbesondere Wind und/oder Temperatur, während der Testfahrt gemessen. Die angepassten Bremsdaten werden dann zusätzlich basierend auf diesen Messungen aus den Bremsdaten berechnet. Die gemessenen Fahrparameter, z.B. der gemessene Energiever- brauch) können dann bevorzugt zusätzlich in Abhängigkeit von dieser Messung angepasst werden. Auf einer kreisförmigen Strecke kann Wind eine Messung verfälschen, da bei unter- schiedlichen Geschwindigkeiten Rückenwind anders berücksich- tigt werden muss als Gegenwind. Aber auch wenn Der Windwider- stand geschwindigkeitsabhängig ist, ist diese Abhängigkeit jedoch bekannt oder zumindest ermittelbar. Damit kann der Einfluss von Wind auf der Testfahrt herausgerechnet werden. Einflüsse durch die Temperatur, z.B. auf den Energieverbrauch der Kühlung, können ebenfalls herausgerechnet werden. Zur optimalen Vermessung einer neuen Lok wäre es von Vorteil, wenn mehrere Testfahrten durchgeführt werden. Dabei wäre es
202300979 26 gut, ihr Verhalten bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten und auf verschiedenen Strecken zu kennen. Durch mehrere Test- fahrten auf „derselben“ simulierten Strecke bei unterschied- lichen Geschwindigkeiten und/oder auf unterschiedlichen simulierten Strecken kann dies erreicht werden. Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird die Testfahrt mehrfach durchgeführt und es werden bei unterschiedlichen Testfahrten die Bremsdaten und/oder die Geschwindigkeit nach einem vorge- gebenen Schema variiert. Bevorzugt simuliert die Variation der Bremsdaten dabei auch Gegenverkehr und/oder Tunnelfahrten und/oder Wettereinflüsse, insbesondere Wind. Dies hat den Vorteil, dass man künstlich eine „Verschmierung“ der Testda- ten erreicht, was eine größere Sicherheit für das Endergebnis darstellt. Für einen Kunden kann dann sicherheitshalber z.B. der jeweils höchste Energieverbrauch als Endergebnis angege- ben werden. Es ist bevorzugt, dass die Variation der Brems- daten Gegenverkehr und/oder Tunnelfahrten und/oder Wetterein- flüsse, insbesondere Wind, simuliert. Gemäß einem bevorzugten Verfahren wird bei einem Teil der Testfahrten bei identischen Bremsdaten die Geschwindigkeit variiert. Die eine Testfahrt erfolgt also mit einer anderen Geschwindigkeit wie eine andere (ansonsten identische) Testfahrt. Die Fahrparameter (z.B. der Energieverbrauch) für diese Testfahrten werden dabei bevorzugt gesondert gemessen. Der Ausdruck „gesondert“ meint, dabei, dass die gemessenen Daten dieser Testfahrten bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten neben Testfahrten bei anderen Bremsdaten in einer gesonderten Gruppe gesammelt werden. Bevorzugt wird dabei zusätzlich eine Steuerung einer Kühlung von Antriebskomponenten der Prüflok-Komponente variiert. Diese Variation sollte so erfolgen, wie sie auch im realen
202300979 27 Fall auf einer der simulierten Strecke entsprechenden Strecke erfolgen würde. Die Erfindung kann neben dem reinen Nachweis des Energiever- brauchs auch für weitere Untersuchungen eingesetzt werden. Beispielsweise kann wie vorangehend erklärt auch das Kunden- fahrspiel als Basis für spezifische Optimierungen eingesetzt werden. Das heißt, wenn geplant ist, ein Fahrzeug (die Prüflok-Komponente oder ein simulierter Wagen) auf einer bestimmten Strecke mit entsprechendem Fahrplan zu betreiben, kann das Fahrzeug oder die Fahrweise mit Hilfe des Emulators speziell für diesen Einsatzzweck optimiert werden und z.B. die Kühlung der Antriebskomponenten so energieeffizient wie möglich parametriert werden. Vor allem für den Personen- verkehr (vorzugsweise mit Triebzügen) lässt sich damit die Energieeffizienz der Fahrzeuge nochmals steigern. Gemäß einem bevorzugten Verfahren geht in die Bremsdaten oder die angepassten Bremsdaten das Profil der Teststrecke in einer Weise ein, dass Kurvenradien und insbesondere auch Steigungen und Gefälle der Teststrecke kompensiert werden. Dies hat den Vorteil, dass Einflüsse der Teststecke auf die Messung der Fahrparameter kompensiert werden können. Die Teststrecke beeinflusst mit ihren Steigungen, Kurven und eventuell vorhandenen Weichen das Testergebnis. Durch eine Steigung auf der Teststrecke müsste die Prüflok-Komponente zusätzlich Kraft aufwenden, um diese zu überwinden. Diese Einflüsse werden entsprechend in den Bremsdaten gegenge- rechnet, um die Einflüsse durch die Topografie der Teststrecke zu kompensieren. Hierzu ist bevorzugt, dass eine Tabelle oder eine mathemati- sche Funktion existiert, in welcher die zusätzlichen Ein- flüsse in Abhängigkeit von der GPS-Position aufgetragen sind.
202300979 28 Bei Erreichen der entsprechenden Position fließen diese Ein- flüsse in die Bremsdaten mit ein. Statt einer Positionser- mittlung per GPS kann auch die Kilometrierung der Teststrecke zur Positionsermittlung herangezogen werden. Da Teststrecken meist sehr eben sind und die Kurvenradien meist sehr groß sind, sodass deren Einfluss vergleichsweise gering ist kann auch ein speziell eingestellter (ggf. auch statischer) Regler auf der Bremslok-Komponente den Einfluss der Strecke zufriedenstellend gut kompensieren. Gemäß einem bevorzugten Verfahren werden als Fahrparameter einer oder mehrere der Parameter der Gruppe Energieverbrauch, Temperatur, GSS-Eingriff, Strom, Spannung und Funktionen der Überwachung gemessen. Dabei ist besonders bevorzugt, dass zumindest der Energieverbrauch über die (gesamte) Testfahrt hinweg gemessen wird. Mit dem Stand der Technik lässt sich der Kundenwunsch nach einem detaillierten Nachweis des Energieverbrauchs nicht optimal erfüllen. Die Erfindung bietet einen „Fahrspiel- Emulator“ für dynamische Messungen, um jede gewünschte Fahrspielvorgabe messtechnisch mit geringem Aufwand zu untersuchen. Der Aufwand für die Organisation einer Testfahrt (Bestellung Strecke und Fahrzeuge, Test, streckenkundiger Triebzugführer) ist durch die Erfindung stark reduziert. Das erfindungsgemäße Konzept des Fahrspiel-Emulators erfüllt den wichtigsten Aspekt des messtechnischen Nachweises wie er am Markt gefordert wird. Durch den Emulator ist es möglich jede gewünschte Konstellation von Zug, Strecke und Fahrplan zu analysieren und so aufzubereiten, dass die Messfahrt mit zwei Lokomotiven auf beliebiger Strecke durchgeführt werden kann. Für die Messung ist im Grunde nur ein einziges Fahrzeug notwendig, z.B. ein Triebzug oder es sind nur noch zwei Fahr-
202300979 29 zeuge notwendig, die Prüflok und eine Bremslok. Da die Cha- rakteristik der Teststrecke (Kurvenradien, Steigungen etc.) ebenfalls im Emulator durch Parametrierung simuliert werden kann, besteht die Möglichkeit, die Messung auf jeder verfüg- baren Strecke durchzuführen. Auch in einer frühen Projekt-, Ausschreibungs- oder Akquise- Phase ohne physisch verfügbare Fahrzeuge (z.B. Wagen) kann durch die Testfahrt gezeigt werden, wie sich das anzubietende Fahrzeug verhalten wird und insbesondere welcher Energiever- brauch jeweils zu erwarten ist. Es können Vorabtests mit dem späteren Fahrspiel realisiert werden, um anspruchsvolle Passagen im Fahrspiel frühzeitig vor dem realen Betrieb zu identifizieren und entsprechende Optimierungen bereits vor dem ersten Betriebstag einzubringen. Die Fahrzeugsteuerung, vor allem in Bezug auf das Kühlsystem, kann mittels des erfindungsgemäßen Emulators individuell angepasst werden. Weitere Möglichkeiten für den Einsatz bestehen bei verschie- denen Tests der Typprüfung oder Regressionstest. Hier kann mit Hilfe der Automatisierung der zeitliche und personelle Aufwand reduziert werden. Die Erfindung wird im Folgenden unter Hinweis auf die beige- fügten Figuren anhand von Ausführungsbeispielen noch einmal näher erläutert. Dabei sind in den verschiedenen Figuren gleiche Komponenten mit identischen Bezugsziffern versehen. Die Figuren sind in der Regel nicht maßstäblich. Es zeigen: Figur 1 einen Testaufbau mit einem Loksystem auf einer Teststrecke, Figur 2 ein Ablaufplan für einen möglichen Ablauf eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
202300979 30 Figur 3 die Erstellung von Bremsdaten, Figur 4 die Anpassung von Bremsdaten an die Geschwindigkeit. Bei den folgenden Erläuterungen wird davon ausgegangen, dass es sich bei der Bremslok-Komponente 4 um eine Bremslok 4 und bei der Prüflok-Komponente 3 um eine Prüflok 3 handelt. Grundsätzlich ist die Erfindung aber auch an anderen Loksys- temen 1 einsetzbar, z.B. einer einzigen Endführerstandlok, bei der die eine Hälfte als Prüflok-Komponente 3 und die andere Hälfte als Bremslok-Komponente 4 ausgestaltet ist. Figur 1 zeigt eine Skizze eines Beispiels für ein erfindungs- gemäßes System 1 zur Ermittlung eines Energieverbrauchs (als Fahrparameter) einer Prüflok 3 bei einer Testfahrt von oben. Hier wird die Prüflok 3 und deren Steuereinheit 5 auch als Teil des Systems 1 angesehen, was jedoch nicht unbedingt not- wendig ist. Das System 1 kann im Grunde für viele unter- schiedliche Prüfloks 3 aber auch zur Vermessung von Wagen oder Triebwagen verwendet werden. Das System 1 umfasst neben der Prüflok 3 (als Beispiel für eine Prüflok-Komponente 3) die folgenden Komponenten: Eine Bremslok 4 (als Beispiel für eine Bremslok-Komponente 4) mit einer Sensoreinheit S und einer Kupplung 10, mit der sie für die Testfahrt mit der Prüflok 3 zu einem Loksystem 3, 4 gekuppelt ist. Auch wenn durchaus noch weitere Wagen angekup- pelt sein können, ist die dargestellte Grundkonfiguration im Grunde ausreichend. Ein Steuersystem 5, welches dazu ausgelegt ist, Bremslok 4 und Prüflok 3 zu steuern und aus Bremsdaten B angepasste Bremsdaten A zu erzeugen (s. nachfolgende Figuren).
202300979 31 Eine Teststrecke 2, auf der das Loksystem 3, 4 während der Testfahrt fährt. Eine Datenschnittstelle 6 ausgelegt zum Empfang von Basis- daten D zur Testfahrt umfassend z.B. Informationen zur Zugkomposition, Beladung und zum Streckenprofil. Eine Ermittlungseinheit 7, die zumindest für zwei Funktionen ausgelegt ist, wobei diese Funktionen durchaus in verschiedenen Modulen getrennt bearbeitet werden können. Die Ermittlungseinheit 7 dient zum einen zum Ermitteln von Bremsdaten B, welche z.B. Informationen zu Fahrwiderständen bei der Testfahrt durch die Zugkomposition, Beladung und das Streckenprofil umfassen, und dazu ausgelegt sind, die Bremslok 4 während der Testfahrt auf der Teststrecke 2 gemäß den jeweiligen Fahrwiderständen zu bremsen. Des Weiteren dient die Ermittlungseinheit 7 noch Übermitteln der Fahrdaten F und Bremsdaten B an das Steuersystem 5 der Prüflok 4(s. Pfeil), wobei die Bremsdaten B zum Bremsen der Bremslok 4 vorgesehen sind. Die Ermittlungseinheit 7 kann auch zusätzlich zum Ermitteln von Fahrdaten F aus den Basisdaten D dienen, welche zumindest Informationen zur Zugkraft und zu Geschwindigkeitsprofilen der Testfahrt umfassen, und dazu ausgelegt sind, die Prüflok 3 während der Testfahrt auf der Teststrecke 2 zu steuern. Für die Erfindung ist dies jedoch nicht unbedingt notwendig. Die Prüflok 3 kann auch von einer Person gefahren werden. Eine Messeinheit 8 ausgelegt zur Messung von Fahrparametern F der Prüflok 3, wie z.B. Energieverbrauch oder Temperatur,
202300979 32 während diese auf einer Testfahrt mit dem Loksystem 3, 4 auf der Teststrecke 2 gesteuert wird und gleichzeitig durch die Bremslok 4 gemäß den angepassten Bremsdaten A gebremst wird. Figur 2 zeigt ein Blockschaltbild eines Beispiels für ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Ermittlung eines Energie- verbrauchs (als Beispiel für Fahrparameter F) einer Lok, z.B. mit einem System 1 nach Figur 1. In Schritt I werden Basisdaten D zur Testfahrt bereitge- stellt, die Informationen zur Zugkomposition und/oder zur Beladung und/oder zum Streckenprofil umfassen. In Schritt II werden Bremsdaten B aus den Basisdaten D ermittelt, welche hier Informationen zu Fahrwiderständen bei der Testfahrt durch die Zugkomposition, Beladung und das Streckenprofil umfassen, und dazu ausgelegt sind, die Bremslok 4 während der Testfahrt auf der Teststrecke 2 gemäß den jeweiligen Fahrwiderständen zu bremsen. Diese Bremsdaten B werden dann an das Steuersystem 5 übermittelt, z.B. an die Steuereinheit 5 der Bremslok 4. In Schritt III wird eine Testfahrt mit dem Loksystem 3, 4 auf der Teststrecke 2 durchgeführt und die Geschwindigkeit der Bremslok 4 mit der Sensoreinheit S gemessen (s. Figur 1). Aus der gemessenen Geschwindigkeit und den vorliegenden Bremsda- ten B werden angepasste Bremsdaten A ermittelt, nach denen die Bremslok 4 gebremst wird. Es sei hier angemerkt, dass dies in der Theorie zwar kompliziert erscheinen mag, da die Bremsleistung an einer aktuellen Position von der Geschwin- digkeit abhängt, die erst gemessen wird. Da das System in der Praxis jedoch gegenüber Geschwindigkeitsänderungen verglichen mit der kurzen Zeit, in der die angepassten Bremsdaten be-
202300979 33 rechnet werden, sehr träge ist, fällt dieses rein theoreti- sche Problem in der praktischen Ausführung nicht ins Gewicht. In Schritt IV werden Fahrparameter F, z.B. der Energiever- brauch und ggf. weitere Größen wie z.B. die Temperatur während der Testfahrt gemessen. Schritte III und IV werden also im Grunde gleichzeitig ausgeführt. Der Energieverbrauch ist hier mittels der Energieverbrauchsdaten F als Fahrpara- meter F symbolisiert. Während der Messung wird die Prüflok 3 z.B. durch eine Person gesteuert und gleichzeitig durch die Bremslok 4 gemäß den Bremsdaten B gebremst. Figur 3 zeigt eine Skizze zur Generierung von Bremsdaten B. Die Bremsdaten B werden von links nach rechts aus der Zugkom- position, der Beladung (hier durch ein Gewicht symbolisiert) und dem Profil der Strecke gebildet. Figur 4 skizziert die Anpassung von Bremsdaten B an die Geschwindigkeit. Die Bremsdaten B liegen hier in Form einer Bremskurve vor, die z.B. der sich ändernden Bremsleistung über ein Streckenprofil entspricht. Mittels der Sensoreinheit S wird die Geschwindigkeit der Bremslok 4 gemessen (s. Figur 1). Mit dieser gemessenen Geschwindigkeit wird die Bremskurve modifiziert und es ergeben sich die angepassten Bremsdaten A. Vergleicht man den Verlauf der Bremskurve (durchgezogene Li- nie) mit den angepassten Bremsdaten A (gestrichelt), so wird von links nach rechts zunächst eine Fahrt in einer Ebene si- muliert, während das Loksystem stetig langsamer wird (abfal- lender gestrichelter Verlauf). Dann erfolgt ein leichter An- stieg, den der Zug mit konstanter Geschwindigkeit nimmt. In dem dann folgenden steileren Anstieg beschleunigt der Zug (steiler gestrichelter Verlauf), und rollt auf dem anschlie-
202300979 34 ßenden Gefälle bergab. All dies kann auf einer ebenen Strecke mittels der Bremsdaten simuliert werden. Es wird abschließend noch einmal darauf hingewiesen, dass es sich bei den vorhergehend detailliert beschriebenen Verfahren sowie bei dem dargestellten System lediglich um Ausführungs- beispiele handelt, welche vom Fachmann in verschiedenster Weise modifiziert werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Weiterhin schließt die Verwendung der unbestimmten Artikel „ein“ bzw. „eine“ nicht aus, dass die betreffenden Merkmale auch mehrfach vorhanden sein können. Ebenso schließen die Begriffe „Einheit“ und „Gerät“ nicht aus, dass die betreffenden Komponenten aus mehreren zusammen- wirkenden Teil-Komponenten bestehen, die gegebenenfalls auch räumlich verteilt sein können. Der Ausdruck "eine Anzahl" ist als "mindestens eins" zu verstehen. Unabhängig vom grammati- kalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.
Claims
202300979 35 Patentansprüche 1. Verfahren zur Ermittlung von Fahrparametern (F) eines Schienenfahrzeugs im Rahmen einer Testfahrt, umfassend die Schritte: a) Bereitstellen eines Loksystems (3, 4) umfassend eine Bremslok-Komponente (4) und eine Prüflok-Komponente (3), wobei ein Steuersystem (5) die Bremslok-Komponente (4) steuert und eine Sensoreinheit (S) während der Testfahrt Daten zur Position und zur Geschwindigkeit der Bremslok- Komponente (4) misst, b) Bereitstellen einer Teststrecke (2), auf der das Loksystem (3, 4) während der Testfahrt fährt, c) Bereitstellen von Basisdaten (D) zur Testfahrt umfassend Informationen zu zumindest einer der Kategorien der Gruppe Zugkomposition, Beladung und Streckenprofil, d) Ermitteln von positionsabhängigen Bremsdaten (B) aus den Basisdaten (D), welche zumindest Informationen zu Fahrwiderständen bei der Testfahrt durch die Zugkomposition, Beladung und/oder das Streckenprofil umfassen, und dazu ausgelegt sind, die Bremslok-Komponente (4) während der Testfahrt auf der Teststrecke (2) gemäß den jeweiligen Fahrwiderständen zu bremsen, und Übermitteln der Bremsdaten (B) an das Steuersystem (5), e) Durchführung der Testfahrt mit dem Loksystem (3, 4) auf der Teststrecke (2) und Messung der Fahrparameter (F) der Prüflok-Komponente (3) während diese auf der Teststrecke fährt und gleichzeitig durch die Bremslok-Komponente (4) gemäß angepassten Bremsdaten (A) gebremst wird, welche sich aus den Bremsdaten (B) an der jeweils gemessenen Position ergeben, die in Abhängigkeit von der jeweils gemessenen Geschwindigkeit modifiziert worden sind.
202300979 36 2. Verfahren nach Anspruch 1, bevorzugt wobei Fahrwiderstän- de, die unabhängig von der Geschwindigkeit sind, in die Bremsdaten (B) eingehen und aus den geschwindigkeitsabhängi- gen Fahrwiderständen Vorgaben ermittelt werden, die angeben, wie sich die Bremsdaten (B) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit verändern, bevorzugt wobei als Basisdaten (D) Fahrwiderstände der in der Zugkomposition eingesetzten Fahrzeuge verwendet werden, insbesondere wobei zumindest eine Größe der Gruppe Traktion, Gewicht und Luftwiderstand verwendet wird, und/oder wobei die Basisdaten (D) bevorzugt ein Szenario vorgeben, welches beeinträchtigte Fahreigenschaften verglichen mit einem Normalbetrieb hat, und insbesondere eine maximale Beladung und/oder eine niedrige Netzspannung, und/oder Gegenwind, vorgegeben werden. 3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Prüflok-Komponente (3) eine Prüflok (3) verwendet wird und als Bremslok-Komponente (4) eine Bremslok (4) und wobei die Sensoreinheit (S) bevorzugt in der Prüflok (3) oder in der Bremslok (4) angeordnet ist und besonders bevorzugt deren jeweilige Radumdrehung misst. 4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Teststrecke (2) eine reale Strecke verwendet wird oder eine Teststrecke mit einer geschlossenen Streckenführung, die bevorzugt ringförmig, insbesondere kreisförmig, ist und besonders bevorzugt Kurven und gerade Streckenabschnitte umfasst. 5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bremsdaten (B) so gestaltet werden, dass das Fahrprofil der Bremslok-Komponente (4) während der Testfahrt so steuer- bar ist, dass Fahrwiderstände einer vorgegebenen Strecke
202300979 37 sowie einer vorgegebenen Zugkomposition abgebildet werden, bevorzugt wobei ortsabhängige Fahrwiderstände in Form eines positionsabhängigen Bremsprofils in die Bremsdaten eingehen. 6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bremsdaten (B) so gestaltet werden, dass sie an die Prüflok-Komponente (3) angehängte nicht-angetriebene Fahrzeuge, insbesondere Güterwagen und/oder Personenwagen, simulieren, wobei insbesondere mittels numerischer Strömungsmechanik Fahrwiderstände der Fahrzeuge ermittelt werden und die angepassten Bremsdaten (A) entsprechend dieser ermittelten Fahrwiderstände und der gemessenen Geschwindigkeit aus den Bremsdaten (B) berechnet werden. 7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Bremsdaten (B) Funktionen und/oder eine Tabelle enthalten, mittels denen aus einem Bremsprofil oder einem Bremswert in Abhängigkeit von einer gemessenen Geschwindig- keit angepasste Bremswerte (A) berechnet werden können, bevorzugt wobei die Bremsdaten (B) ein Bremsprofil aufweisen, welches zu jeder Position eine geschwindigkeitsabhängige Funktion eines Bremswertes umfasst, wobei das Verfahren bevorzugt die folgenden Schritte umfasst: - Ermitteln der aktuellen Position mit der Sensoreinheit, - Ermitteln der aktuellen Geschwindigkeit mit der Sensoreinheit, - Ermitteln eines Bremsdatensatzes aus den Bremsdaten und der ermittelten Position, - Berechnen der angepassten Bremsdaten aus dem ermittelten Bremsdatensatz und der Geschwindigkeit, bevorzugt wobei der Bremsdatensatz eine geschwindigkeitsabhängige Bremswert- Formel oder eine Tabelle aufweist, in der Bremswerte in Abhängigkeit von einer Geschwindigkeit aufgelistet sind.
202300979 38 8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei Umweltbedingungen, insbesondere Wind und/oder Temperatur, während der Testfahrt gemessen werden und die angepassten Bremsdaten (A) zusätzlich basierend auf diesen Messungen aus den Bremsdaten (B) berechnet werden. 9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Testfahrt mehrfach durchgeführt wird und bei unterschiedlichen Testfahrten die Bremsdaten (B) und/oder die Geschwindigkeit nach einem vorgegebenen Schema variiert werden, bevorzugt wobei die Variation der Bremsdaten (B) Gegenverkehr und/oder Tunnelfahrten und/oder Wettereinflüsse, insbesondere Wind, simuliert. 10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei bei einem Teil der Testfahrten bei identischen Bremsdaten (B) die Geschwindigkeit variiert wird, bevorzugt wobei zusätzlich eine Steuerung einer Kühlung von Antriebskomponenten der Prüflok-Komponente (3) variiert wird. 11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in die Bremsdaten (B) oder die angepassten Bremsdaten (A) das Profil der Teststrecke (2) in einer Weise eingeht, dass Kurvenradien und insbesondere auch Steigungen und Gefälle der Teststrecke (2) kompensiert werden. 12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei als Fahrparameter (F) einer oder mehrere der Parameter der Gruppe Energieverbrauch, Temperatur, GSS-Eingriff, Strom, Spannung und Funktionen der Überwachung gemessen werden, besonders bevorzugt zumindest der Energieverbrauch.
202300979 39 13. System (1) zur Ermittlung von Fahrparametern (F) eines Schienenfahrzeugs, insbesondere einer Lokomotive, einem Triebwagen, einem Triebzug oder einem Wagen, unter Verwendung des Verfahrens gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, das System (1) umfassend: - in dem Fall, in dem als Schienenfahrzeug ein nicht- angetriebenes Schienenfahrzeug vermessen werden soll, ein Loksystem (3, 4) umfassend eine Prüflok-Komponente (3), insbesondere eine Prüflok (3), und eine Bremslok-Komponente (4), insbesondere eine Bremslok (4), und in dem Fall, in dem als Schienenfahrzeug ein angetriebenes Schienenfahrzeug vermessen werden soll, eine Bremslok (4) als Bremslok- Komponente (4) mit einer Kupplung (10), mit der sie für eine Testfahrt mit dem angetriebenen Schienenfahrzeug als Prüflok-Komponente (3) zu einem Loksystem (3, 4) gekuppelt werden kann, wobei das System (1) eine Sensoreinheit (S) umfasst, dazu ausgelegt während der Testfahrt Daten zur Position und zur Geschwindigkeit der Bremslok-Komponente (4) zu messen, - ein Steuersystem (5) dazu ausgelegt zumindest die Bremslok- Komponente (4) zu steuern und durch modifizieren von Bremsdaten an einer jeweils gemessenen Position in Abhängigkeit von einer jeweils gemessenen Geschwindigkeit während einer Testfahrt angepasste Bremsdaten zu ermitteln, - eine Teststrecke (2), auf der das Loksystem (3, 4) während der Testfahrt fährt, - eine Datenschnittstelle (6) ausgelegt zum Empfang von Basisdaten (D) zur Testfahrt umfassend Informationen zu zumindest einer der Kategorien der Gruppe Zugkomposition, Beladung und Streckenprofil, - eine Ermittlungseinheit (7) ausgelegt zum i) Ermitteln von positionsabhängigen Bremsdaten (B) aus den Basisdaten (D), welche zumindest Informationen zu Fahrwiderständen bei der Testfahrt durch die
202300979 40 Zugkomposition, Beladung und/oder das Streckenprofil umfassen, und dazu ausgelegt sind, die Bremslok- Komponente (4) während der Testfahrt auf der Teststrecke (2) gemäß den jeweiligen Fahrwiderständen zu bremsen, ii) Übermitteln der Bremsdaten (B) an das Steuersystem (5), wobei die Bremsdaten (B) zum Bremsen der Bremslok- Komponente (4) vorgesehen sind, - eine Messeinheit (8) ausgelegt zur Messung der Fahrparameter (F) der Prüflok-Komponente (3) während diese auf der Teststrecke fährt und gleichzeitig durch die Bremslok-Komponente (4) gemäß den angepassten Bremsdaten (A) gebremst wird. 14. Computerprogrammprodukt, umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, zumindest die Schritte c) bis e) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wobei die Durchführung der Testfahrt entsprechend Schritt e) der Ausgabe von Steuerdaten zur Steuerung des Loksystems (3, 4) entspricht. 15. Computerlesbares Speichermedium, umfassend Befehle, die bei der Ausführung durch einen Computer diesen veranlassen, zumindest die Schritte c) bis e) des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 auszuführen, wobei die Durchführung der Testfahrt entsprechend Schritt e) der Ausgabe von Steuerdaten zur Steuerung des Loksystems (3, 4) entspricht.
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