NL1000896C2

NL1000896C2 - Werkwijze en systeem voor het optimaliseren van het rijgedrag van een voertuig, bij voorkeur een railvoertuig.

Info

Publication number: NL1000896C2
Application number: NL1000896A
Authority: NL
Inventors: Franciscus Theodoor Walenberg; Marcel Gerhard Wink
Original assignee: Ns Railbedrijven Bv
Priority date: 1995-07-28
Filing date: 1995-07-28
Publication date: 1997-01-31
Also published as: EP0755840A1

Description

5 WERKWIJZE EN SYSTEEM VOOR HET OPTIMALISEREN

VAN HET RIJGEDRAG VAN EEN VOERTUIG,

BIJ VOORKEUR EEN RAILVOERTUIG

Bij treinvervoer is van het hoogste belang dat de dienstregeling nauwgezet gevolgd wordt. Voorts is het van belang dat met zo min mogelijk energieverbruik en/of slijtage aan de remorganen van het railvoertuig wordt 5 gereden. Bij de Nederlandse Spoorwegen N.V. wordt aan de hand van de dienstregeling en het te rijden traject aan de machinist van het railvoertuig voor dat traject een rijplan mee gegeven op basis waarvan hij binnen de dienstregeling met zo min mogelijk energieverbruik in/of 10 slijtage van de remorganen binnen de dienstregeling kan rijden.

Uit het artikel Einfache graphische Behandlung vin Fahrprozessen Von Dipl.-Ing.Jörg Müller, Berlin, gepubliceerd in Verkehr und Technik 1994, Heft 10, is een 15 dergelijk optimaal rijgedrag af te leiden.

Indien echter door onvoorziene omstandigheden afwijkingen in de standaard dienstregeling optreden, zoals te laat vertrekken of oponthoud onderweg, wordt het rijgedrag van het railvoertuig in de praktijk overgelaten 2 0 aan de ervaring van de machinist. Deze zal er daarbij allereerst voor zorgdragen dat het railvoertuig op tijd arriveert. Aan het energieverbruik en/of de slijtage aan de remorganen zal deze wellicht in mindere mate aandacht besteden.

25 In de Europese octrooischriften 0.538.885, 0.615.891, 0.114.633 en 0.467.377, alsmede in de PCT publikatie WO 90/03622 (PCT/AU89/00421) zijn rekenmiddelen beschreven, waarin, uitgaande van een vaste dienstregeling en een vooraf bekend traject, krommen van de snel- 1000896 2 heid als functie van de tijd worden berekend, bijvoorbeeld voor het optimaliseren van energieverbruik door de aandrijfmiddelen voor de trein en het rijcomfort, terwijl aan randvoorwaarden voor wat betreft afstand, (vaste) 5 dienstregeling en maximumsnelheid wordt voldaan. Bij deze bekende optimaliseringsmethoden gaat het om theoretische simulaties, waarbij wordt uitgegaan van een vaste dienstregeling.

De Europese octrooiaanvrage 0.554.983 be-10 schrijft een optimaliseringsmethode voor het optimaliseren van reistijd, energieverbruik of bezetting van het spoor bij het naderen van een kritiek punt op het spoor.

De onderhavige uitvinding verschaft een werkwijze voor het optimaliseren van het rijgedrag zoals het 15 versnellen, met constante snelheid rijden, uitlopen en remmen, van een voertuig, waarbij vaste gegevens van een af te leggen rijtraject naar het voertuig bij aanvang van het af te leggen traject en/of tijdens het afleggen daarvan over afstand vanaf een verkeersleiding aan het 20 voertuig worden overgedragen en in een rekenorgaan in het voertuig worden opgeslagen, waarbij dynamische status-gegevens zoals betrekking hebbende op de afgelegde weg en/of snelheid tijdens het afleggen van het traject worden geregistreerd en aan het rekenorgaan worden toege-25 voerd, en waarbij door het rekenorgaan berekeningen worden uitgevoerd voor het geven van een rijadvies voor het rijgedrag van het voertuig.

Een belangrijk voordeel van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding betreft het nauwkeurige op 30 tijd kunnen rijden van een railvoertuig, bijvoorbeeld met een marge van een halve of een kwart minuut, waardoor efficiënter gebruik gemaakt kan worden van de beschikbare rails en waardoor derhalve aanzienlijke besparingen in de infrastructurele werken (viaducten e.d.) voor dergelijke 35 rails kunnen worden verkregen.

Volgens de uitvinding worden met behulp van radio-communicatie-apparatuur opdrachten verstuurd vanaf een centraal verkeersleidingssysteem naar de voertuigen 1000896 3 die gebruik maken van de rails. De opdrachten omvatten de door het voertuig af te leggen route, alsmede de tijdstippen en snelheden die op een bepaalde lokatie op de route van de trein worden verwacht. Het rekenorgaan in 5 het voertuig bepaalt de optimale beweging van de trein op grond van de ontvangen opdrachten. De optimalisatie-criteria kunnen energie-verbruik, remslijtage, technische toestand van het voertuig en/of de toestand van de rails (bijv. glad vanwege vervuiling) omvatten.

10 Alhoewel het mogelijk is de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding toe te passen door het railvoertuig volautomatisch aan te drijven (en te remmen) , heeft het in een eerste voorkeursuitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding de voorkeur dat het rijadvies op 15 een weergeeforgaan aan de machinist wordt kenbaar gemaakt. Indien in de toekomst wel gebruikt zal worden van een volautomatische aandrijving, zal het vanzelfsprekend voor de machinist altijd mogelijk blijven omwege van de veiligheid in te grijpen in het volautomatische systeem.

20 Voorts verschaft de onderhavige uitvinding een systeem voor het optimaliseren uit volgt daarop systeem voor het optimaliseren van het rijgedrag van een voertuig , omvattende: - een rekenorgaan voorzien van opslagmiddelen 25 voor het opslaan van vaste gegevens over een af te leggen traject en/of eigenschappen van het voertuig, welk rekenorgaan is opgesteld aan boord van het voertuig; - meetmiddelen voor het bepalen van dynamische statusgegevens, zoals afgelegde weg en/of snelheid van 30 het voertuig tijdens het afleggen van het traject, waarbij de meetmiddelen zijn aangesloten op het rekenorgaan; en - communicatiemiddelen voor het over afstand naar het rekenorgaan overdragen van de vaste gegevens.

35 Verdere voordelen, kenmerken en details van de onderhavige uitvinding zullen worden verduidelijkt aan de hand van de navolgende beschrijving van een voorkeursuit 1000896 4 voeringsvorm daarvan met verwijzing naar de bijgevoegde figuren waarin tonen:

Figuur 1 een blokschema van de voorkeursuitvoeringsvorm van het systeem volgens de onderhavige uitvin-5 ding, ter uitvoering van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 2 een blokschema in meer detail van het systeem van figuur 1; en

Figuur 3 een blokschema van een tweede voor-10 keursuitvoeringsvorm van een systeem volgens de onderhavige uitvinding voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding.

In de voorkeursuitvoeringsvorm van figuur 1 wordt een trein T door een machinist M bestuurd. Machi-15 nist M ontvangt een rij advies vanuit een systeem 1 dat een (relatief kleine) computer 2 omvat. De computer 2 is voorzien van één of meer geheugens waarin enerzijds de vaste vervoersplangegevens 3 zijn opgenomen, en is voorts aangesloten op middelen 4 voor het meten van de plaats 20 en/of snelheid van de trein. Deze middelen 4 kunnen gebruik maken van satalietgegevens, maar evenzeer van sensoren voor het meten van de omwentelingen van assen van de trein.

In figuur 2 is te zien dat de computer 2 wordt 25 gevoed met gegevens vanuit een bestand 5 waarin gegevens omtrent het af te leggen traject zijn opgenomen, zoals de hellingen van de route, de lengte en dergelijke, met gegevens vanuit een bestand 6 waarin de dienstregeling is opgenomen, met gegevens uit een bestand 7 waarin kenmer-30 ken van de trein zijn opgenomen, zoals het aantal wagons, de mate van belading en dergelijke, alsmede met gegevens uit een bestand 8 waarin actuele gegevens van de route zijn opgenomen, bijvoorbeeld of daarin kort geleden stremmingen zijn opgetreden, of dat werkzaamheden aan het 35 traject worden uitgevoerd. Voorts ontvangt de computer 2 op dynamische wijze gegevens van de middelen 4 voor de detectie van de snelheid en plaats van de trein. Door de computer 2 aan boord van het voertuig worden op grond van 1000896 5 deze gegevens voortdurend berekeningen uitgevoerd hetgeen resulteert in een rij advies aan de machinist van de trein, welk rijadvies wordt weergegeven op een schematisch aangeduid weergeeforgaan 9.

5 Bij aanvang van een traject worden door de machinist de vaste gegevens in het systeem 1 volgens de onderhavige uitvinding ingegeven, bijvoorbeeld met behulp van een insteekkaart, of worden de gegevens "vanaf de wal" overgezonden naar de trein. Gegevens van de baan, 10 hellingen, bogen en toegestane snelheden zijn vast opgeslagen in een gegevensbestand. Vanuit de verkeerleiding wordt eventueel, als correctie in het bestand opgeslagen gegevens, aanvullende informatie over route en dienstregeling verstuurd.

15 In het blokschema van fig. 3 is een systeem 11 getoond, dat gebruik maakt van een rekenorgaan 12 dat is aangesloten op meetmiddelen 14 en een weergeef orgaan 19, alsmede op databestanden 20, 21, 22 en 23, die resp. bevatten gegevens omtrent de baan, gegevens omtrent de 20 toestand van de trein, gegevens voor de dienstregeling en informatie omtrent de af te leggen route. Gegevensbestand 20 is via een interface 15 met het rekenorgaan verbonden, terwijl bestanden 21, 22, 23 resp. via interfaces 17, 16 en 18 met het rekenorgaan zijn verbonden. De interfaces 25 16 en 18 ontvangen draadloos aan het begin van een rit, alsmede bij voorkeur tijdens de rit aanvullende informatie van het centrale verkeerleidingssysteem, terwijl het interface 17 tevens in staat is informatie draadloos naar het centrale verkeersleidingssysteem af te geven. In een 3 0 eerste voorkeursuitvoeringsvorm wordt voor de draadloze communicatie gebruik gemaakt van GSM-systemen, terwijl vanzelfsprekend in de toekomst ook van andere systemen gebruik gemaakt kan worden, waarbij eveneens gebruik kan worden van meer betrouwbare, speciaal voor treinvervoer 35 ontworpen systemen.

Op basis van het van de verkeersleiding ontvangen plan en kennis van de eigen plaats en snelheid maakt het rekenorgaan een planning voor de gehele rit of het 1000896 6 nog af te leggen gedeelte daarvan. Hierbij worden wederzijds prognoses uitgewisseld. De planning voor de trein-beweging wordt door de apparatuur in de trein omgezet in opdrachten voor sturing van de tractie- en reminstalla-5 tie. De mate van regeling wordt vanzelfsprekend beperkt door de maximaal veilige snelheid.

Regelmatig meldt de trein zijn posi -ie aan het verkeersleidingssysteem. In geval van conflict met de gemaakte planning, zal het systeem aan boord van de trein 10 (het rekenorgaan) trachten dit conflict op te lossen door een nieuwe planning voor het verdere ritverloop te maken. In geval dit niet mogelijk is, dient het plan door de centrale verkeerleiding bijgesteld te worden. Afwijkingen van de normale treineigenschappen worden eveneens aan de 15 verkeersleiding gemeld.

Indien de trein te laat vertrekt, zal met behulp van het systeem en de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding voortdurend aan de machinist op het weergeeforgaan worden aangegeven wanneer de machinist de 20 trein moet versnellen, wanneer hij met constante snelheid moet rijden, de trein moet laten uitlopen of moet remmen om zowel exact op tijd op de plaats van bestemming aan te komen als met zo min mogelijk energieverbruik en/of met zo min mogelijk slijtage aan de remmen.

25 Ook bij vertraging onderweg, bijvoorbeeld doordat zich loslopend vee op de rijbaan bevindt, dient onmiddellijk het juiste rijadvies aan de machinist worden verstrekt opdat de trein exact op tijd en/of op zo efficiënt mogelijke wijze op zijn plaats van bestemming 3 0 aankomt.

De onderhavige uitvinding is niet beperkt tot de boven beschreven uitvoeringsvormen daarvan; de gevraagde rechten worden bepaald door de navolgende conclusie.

35 1000896

Claims

1. Werkwijze voor het optimaliseren van het rijgedrag zoals het versnellen, met constante snelheid rijden, uitlopen en remmen, van een voertuig, waarbij vaste gegevens van een af te leggen rij traject naar het 5 voertuig bij aanvang van het af te leggen traject en/of tijdens het afleggen daarvan over afstand vanaf een verkeersleiding aan het voertuig worden overgedragen en in een rekenorgaan in het voertuig worden opgeslagen, waarbij dynamische statusgegevens zoals betrekking heb- 10 bende op de afgelegde weg en/of snelheid tijdens het afleggen van het traject worden geregistreerd en aan het rekenorgaan worden toegevoerd, en waarbij door het rekenorgaan berekeningen worden uitgevoerd voor het geven van een rijadvies voor het rijgedrag van het voertuig.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij het voertuig een railvoertuig is.

3. Werkwijze volgens conclusie l of 2, waarbij de optimalisering plaatsvindt op basis van een zo gering mogelijk energieverbruik door het voertuig en/of zo min 20 mogelijk slijtage aan de remmen.

4. Werkwijze volgens conclusie 1, 2 of 3, waarbij de vaste gegevens bij aanvang van het af te leggen traject draadloos aan het voertuig worden overgedragen .

5. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, waarbij het rijadvies op een weergeef orgaan aan de bestuurder van het voertuig voortdurend wordt zichtbaar gemaakt.

6. Werkwijze volgens één van de conclusies 1-4, 30 waarbij het rijadvies direct aan de aandrijforganen of remorganen van het voertuig wordt overgedragen, maar waarbij de bestuurder zo nodig, bijvoorbeeld vanuit beveiligingsoverwegingen, nog kan ingrijpen op het rijgedrag van het voertuig. 1000896

7. Systeem voor het optimaliseren van het rijgedrag van een voertuig, omvattende: - een rekenorgaan voorzien van opslagmiddelen voor het opslaan van vaste gegevens'over een af te leggen 5 traject en/of eigenschappen van het voertuig, welk rekenorgaan is opgesteld aan boord van het voertuig; en - meetmiddelen voor het bepalen van dynamische statusgegevens, zoals afgelegde weg en/of snelheid van het voertuig tijdens het afleggen van het traject, waar- 10 bij de meetmiddelen zijn aangesloten op het rekenorgaan; en - communicatiemiddelen voor het over afstand naar het rekenorgaan overdragen van de vaste gegevens.

8. Systeem volgens conclusie 7, voorzien van 15 een weergeef orgaan voor het aan de bestuurder van het voertuig voortdurend zichtbaar maken van het rijadvies.

9. Systeem volgens conclusie 7 of 8, waarbij de meetmiddelen gebruik maken van externe bakens zoals satellieten voor positie- en/of snelheidsbepaling,.

10. Systeem volgens conclusie 7, 8 of 9, waar bij de meetmiddelen één of meer omwentelingssensoren voor het meten van het aantal omwentelingen van één of meer assen van het voertuig te bepalen, teneinde snelheid en/of de positie daarvan te bepalen. 1000896