AT400028B - Device for adaptively influencing a motor-driven vehicle - Google Patents
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Classifications
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Abstract
Description
AT 400 028 BAT 400 028 B
Die Erfindung beschreibt eine Einrichtung zur adaptiven Beeinfussung eines motorgetriebenen Vehikels mittels eines darauf angeordneten sensor-aktivierten elektronischen Zeitmessers, weicher die benötigte Zeit für die vom Vehikel zurückgelegten Streckenabschnitte fortgesetzt ermittelt und speichert, wobei die gemessenen Zeitdaten entlang einer bestimmten Gesamtstrecke mit vorgegebenen programmgemäßen Zeitdaten verglichen und die Abweichungen zwecks Antriebs- und Bremsregelung analysiert werden. Da der Hauptanwendebereich der beschriebenen Erfindung in der Optimierung und Nachvollziehung programmgemäßer Fahr- und Bremsphasen im Schienenverkehr liegt, sei sie in den folgenden Beschreibungen auch als "adaptive Zugsbeeinflussung" bezeichnet.The invention describes a device for adaptively influencing a motor-driven vehicle by means of a sensor-activated electronic timepiece arranged thereon, which continuously determines and stores the time required for the route sections covered by the vehicle, the measured time data being compared with predetermined program-related time data along a specific total route and the deviations are analyzed for the purpose of drive and brake control. Since the main area of application of the described invention lies in the optimization and understanding of program-based driving and braking phases in rail traffic, it is also referred to in the following descriptions as " adaptive train control " designated.
Es sind verschiedene Zeit- und Geschwindigkeitsmeßeinrichtungen bekannt. Strekkenseitige Meßsysteme wie DE-OS 2,239.590 würden die Anbringung tausender Meßstationen samt Verkabelung oder Datenfunk entlang der Strecke implizieren. Sie wäre im konkreten Fall daher extrem unwirtschaftlich und aufwendig. Anderseits ist aber auch eine Geschwindigkeitsmeßeinrichtung wie DE-OS-2,164.312 zur Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe nicht geeignet, da mit ihr kein weg/zeitbezogener Geschwindigkeitsverlauf und somit auch keine Abweichung von einem vorgegebenen Fahrplan (time line) feststellbar ist. Manuell ausgelöste Stoppuhren wiederum sind wegen des personellen Aufwandes, der Ungenauigkeit der Messung und der mangelnden Reproduzierbarkeit wegen nicht ersetzbar.Various time and speed measuring devices are known. Track-side measuring systems such as DE-OS 2,239,590 would imply the installation of thousands of measuring stations including cabling or radio data along the route. In a specific case, it would therefore be extremely uneconomical and expensive. On the other hand, however, a speed measuring device such as DE-OS-2,164,312 is also unsuitable for solving the task according to the invention, since it cannot be used to determine a path / time-related speed curve and therefore also no deviation from a predetermined schedule (time line). Manually triggered stopwatches, on the other hand, cannot be replaced due to the manpower involved, the inaccuracy of the measurement and the lack of reproducibility.
Unienbeeinflußte automatische Fahr- und Bremssysteme {AFB) der bisher bekannten Art erforderten zur Gewährleistung eines sicheren Betriebes eine große Menge errechneter und gespeicherter Information, die zwischen Fahrzeug und Strecke bzw. Streckenzentrale ausgetauscht werden mußte. Bei einem Ausfall etwaiger für die Informationsübertragung notwendigen Streckengeräte ist eine sofortige manuelle Übernahme der Steuerung durch den Fahrzeugführer oftmals nicht möglich, wodurch automatisch ausgelöste Notbremsungen der im Einflußbereich der Streckenzentrale befindlichen Züge die Folge sein können.Unien-influenced automatic driving and braking systems (AFB) of the previously known type required a large amount of calculated and stored information to ensure safe operation, which had to be exchanged between the vehicle and the route or route center. In the event of a failure of any route devices necessary for the information transmission, an immediate manual takeover of control by the vehicle driver is often not possible, which can result in automatically triggered emergency braking of the trains located in the area of control of the route center.
Auf Grund schlupf- bzw. meßradabhängiger Weg- und Geschwindigkeitsmessung am Triebfahrzeug konnte bisher auch beim punktbeeinflußten AFB-System keine Garantie für genaues Befolgen von Fahrprogrammen und für exakte Ziel- und Haltebremsungen gegeben werden. Weiters besteht bei Einrichtungen dieser Art der Nachteil, daß bei einem Entfall der Wegmeßimpulse durch Tachodefekt keine alternative Informationsquelle zur AFB-Regelung mehr zuschaltbar bzw. verfügbar gemacht werden kann. DD-PS 244 952 zeigt anderseits ein Verfahren zur Zuglaufüberwachung und Zuglaufsteuerung, das der qualitätsgerechten Verteilung sowie mengenmäßigen Abrechnung im Braunkohletagebau dient. Hierbei erfolgt eine statistische Auswertung von streckenseitig erfaßten Daten der Kohlezüge, wie z.B. Ein- und Ausfahrtszeiten in Bahnhöfe, besetzte Gleisabschnitte, Wagenzahl, Zugnummer, Gewicht der entleerten Waggons etc. in einer vom Ort der Informationserfassung getrennten stationären Streckenzentrale. DD-PS 244 952 beschreibt jedoch keinerlei Selbstregelungsfunktionen.Due to slip and measuring wheel-dependent distance and speed measurements on the locomotive, even with the point-influenced AFB system, no guarantee could be given for precise adherence to driving programs and for exact target and stop braking. A further disadvantage of devices of this type is that if the displacement measuring pulses are eliminated due to the tachometer defect, no alternative source of information for the AFB control can be switched on or made available. DD-PS 244 952, on the other hand, shows a method for train route monitoring and train route control, which is used for quality-related distribution and quantitative billing in open-cast lignite mining. A statistical evaluation of track coal data, e.g. Entry and exit times in train stations, occupied track sections, number of wagons, train number, weight of the emptied wagons etc. in a stationary route center separate from the location of the information acquisition. DD-PS 244 952, however, does not describe any self-regulating functions.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur adaptiven Beeinflussung eines motorgetriebenen Vehikels bzw. ein automatisches Fahr- und Bremssystem für Triebfahrzeuge zu schaffen, das mit einem Minimum an technischem Aufwand und redundanter Information den sicheren und exakten Nachvollzug des programmgemäßen Fahrverlaufes entlang einer definierten Gesamtstrecke gewährleistet, wobei Abweichungen in bezug auf Ort und Zeit erkannt und selbsttätig korrigiert werden.The object of the invention is to provide a device for adaptively influencing a motor-driven vehicle or an automatic driving and braking system for traction vehicles, which ensures the safe and exact replication of the program-driven course of the route along a defined total route with a minimum of technical effort and redundant information , whereby deviations in terms of location and time are recognized and automatically corrected.
Diese Aufgabe wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung dadurch erreicht, daß die Strecke mittels Signalquellen in Abschnitte unterteilt und am Vehikel ein sensor-aktivierter elektronischer Zeitmesser mit programmierbarem Zeitimpulsgeber angeordnet ist, dessen Zeitspeicher die benötigte Zeit für die vom Vehikel zurückgelegte Wegstrecke fortgesetzt ermittelt und speichert ("ist-Streckenzeitband"), daß ein komplementärer Referenz-Zeitdatenspeicher ("Soll-Streckenzeitband”) zur-Vorgabe programmgemäßer Streckenzeiten vorhanden und mit einem Zeitdatenvergleicher (Komparator) sowie einem Auswerterechner zur Bereitstellung trend-signifikanter Antriebsregelungszyklen bzw. Bremsregelungszyklen gekoppelt ist, und daß der Zeitdatenvergleicher die im komplementären Referenz-Zeitdatenspeicher vorgegebenen Streckenzeiten fortgesetzt mit den vom sensor-aktivierten Zeitmesser ermittelten und gespeicherten Zeiten vergleicht, um aus den Zeitdifferenzen Abweichungen vom programmgemäßen Sollverlauf zu erkennen und durch den Auswerterechner entsprechende Anpassungen der Antriebs- und Bremsregelungszyklen zur Erzielung optimaler reproduzierbarer Bewegungsverläufe einzuleiten. Weiters verfügt der komplementäre Referenz-Zeitdatenspeicher über zusätzliche Register zur Speicherung programmgemäßer Stationen, Positionen und Termine, es ist ein Positionszähler vorhanden, und außerdem ist eine weitere Zeitmeßvorrichtung zur schrittweisen Erfassung und Speicherung der aktuellen Uhrzeit vorgesehen, die gleichfalls mit einem Komparator gekoppelt ist, sodaß bei Überschreiten einer tolerierbaren Zeitdifferenz der programmierbare Zeitimpulsgeber des besagten sensor-aktivierten Zeitmessers die Abgabe der weiteren Zeitzählimpulse zur Einhaltung des programmgemäßen Gesamtzeitziels um einen errechneten Korrekturfaktor beschleunigt oder verzögert. 2This object is achieved in the device according to the invention in that the route is divided into sections by means of signal sources and a sensor-activated electronic timepiece with a programmable time pulse generator is arranged on the vehicle, the time memory of which continuously determines and stores the time required for the distance traveled by the vehicle (" is distance time band "), that a complementary reference time data memory (" target distance time band ") for specifying program-based distance times is available and is coupled to a time data comparator (comparator) and an evaluation computer for providing trend-significant drive control cycles or brake control cycles, and that the time data comparator continues to compare the route times specified in the complementary reference time data memory with the times determined and stored by the sensor-activated timer, in order to derive deviations from the time differences from the prog to recognize the ramming target course and to initiate appropriate adjustments of the drive and brake control cycles to achieve optimal reproducible movement courses by the evaluation computer. Furthermore, the complementary reference time data memory has additional registers for storing stations, positions and appointments according to the program, there is a position counter, and a further time measuring device is provided for step-by-step recording and storage of the current time, which is also coupled to a comparator, so that when a tolerable time difference of the programmable time pulse generator of said sensor-activated timer is exceeded, the delivery of the further time counting pulses to meet the overall program time target is accelerated or delayed by a calculated correction factor. 2nd
. AT 400 028 B. AT 400 028 B
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird z.B. bei einem Schienentriebfahrzeug in vorteilhafter Weise erreicht, daß sich das Regelverhalten des automatischen Fahr- und Bremssystems selbst optimiert und daß programmierte Termine auch bei auftretenden Unplanmäßigkeiten wie längerem Verweilen in Haltestellen, manuellen Notbremsungen und anderen unvorhergesehenen Ereignissen, durch korrigierendes Fahrverhalten und fortgesetzte Anpassung möglichst genau eingehalten werden. Die zur adaptiven Beeinflussung erforderliche Informationsmenge wird dabei fast ausschließlich aus fahrzeugseitig über Sensor erfaßten Teilstreckenzeitdaten bezogen, weshalb die erfindungsgemäße Weise auch als "Timing" verstanden werden kann. Ein Informationsaustausch zwischen Fahrzeug und Strecke kann sich bei der beschriebenen Einrichtung auf Gefahrenmeldungen, Ortung der Fahrzeuge in einer Streckenzentrale, Bekanntgabe von Fahrplanänderungen und dergleichen beschränken.With the solution according to the invention e.g. achieved in a rail locomotive in an advantageous manner that the control behavior of the automatic driving and braking system optimizes itself and that programmed appointments are met as precisely as possible by corrective driving behavior and continuous adaptation even in the event of unscheduled events such as longer stays in stops, manual emergency braking and other unforeseen events become. The amount of information required for adaptive influencing is obtained almost exclusively from partial time data recorded on the vehicle by sensors, which is why the inventive method is also referred to as " timing " can be understood. An exchange of information between the vehicle and the route can be limited to hazard reports, location of the vehicles in a route center, announcement of schedule changes and the like in the described facility.
Da die beschriebene Beeinflussungseinrichtung unabhängig von konventionellen Wegmeßeinrichtungen arbeitet, haben Weg- und Geschwindigkeitsmesser, die mittels Achsgenerator oder digitalem Wegmeßradgeber betrieben werden, untergeordnete Aufgaben, z.B. als Fahrtrichtungsindikatoren oder als Überwa-chungs- und Anzeigegeräte für den Triebfahrzeugführer. Je doch können diese Meßgeräte bei einem eventuellen Ausfall der adaptiven Einrichtung als zuschaltbare alternative Informationsquelle für ein Notbeeinflussungssystem herangezogen werden, das ein AFB-System einer bekannten Art einschließt, im besonderen Fall wird aber die zur manuellen Überwachung erforderliche Weg- und Geschwindigkeitsinformation nur noch ausschließlich aus der Erfassung besagter streckenseitiger Signalquellenanordnung hergeleitet.Since the influencing device described works independently of conventional displacement measuring devices, displacement and speed sensors, which are operated by means of an axis generator or digital displacement measuring wheel encoder, have subordinate tasks, e.g. as direction indicators or as monitoring and display devices for the driver. However, these measuring devices can be used in the event of a failure of the adaptive device as a switchable alternative source of information for an emergency control system, which includes an AFB system of a known type, but in a special case the path and speed information required for manual monitoring is only available exclusively the detection of said trackside signal source arrangement.
Grundsätzlich können Streckenintervall-Markierungen beim Schienenverkehr auch in einer Weise gebildet sein, wonach zu deren Erfassung Abstandssensoren, insbes. Ultraschall- oder Laser/Radar-Entfernungs-sonden erforderlich sind. Letztere sind jedoch bei ungünstigen klimatischen Verhältnissen wie Verwehungen, Vereisungen etc. sehr beeinträchtigt und daher nur eingeschränkt verwendbar. Im beschriebenen Fall müssen die Sensoren auf allen Fahrzeugen grundsätzlich gleichgeartet sein, und es ist klar, daß zuverlässige Funktionsweise und kostengünstige Lösung einer Nachrüstung auf Triebfahrzeugen ein gemeinsames Kriterium darstellen. Aus diesem Grund kommen einfache Magnetfeldsensoren, die fahrzeugseiiig in fixem Abstand zu streckenseitig eingebetteten Induktionsspulen oder Permanentmagneten auf Konsolen befestigt sind, vorzugsweise in Betracht. Die Einbettung solcher, z.B. nach der Weise bekannter störsicherer Gleismagnete gebildeter Markierungssteilen-Einrichtungen, ist im Zuge temporärer Oberbauerhaltungsmaßnahmen mit entsprechend adaptierten Gleisbaumaschinen in kürzester Zeit entlang eines bestehenden Strekkennetzes möglich. Zur Gewährleistung bestmöglicher Funktion ist es empfehlenswert, die Markierungsstellen in gleichen Streckenabständen, z.B. alle 20, 10 oder 5 Meter zu setzen. Dadurch wird eine wesentliche Datenreduktion erreicht, es ist keine Zuordnung von Streckenlängen-Koeffizienten notwendig, die System-Simulation am Monitor eines Prozeßrechners wird erleichtert und die Ortung vereinfacht Zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Systems ist es zweckmäßig, zwei oder mehrere Längsspuren bzw. Beeinflussungskanäle durch parallele Anordnung besagter Markierungsstellen zu bilden und auch die Anzahl der fahrzeugseitig installierten Sensoren in entsprechender Weise zu erhöhen. An bestimmten Punkten entlang der Strecke, insbes. an Haltestellen, Weichen oder Kilometerpunkten, wird eine gesonderte Code- Markierungsanordnung zur fahrzeugseitig erfolgenden Standortidentifikation in knapp aufeinanderger-eihter Weise gesetzt.Basically, route interval markings in rail traffic can also be formed in such a way that distance sensors, in particular ultrasound or laser / radar distance probes, are required for their detection. However, the latter are very impaired in unfavorable climatic conditions such as drifts, icing etc. and can therefore only be used to a limited extent. In the case described, the sensors on all vehicles must basically be of the same type, and it is clear that reliable functioning and cost-effective solution for retrofitting on locomotives represent a common criterion. For this reason, simple magnetic field sensors, which are attached to consoles at a fixed distance from the induction coils or permanent magnets embedded on the track side, are preferred. Embedding such, e.g. Marking part devices formed in the manner of known interference-proof track magnets is possible in the course of temporary surface maintenance measures with appropriately adapted track-laying machines in the shortest possible time along an existing route network. To ensure the best possible function, it is recommended that the marking points be spaced at the same distance, e.g. to be set every 20, 10 or 5 meters. This results in a significant reduction in data, no assignment of route length coefficients is necessary, system simulation on the monitor of a process computer is simplified and location is simplified.To increase the reliability of the system, it is advisable to use two or more longitudinal tracks or channels of influence by parallel Form the arrangement of said marking points and also to increase the number of sensors installed on the vehicle in a corresponding manner. At certain points along the route, in particular at stops, switches or kilometers, a separate code marking arrangement for location identification on the vehicle side is set in a closely aligned manner.
Die Meßfahrten zur Erstellung programmierter Streckenfahrpläne werden vorzugsweise mit einem Gleismeßtriebfahrzeug bekannter Art durchgeführt. Es wird die Strecke von einem bestimmten Anfangs-Referenzpunkt bis zu einem bestimmten End-Referenzpunkt durchfahren und ein erstes Streckenzeitband ermittelt, wobei die erhaltenen Teilzeitdaten mit gleichfalls ermittelten Gleisparametem wie Überhöhung, Verwindung, Spurweite, Stoßlagen, Pfeilhöhen und Beschleunigungsgrößen korrelieren. Dieses primäre Streckenzeitband wird in einem zentralen Rechner der Bahn- bzw. Streckenverwaltung anhand bekannter Bewertungskriterien softwaremäßig analysiert und es erfolgt die Beurteilung, mit welchem idealen Geschwindigkeitsverlauf die Strecke in ihrer Gesamtheit von bestimmten Zögen zu befahren ist. Weiters erforderlich ist die Ermittlung von Antriebs- und Bremsmomenten der Triebfahrzeuge in den Bewegungsphasen. Der stationäre Computer korrigiert nun entsprechend den Kriterien die im Streckenzeitband gespeicherten Soll-Teilzeitreihen. Somit sind alle geplanten Bewegungsabläufe in bezug auf Ort und Zeit, einschließlich fahrplanmäßiger Abfahrts- und Ankunftszeiten in Haltestellen bzw. Stationen, als "Soll-Streckenzeitband" bzw. als "Masterzyklus" programmiert. Außerdem werden die Gewichtungsfaktoren zur optimalen Regelalgorithmus-Prädiktion im fahrzeugseitigen Auswerterechner (Trendanalysator) je nach Art des Zuges oder Triebfahrzeuges erstellL Bestimmte Referenz-Codes dienen der ortsbezogenen Synchronisierung bzw. zur Erkennung von Positionen und Stationen. Sie werden den programmierten Teilzeitdaten beigeordnet. Bei der Erstellung optimaler Streckenzeitbänder wird nicht nur auf Sicherheitskriterien im Befahren von Weichen, Bogen, Kreuzungen und Bahnübergängen bedacht genommen, sondern auch auf 3The test runs for the creation of programmed route timetables are preferably carried out with a track measuring vehicle of a known type. The route is traversed from a certain start reference point to a certain end reference point and a first route time band is determined, the part-time data obtained correlating with track parameters such as cant, twist, track width, impact positions, arrow heights and acceleration quantities that have also been determined. This primary route time band is analyzed in software in a central computer of the railway or route administration on the basis of known evaluation criteria and the assessment is made of the ideal speed curve with which the route as a whole is to be traveled by certain curves. It is also necessary to determine the drive and braking torques of the traction vehicles in the movement phases. The stationary computer now corrects the target partial time series stored in the route time band according to the criteria. Thus, all planned movements in terms of location and time, including scheduled departure and arrival times in stops or stations, are as " target route time band " or as " master cycle " programmed. In addition, the weighting factors for optimal control algorithm prediction are created in the vehicle-side evaluation computer (trend analyzer) depending on the type of train or locomotive. Certain reference codes are used for location-based synchronization or for the detection of positions and stations. They are assigned to the programmed part-time data. When creating optimal route time bands, not only safety criteria are taken into account when driving on switches, arches, crossings and level crossings, but also 3
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Erreichung maximaler Leistungseffizienz durch Einhaltung idealer Beschleunigungs- und Bremsphasen. Zur Ortung bestimmter Gleisabschnitte oder besonderer Streckenmerkmale können weitere Informationscodes beigeordnet werden. Sie dienen vorwiegend zur Fahrtsimulation in einem stationären oder fahrzeugseitigen Prozeßrechner sowie zur Überwachung des Nachvollzugsverhaltens. ln der beschriebenen Weise können programmierte Fahrpläne für beliebige Strecken bzw. Streckennetze erstellt werden, wobei die erfaßten Daten als "Soll-Streckenzeitbänder" in digitaler Form auf Magnetbänder, Disketten, optischen Speichereinheiten oder Halbleiter-Speichermodulen enthalten sind, ist ein Triebfahrzeug mit dem entsprechenden System zur adaptiven Beeinflussung ausgestattet, so werden die Soll-Streckenzeitbänder für die zu befahrenden Strecken verfügbar gemacht. Der Triebfahrzeugführer kann zu beliebigem Zeitpunkt, z.B. vor Antritt einer Fahrt, auf dem Monitor des fahrzeugseitigen Prozeßrechners (Bordcomputers) eine Fahrtsimulation durchführen und somit die vorgegebenen Soll-Teilzeitreihen, Fahrplandaten und Informationscodes verifizieren.Achieving maximum performance efficiency by maintaining ideal acceleration and braking phases. Additional information codes can be assigned to locate certain track sections or special route features. They are mainly used for driving simulation in a stationary or vehicle-side process computer as well as for monitoring the behavior of traceability. Programmed timetables can be created for any route or route network in the manner described, the recorded data as " target route time bands " are contained in digital form on magnetic tapes, floppy disks, optical storage units or semiconductor memory modules, a locomotive is equipped with the appropriate system for adaptive influencing, so the target route time bands are made available for the routes to be traveled. The driver can at any time, e.g. Before starting a journey, carry out a driving simulation on the monitor of the on-board process computer (on-board computer) and thus verify the specified target part-time series, schedule data and information codes.
Die Standortbestimmung und die Synchronisierung des Ist-Teilzeitenmeßzyklus' mit dem programmgemäßen Soll-Streckenzeitband erfolgt im beschriebenen Fall beim Passieren bestimmter, als Code gestalteter Sonder-Markierungsstellen, insbes. entlang Haltestellen, Weichen oder Kilometerpunkten, indem die Markierungsanordnung als "Stationsmerkmal" von der fahrzeugseitigen Erkennungslogik identifiziert wird. Die Code-Erkennung resultiert hierbei aus der passiven Sequenzen-Erfassung via Sensor (Scanning) bzw. nach Analyse und Koinzidenzprüfung mit einem programmgemäßen, im Soll-Streckenzeitband gespeicherten Referenz-Stationscode . Das Erkennungsverfahren ist Gegenstand einer weiteren Beschreibung und wird nicht in Einzelheiten erläutert. Bei Koinzidenz erfolgt ein Impuls zur Zuordnung des entsprechenden erkannten Stationscodes zu der ausgehend von einer zuvor identifizierten Station abschnittsweise gezählten Positionskennziffer und zu der betreffenden Ist-Teilzertdate. Die Standorterfassung kann jedoch auch mit Maßnahmen bekannter Art, z.B. mittels induktiver Datenübertragung aus einer streckenseitigen Punktbeein-flussungs-Einrichtung erfolgen. Aus dem jeweils empfangenen Stationscode wird der zugeordnete Stationsname abgeleitet und am Display angezeigt. Die Erfassung eines "Streckenkilometers" kann in ähnlicher Weise erfolgen und mit der schrittweisen Zählung von Positionskennziffern kombiniert sein. Der erste solchermaßen entlang der Strecke erkannte Code wird als "Streckenanfang" definiert. Seine Identifikation startet automatisch den beschriebenen adaptiven Regelungszyklus und synchronisiert die Ist-Teilstreckenzeitmessung mit der schrittweisen Soll-Teilstreckenzeitvorgabe. Die Zählung der Positionskennziffem erfolgt in bezug auf jeden zuvor erkannten Stationscode, sodaß jedes einzelne Streckenintervall bzw. jeder Standort fahrzeugseitig erfaßt und mittels der zugeordneten Stationscodes und der Posiüonskennziffem definiert ist. Außerdem ist jede gespeicherte Teilzeitdate adressierbar.In the described case, the location determination and the synchronization of the actual part-time measuring cycle with the planned target route time band take place when certain special marking points designed as a code pass, in particular along stops, switches or mileage points, by using the marking arrangement as " station feature " is identified by the on-board detection logic. The code recognition results from the passive sequence acquisition via sensor (scanning) or after analysis and coincidence check with a program-specific reference station code stored in the target route time band. The detection method is the subject of a further description and is not explained in detail. If there is a coincidence, there is an impulse for assigning the corresponding recognized station code to the position code number, which is counted in sections from a previously identified station, and to the relevant actual partial certificate. However, location detection can also be carried out using measures of a known type, e.g. by means of inductive data transmission from a track-side point influencing device. The assigned station name is derived from the station code received and shown on the display. The detection of a " line kilometer " can be done in a similar way and combined with the step-by-step counting of position indicators. The first code thus recognized along the route is called " start of route " Are defined. Its identification automatically starts the described adaptive control cycle and synchronizes the actual partial time measurement with the step-by-step target partial time specification. The position codes are counted in relation to each previously recognized station code, so that each individual route interval or location is recorded on the vehicle side and is defined by means of the assigned station codes and the position codes. In addition, each saved part-time date can be addressed.
Jeder geplante zeitliche Verlauf einer Fahrzeugbewegung entlang der Strecke ist also als "Marschtabelle" in Form von Sequenzen bzw. Zeitintervallen vorgegeben, die das Fahrzeug einzuhalten hat und die als Führungsgröße für den adaptiven Regelkreis dienen. Um ein stetiges Nachvollzugsverhalten zu erreichen, ist ein Teilzeiten-Komparator und Trendanalysator zur schrittweisen positionsbezogenen Teilzeitenauswer-tung erforderlich. Der Analysator nimmt dabei anhand einer statistischen Trendinterpretation der vorgegebenen Zeitintervalle bzw. Sequenzen die Prädiktion des signifikanten, zur Anwendung gelangenen Regelalgorithmus vor. Bei Nichterreichung des Zeitziels, erkannt durch Vergleich der fortgesetzt gemessenen Streckenteilzeiten mit den programmgemäßen Soll-Teilzeiten bzw. durch Erfassung der Änderungsgeschwindigkeit auftretender Abweichungen, erfolgt eine automatische Anpassung der signifikanten Parameter , womit in der Folgephase die vorgegebenen Streckenteilzeiten eingehalten werden. Optimales Regelverhalten zur Fahrplan-Nachvollziehung wird fallweise erst nach mehreren Fahrten entlang derselben Strecke erreicht. Es ist in ersichtlicher Weise erforderlich, daß der Rechner die Ableitung der Regelalgorithmen für das AFB-System solange in verbesserter Weise vorzunehmen hat, bis deckungsgleiches Nachvollzugsverhalten (Autokovarianz) erreicht ist. Unstabiles Regelverhalten und auftretende Störgrößen werden durch Auswertung der Zeitdifferenzen erkannt und eliminiert. Das Fahrzeug wird somit schließlich veranlaßt, den vorgegebenen Streckenfahrplan unter exakter Termin-Einhaltung und mit hoher Leistungseffizienz zurückzulegen.Each planned chronological course of a vehicle movement along the route is therefore a " marching table " in the form of sequences or time intervals, which the vehicle must comply with and which serve as a reference variable for the adaptive control loop. In order to achieve constant traceability, a part-time comparator and trend analyzer for step-by-step position-related part-time evaluation is required. The analyzer uses a statistical trend interpretation of the specified time intervals or sequences to predict the significant control algorithm that has been used. If the time target is not reached, recognized by comparing the continuously measured partial route times with the scheduled target partial times or by recording the rate of change, any significant parameters are automatically adjusted, so that the specified partial route times are adhered to in the subsequent phase. In some cases, optimal control behavior for schedule replication is only achieved after several trips along the same route. Obviously, it is necessary for the computer to derive the control algorithms for the AFB system in an improved manner until congruent tracking behavior (autocovariance) is achieved. Unstable control behavior and occurring disturbances are recognized and eliminated by evaluating the time differences. The vehicle is finally prompted to cover the specified route schedule with exact adherence to deadlines and with high performance efficiency.
Adaptive, seibstoptimierende Systeme der beschriebenen Art entziehen sich weitgehend der manuellen Einsichtnahme zur Behebung etwaiger Störfälle während des Betriebs. Es ist daher vorteilhaft, wenn der Funktionsablauf vom Prozeßrechner automatisch überwacht und Signalfehler erkannt bzw. unterdrückt werden. Sind mehrere Einrichtungen zur schrittweisen Ist-Teilzeitenerfassung mittels eines sensor-aktivier-ten elektronischen Zeitmessers parallel angeordnet, ebenso mehrere streckenseitige Markierungskanäle, so können die von den Sensoren abgeleiteten Signale an einen UND-Schaltkreis zur Bildung eines Koinzidenzsignals geleitet werden, das die eigentliche Zeitintervallmessung auslöst. Weiters kann eine geschwindigkeitsabhängige Totzeit, innerhalb der ein neuerliches Signal unterdrückt wird, vorgesehen sein. Eventuell auftretende Störimpulse werden dadurch weitgehend eliminiert. Entfällt anderseits ein Signalempfang 4Adaptive, self-optimizing systems of the type described largely elude manual inspection in order to remedy any faults during operation. It is therefore advantageous if the functional sequence is automatically monitored by the process computer and signal errors are recognized or suppressed. If several devices for step-by-step actual part-time recording are arranged in parallel by means of a sensor-activated electronic timepiece, as are several track-side marking channels, the signals derived from the sensors can be sent to an AND circuit to form a coincidence signal that triggers the actual time interval measurement . Furthermore, a speed-dependent dead time, within which a new signal is suppressed, can be provided. Any interference pulses that occur are largely eliminated as a result. On the other hand, there is no signal reception 4
AT 400 028 B während der Fahrt durch einen Defekt, so würde der Teilzeiten-Komparator beim nachfolgenden Signalempfang eine Fehlinformation erhalten, die zur Störung des AFB-Regelkreises führen würde. Daher werden die erfaSten Teilzeiten im fortgesetzten Vergleich mit vorhergehenden Werten auf Zulässigkeit geprüft. Eine als unzulässig erkannte Teilzeitdate verbleibt somit ohne Einfluß auf die Ermittlung des Regelalgorithmus; der Fehler wird aber lokalisiert und dem Triebfahrzeugführer optisch oder akustisch angezeigt, und bei weiterer Folge von Fehlmessungen kann gegebenenfalls ein wegmeßradabhängiges Notsteuersystem zugeschaltet werden. Ebenfalls aus sequentiell erfaßten Zeitintervalldaten erfolgt die Erkennung von Positions- bzw. Stationscodes, sobald der sensor-aktivierte Zeitmesser auf eine versetzt angeordnete Markierungsstellen-Gruppe trifft Im erkannten Fall gelangt nur der zur ersten Markierungsstelle dieser Gruppe bezogene Signalempfang zur Ist-Teilzeitmessung.AT 400 028 B while driving due to a defect, the part-time comparator would receive incorrect information during subsequent signal reception, which would lead to a fault in the AFB control circuit. Therefore, the recorded part-times are checked for admissibility in a continuous comparison with previous values. A part-time data recognized as inadmissible thus has no influence on the determination of the control algorithm; however, the fault is localized and indicated to the driver optically or acoustically, and in the event of a further series of incorrect measurements, an emergency control system which is dependent on the measuring wheel can optionally be activated. Position or station codes are also recognized from sequentially recorded time interval data as soon as the sensor-activated timepiece encounters a staggered group of markers. In the detected case, only the signal reception relating to the first mark of this group arrives for the actual part-time measurement.
Als Vorrichtung zur fahrzeugseitigen Überwachung und stationären Simulation der Funktionsweise des beschriebenen Systems wird vorzugweise ein Prozeßrechner verwendet, der mit einem LCD-Bildschirm verbunden ist. Auf dem Display können alle für die Fahrzeugbewegung relevanten Daten, wie z.B. Fahrgeschwindigkeit, Kilometer, Durchschnittsgeschwindigkeit, Stationen, Abfahrts- und Ankunftszeiten, aktuelle Tageszeit usw. laufend ersichtlich gemacht und mit den programmgemäßen Daten verglichen werden. Weiters ist der direkte Zugriff auf einzelne erfaßte Teilzeitdaten mit den zugeordneten Positionskennziffern und Stationscodes möglich, sodaß etwaige Fehlerquellen am Monitor veranschaulicht werden können. Ferner ist der Monitor in einer Weise bedienbar, daß der zeitliche Verlauf einer Fahrzeugbewegung in allen Phasen übersichtlich und einfach rekonstruierbar ist.A process computer, which is connected to an LCD screen, is preferably used as the device for vehicle-side monitoring and stationary simulation of the functioning of the system described. All data relevant to vehicle movement, such as Driving speed, kilometers, average speed, stations, departure and arrival times, current time of day etc. are made continuously visible and compared with the program data. Furthermore, direct access to individual recorded part-time data with the assigned position codes and station codes is possible, so that any sources of error can be illustrated on the monitor. Furthermore, the monitor can be operated in such a way that the chronological course of a vehicle movement in all phases is clear and easy to reconstruct.
Bei Auftreten eines unprogrammgemäßen Ereignisses ist jederzeit ein manueller Eingriff des Triebfahrzeugführers in die Fahrautomatik möglich, ohne das adaptive Beeinflussungssystem außer Funktion zu setzen oder die Stetigkeit des Regelkreises zu beeinträchtigen. Besteht z.B. die Notwendigkeit einer Bremsung vor einem unplangemäßen Halt, so wird auf eine dem gewünschten Soll-Bremsverlauf entsprechende Soll-Teilzeitreihe zugegriffen, die in Bedarfsregistern gespeichert ist und in Abhängigkeit von der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit und dem Abstand adressiert bzw. verfügbar gemacht wird. Der Teilzeiten-Komparator vergleicht nunmehr die erfaßten Ist-Teilzeitsequenzen mit den zugeschalteten, als neue Führungsgröße dienenden Soll-Teilzeitsequenzen, während das eigentliche Soll-Streckenzeitband für die Dauer des manuellen Eingriffs ausgekoppelt ist. Auf diese Weise wird die unprogrammgemäße Haltebremsung und der Fahrzeugstillstand ohne Eingriff in die fortgesetzte Ableitung des Regelalgorithmus bzw. ohne Unterbrechung der Stetigkeit des Regelkreises erreicht. In analoger, umgekehrter Weise wird beim Anfahren von der unprogrammgemäßen Haltestelle bzw. beim Beschleunigen bis zur Erreichung der planmäßigen Geschwindigkeit verfahren, wobei eine dem gewünschten Soll-Beschleunigungsverlauf entsprechende Soll-Teilzeitreihe als Referenz- bzw. Führungsgröße dient. Beim Erlangen der Soll-Geschwindigkeit wird automatisch wieder das obligate Soll-Streckenzeitband zugeschaltet. Wird der externe Eingriff in der Folge als beizubehaltendes Kriterium erkannt so kann das Soll-Streckenzeitband mit den gewünschten Teilzeiten überschrieben werden. Die gezeigte Weise hat auf die fortgesetzte Zählung und Zuordnung von Positionskennziffern oder auf die Erkennung von Stationsmerkmalen keinen beeinträchtigenden Einfluß.If an unscheduled event occurs, the driver can manually intervene in the automatic driving system at any time without deactivating the adaptive influencing system or affecting the continuity of the control loop. For example, the need for braking before an unscheduled stop, a target part-time series corresponding to the desired target braking profile is accessed, which is stored in demand registers and is addressed or made available depending on the respective actual speed and the distance. The part-time comparator now compares the recorded actual part-time sequences with the switched-on target part-time sequences, which serve as a new reference variable, while the actual target route time band is decoupled for the duration of the manual intervention. In this way, the non-program stopping braking and the vehicle standstill are achieved without interfering with the continued derivation of the control algorithm or without interrupting the continuity of the control loop. In an analogous, reverse manner, when starting from the unprogrammed stop or when accelerating until the planned speed is reached, a target partial time series corresponding to the desired target acceleration curve serves as a reference or command variable. When the target speed is reached, the obligatory target route time band is automatically switched on again. If the external intervention is subsequently recognized as a criterion to be retained, the target route time band can be overwritten with the desired partial times. The manner shown has no adverse effect on the continued counting and assignment of position codes or on the recognition of station features.
Es ist ersichtlich, daß in der Folge eines jeden externen unprogrammgemäßen Eingriffs eine Abweichung vom Gesamtfahrplan-Zeitziel entsteht. Um die Einhaltung des programmierten Termins dennoch anzustreben, ist eine weitere Zeitmeßvorrichtung, gekennzeichnet zur schrittweisen Erfassung und Speicherung der aktuellen Uhrzeit, vorgesehen, die ebenfalls mit einem Komparator gekoppelt ist. Die erfaßte Uhrzeit wird abgefragt und mit dem positionsgemäßen im Soll-Streckenzeitband gleichfalls programmierten Fahrplantermin verglichen. Bei Überschreiten eines wählbaren Toleranzwertes wird die ermittelte Zeitdifferenz in ein Register übertragen, und der Prozeßrechner errechnet aus der Differenz in Relation zum fahrplanmäßigen Zeitbedarf für die restliche Gesamtstrecke einen Korrekturfaktor, demzufolge der programmierbare Zeitimpulsgeber des sensor-aktivierten Zeitmessers die Abgabe der weiteren Zeitzählimpulse zur Erfassung der folgenden Ist-Teilzeiten entsprechend beschleunigt, bis das programmgemäße Zeitziel erreicht bzw. die Koinzidenz zwischen aktueller Tageszeit und positionsbezogenem Fahrplantermin hergestellt ist. Die Trendanalyse zur Ableitung des Regelalgorithmus wird im beschriebenen Fall weitgehend von der Abweichung zur nominellen Zeitimpulsfrequenz beeinflußt Das Nachvollzugsverhalten wird demnach in einer Weise adaptiv geregelt, daß alle Bewegungsphasen in bezug zum nominellen Zeittakt und somit zum Soll-Streckenzeitband synchron beschleunigt ablaufen, wobei zur Errechnung des Zeitkorrekturfaktors nicht nur der einzuhaltende Termin, sondern auch Sicherheitskriterien wie zulässige Höchstgeschwindigkeiten in Geraden und Bögen, maximale Leistung des Triebfahrzeuges, bestimmte maximale Brems- und Beschleunigungswerte usw. ausschlaggebend sind.It can be seen that as a result of any external non-program intervention, a deviation from the overall schedule time target arises. In order to still strive to meet the programmed date, a further time measuring device, characterized for the step-by-step recording and storage of the current time, is provided, which is also coupled to a comparator. The recorded time is queried and compared with the schedule date also programmed according to the position in the target route time band. If a selectable tolerance value is exceeded, the determined time difference is transferred to a register, and the process computer calculates a correction factor from the difference in relation to the scheduled time requirement for the remaining total distance, as a result of which the programmable time pulse generator of the sensor-activated timer measures the delivery of the further time counting pulses for recording the The following actual partial times are accelerated accordingly until the scheduled time target is reached or the coincidence between the current time of day and the position-related schedule is established. The trend analysis for deriving the control algorithm is largely influenced by the deviation from the nominal time pulse frequency in the described case.The tracing behavior is accordingly adaptively controlled in such a way that all movement phases are synchronously accelerated in relation to the nominal time cycle and thus to the target distance time band, whereby the calculation of the Time correction factor not only the deadline to be met, but also safety criteria such as permissible maximum speeds in straight lines and curves, maximum performance of the locomotive, certain maximum braking and acceleration values, etc. are decisive.
Es sei zu erwähnen, daß manuelle Eingriffe zur Regelung des AFB-Systems, z.B. zur Einleitung einer unprogrammgemäßen Haltebremsung, auch mittels oben beschriebener Korrekturbefehle an den programmierbaren Zeitimpulsgeber des sensor-aktivierten Zeitmessers durchgeführt werden können. Wird die 5It should be noted that manual interventions to control the AFB system, e.g. to initiate a non-program stopping braking, can also be carried out by means of the above-described correction commands to the programmable time pulse generator of the sensor-activated timer. If the 5th
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Abgabe der Zeittaktimpulse um einen dem Verlauf einer gewünschten Sollbremskurve entsprechenden schrittweise dekrementierten Faktor verzögert, so vergleicht der Teilzeiten-Komparator die Soll-Zeilzeitdaten mit "divergierenden" Ist-Teilzeitdaten, wobei die erfaßten Streckenteilzeiten im Verhältnis zur Reduzierung der Zählimpulsfrequenz fortgesetzt kürzer sind als jene der vorhergehenden "standardmäßigen" Ist-Teilzeitdaten, bei denen die Zeitmessung mit der nominellen Zeitbasis {Taktfrequenz fn) vollzogen wurde. Da die Korrektur der Regelzyklus-Prädiktion von der ermittelten Abweichung der gemessenen Streckenteilzeiten bestimmt wird, kann auf diese Weise ebenfalls die manuelle Bremsung bzw. aber auch die Beschleunigung des Fahrzeuges erreicht werden, wenn die Zeitimpulsfrequenz um einen schrittweise inkriminierten Faktor erhöht wird. Zur Einleitung von Notbremsungen kann jedoch auch ein entsprechender Algorithmus unter Auskopplung der Adaptionseinrichtung direkt an das Bremskraftstellglied appliziert werden.If the timing pulses are delayed by a stepwise decremented factor corresponding to the course of a desired target braking curve, the part-time comparator compares the target target-time data with " diverging " Actual part-time data, the detected partial path times being shorter in relation to the reduction in the counting pulse frequency than those of the preceding " standard " Actual part-time data in which the time measurement was carried out with the nominal time base (clock frequency fn). Since the correction of the control cycle prediction is determined from the determined deviation of the measured partial path times, manual braking or acceleration of the vehicle can also be achieved in this way if the time pulse frequency is increased by a stepwise incremented factor. To initiate emergency braking, however, a corresponding algorithm can be applied directly to the braking force actuator by decoupling the adaptation device.
Ferner ist ersichtlich, daß bei der beschriebenen adaptiven Beeinfussungseinrichtung jedes erfaßte Ist-Streckenzeitband als künftige Referenzquelle bzw. Führungsgröße für Folgefahrten entlang derselben Strecke als definitives "Soll-Streckenzeitband"übernommen werden kann, sobald Programmabweichungen, bedingt durch schlechteren Gleiszustand, Fahrplanänderung etc. als beizubehaltene Kriterien erkannt und entsprechende Korrekturen Anpassungen vorgenommen worden sind. In der Praxis mag es auch Vorkommen, daß kleine Fehler im Soll-Streckenzeitband enthalten sind, die Korrekturen erforderlich machen. Für diesem Fall kann das Soll-Streckenzeitband ganz oder teilweise mit neuen erfaßten oder errechneten Teilzeitdaten überschrieben werden, das korrigierte Band kann auf andere entsprechende Datenträger kopiert und weiteren Fahrzeugen, die mit derselben Einrichtung zur adaptiven Beeinfussung ausgerüstet sind, verfügbar gemacht werden.Furthermore, it can be seen that in the described adaptive influencing device, each recorded actual route time band can be adopted as a future reference source or guide variable for subsequent journeys along the same route as a definite "target route time band" as soon as program deviations due to poor track conditions, schedule changes, etc. are considered criteria to be retained have been recognized and appropriate corrections and adjustments have been made. In practice, it may also happen that small errors are contained in the target route time band that make corrections necessary. In this case, the target distance time band can be overwritten in whole or in part with new recorded or calculated part-time data, the corrected band can be copied to other corresponding data carriers and made available to other vehicles which are equipped with the same adaptive influencing device.
Die beschriebene erfindungsgemäße Einrichtung ist auch in Verkehrssystemen anwendbar, bei denen die Fahrzeugbewegung aus externen Antriebsquellen. z.B. einer streckenseitig angeordneten Magnetfeld-Steuerung resultiert, wobei eine Femübertragung des signifikanten, nach ähnlichen beschriebenen Kriterien abgeleiteten Regelzyklus mittels digitalem Datenfunk oder anderen Obertragungseinrichtungen an die Steuerungszentrale erfolgt. Auch ist es naheliegend, die beschriebene erfindungsgemäße Weise in anderen technischen Bereichen einzusetzen.The described device according to the invention can also be used in traffic systems in which the vehicle movement comes from external drive sources. e.g. A magnetic field controller arranged on the track side results, the significant control cycle derived according to similarly described criteria being transmitted to the control center by means of digital data radio or other transmission devices. It is also obvious to use the described inventive method in other technical areas.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, daß der abgeleitete Regelzyklus für das AFB-System für den gesamten Streckenverlauf in digitaler Weise gespeichert und den Teilzeitdaten im Streckenzeitband gleichfalls zugeordnet wird.According to another embodiment of the solution according to the invention, it is provided that the derived control cycle for the AFB system is stored in digital form for the entire route and is also assigned to the part-time data in the route time band.
Gemäß einer vereinfachten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, daß der Zeitspeicher des sensor-aktivierten Zeitmessers nur die jeweils zur Errechnung einzelner positionsbezogener Abweichungskoeffizienten bzw. die zur Ermittlung der Änderungsgeschwindigkeit der auftretenden positionsbezogenen Abweichungen erforderlichen Ist-Teilzeitdaten speichert, wodurch zwar eine erhebliche Reduzierung des Umfangs des Zeitdatenspeichers, jedoch in nachteiliger Weise keine Aussage über den erfolgten tatsächlichen Fahrtverlauf möglich gemacht werden kann.According to a simplified embodiment of the solution according to the invention, it is provided that the time memory of the sensor-activated timepiece stores only the actual part-time data required to calculate individual position-related deviation coefficients or the actual part-time data required to determine the rate of change of the position-related deviations that occur, thereby reducing the scope considerably of the time data memory, however, it is disadvantageously not possible to make a statement about the actual course of the journey.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist vorgesehen, daß sowohl der programmierbare Zeitimpulsgeber des sensor-aktivierten Zeitmessers (Ist-Streckenzeitband) als auch der komplementäre Referenz-Zeitdatenspeicher (Soll-Streckenzeitband) mit einem Datenempfangsmodem zum Empfang streckenseitig errechneter oder erfaßter Zeit- und bzw. oder Korrekturdaten verbunden sind, wonach eine betriebssichere, synchrone und absolut phasenbezogene Fernregelung nach gestaltetem Programm möglich ist. Die Bewegungsphasen können demzufolge auf einem streckenseitigen Monitor veranschaulicht werden, wobei jederzeit exakter Positionsbezug gegeben ist Wenn eine Vielzahl von Verkehrsmittel mit besagter modem-gekoppelter adaptiver Beeinflussungseinrichtung ausgerüstet ist, kann ein Verkehrsnetz mit einem Minimum an redundanter Information zentral femgeregelt werden.According to a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, it is provided that both the programmable time pulse generator of the sensor-activated timepiece (actual route time band) and the complementary reference time data memory (target route time band) with a data reception modem for receiving time and time calculated or recorded on the route side or or correction data are connected, according to which a reliable, synchronous and absolutely phase-related remote control is possible according to the designed program. The movement phases can therefore be illustrated on a trackside monitor, with an exact position reference being given at all times. If a large number of means of transport are equipped with said modem-coupled adaptive influencing device, a transport network can be centrally controlled with a minimum of redundant information.
Ferner ist gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, daß zusätzlich zu den erfaßten Streckenteilzeiten auch schrittweise ermittelte Geschwindigkeitskoeffizienten zugeordnet sind, und daß ein weiterer Komparator zum fortgesetzten Vergleich positionsbezogener ist-Geschwindigkeiten mit programmgemäßen Soll-Geschwindigkeiten vorgesehen ist, und daß die entsprechenden Differenzwerte bzw. Abweichungen fortgesetzt errechnet werden, wodurch eine zusätzliche Erhöhung der Funktions- und Betriebssicherheit des beschriebenen adaptiven Prozesses erzielt werden kann.Furthermore, according to another advantageous embodiment of the solution according to the invention, it is provided that, in addition to the detected partial path times, step-by-step determined speed coefficients are also assigned, and that a further comparator is provided for the continuous comparison of position-related speeds with programmed target speeds, and that the corresponding difference values or deviations are continuously calculated, whereby an additional increase in the functional and operational safety of the described adaptive process can be achieved.
Details und eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung werden anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert:Details and an embodiment of the solution according to the invention are explained with reference to the accompanying drawings:
Es zeigen: Fig.1) ein Blockschaltbild der beschriebenen Einrichtung, Fig. 2) die Anordnung von Markierungsstellen entlang einer Strecke mit posrtionsbezogen erfaßten Teilzeiten, Kennziffern und Codes, Rg. 3) eine Tabelle mit Teilzeiten zur Veranschaulichung eines Ablaufes der beschriebenen Weise bei einer vorprogrammierten Zielbremsung, Fig. 4) einen Haltebrems-Regelalgorithmus als Diagramm, Fig. 5)-Zeittabellen bei einer unprogrammgemäßen, manuell eingeleiteten Haltebremsung, Rg. 6) die automatische 61) shows a block diagram of the device described, FIG. 2) the arrangement of marking points along a route with position-related recorded part times, codes and codes, margin 3) a table with part times to illustrate a sequence of the described manner in a preprogrammed target braking, FIG. 4) a holding brake control algorithm as a diagram, FIG. 5) time tables for an unprogrammed, manually initiated holding braking, margin 6) the automatic 6
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Anpassung des Regelsystems zur Einhaltung eines vorgegebenen Zeitziels nach erkannter Abweichung vom fahrplangemäßen Termin.Adjustment of the control system to meet a specified time target after a recognized deviation from the schedule.
In Fig. 1) sind parallel angeordnete, in das Fahrbahn- bzw. Gleisbett eingebrachte Markierungsgebilde -1- und -2- ersichtlich, welche von den fahrzeugseitigen Sensoren -3- und -4- erfaßt werden. Die abgeleiteten Signale gelangen Ober eine Koinzidenz-Erkennungslogik -5- zur fortgesetzten Messung der Streckenteilzeiten an den Zeitmesser und -Speicher -7-, der als "Ist-Streckenzeitband" bezeichnet wird und einen programmierbaren Zeitimpulsgeber -7a-, digitalen Zeitdatenspeicher -7b-, Register für erkannte Stationscodes -7c-, Zählregister für Positionskennziffem -7d- und Fahrtrichtungsregister -7e- umfaßt. Die Koinzidenz-Erkennungslogik -5-ist über eine nachgeschaltete Logikeinheit -6- zur Fahrtrichtungsindikation mit Registern -7e- und dem Positionsfehlerdetektor -11- verbunden. Mit -8- ist das "Soll-Streckenzeitband" bezeichnet, das einen digitalen Zeitdatenspeicher mit vorgegebenen Teilzeitsequenzen -8a-, Kennziffem-Register mit Soll-Positionen -8b-, Stationscodes -8c- und Informationscodes -8d- sowie Bedarfsregister -8e- mit zuschalt-baren Soll-Teiizeitsequenzen für externe Eingriffe umfaßt. Gleichfalls mit dem Soll-Streckenzeitband integriert sind programmierte Fahrplantermine, die in Registern -8f- gespeichert und zu bestimmten Stationscodes oder Zeitdaten zugeordnet sind. Mit -9- ist der Teilzeiten-Komparator und mit -10- der Trend-Analysator zur schrittweisen positionsbezogenen Teilzeiten-Auswertung und zur Regelalgorithmus- Ableitung bezeichnet. Demzufolge wird der trendgemäße signifikante Regelzyklus als Soll-Beschleunigungskurve -11- oder als Soll-Bremskurve -12-mit digitalem treppenförmigen Verlauf hochgerechnet. Die fortgesetzt adressierten Regelgrößen X (Antriebsmoment) oder Y (Bremsmoment) werden über Digital/Analog-Wandler -14- und -15-an das Stellglied -16- zur Steuerung des Antriebsmotors -18- oder an das Bremskraft-Stellglied -17- geführt. Mit -19- ist eine weitere Zeitmeßvorrichtung bezeichnet, deren binäre Datenausgänge zum Vergleich der schrittgemäß erfaßten aktuellen Uhrzeit mit der programmgemäßen Fahrplanzeit -8f- an einen zusätzlichen Zeitdaten-Komparator -20- verbunden sind. Weiters ist mit -21- eine elektronische Vorrichtung zur Erfassung von Code-Sequenzen beim Passieren von streckenseitigen Stationsmerkmalen bezeichnet, deren Datenausgänge mit dem Identifikationssystem -22- zur Analyse und Koinzidenzprüfung programmgemäßer binärer Stationscodes -8b- verbunden sind. Bei Koinzidenz erfolgt ein Impuls an die Datenausgabe- Einheit -23- zur Übertragung des solchermaßen erkannten Codes in das Ist-Streckenzeitband -7- bzw. zur Meßzyklus-Synchronisierung. Eine weitere Logikeinheit -11- dient zur Fehler-Lokalisierung aus dem Vergleich fortgesetzt gezählter Positionskennziffern -7d- mit programmgemäßen Positionskennziffern -8c-. Die Logiksysteme -6- (Fahrtrichtungsindikation) und -21- (passive Wahrnehmung von Stationsmerkmalen) beziehen im Bedarfsfall auch Informationssignale aus Wegmeßeinrichtungen bekannter Art. Über den Adressen-, Daten- und Steuerbus -27-sind alle Zeitdatenerfassungs- und Analysesysteme mit dem zentralen Prozeßrechner -24-, der Befehlseingabeeinheit -25-, dem Monitor -26- und dem zentralen Betriebssystem- bzw. Programmspeicher -28- verbunden.In Fig. 1) parallel arranged, introduced into the carriageway or track bed marker structures -1- and -2- can be seen, which are detected by the vehicle-side sensors -3- and -4-. The derived signals arrive at the timer and memory -7- via a coincidence detection logic -5- for the continued measurement of the partial path times, which is stored as " actual route time band " is referred to and comprises a programmable time pulse generator -7a-, digital time data memory -7b-, register for recognized station codes -7c-, counting register for position codes -7d- and travel direction register -7e-. The coincidence detection logic -5-is connected to registers -7e- and the position error detector -11- via a downstream logic unit -6- for indicating the direction of travel. With -8- the " target route time band " referred to, which includes a digital time data memory with predetermined part-time sequences -8a-, code register with target positions -8b-, station codes -8c- and information codes -8d- and demand register -8e- with switchable target partial time sequences for external interventions. Programmed schedule dates, which are stored in registers -8f- and are assigned to specific station codes or time data, are also integrated with the target route time band. The part-time comparator is designated with -9- and the trend analyzer with -10- for step-by-step position-related part-time evaluation and for the derivation of the control algorithm. Accordingly, the trend-relevant significant control cycle is extrapolated as a target acceleration curve -11- or as a target braking curve -12- with a digital step-shaped curve. The continuously addressed controlled variables X (drive torque) or Y (braking torque) are fed via digital / analog converters -14- and -15-to the actuator -16- to control the drive motor -18- or to the brake force actuator -17- . A further time measuring device is designated by -19-, the binary data outputs of which are connected to an additional time data comparator -20- for comparing the current time recorded step-by-step with the schedule time -8f- according to the program. Furthermore, -21- denotes an electronic device for detecting code sequences when passing trackside station features, the data outputs of which are connected to the identification system -22- for analysis and coincidence checking of binary station codes -8b- according to the program. If there is a coincidence, a pulse is sent to the data output unit -23- for the transmission of the code thus recognized into the actual route time band -7- or for synchronization of the measuring cycle. Another logic unit -11- is used to locate the error by comparing position numbers -7d- that have been counted with position numbers -8c- according to the program. The logic systems -6- (direction of travel indication) and -21- (passive perception of station features) also obtain information signals from position measuring devices of known type if necessary. All time data acquisition and analysis systems with the central process computer are via the address, data and control bus -27 -24-, the command input unit -25-, the monitor -26- and the central operating system or program memory -28-.
In Fig. 2) ist mit -1- ein sich entlang der ortsfest angeordneten Markierungsgebilde -2-, -3-, -4-, -5- und -6- bewegender Sensor zur Erfassung der Ist-Teilzeiten für die einzelnen Streckenintervalle Sy^, S771. S77/2, S77/3 und S77« bezeichnet.Die Gebilde-Anordnung -7- stellt ein Stationsmerkmal dar, das vom fahrzeugseitigen Identifikationssystem sequentiell erfaßt, decodiert und erkannt wird. Für jeden einzelnen Streckenabschnitt wird die ist-Teilzeitdate -8a- sowie die Positionskennziffer -8b- gezählt und im "Ist-Streckenzeitband” -8- fortgesetzt gespeichert, wobei fallweise der erkannte Stationscode -8c-, die identifizierte Fahrtrichtung -8e- und die aktuelle Uhrzeit -8f- zugeordnet werden. Die Position -8b- impliziert zumeist auch den jeweiligen Streckenkilometer. Das Soll-Streckenzeitband -9- enthält programmierte Vorgabe-Teilzeiten -9a- für die einzelnen Streckenabschnitte, die zugehörigen Soll-Positionen -9b-, Stationscodes -9c- und die fahrplanmäßig einzuhaltende Uhrzeit -9d-. Ferner, sind mit -10a- die laufend errechnete positionsbezogene Teilzeiten-Abweichung xw und mit -10b- der trendgemäße Regelalgorithmus Rw zur schrittweisen Aufschaltung der nachfolgend benötigten Stellgrößen für das AFB-System bezeichnet. Der bezeichnete Teilzeitenabweichungs-Koeffizient xw ergibt sich ausIn Fig. 2) with -1- is a sensor moving along the fixedly arranged marking structures -2-, -3-, -4-, -5- and -6- for detecting the actual partial times for the individual route intervals Sy ^ , S771. S77 / 2, S77 / 3 and S77 «. The structure arrangement -7- represents a station feature which is sequentially detected, decoded and recognized by the vehicle-side identification system. For each individual route section, the actual part-time data -8a- and the position code -8b- are counted and stored in the " actual route time band '-8-, with the recognized station code -8c-, the identified direction of travel -8e- and the case current time -8f- can be assigned. The position -8b- mostly also implies the respective route kilometer. The target route time band -9- contains programmed default part times -9a- for the individual route sections, the associated target positions -9b-, station codes -9c- and the time to be observed -9d-. Furthermore, -10a denotes the continuously calculated position-related part-time deviation xw and -10b- denotes the trend-based control algorithm Rw for the step-by-step connection of the subsequently required manipulated variables for the AFB system. The designated part-time deviation coefficient xw results from
wobei Ts die programmgemäße Soll-Teilzeit und t5 die positionsbezogen erfaßte Ist-Teilzeit darstelit.where Ts is the program-based target part-time and t5 the position-related actual part-time.
Tabelle Fig. 3) zeigt den zeitlichen Ablauf einer programmgemäßen Haltebremsung anhand erfaßter Zeit-Parameter, wobei die Spalte -1- die jeweils programmierte Taktfrequenz des Zeitimpulsgebers zur fortgesetzten Erfassung der Ist-Teilzeiten -2- (t1, t2, t3...) entlang der Strecke -7- enthält. Zu jeder Teilstrecken-Position -6- (Sv) wird eine digitale Regelgröße -4- (Rw) hochgerechnet, die sich aus der korrigierten Trendinterpretationder programmgemäßen Soll-Teilzeiten -5- (Tw) ableitet. Der Korrekturfaktor wird aus dem positionsbezogenen Abweichungsfaktor xw sowie aus der Änderungsgeschwindigkeit auftre- 7Table Fig. 3) shows the chronological sequence of a stopping braking according to the program on the basis of recorded time parameters, the column -1- the respectively programmed clock frequency of the time pulse generator for the continued recording of the actual partial times -2- (t1, t2, t3 ...) along the route -7- contains. For each section position -6- (Sv), a digital controlled variable -4- (Rw) is extrapolated, which is derived from the corrected trend interpretation of the scheduled partial times -5- (Tw). The correction factor is derived from the position-related deviation factor xw and the rate of change
AT 400 028 B tender Abweichungen (σ) errechnet. Im vorliegenden Beispiel wird die automatische Anpassung der Regelgröße Rw beim Einfluß von Störgrößen gezeigt, welche aus den besagten Zeitkriterien erkannt werden. Wird z.B. zum Zeitpunkt t4 in der Streckenphase 18 mittels des statistischen Verfahrens aus den zuletzt aufeinanderfolgenden Abweichungskoeffizienten -9-ein anwachsender Fehler erkannt (+ 025, + 039, + 088,), so erfolgt eine Korrektur der Bremsregelgröße. Im vorliegenden Beispiel gelangt anstatt der signifikanten, aus der Analyse des Trends der nachfolgenden programmgemäßen Soll-Teilzeitsequenzen -8-abgeleiteten, für die Streckenphase 19 vorgesehenen Bremskraft Y 63 () die nächsthöhere Stufe Y 64 zur Aufschaltung. Bei Auftreten plötzlicher Abweichungen, bedingt durch Steigung, Gefälle, Radschlupf und dergleichen, ist das System in der Lage, rasch zu reagieren und die erforderliche Anpassung des Regelalgorithmus zur Einhaltung der vorgegebenen Soll-Teilzeitsequenzen in entsprechender Weise durchzuführen, wie dies in der Tabelle für die Streckenphasen 22 - 27 gezeigt wird (die in Klammer gesetzten Bremsregelgrößen würden bei nicht korrigierter Trendanalyse bzw. bei Nichfauftreten von Störgrößen appliziert werden). Kann ein Störeinfluß durch Anpassung des Regelalgorithmus nicht innerhalb einer bestimmten Zeit eliminiert bzw. überwunden werden, so wird dem Triebfahrzeugführer ein "Defekt" angezeigt, der einen manuellen Eingriff nötig macht. Der gesamte Regelzyklus Y 61...Y 1 entlang der Streckenpositionen 15...35 ist somit als signifikante Effektvariable aufzufassen und bildet eine "Sollbremskurve" zur Einleitung des Anhaltevorganges bezüglich der Position -36-, wobei ein bestimmter Speichergrenzwert (z.B 216 bit) die Stillstandbremsung indiziert (Bremsregelgröße Y 30). Im Soll-Streckenzeitband ist eine Information -12- über die programmgemäße Aufenthaltsdauer (z.B. 360 sec) gespeichert; das Anfahren des Triebfahrzeuges nach Ablauf dieses Intervalls erfolgt überwiegend durch manuellen Befehl bzw. Freigabe. Ist aus dem Vergleich der aktuellen Uhrzeit -10- mit der programmgemäßen Fahrplanzeit -11-eine Verspätung erkannt worden, so wird die Frequenz der Zeitzählimpulse zur Messung der weiteren Streckenteilzeiten schrittweise erhöht, um den geplanten Termin einzuhalten.AT 400 028 Bender deviations (σ) calculated. In the present example, the automatic adaptation of the controlled variable Rw is shown under the influence of disturbance variables, which are recognized from the said time criteria. E.g. At time t4 in route phase 18, using the statistical method, an increasing error (+ 025, + 039, + 088,) is recognized from the last successive deviation coefficients -9-, the brake control variable is corrected. In the present example, instead of the significant braking force Y 63 (), which is derived from the analysis of the trend of the subsequent scheduled partial time sequences according to the program and is intended for the route phase 19, the next higher stage Y 64 is activated. In the event of sudden deviations due to incline, slope, wheel slip and the like, the system is able to react quickly and carry out the necessary adjustment of the control algorithm to comply with the specified target part-time sequences in a corresponding manner, as shown in the table for the Route phases 22-27 are shown (the brake control variables in brackets would be applied if the trend analysis was not corrected or if disturbance variables did not occur). If a disturbing influence cannot be eliminated or overcome within a certain time by adapting the control algorithm, the driver is informed of a " defect " displayed that requires manual intervention. The entire control cycle Y 61 ... Y 1 along the line positions 15 ... 35 is therefore to be understood as a significant effect variable and forms a " target braking curve " to initiate the stopping process with regard to position -36-, whereby a certain memory limit value (e.g. 216 bit) indicates standstill braking (brake control variable Y 30). Information -12- about the programmed duration of stay (e.g. 360 sec) is stored in the target route time band; The traction vehicle is started up after this interval has elapsed mainly by manual command or release. If a delay has been identified from the comparison of the current time -10- with the schedule time -11-according to the program, the frequency of the time counting pulses for measuring the further part-way times is gradually increased in order to meet the planned date.
In Fig. 4) ist ein Regelalgorithmus zur Einleitung einer Haltebremsung in der beschriebenen Weise als Diagramm dargestellt, wobei jeder analysierte Vorgabeteilzeitentrend (z.B. t8; t9; t1Q: t11; t12) einen signifikanten Regelzyklus veranlaßt; im vorliegenden Fall die Bremsregelgrößenfolge Y 52; Y 48; Y 40; Y 32 und Y 25. Bei der Trendinterpretation und Regelzyklus-Prädiktion werden primäre Gewichtungsfaktoren, z.B. Leistung des Triebfahrzeuges, Gewicht, Anzahl der Waggons, Antriebs- und Bremsmomente usw. für den gesamten Verlauf ln den Rechenprozeß einbezogen. Wiederholen sich in der Folge dieselben ortsbezogenen Abweichungen in gleichen Bewegungsphasen, z.B. bei Einleitung einer Bremsung oder beim Anfahren, so ist daraus ein Fehler in der primären Parametergewichtung zur Trendinterpretation zu ersehen, der zu falschen Schätzwerten und somit zum zielabweichenden Regelalgorithmus führte. Mittels statistischer Verfahren können solche Fehlbewertungen gleichfalls erkannt und automatisch korrigiert werden, sodaß bei Wiederholungsfahrten eine fortgesetzt verbesserte Trendinterpretation erreicht wird. Störgrößeneinflüsse beschränken sich zumeist auf zufällig auftretende größere Abweichungen. Sie werden anhand der beschriebenen Weise identifiziert wobei sekundäre Korrekturparameter ermittelt werden, die zunächst eine sofortige Änderung der Regelzyklus-Prädiktion (im vorliegenden Beispiel: Y 58; Y 67; Y 6; Y 10; Y 22) zur Einhaltung der programmgemäßen Bewegungsphasen, bei Zufalisereignissen jedoch keine Neubewertung der primären Gewichtungsfaktoren zur Trend-Interpretation zur Folge haben. Werden Bewegungsphasenänderungen,die durch streckenseitige oder fahrzeugseilige Beeinflussung erfolgen, als künftighin beizubehaltender Standard erkannt, so können die der Trendanalyse zugrundeliegenden Soil-Teilzeitsequenzen automatisch oder manuell angepaßt (überschrieben) werden, wodurch sich der Regelalgorithmus für das AFB-System in der Folge als Signifikanz des neuen Führungsgrößenverlaufes ableitet.In Fig. 4) a control algorithm for initiating holding braking in the manner described is shown as a diagram, with each analyzed part-time trend (e.g. t8; t9; t1Q: t11; t12) causing a significant control cycle; in the present case the brake control sequence Y 52; Y 48; Y 40; Y 32 and Y 25. In trend interpretation and control cycle prediction, primary weighting factors, e.g. Power of the traction vehicle, weight, number of wagons, drive and braking torques etc. for the entire course are included in the calculation process. The same location-related deviations are then repeated in the same movement phases, e.g. when initiating braking or when starting off, an error in the primary parameter weighting for trend interpretation can be seen from this, which led to incorrect estimates and thus to the target-deviating control algorithm. Such incorrect evaluations can also be recognized and automatically corrected by means of statistical methods, so that a continuously improved trend interpretation is achieved in the case of repetitive drives. Disturbance influences are mostly limited to larger deviations that occur accidentally. They are identified on the basis of the described method, whereby secondary correction parameters are determined which initially involve an immediate change in the control cycle prediction (in the present example: Y 58; Y 67; Y 6; Y 10; Y 22) in order to adhere to the program-based movement phases in the event of random events however, do not result in a reassessment of the primary weighting factors for trend interpretation. If movement phase changes caused by influencing on the track side or on the vehicle cable are recognized as the standard to be retained in the future, the soil part-time sequences on which the trend analysis is based can be automatically or manually adapted (overwritten), which means that the control algorithm for the AFB system subsequently becomes significant derives new course of reference variables.
Tabelle Fig. 5) zeigt den zeitlichen phasenweisen Ablauf einer unprogrammgemäßen, entweder manueli oder durch streckenseitige Punktbeeinflussung initiierten Haltebremsung. Mit -1- sind die programmgemäßen, obligaten Soll-Teilzeitsequenzen bezeichnet, deren Trendanalyse -4- einen Regelalgorithmus X 8--X 6 (etwa konstantes Antriebsmoment) und somit eine gleichmäßige Geschwindigkeit entlang der Strecke (Pos. 8..31) zur Folge haben würde. Zur Einleitung der Haltebremsung ab dem Haltesignal -3- (Streckenposition 12) wird ein Bedarfsregister mit fest programmierten Soll-Teilzeitsequenzen -2- anstelle der obligaten Sequenzen -1- zugeschaltet, aus-deren fortgesetzter Trendauswertung -5- der neue, zum Fahrzeugstillstand in der Streckenposition 31 führende Algorithmus Y 68...Y 1 resultiert.Table 5) shows the chronological phase-wise sequence of a non-program-based stop braking, either manual or initiated by influencing the point on the track side. With -1- the obligatory part-time sequences according to the program are designated, their trend analysis -4- results in a control algorithm X 8 - X 6 (approximately constant drive torque) and thus a uniform speed along the route (item 8..31) would have. To initiate the stop braking from the stop signal -3- (route position 12), a demand register with permanently programmed target part-time sequences -2- is activated instead of the obligatory sequences -1-, from whose continued trend evaluation -5- the new one, for vehicle standstill in the Route position 31 leading algorithm Y 68 ... Y 1 results.
In Rg. 6) ist schließlich mit -1- die zu befahrende Gesamtstrecke S1--S5 vom Anfangsreferenzpunkt A bis zum Endreferenzpunkt F bezeichnet, entlang deren sich die Stationen B, C, D und E befinden. Jedem Referenzpunkt bzw. jeder Station zugeordnet ist die fahrplangemäße Ankunftszeit -2-, die schrittgemäß erfaßte aktuelle Uhrzeit -3-, der Streckenkilometer ( oder die Positionskennziffer) -4- und die betreffende Frequenz der vom programmierbaren Zeitimpulsgeber zur Messung der Streckenteilzeiten abgegebenen Taktimpulse. Bei jedem Passieren einer Station wird die Zeitdifferenz zur abgefragten Uhrzeit ermittelt, und der Prozeßrechner errechnet aus der Relation zum fahrplangemäßen Zeitbedarf für die restliche Gesamt- 8Finally, in Rg. 6), -1- denotes the total distance S1 - S5 to be traveled from the start reference point A to the end reference point F, along which the stations B, C, D and E are located. Each reference point or station is assigned the scheduled arrival time -2-, the step-by-step current time -3-, the route kilometer (or the position code) -4- and the relevant frequency of the clock pulses emitted by the programmable time pulse generator for measuring the partial route times. Each time a station is passed, the time difference to the queried time is determined, and the process computer calculates the relation to the scheduled time requirement for the remaining total time
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|---|---|---|---|
| AT0244887A AT400028B (en) | 1987-09-28 | 1987-09-28 | Device for adaptively influencing a motor-driven vehicle |
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|---|---|
| ATA244887A ATA244887A (en) | 1995-01-15 |
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|---|---|
| AT (1) | AT400028B (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ATA244887A (en) | 1995-01-15 |
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