DE2202963A1

DE2202963A1 - Verfahren zur selbsttaetigen zielbremsung von schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE2202963A1
Application number: DE19722202963
Authority: DE
Inventors: Dietrich Stoeckmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-01-21
Filing date: 1972-01-21
Publication date: 1973-08-02
Also published as: SE389070B; GB1417754A; FR2173947B1; ZA73442B; BE794290A; CH551308A; AT317998B; FR2173947A1

Description

8 München, den^? '· und Münohen Wittelsbaoherplatz

VPA 72/2701

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Verfahren zur selbsttätigen Zie!bremsung von Schienenfahrzeugen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur selbsttätigen Zielbremsung von Schienenfahrzeugen, bei denen durch ein in einer bestimmten Entfernung vor einem Zielort empfangenes Kennzeichen für eine bestimmte Zielgeschwindigkeit auf den Fahrzeugen angeordnete Vergleichssohaltmittel wirksam geschaltet werden, welohe die Ist-Gesohwindigkeit der Fahrzeuge mit einer sich in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Bremsverzögerung, der Zielgeschwindigkeit und der Entfernung zum Zielort ändernden Soll-Geschwindigkeit vergleichen und in Abhängigkeit beider Geschwindigkeiten voneinander die Fahrzeugbremsen steuern.

Bei mit punkt- oder linienförmiger Signalübertragung ausgerüsteten Eisenbahnstreoken erhalten die auf der Strecke verkehrenden Züge Informationen über die auf der Strecke zulässigen Höchstgeschwindigkeiten. Diese Informationen werden bei der linienförmigen Signalübertragung in aller Regel ständig übertragen und können entweder die dem jeweiligen Fahrort des Zuges zugeordnete Höchstgeschwindigkeit oder aber die einem in Fahrtrichtung Vorausliegenden Streokenpunkt, dem Zielort, zugeordnete Zielgeschwindigkeit beinhalten. Bei der punktförmigen Zugbeeinflussung werden dem Zug während der relativ kurzen Beeinflussungszeit im allgemeinen nur wenige Informationen übermittelt. Zwar ist es auch bei der punktförmigen Zugbeeinflussung möglich, eine große Anzahl von Informationen zu übertragen; }n diesem Fall jedoch müssen technisch aufwendige Streoken- und Fahrzeuggeräte verwendet sein. Die mit Hilfe der punkt-

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förmigen Zugbeeinflussung übertragenen Informationen beziehen sich zweckmäßigerweise auf die an einem Zielort zulässige Höchstgeschwindigkeit, die Zielgeschwindigkeit, und, sofern erforderlioh, auf die Entfernung zwischen dem Empfangsort der Informationen und dem Zielort sowie auf die Gleisneigung. Aus diesen Werten müssen auf einem Fahrzeug des Zuges angeordnete an sich bekannte Vergleichs- und Steuereinrichtungen nun die Fahrzeugbremsen in der Weise steuern, daß die Ist-Geschwindigkeit des Zuges stets unterhalb einer Soll-Geschwindigkeit liegt, die durch die jeweilige Zielgeschwindigkeit am Zielort und die Entfernung zum Zielort vorgegeben ist. Die an den einzelnen Fahrorten zulässigen Soll-Geschwindigkeiten liegen auf einer in an sich bekannter Weise rechnerisch festlegbaren Bremskurve, deren Wert am Zielort der Zielgeschwindigkeit entspricht.

Soll der Zug am Zielort zum Stillstand kommen, ist also die Zielgeschwindigkeit gleich Null, so könnten die an den einzelnen Fahrorten zulässigen Soll-Geschwindigkeiten auf dem Zug nach der Formel V soll** » 2«bs ermittelt werden, wobei b die jeweils gewählte Bremsverzögerung und s den Abstand zwischen Zielort und Fahrort darstellt. Wenn die Entfernung zwischen dem Empfangsort des Kennzeichens und dem Zielort bekannt ist, kann nach der oben angegebenen Formel die am Empfangsort des Kennzeichens zulässige Soll-Geschwindigkeit errechnet werden und dann diese Soll-Geschwindigkeit entsprechend dem nach dem Fassieren des Empfangsortes zurückgelegten, von einem Wegzähler festgestellten Weg schrittweise herabgesetzt werden. Die Berechnung der Soll-Geschwindigkeiten macht also keine Schwierigkeiten, so lange die am Zielort zu erreichende Geschwindigkeit den Wert Null annimmt.

Ist die Zielgeschwindigkeit am Zielort jedoch nicht gleich Null, so müssen auf den Fahrzeugen umfangreiche Speioher- und Recheneinriohtungen zum Ermitteln der unter Maßgabe der jeweils angenommenen Bremsverzögerung und der am Zielort zulässigen Zielgesohwindigkeit an den einzelnen Fahrorten

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tatsächlich zulässigen Soll-Geschwindigkeiten angeordnet sein. Bei den heute verlangten etwa vierzehn verschiedenen Zielgesohwindigkeiten und etwa acht verschiedenen einstellbaren Bremsverzögerungen ergibt dies einen recht erheblichen Speicher- und Auswerteaufwand.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die an den einzelnen Fahrorten zulässige Soll-Geschwindigkeit ohne zusätzliche Speicher- und Recheneinrichtungen zu ermitteln und hierzu nach Möglichkeit die auf den Zügen ohnehin benötigten Einrichtungen zu verwenden.

ErfindungsgemäQ wird dies dadurch erreicht, daß die Ermittlung der an den einzelnen Fahrorten zulässigen Soll-Geschwindigkeit auf den Fahrzeugen unabhängig von der am Zielort zulässigen Zielgeschwindigkeit ausschließlich mit Hilfe von in an sich bekannter Weise rechnerisch festlegbaren Bremskurven, nach denen mit den hierfür angenommenen Bremsverzögerungen abgebremste Fahrzeuge am Zielort zum Stillstand kommen würden, in der Weise erfolgt, daß diese durch Addition einer Kenngröße für die Entfernung, die die Fahrzeuge unter Zugrundelegung der angenommenen Bremsverzögerung vom Passieren des Zielortes mit der Zielgeschwindigkeit bis zum Erreichen des Haltepunktes zurücklegen müßten, in Fahrtrichtung verschoben werden.

Zu diesem Zweck ist auf mindestens einem Fahrzeug des Zuges ein beim Empfang des Kennzeichens anschaltbarer Taktgeber vorgesehen, dessen vorzugsweise hochfrequenten Taktimpulse zum Fortschalten eines beim Empfang des Kennzeichens in seine Grundstellung zurückgeschalteten Wegzählers bis in eine der Kenngröße entsprechende Zählstellung dienen, bei der daa Produkt aus der der Anzahl von Taktimpulsen entsprechenden Entfernung und dem doppelten Wert der gewählten Bremsverzögerung gleich dem Quadrat der am Ziel zulässigen Zielgeaohwindigkeit ist. Nach der Voreinstellung des Wegzählera durch die Taktimpulse des Taktgebers werden diesem

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die durch das Kennzeichen vorgegebene, der Entfernung zwischen dem Empfangsort des Kennzeichens und dem Zielort entsprechende Anzahl von Zählimpulsen zugeführt und aus dieser Stellung des Wegzählers dann die jeweils zulässige Soll-Geschwindigkeit ermittelt.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt die Geschwindigkeitsdiagramme für die SoIl- und die Ist-Geschwindigkeit eines einen Zielort mit einer bestimmten Geschwindigkeit passierenden Zuges sowie das Geschwindigkeitsdiagramm eines mit gleicher Bremsverzögerung abgebremsten Zuges, der am Zielort zum Stillstand kommt,

Pig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung auf dem Zuge, die zur Ermittlung der Soll- und der Ist-Geschwindigkeit des Zuges sowie zur Steuerung der Fahrzeugbremsen dient.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Geschwindigkeitsdiagramm ist angenommen, daß ein Fahrzeug bzw. ein Zug eine Strecke mit einer konstanten Ist-Geschwindigkeit Vi befährt. Am Streckenpunkt S1 ist ein Gleismagnet M1 angeordnet, an dem von der Strecke her auf den Zug ein Kennzeichen für die an einem in Fahrrichtung vorausliegenden Zielort S2 zulässige Höchstgeschwindigkeit, die Zielgeschwindigkeit Vz, übertragen wird. Gleichzeitig wird auf den Zug ein Kennzeichen ^s 1/2 für die Entfernung zwischen dem Empfangsort S1 des Kennzeichens und dem Zielort S2 übertragen. Des weiteren ist in Fig. 1 die Soll-Bremskurve für den den Zielort S2 mit der Zielgeschwindigkeit Vz passierenden mit vorbestimmter konstanter Bremsverzögerung abgebremsten Zug dargestellt. Wie zu sehen ist, soll die Ist-Geschwindigkeit Vi des Zuges bis zum Erreichen des Zielortes S2 stets

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unterhalb der durch die Sollbremskurve vorgegebenen Soll— Geschwindigkeit Ve liegen. Der Erfüllung dieser Aufgabe dient die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung.

Ein. nach der Sollbremskurve fahrender, den Zielort mit der Zielgesohwindigkeit passierender Zug würde bei konstanter Bremsverzögerung am Streckenpunkt S3 zum Stillstand kommen. Die Entfernung zwischen dem Zielort S2 und dem Streckenpunkt S3 (Haltepunkt) ist mit sf bezeichnet. Wenn man dagegen annimmt, daß ein mit gleicher Bremsverzögerung abgebremster Zug am Zielort S2 zum Stehen kommen soll, so müßte dieser Zug mit einer erheblich niedrigeren Geschwindigkeit Vf fahren. Die sich aus dieser Geschwindigkeit ergebende Bremakurve entspricht der Soll-Bremskurve des den Zielort mit der Zielgeschwindigkeit passierenden Zuges, ist gegenüber dieser Bremskurve jedoch um den Betrag der Entfernung^S 2/3 zwisohen dem Zielort S2 und dem Streckenpunkt S3 entgegen der Fahrtrichtung verschoben.

Die Erfindung baut auf dieser Tatsache auf und geht von der Überlegung aus, daß es möglich sein muß, für die Steuerung der Fahrzeugbremsen unabhängig von der am Zielort verlangten Zielgeschwindigkeit von einer einzigen für eine bestimmte Bremsverzögerung geltenden Bremskurve auszugehen, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Zielgeschwindigkeit in Fahrtrichtung des Zuges um eine bestimmte Kenngröße verschoben wird. Diese Kenngröße für die Entfernung AS 2/3 zwischen den beiden Bremskurven ist die in Fig. 1 mit sf bezeichnete Größe, die gleich dem Weg ist, den ein mit der betreffenden Bremsverzögerung abgebremster Zug vom Passieren des Zielortes mit der Zielgesohwindigkeit bis zum Stillstand benötigt. Alle Fahrzeuge bzw. Züge, die mit gleicher Bremsverzögerung abgebremst werden, den Zielort jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten passieren, fahren nach Bremskurven, die um einen von der jeweiligen Zielgeschwindigkeit abhängigen Betrag in Fahrtrichtung gegenüber dem naoh der

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Bremskurve Vf fahrenden Zug verschoben sind.

An Hand der in Fig. 2 dargestellten Einrichtung soll zunächst erläutert werden, wie ein mit der Geschwindigkeit Vf fahrender Zug bis zum Stillstand am Zielort S2 abgebremst wird. Am Streckenpunkt S1 erhält der Zug durch den Streckenmagneten M1 ein Kennzeichen für die am Zielort S2 verlangte Zielgeschwindigkeit, in diesem Falle Zielgeschwindigkeit Vz a 0 sowie ein Kennzeichen Δ5 1/2 für die Entfernung zwischen dem Empfangsort des Kennzeichens und dem Zielort. Sie Angaben über die Zielgeschwindigkeit gelangen nach Speicherung des Kennzeichens in einer Einrichtung auf den einen Eingang eines Vergleichers KI₁ an dessen anderem Eingang eine der jeweiligen Sollgeschwindigkeit des Fahrzeugs entsprechende Größe von einem die Soll-Geschwindigkeit Vs ermittelnden Geber 2 anliegt. Die Soll-Geschwindigkeit Vs wird ermittelt nach der Formel Vsoll = 2«bs, worin b die von einer voreinstellbaren Einrichtung gewählten Bremsverzögerung und s der jeweilige Abstand zwischen dem Zielort und dem jeweiligen Fahrort des Fahrzeuges darstellt. Der jeweilige Fahrort wird in einem Wegzähler W ermittelt. Dieser Wegzähler W₄ der bei Empfang eines Kennzeichens in aller Regel bereits die Grund- bzw. Ausgangsstellung einnimmt, ist gemeinsam mit einem dem Vergleicher K1 nachgeschalteten Speicher Sp beim Empfang des Kennzeichens über ein auf einen Rückstelleingang wirksames Signal in die Grund- bzw. Ausgangsstellung geschaltet worden. Der dem Wegzähler W nachgeschaltete Geber 2 für die Soll-Geschwindigkeit Vs zeigt daher für die Soll-Geschwindigkeit Vs den Wert Null an. Da dieee Soll-Geschwindigkeit Ve und die am Zielort verlangte Zielgesohwindigkeit Vz im Beispiel übereinstimmen, ist ein dem Wegzähler W vorgeschaltetes Sperrglied SG1 durchlässig geschaltet und die von der Einrichtung 1 gespeicherten Informationen über die Entfernung 4*1/2 zwischen dem Empfangsort S1 des Kennzeichens und dem Zielort S2 gelangen auf den Wegzähler und werden dort eingespeichert. Aus dem im Wegzähler W gespeicherten Wert und der voreingestellten

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Bremsverzögerung ermittelt der Sollwertgeber 2 die Soll-Geschwindigkeit Vs, diejam Empfangsort des Kennzeichens durch den Zug eingehalten werden muß und gibt diese auf den betreffenden Eingang des Vergleichers K1. Außerdem gelangt der Wert für die Sollgeschwindigkeit Vs auf den einen Eingang eines Und-Gliedes U1, an dessen anderem Eingang über den Speicher Sp vom Vergleicher K1 her jetzt Öffnungspotential anliegt. Ein der Soll-Geschwindigkeit Vs entsprechender Wert gelangt über das Und-Glied U1 auf den einen Eingang eines Vergleichers K2, an dessen anderem Eingang eine der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit Vi des Fahrzeuges entsprechende Größe anliegt. Diese der Ist-Geschwindigkeit Vi entsprechende Größe wird in einem Tachogenerator abgeleitet, der durch eine den jeweils zurückgelegten Weg si ermittelnde Einrichtung 5 gesteuert wird. Überschreitet die Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges an einem beliebigen Fahrort die dort zulässige Sollgeschwindigkeit Vs, so wird das Fahrzeug über an sich bekannte Schaltmittel BS bis zum Stillstand abgebremst. Die Schaltmittel, die für die normale Bremsensteuerung sorgen, sind in Fig. 2 nicht dargestellt.

Im nachfolgenden sei angenommen, daß ein die Strecke befahrender Zug den Zielort S2 mit einer Zielgeschwindigkeit Vz passieren soll, die nicht gleich Null ist. Wie bereits ausgeführt, muß dann die sich aus der Geschwindigkeit Vf ergebende Bremskurve um eine bestimmte Kenngröße sf in Fahrtrichtung verschoben werden. Sobald das vom Streckenmagneten M1 am Streckenpunkt S1 übertragene Kennzeichen für die Zielgeschwindigkeit und die Entfernung AS 1/2 zum Zielort auf dem Fahrzeuge gespeichert worden ist, wird die übertragene Zielgeschwindigkeit Vz mit der vom Sollwertgeber 2 ermittelten Soll-Geschwindigkeit verglichen. Da beim Empfang des Kennzeichens der Wegzähler W in die Grundstellung zurückgeschaltet worden ist, gibt der Sollwertgeber 2 für die Soll-Geschwindigkeit zunächst den Wert Null aus. Der Vergleioher K1 stellt fest» daß die empfangene Zielgeschwin-

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digkeit mit der Soll-Geschwindigkeit nicht übereinstimmt und legt Sperrpotential an das dem Wegzähler W vorgeschaltete Sperrglied SG-1 . Gleichzeitig legt er Öffnungspotential an ein Und-Glied U2, das einem Taktgeber T für hochfrequente Taktimpulse vorgeschaltet ist. Dieser Taktgeber gibt nun über ein durchlässig geschaltetes Sperrglied SG2 so lange Taktimpulse auf den Eingang des Wegzählers W wie Öffnungspotential am Eingang des Und-Gatters U2 liegt und das Sperrglied SG2 nicht gesperrt ist. Die Taktimpulse schalten den Wegzähler W aus seiner Grundstellung schrittweise fort und bewirken am Ausgang des Sollwertgebers 2 unter Maßgabe der jeweils eingestellten Bremsverzögerung die Ausgabe von bestimmten Geschwindigkeitswerten. Sobald der vom Sollwertgeber ausgegebene Geschwindigkeitswert Vs gleich dem durch die Zielgeschwindigkeit vorgegebenen Geschwindigkeitswert ist, wird das Und-Glied Ü2 gesperrt und das Sperrglied SG1 durchlässig geschaltet. Der Wegzähler W ist dann auf einen Wert sf eingestellt, der dem Weg Δs2/3 entspricht, die ein mit der entsprechenden Bremsverzögerung fahrender Zug vom Passieren des Zielortes mit der Zielgeschwindigkeit bis zum Erreichen des Stillstandes benötigt. Der Wegzähler wird anschließend über das Sperrglied SG1 um einen Betrag fortgeschaltet, der gleich dem WegAsi/2 ist, den der mit der betreffenden Bremsverzögerung abgebremste Zug vom Passieren des Empfangsortes des Kennzeichens bis zum Erreichen des Zielortes benötigt. Aus beiden Werten ermittelt der Sollwertgeber die am Empfangsort des Kennzeichens vom Zug einzuhaltende Soll-Geschwindigkeit. Diese Soll-Geschwindigkeit wird entsprechend dem zurückgelegten Weg schrittweise herabgesetzt und mit der jeweiligen Ist-Geschwindigkeit des Zuges im Vergleicher K2 verglichen. Die schrittweise Herabsetzung der Soll-Geschwindigkeit erfolgt über den Wegimpulsgeber 5 auf dem Fahrzeug, der eine dem vom Empfangsort des Kennzeichens zurückgelegten Fahrweg entsprechende Anzahl von Wegimpulsen über das Und-Glied U3 auf den Rüokstelleingang des Wegzählers W schaltet. Die Steuerung der Fahrzeugbremsen erfolgt wie bereits angedeutet durch ständigen Vergleich der Soll- mit der Ist-

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Geschwindigkeit des Fahrzeuges. Überschreitet die Ist-'Geschwindigkeit des Fahrzeuges zu einem beliebigen Zeitpunkt die vom Soll-Geschwindigkeitsgeber 2 vorgeschriebene Soll-Geschwindigkeit, so wird das Fahrzeug durch Zwangsbremsung bis zum Stillstand abgebremst. Um zu verhindern, daß der Taktgeber T während der Fahrtybei der sich die Werte für die maximal zulässigen Soll-Geschwindigkeiten im Gegensatz zur Zielgeschwindigkeit ständig ändern (Vz^Vs), Taktimpulse auf den Wegzähler W gibt, ist dem Eingang des Wegzählers das Sperrglied SG2 vorgeschaltet, das sofort nach der Ermittlung der Kenngröße öf =δ s2/3 vom Speicher Sp her gesperrt wird und erst beim Empfang eines neuen Kennzeichens wieder durchlässig geschaltet wird.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend näher beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die Erfindung auch bei Anlagen mit linienförmiger Zugbeeinflussung einzusetzen.

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Claims

Patentansprüche

1· Verfahren zur selbsttätigen Zielbremsung von Schienenfahrzeugen, bei denen durch ein in einer bestimmten Entfernung vor einem Zielort empfangenes Kennzeichen für eine bestimmte Zielgeschwindigkeit auf den Fahrzeugen angeordnete Vergleichsschaltmittel wirksam geschaltet werden, welche die Ist-Geschwindigkeit der Fahrzeuge mit einer sich in Abhängigkeit von der jeweils eingestellten Bremsverzögerung, der Zielgeschwindigkeit und derEntfernung zum Zielort ändernden Soll-Geschwindigkeit vergleichen und in Abhängigkeit beider Geschwindigkeiten voneinander die Fahrzeugbremsen steuern, dadurch gekennzeichnet, daß die Ermittlung der an den einzelnen Fahrorten zulässigen Soll-Geschwindigkeiten (Vs in Fig. 1) auf den Fahrzeugen unabhängig von der am Zielort (S2) zulässigen Zielgeschwxndigkeit (Vz) ausschließlich mit Hilfe von in an sich bekannter Weise rechnerisch festlegbaren Bremskurven (Vf), nach denen mit den hierfür angenommenen Bremsverzögerungen abgebremste Fahrzeuge am Zielort (S2) zum Stillstand kommen würden, in der Weise erfolgt, daß diese durch Addition einer Kenngröße (sf) für die Entfernung Δs2/3, die die Fahrzeuge unter Zugrundelegung der angenommenen Bremsverzögerung vom Passieren des Zielortes (S2) mit der Zielgeschwxndigkeit (Vz) bis zum Erreichen des Haltepunktes (S3) zurücklegen müßten, in Fahrtrichtung verschoben werden.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein beim Empfang des Kennzeichens anschaltbarer Taktgeber (T in Fig. 2) vorgesehen ist, dessen vorzugsweise hochfrequenten Taktimpulse zum Fortschalten eines beim Empfang des Kennzeichens in seine Grundstellung zurückgeschalteten Wegzählers (W) bis in eine der Kenngröße (sf) entsprechende

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Zählatellung dienen, bei der das Produkt aus der der Anzahl von Taktimpulsen entsprechenden Entfernung (δ s2/3) und dem doppelten Wert der gewählten Bremsverzögerung (b) gleich dem Quadrat der am Zielort zulässigen Zielgesohwindigkeit (Vz) ist.
3· Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schaltmittel (K1, SG) vorgesehen sind, welche dem Wegzähler (W) die der Entfernung (As1/2) zwischen dem Empfangsort (S1) des Kennzeichens und dem Zielort (S2) entsprechende Anzahl von Zählimpulsen nach der Voreinstellung des Wegzählers durch die Taktimpulse des Taktgebers (T) zuführen.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3_} dadurch gekennzeichne t, daß Schaltmittel vorgesehen sind, welche die Steuerung der Fahrzeugbremsen in Abhängigkeit von Soll- und Ist-Geschwindigkeit des Fahrzeuges erst nach vollständiger Einstellung des Wegzählers (W) freigeben.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bi3 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegzähler (W) nach Einstellung auf die dem Kennzeichen (sf) entsprechende Zählstellung durch in Abhängigkeit vom zurückgelegten Fahrweg ausgelöste Wegimpulse (über U3) schrittweise zurückstellbar ist und daß die jeweilige Zählstellung des Wegzählers (W) unter Zugrundelegung der gewählten Bremsverzögerung zum Ermiiteln der an den einzelnen Fahrorten zulässigen Soll-Geschwindigkeiten (Vs) dient (über 2).

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6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an sich bekannte Vergleichs· und Steuerschaltmittel (K2) vorgesehen sind, welche beim überschreiten der an den einzelnen Fahrorten zulässigen Soll-Geschwindigkeiten (Vs) durch die Ist-Geschwindigkeit (Vi) des Fahrzeugs das Fahrzeug bis zum Stillstand abbremsen.

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