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System zur manuellen oder automatischen Steuerung von trassengebundenen
Fahrzeugen Die Erfindung betrifft ein System zur manuellen oder automatischen Steuerung
von trassengebundenen Fahrzeugen auf Strecken mit punktförmiger oder kontinuierlicher
Informationsübertragung zwischen den Fahrzeugen und ortsfesten, jeweils Streckenbereichen
zugeordneten Streckenzentralen, wobei von den Streckenzentralen abhängig von den
sogenannten "Ruforten" der in den zugeordneten Streckenbereichen befindlichen Fahrzeuge
jeweils Informationen mit Kennzeichen für das weitere Fahrverhalten zu den betroffenen
Fahrzeugen übertragen und auf diesen Fahrzeugen verarbeitet werden.
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Durch derartige Systeme wird eine verkehrssichere hohe Streckenbelegung
bei günstigen Beförderungsgeschwindigkeiten erreicht, indem die Fahr-zeuge in einem
solchen Folgeabstand fahren können, der dem jeweiligen erforderlichen freien Bremsweg
des betreffenden Fahrzeuges abhängig von seiner zulässigen Fahrgeschwindigkeit entspricht.
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Ein solches System ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 455 416
bekannt. Bei diesem bekannten Zugsicherungssystem mit linienförmiger Informationsübertragung
zwischen den Zügen und Streckenzentralen für aufeinanderfolgende Streckenbereiche
kennt jede Streckenzentrale die Bremseigenschaften
der im zugeordneten
Streckenbereich befindlichen Züge. Diese Zentralen ermitteln weiterhin die FShrorte
der Züge, indem sie diese über eine Linienleitung regelmäßig zug- bzw. ortsselektiv
rufen, und versorgen dabei die Züge mit Informationen zum Ermitteln ihrer Sollgeschwindigkeit
im jeweils befahrenen, durch Markierstellen der Linienleitung begrenzten Streckenabschnitt.
Als Information überträgt die Zentrale zu Jedem Zug ein Kennzeicnen über die Länge
des am Ende des jeweils befahrenen Streckenabschnitts noch erforderlichen Sollbremsweges
zum Abbremsen von der dort zulässigen Sollgeschwindigkeit bis zum Stillstand, sowie
ein Kennzeichen, des die Art und Dauer einer Änderung des übertragenen Wertes des
Sollbremsweges im vorausliegenden Streckenabschnitt bestimmt.
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Aus dem auf den Zug übertragenen Sollbremsweg, z.B. Xs, Fig 1, muß
nun durch einen Umsetzer im Fahrzeuggerät die jeweils für den Zug zulässige Sollgeschwindigkeit
Vs ermittelt werden.
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Der von der Zentrale zu dem Zug Fz übertragene Wert Xs ist die Differenz
zwischen dem "Rufort" RO und dem Haltepunkt HP. Da der Zug in der Zeit, die vom
Aufruf des Zuges durch die Zentrale bis zur Verarbeitung der von der Zentrale übertragenen
Informationen benötigt wird, die Wegstrecke # 5 bis zum momentanen Fahrort FO zurückgelegt
hat, muß von dem Wert rLs der Weg # # S im Fahrzeuggerät abgezogen werden. Erst
dann kann die zulässige Geschwindigkeit Vst = f(Xs -AS) und in Abhängigkeit von
der Betriebsbremsablaufkurve errechnet erden.
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Bei diesem bekannten Zugsicherungssystem sind somit zur Geschwindigkeitsermittlung
auf dem Zug mehrere Umrechnungen erforderlich. So muß einerseits in der Zentrale
abhängig vom l'RuSort" und den Bremseigenschaften des betroffenen Zuges und der
Eigenschaft der befahrenen Strecke der Sollbremsweg Xs berechnet werden und andererseits
im Fahrzeuggerat der von der Zentrale her übertragene Sollbremsweg Xs bezogen auf
den "RuSort" in den Sollbremsweg x s bezogen auf den momentanen Fahrort FO umgerechnet
werden.
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Aus diesem Sollbremsweg muß durch einen Umsetzer im Fahrzeuggerät
dann die am Forort zulässige Sollgeschwindig keit für den Zug ermittelt werden.
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Da im Fahrzeuggerät die zulässige Sollgeschwindigkeit eines Zuges
abhängig von dem Sollbremsweg bezogen auf den momentanen Fahrort ermittelt wird,
wird ein Zug Fz, Fig 1, der sich in der Fahrrichtung Fr auf den Haltepunkt HP bewegt,
seine Fahrgeschwindigkeit entsprechend der Kurve VBb vermindern bis er am Haltepunkt
HP zum Stehen kommt.
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In Streckenabschnitten, in denen die Züge mit konstanten Sollgeschwindigkeiten
fahren können, muß bei diesem bekannten System von einer Zentrale laufend ein weiteres
Kennzeichen auf den in einem solchen Abschnitt fahrenden Zug übertragen werden,
das im Fahrzeuggerät die Subtraktion des Weges # S 5 vom übertragenen Sollbremsweg
Xs so lange verhindert, bis der Zug diesen Abschnitt durchfahren hat.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein System mit punktförmiger
oder kontinuierlicher Ubertragung vpn Informationen zu schaffen, das diese Nachteile
des bekannten Sicherungssystems vermeidet, wobei die Kennzeichen zur
Informationsübertragung
in den zentralen Rechengeräten einfach erstellt und in den Fahrzeuggeraten wirtschaftlich
verarbeitet werden können.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß von den Streckenzentralen
als Kennzeichen für das weitere Fahrverhalten jeweils die am "RuSort" gewünschte
Fahrgeschwindigkeit und der auf den "Rufort" folgende (fiktive) Haltepunkt in absoluten
Koordinaten des befahrenen Strekkenbereiches zu dem betroffenen Fahrzeug übertragen
werden.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 814 060 ist ein Zugsicheruissystem
bekannt, das dem eingangs beschriebenen bekannten Zugsicherungssystem entspricht,
wobei die von den Streckenzentralen auf die Züge übertragenen Informationen im wesentlichen
aus dem Kennzeichen über die Länge des erforderlichen Sollbremsweges Xs und aus
einem Kennzeichen, das die Art und Dauer der Änderung des Sollbremswegwertes im
befahrenen Streckenabsohnitt bestimmt, bestehen. Bei diesem bekannten System wird
auf einen in einer Langsamfahrstelle eines Streckenbereiches fahrenden Zug von der
Streckenzentrale anstelle einer Information über den Sollbremsweg eine Information
über die Sollgeschwindigkeit übertragen.
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Bei diesem System müssen somit in der Streckenzentrale zwei unterschiedliche
Informationen mit verschiedenen Kennzeichen erstellt werden, die nach ihrer Ubertragung
auf die Züge in den Fahrzeuggeräten eine unterschiedliche Verarbeitung und somit
einen höheren Aufwand an Geräten erfordern.
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Diese Nachteile werden in der weiteren Ausgestaltung der Erfindung
dadurch vermieden, daß von den Streckenzentralen als zusätzliches Kennzeichen für
das weitere Fahrverhalten jeweils eine Zielgeschwindigkeit zu dem betroffenen Fahrzeug
übertragen wird.
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Um eine wesentliche Abweichung der Fahrgeschwindigkeit eines die Zielgeschwindigkeit
erreichten Fahrzeuges zu vermeiden, ist es zweckmäßig, daß von den Streckenzentralen
jeweils innerhalb einer bestimmten, von einem Fahrzeug nach dem Erreichen der vorgegebenen
Zielgeschwindigkeit zurückgelegten Wegstrecke eine Information über die gewünschte
weitere Fahrgeschwindigkeit zu diesem Fahrzeug übertragen wird.
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Die Erfindung wird anhand eines AusCührungsbeispieles und des in der
Fig. 2 der Zeichnung dargestellten Teils eines Streckenbereiche s naher erläutert.
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In dem in Fig. 2 dargestellten Diagramm ist die Geschwindigkeit V
über die Wegstrecke S in Abhängigkeit der Fahreigenschaften eines nicht dargestellten
Fahrzeuges, das die Strecke in der Fahrrichtung Fr durchfahren soll, und abhangig
von den Streckeneigenschaften wiedergegeben. Die Wegstrecke ist beispielsweise in
vier Bereiche I bis IV unterteilt, in denen ein bestimmtes Fahrzeug seine Geschwindigkeit
abhängig von den von der Streckenzentrale auf das Fahrzeug übertragenen Informationen
einhalten soll. Im Abschnitt I wird eine konstante Fahrgeschwindigkeit Vz gewünscht.
Im Abschnitt II muß die Geschwindigkeit des Fahrzuges abhängig von der Betriebsbremsablaufkurve
bis zu dem Anfang der Langsamfahrstelle La.4 auf die vorgegebene
Zielgeschwindigkeit
t rZ vermindert werden, um mit der konstanten Höchstgeschwindigkeit in der Langsamfahrstelle
-im Abschnitt III - bis zum Ende LaE der Langsamfahrstelle fahren zu können. Am
Ende des Abschnitts IV befindet sich ein Haltepunkt HP2, an dem das Fahrzeug zum
Stillstand kommen muß.
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Beim Durchfahren der Wirkbereiche der "Ruforte" R01 und RO2 wird die
Informationsübertragung von der Streckenzentrale zu dem betroffenen Fahrzeug eingeleitet.
Hierbei können die Informationen nach nem Aufruf von der Zentrale und Meldung des
betroffenen Fahrzeuges abgesetzt bzw. von dem Fahrzeug angefordert werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen System können die "Ruforte" bei mit Linienleitern
ausgerüsteten Strecken In an sich bekannter Weise durch die Markierungsstellen der
Linienleitung festgelegt sein bzw. bei Strecken, bei denen die Ausrüstung mit Linienleiter
aufgrund der geringen Verkehrsleistung unwirtschaftlich ist, durch punktförmige
Einrichtungen, deren Streckenort durch die Streckeneigenschaften bestimmt werden,
festgelegt werden.
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Auf Strecken mit Linienleitern, bei denen eine kontinuierliche Informationsübertragung
zwischen den Streckenzentralen und den Fahrzeugen vorhanden ist, werden als Kennzeichen
für das weitere Fahrverhalten von der Streckenzentrale die am "Rufort" jeweils gewünschte
Fahrgeschwindigkeit Vs und der auf den "Rufort" folgende fiktive bzw. absolute Haltepunkt,
d.h, der durch die jeweilige Betriebsbremsablaufkurve bestimmteScheitelpunkt der
Bremsparabel, auf das betrofene Fahrzeug übertragen.
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Bei den Strecken mit punktförmigen Einrichtungen, bei denen der Datenaustausch
in größeren Zeitabständen erfolgt, wird als weiteres Kennzeichen zu der gewünschten
Fahrgeschwindigkeit Vs urddem Haltepunkt die Zielgeschwindigkeit Vz zu dem betroffenen
Fahrzeug übertragen Um'eine einheitliche-Informationsübertragung zu erhalten und
ein optimales Fahrverhalten der Fahrzeuge zu ermöglichen, ist es zweckmäßig, jeweils
von der Streckenzentrale sowohl die gewünschte Fahrgeschwindigkeit Vs als auch den
Haltepunkt HP1 bzw HP2 und die Zielgeschwindigkeit Vz, die beispielsweise im Abschnitt
IV am Haltepunkt HP2 als Wert Null übertragen wird, zu den Fahrzeugen zu übertragen.
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Zur Ermittlung des Einsatzortes für den Bremseinsatz im Fahrzeuggerät,
an dem das Fahrzeug die konstante Geschwindigkeitn z.B. Vs vermindern muß> um
an den fiktiven Haltepunkt HP1 zum Stillstand kommen zu können muß das Fahrzeuggerät
den jeweiligen Abstand zwischen dem vorgegebenen Haltepunkt HP1 und dem momentanen
Fahrort des Fahrzeuges errech nen. Hierzu ist es vorteilhaft, den Haltepunkt in
absoluten Koordinaten des befahrenen Streckenbereiches von der Strekkenzentrale
zu dem Fahrzeug zu übertragen. Dies erfordert keine Umrechnung in der Streckenzentrale,
und auf dem Fahrzeug läßt sich der Weg bis zum Haltepunkt durch eine einfache Subtraktion
ermitteln5 nämlich als Differenz zwischen dem vorgegebenen Haltepunkt und dem momentanen
Fahrort des Fahrzeuges. Die im Abschnitt II zulässigen Fahrgeschwindigs keit VBb
errechnet sich dann nach der Formel: VBb = f(HP - Fo), in der FO den momentanen
Fahrort darstellt.
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Der momentane Fahrort des Fahrzeuges wird mittels des auf dem Fahrzeug
bereits vorhandenen Wegmessers ebenfalls in absoluten Kordinaten, z.B. in Km, des
befahrenen Streckenbereiches bestimmt.
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Die in dem jeweiligen Wegabschnitt, z.B. im Abschnitt II bzw. IV,
den Abbremsvorgang mitbestimmenderBetriebsbremsablaufkurve kann vor der Befahren
eines Streckenbereiches im Faizeuggerät eingespeichert und in an sich bekannter
Weise durch eine von der Streckenzentrale zu dem betroflenen Fahrzeug jeweils übertragene
Information aus einer Anzahl von Betriebsbremsablaufkurven ausgewählt werden.
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Aus den von einer Streckenzentrale zu einem Fahrzeug übertragenen
Informationen a) gewünschte Fahrgeschwindigkeit Vs b) Zielgeschwindigkeit Vz und
c) Haltepunkt, angegeben in absoluten Koordinaten wird im Fahrzeuggerät die momentane
Fahrzeuggeschwindigkeit nach folgenden drei Bereiehskriterien ausgewählt: A) VBb
> Vs > Vz B) Vs > VBb 7 Vz c) Vs > Vz > VBb.
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Die Geschwindigkeit VBb wird im Fahrzeuggerät abhängig von der Differenz
zwischen momentanem Fahrort und vorgegebenem Haltepunkt und-abhängig von der gültigen
Betriebsbremsablaufkurve errechnet.
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Die Angaben der Geschwindigkeiten Vs,VBb und Vz werden bei manueller
Steuerung der Fahrzeuge am Führerstand des Fahr-Yges optisch angezeigt und vom Fahrzeugführer
bei der Geschwindigkeitssteuerung des Fahrzeuges berücksichtigt.
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Bei der automatischen Steuerung der Fahrzeuge erfolgt die Auswahl
der momentan gültigen Geschwindigkeit abhängig von den drei berechneten Bereichekriterien
A, B oder C im Fahrzeuggerät, wodurch dann an die Brems- bzw. Beschleunigungsvorrichtungen
des betroffenen Fahrzeuges die entsprechenden Steuersignale weitergegeben werden.
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Anhand des in der Fig. 2 dargestellten Diagramms sei nun das abhängig
von den von der Streckenzentrale her übertragenen Informationen beeinflußte Fahrverhalten
eines in Fahrrichtung Fr den Fahrweg S durchfahrenden Fahrzeuges beispielsweise
näher erläutert.
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Bei einen im l.Iegabschnitt I befindlichen Fahrzeug sind im Fahrzeuggerät
abhängig von den von der Streckenzentrale her übertragenen Informationen die Geschwindigkeiten
VBb, Vs und Vz gespeichert, wobei die Geschwindigkeit VBb laufend nach der Formel
VBb = f(HP1 - Fo) ermittelt wird. Durch eine Vergleichs logik auf dem Fahrzeug,
in die die drei Geschwindigkeitswerte eingegeben werden, wird für das Fahrverhalten
des betroffenen Fahrzeuges im Wegabschnitt I das Bereichskriterium A - VBb >
Vs-> Vz - ausgewählt, d.h. für die momentane Fahrgeschwindigkeit ist die Größe
der Geschwindigkeit Vs maßgebend.
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Erreicht das Fahrzeug den Wegabschnitt II, dann ermittelt die Vergleichs
logik, da in diesem Abschnitt die Geschwindigkeit
VBb > Vs
ist, das Bereichskriterium B - Vs > VBb > Vz -d.h. für die Fahrgeschwindigkeit
des Fahrzeuges ist Jetzt die berechnete Geschwindigkeit VBb maßgebend.
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Durchfuhrt das Fahrzeug den Streckenort LaA, der der Anfang einer
Langsamfahrstrecke sein kann, dann wählt die Vergleichs logik das Bereichskriterium
C - Vs > Vz > VBb -aus, da hier die Geschwindigkeit VBb 4 Vz wird, d.h. für
die Fahrgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit-Vz maßgebend. Das Fahrzeug fährt
mit der Geschwindigkeit Vz, die gleich der zulässigen Geschwindigkeit in einer Langsamfahrstrecke
sein kann.
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Nachdem das Fahrzeug die Zielgeschwindigkeit Vz erreicht hat, z.B.
im Anfangsbereich der Langsamfahrstelle LaA, wird von der Streckenzentrale innerhalb
einer bestimmten, von dem Fahrzeug zurückgelegten Wegstrecke, z.B. bis zum Ort R02,
eine neue Information mit den Kennzeichen über Vs, HP und Vz übertragen, wobei beispielsweise
jetzt die gewünschte Geschwindigkeit Vs der vorher übertragenen Zielgeschwindigkeit
Vz und der Haltepunkt HP dem in absoluten Koordinaten angegebenen Haltepunkt HP2
entspricht.
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Das Fahrverhalten des Fahrzeuges im Wegabschnitt III wird in gleicher
Weise wie im Wegabschnitt I bestimmt, indem die Vergleichs logik das Bereichskriterium
A auswählt.
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Beim Erreichen des Fahrortes LaE, z.B. des Endes der Langsamfahrstelle,
wählt die Vergleichslogik für das Befahren des Wegabschnittes IV das Bereichskriterium
B aus, wobei das Fahrzeug am Haltepunkt HP2 dann zum Stillstand kommt.
Der
Haltepunkt HP1 stellt einen fiktiven Haltepunkt dar, da das betroffene Fahrzeug
diesen Haltepunkt mit der Zielgeschwindigloeit Vz durchfährt. Der von der Streckenzentrale
übertragene Haltepunkt HP1 dient lediglich zur Berechnung der Geschwindigkeit VBb
auf dem Fahrzeug.
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3 Patentansprüche 1 BI. Zeichnungen, 2 Fig.