EP4328111A1 - Elektrisches fahrzeug, transportsystem mit elektrischen fahrzeugen und verfahren zu deren betrieb - Google Patents

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Publication number
EP4328111A1
EP4328111A1 EP22191956.6A EP22191956A EP4328111A1 EP 4328111 A1 EP4328111 A1 EP 4328111A1 EP 22191956 A EP22191956 A EP 22191956A EP 4328111 A1 EP4328111 A1 EP 4328111A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
vehicles
energy
etd1
etd3
transfer data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22191956.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arne Muxfeldt
Martin Puchinger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Priority to EP22191956.6A priority Critical patent/EP4328111A1/de
Publication of EP4328111A1 publication Critical patent/EP4328111A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0058—On-board optimisation of vehicle or vehicle train operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/16—Trackside optimisation of vehicle or train operation

Definitions

  • the invention relates to a vehicle that can be driven electrically via a trackside electrical energy supply network, transport systems with such vehicles and methods for their operation.
  • Vehicles that can be driven electrically via a trackside electrical energy supply network are used, for example, in the form of railway vehicles or trains in the area of local or long-distance transport.
  • the invention is based on the object of further developing a vehicle of the type described with regard to energy consumption.
  • the vehicle is equipped with a speed controller, which can determine a driving strategy for a section of route to be traveled, taking into account timetable and route data, and during During the journey on this section of the route, control signals are generated on the basis of the determined driving strategy, the speed controller being designed to determine a modification margin for the driving strategy, which describes deviations from the determined driving strategy that are consistent with the schedule, to determine energy transfer data based on the driving strategy and the modification margin specify at least for an upcoming time interval to what extent energy is to be taken from the energy supply network or energy is to be fed into the energy supply network, to transmit the energy transfer data to one or more other vehicles supplied by the same trackside energy supply network, energy transfer data of the type described from the other vehicles to receive and, based on one's own energy transfer data and the received energy transfer data, to check whether one's own driving strategy can be changed, taking into account one's own scope for modification, in order to use energy that is foreseeably available from other vehicles or to be able to provide energy required by
  • a significant advantage of the vehicle according to the invention is that, due to the design of the speed controller, it is able to save energy by interacting with other comparable vehicles.
  • energy can be saved in two ways: On the one hand, when planning the timetable of a transport system comprising a large number of vehicles, it is possible to design the timetables in such a way that braking and acceleration phases of stopping and departing vehicles overlap each other, thus saving energy exchange between vehicles;
  • the vehicles according to the invention are additionally designed to check their driving strategies while driving and to make energy-saving changes to the operating process autonomously while driving based on their own scope for modification and based on data from other vehicles (including possible standstills at stops) and then implement them.
  • the speed controller is designed to use its own energy transfer data and the received energy transfer data to generate offer data that indicates whether and to what extent available energy from other vehicles should be used or its own energy should be made available to other vehicles is intended to transmit the offer data to the other vehicles and, on the basis of its own offer data and the received offer data, to coordinate with the other vehicles whether and to what extent the driving strategies of one or more vehicles are modified with the common goal of energy transfer between the trackside energy supply network and an external energy supply network connected to it.
  • the speed controller is designed to continue to use the modified driving strategy as the current driving strategy for the further journey on the route section in the event of a modification of one's own driving strategy.
  • the energy transfer data preferably contains tolerance information regarding the planned energy transfer.
  • the tolerance information can directly describe the scope for modification of the respective driving strategy; At least the tolerance information is preferably at least also derived from the respective scope for modification of the respective driving strategy.
  • the tolerance information is preferably taken into account, for example by integrating it into the content.
  • the vehicle comprises a computing device and a memory in which a software program is stored.
  • the software program is preferably designed in such a way that when the software program is executed, the computing device forms the speed controller described above or carries out the procedural steps of the speed controller described above.
  • the vehicle includes a radio communication device that is connected to the speed controller, and the speed controller transmits the energy transfer data to the other vehicles by radio using the radio communication device and receives the energy transfer data of the other vehicles by radio via the radio communication device.
  • the invention also relates to a transport system, in particular a railway transport system, with two or more vehicles, in particular rail vehicles, which can be driven electrically via a trackside electrical energy supply network.
  • a transport system in particular a railway transport system
  • two or more vehicles in particular rail vehicles, which can be driven electrically via a trackside electrical energy supply network.
  • the vehicles are as described above.
  • the invention also relates to a method for operating a vehicle that can be driven electrically via a trackside electrical energy supply network.
  • a driving strategy is determined and during the journey on this section of the route control signals are generated on the basis of the determined driving strategy
  • a modification scope is determined on the vehicle side, which describes deviations from the determined driving strategy that conform to the schedule, based on the driving strategy and of the modification scope
  • energy transfer data are determined on the vehicle side, which indicate at least for an upcoming time interval to what extent energy is to be taken from the energy supply network or energy is to be fed into the energy supply network, the energy transfer data are transmitted on the vehicle side to one or more other vehicles supplied by the same trackside energy supply network , Energy transfer data of the type described are received from the other vehicles on the vehicle side and based on the vehicle's own energy transfer data and the received energy transfer data, it is checked on the vehicle side whether one
  • the invention also relates to a method for operating a transport system, in particular one as described above.
  • each of the vehicles independently determines its own driving strategy for a section of route to be traveled, taking into account timetable and route data, and generates control signals while driving on this section of route on the basis of the determined own driving strategy, each of the vehicles autonomously
  • the vehicle determines its own scope for modification for its own driving strategy, which conforms to the schedule Describes deviations from the own driving strategy determined
  • each of the vehicles independently determines energy transfer data based on its own driving strategy and its own scope for modification, which indicate at least for an upcoming time interval to what extent energy should be taken from the energy supply network or energy should be fed into the energy supply network
  • each of the vehicles independently transmits its own energy transfer data to one or more other vehicles supplied by the same trackside energy supply network
  • each of the vehicles independently receives energy transfer data of the type described from the other vehicles on the vehicle side
  • each of the vehicles independently checks on the vehicle side based on its
  • each of the vehicles independently generates offer data based on its own energy transfer data and the received energy transfer data, which indicates whether and to what extent available energy from the other vehicles should be used or its own energy should be made available to other vehicles of the vehicles independently transmits the offer data to the other vehicles, each of the vehicles coordinates with the other vehicles on the basis of its own offer data and the received offer data whether and to what extent the driving strategies of one or more vehicles are modified with the common goal , the energy transfer between the trackside energy supply network and a to minimize the external energy supply network connected to it.
  • the invention also relates to a speed controller, in particular for vehicles as described above, transport systems as described above or methods as described above.
  • the speed controller is designed to determine a modification margin for the driving strategy, which describes deviations from the determined driving strategy that are consistent with the schedule, and to use the driving strategy and the modification margin to determine energy transfer data that indicate, at least for an upcoming time interval, the extent to which energy from the energy supply network is to be removed or energy is to be fed into the energy supply network, to transmit the energy transfer data to one or more other vehicles supplied by the same trackside energy supply network, to receive energy transfer data of the type described from the other vehicles and to check it based on one's own energy transfer data and the received energy transfer data, whether one's own driving strategy can be changed, taking into account one's own scope for modification, in order to use energy that is foreseeably available from other vehicles or to be able to provide energy required by other vehicles.
  • the Figure 1 shows a schematic representation of a section of a railway transport system 10 according to the invention.
  • the section is traveled by a first rail vehicle 21, a second rail vehicle 22 and a third rail vehicle 23, which take electrical energy from one and the same railway operator's internal trackside electrical energy supply network 30 or energy into it can feed in.
  • the rail vehicles 21 to 23 can be local trains, for example.
  • An external energy supply network 40 is connected to the rail operator's internal energy supply network 30, which, from the rail operator's perspective, should be integrated into the energy flow as little as possible. It would be optimal to limit the energy transfer Etrans between the railway operator's internal energy supply network 30 and the external energy supply network 40 to a minimum, both in terms of amount and in terms of time, and in particular to avoid energy being fed back into the external energy supply network 40.
  • the first rail vehicle 21 is in a first station 51.
  • the second rail vehicle 22 travels along the direction of travel F towards a second station 52 and will soon begin braking and feed braking energy into the rail operator's internal energy supply network 30.
  • the third rail vehicle 23 is located, for example, in the Figure 1 shown operating state on the route between stations not shown and travels at a relatively constant speed, so that - apart from inclines or declines on the route - no relevant changes in the energy extraction from the railway operator's internal energy supply network 30 or the feed into the railway operator's internal energy supply network 30 are to be expected or . these in connection with the explanations Figure 1 should be ignored below.
  • the vehicles 21 to 23 are each equipped with a speed controller 100.
  • An example of an advantageous mode of operation of the speed controller 100 is shown in Figure 2 shown in the context of a flow chart, using the example of the speed controller 100 of the first rail vehicle 21; However, the following information can apply to the speed controllers 100 of the other two rail vehicles 22 and 23 apply accordingly.
  • the speed controller 100 determines a driving strategy FS for the route section ahead, taking into account timetable data FPD and route data SD, in a strategy step 110 and generates control signals SS for this route section on the basis of the determined driving strategy FS.
  • the control signals SS can be output directly as control data to a vehicle control unit, which automatically controls the travel of the rail vehicle 21 without involving a vehicle driver;
  • display signals (visual and/or acoustic) can be generated and output as control signals, which enable a vehicle driver to control the rail vehicle 21 in accordance with the determined driving strategy FS.
  • the cruise controller 100 also determines a modification margin MSR for the driving strategy FS, which describes deviations from the determined driving strategy FS that conform to the schedule.
  • the energy transfer data ETD1 determines energy transfer data ETD1, which indicate, at least for an upcoming time interval, to what extent energy will or should be taken from the energy supply network 30 or energy should be fed into the energy supply network 30 or will be.
  • the energy transfer data ETD1 preferably contains tolerance information TA, which, for example, directly describes the modification scope MSR or has been derived from the modification scope MSR.
  • the speed controller 100 transmits in one transmission step 130 transmits the energy transfer data ETD1 via radio to the other rail vehicles 22 and 23; He also receives the energy transfer data ETD2 and ETD3 of the other rail vehicles 22 and 23 by radio using the radio communication device 200.
  • the speed controller 100 of the first rail vehicle 21 will therefore receive the energy transfer data ETD2 from the speed controller 100 of the second rail vehicle 22, which indicates that the second rail vehicle 22 will shortly feed energy into the rail operator's internal energy supply network 30 due to the impending entry into the second station 52 becomes.
  • the speed controller 100 of the first rail vehicle 21 can thus check in a test step 140 whether there is a delay in the departure based on its modification scope MSR, which can be transmitted separately to the test step 140 or is recalculated in the test step 140 from the tolerance information TA contained in the energy transfer data ETD1 the first train station 51 is possible so that the braking energy of the second rail vehicle 22 can be used. If this is possible, the speed controller 100 of the first rail vehicle 21 will postpone the departure and, based on a new departure time, after returning to the strategy step 110, calculate a new driving strategy FS, which includes the use of the braking energy of the second rail vehicle 22. The departure can be postponed in strategy step 110, for example by processing timetable change data FPDnew, which are generated in test step 140.
  • the speed controller 100 of the first rail vehicle 21 signals the planned absorption of braking energy to the speed controller 100 of the second rail vehicle 22 via radio in order to block a parallel, inappropriate change in the driving strategy of the second rail vehicle 22.
  • the speed controller 100 of the first rail vehicle 21 determines in the test step 140 based on its modification scope MSR that a delay in departure from the first station 51 is not possible within the scope of the modification scope MSR, then in test step 140 it can radio the speed controller 100 of the second rail vehicle 22 ask whether it is possible to advance the braking process so that the first rail vehicle 21 can benefit from it. If the speed controller 100 of the second rail vehicle 22 determines as part of its test step 140 that this is possible within the scope of its modification scope MSR, it will adapt its driving strategy and preferably inform the speed controller 100 of the first rail vehicle 22 of this.
  • the Figure 3 shows, as part of a further flow chart, a further advantageous embodiment of the operation of the speed controller 100 of the three rail vehicles 21-23, again using the example of the speed controller 100 of the first rail vehicle 21.
  • the test step 140 is according to the exemplary embodiment Figure 3 an additional negotiation step 141 is integrated, which enables the speed controllers 100 to communicate with each other and to negotiate whether and to what extent the individual rail vehicles 21 to 23 should modify their driving strategies FS within the scope of their modification scope MSR in order to achieve overall that the energy transfer Etrans between the railway operator's internal energy supply network 30 and the external energy supply network 40 connected to it is minimal.
  • the speed controller 100 of the first rail vehicle 21 uses its own energy transfer data ETD1 and the received energy transfer data ETD2 and ETD3 to generate offer data AD1, which indicates whether and to what extent the first rail vehicle 21 uses the energy available from the other rail vehicles 22 and 23 wants to use or wants to make its own energy available to the other rail vehicles 22 and 23.
  • the offer data AD1 is transmitted to the other rail vehicles 22 and 23 in negotiation step 141.
  • the other rail vehicles 22 and 23 can evaluate the offer data AD1 and generate and transmit their own offer data AD2 and AD3.
  • the speed controllers 100 can coordinate with each other via radio whether and to what extent the driving strategies of one or more rail vehicles are modified, with the common goal of energy transfer Etrans between the railway operator's internal energy supply network 30 and an external energy supply network 40 connected to it.
  • the Figure 4 shows the section of the railway transport system 10 according to Figure 1 in the event of an additional exchange of the described offer data AD1 to AD3 in the context of negotiations between the speed controllers 100, as exemplified in connection with Figure 3 were described.
  • the Figure 5 shows an exemplary embodiment of a speed controller 100, which is used in the rail vehicles 21 to 23 of the transport system 10 according to the Figures 1 and 2 can be used and in connection with the Figure 2 can carry out the procedural steps described.
  • the speed controller 100 comprises a computing device 500 and a memory 510 in which a software program SW is stored.
  • the software program SW includes a Strategy module M110, which, when executed by the computing device 500, executes the strategy step 110 according to Figures 2 and 3 carries out, an energy calculation module M120, which, when executed by the computing device 500, carries out the energy calculation step 120 according to Figures 2 and 3 carries out, a transmission module M130, which, when executed by the computing device 500, carries out the transmission step 130 according to Figures 2 and 3 carries out, and a test module M140, which, when executed by the computing device 500, carries out the test step 140 according to Figure 2 carries out.
  • Strategy module M110 which, when executed by the computing device 500, executes the strategy step 110 according to Figures 2 and 3 carries out
  • an energy calculation module M120 which, when executed by the computing device 500, carries out the energy calculation step 120 according to Figures 2 and 3 carries out
  • a transmission module M130 which, when executed by the computing
  • the Figure 6 shows a further exemplary embodiment of a speed controller 100, which is used in the rail vehicles 21 to 23 of the transport system 10 according to Figure 4 can be used and in connection with the Figure 3 can carry out the procedural steps described.
  • the speed controller 100 according to Figure 6 corresponds to the exemplary embodiment Figure 5 with the difference that the test module M140 additionally carries out the negotiation step 141 when executed by the computing device 500 and for this purpose includes a negotiation module M141 integrated in the test module M140. Otherwise, the statements in connection with the Figure 5 and Figures 2 and 3 accordingly.
  • the Figure 7 shows an exemplary embodiment of a vehicle control unit 700, in which a speed controller 100, as exemplified above in connection with Figures 1 and 6 has been described is implemented.
  • the vehicle control unit 700 comprises a computing device 705 and a memory 710 in which a software program SW and a software program SW2 are stored.
  • the software program SW is designed to form the speed controller 100 and can be used with the software program SW according to Figure 5 or 6 be identical.
  • the software program SW2 is designed to form an automatic vehicle control and controls the rail vehicle 21 to 23 on the basis of the control signals SS that the speed controller 100 or its software program SW generates.
  • Automatic vehicle control can also be referred to as ATO (Automatic Train Operation) facility.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein elektrisch über ein streckenseitiges elektrisches Energieversorgungsnetz (30) antreibbares Fahrzeug (21-23). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Fahrzeug (21-23) mit einem Fahrtregler (100) ausgestattet ist, der für einen zu befahrenden Streckenabschnitt unter Einbezug von Fahrplan- und Streckendaten (FPD, SD) eine Fahrstrategie (FS) ermitteln kann und während der Fahrt auf diesem Streckenabschnitt auf der Basis der ermittelten Fahrstrategie (FS) Steuersignale (SS) erzeugt, wobei der Fahrtregler (100) dazu ausgestaltet ist, für die Fahrstrategie (FS) einen Modifikationsspielraum (MSR) zu ermitteln, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten Fahrstrategie (FS) beschreibt, anhand der Fahrstrategie (FS) und des Modifikationsspielraums (MSR) Energietransferdaten (ETD1-ETD3) zu ermitteln, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz (30) entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz (30) eingespeist werden soll, die Energietransferdaten (ETD1-ETD3) an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz (30) versorgte Fahrzeuge (21-23) zu übermitteln, Energietransferdaten (ETD1-ETD3) der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen (21-23) zu empfangen und anhand der eigenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) und der empfangenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) zu prüfen, ob die eigene Fahrstrategie (FS) unter Berücksichtigung des Modifikationsspielraums (MSR) geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge (21-23) zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen (21-23) benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein elektrisch über ein streckenseitiges elektrisches Energieversorgungsnetz antreibbares Fahrzeug, Transportsysteme mit solchen Fahrzeugen und Verfahren zu deren Betrieb.
  • Elektrisch über ein streckenseitiges elektrisches Energieversorgungsnetz antreibbare Fahrzeuge werden beispielsweise in Form von Eisenbahnschienenfahrzeugen bzw. Eisenbahnzügen im Bereich des Nah- oder Fernverkehrs eingesetzt.
  • Der Zugbetrieb in einem Netzwerk wie zum Beispiel einer Metroline verbraucht bekanntermaßen sehr viel Energie. Aus diesem Grund wurden bereits verschiedene Ansätze verfolgt, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Beispielsweise ist es möglich, die Haltepunkte der Züge gegenüber der restlichen Fahrstrecke zu erhöhen, um so während des Anhaltevorgangs kinetische Energie als potenzielle Energie zu speichern; die gespeicherte Energie kann dann nachfolgend beim Anfahren zum Beschleunigen genutzt werden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug der beschriebenen Art hinsichtlich des Energieverbrauchs weiterzuentwickeln.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Fahrzeug mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs sind in Unteransprüchen angegeben.
  • Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fahrzeug mit einem Fahrtregler ausgestattet ist, der für einen zu befahrenden Streckenabschnitt unter Einbezug von Fahrplan- und Streckendaten eine Fahrstrategie ermitteln kann und während der Fahrt auf diesem Streckenabschnitt auf der Basis der ermittelten Fahrstrategie Steuersignale erzeugt, wobei der Fahrtregler dazu ausgestaltet ist, für die Fahrstrategie einen Modifikationsspielraum zu ermitteln, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten Fahrstrategie beschreibt, anhand der Fahrstrategie und des Modifikationsspielraums Energietransferdaten zu ermitteln, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz eingespeist werden soll, die Energietransferdaten an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz versorgte Fahrzeuge zu übermitteln, Energietransferdaten der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen zu empfangen und anhand der eigenen Energietransferdaten und der empfangenen Energietransferdaten zu prüfen, ob die eigene Fahrstrategie unter Berücksichtigung des eigenen Modifikationsspielraums geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können.
  • Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Fahrzeugs besteht darin, dass es aufgrund der Ausgestaltung des Fahrtreglers in der Lage ist, durch Interaktion mit anderen vergleichbaren Fahrzeugen Energie einzusparen. Bei den erfindungsgemäßen Fahrzeugen kann somit Energie auf zweierlei Weise eingespart werden: Zum einen ist es möglich, bereits bei der Fahrplanplanung eines eine Vielzahl an Fahrzeugen umfassenden Transportsystems die Fahrpläne so auszulegen, dass Brems- und Beschleunigungsphasen anhaltender und abfahrender Fahrzeuge sich überlagern, um so Energie zwischen den Fahrzeugen auszutauschen; um nun flexibel auf unvorhersehbare bzw. nicht geplante Änderungen des Betriebsablaufs reagieren zu können, sind die erfindungsgemäßen Fahrzeuge zusätzlich dazu ausgebildet, ihre Fahrstrategien während der Fahrt zu prüfen und anhand erkannter eigener Modifikationsspielräume und anhand von Daten anderer Fahrzeuge energiesparende Änderungen des Betriebsablaufs autark während der Fahrt (einschließlich etwaigen Stillstands an Haltestellen) zu errechnen und diese nachfolgend umzusetzen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Fahrtregler dazu ausgestaltet ist, anhand der eigenen Energietransferdaten und der empfangenen Energietransferdaten Angebotsdaten zu erzeugen, die angeben, ob und in welchem Umfange zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge genutzt werden soll oder eigene Energie anderen Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden soll, die Angebotsdaten an die anderen Fahrzeuge zu übermitteln, auf der Basis der eigenen Angebotsdaten und der empfangenen Angebotsdaten mit den anderen Fahrzeugen abzustimmen, ob und in welchem Umfange eine Modifikation der Fahrstrategien eines oder mehrerer Fahrzeuge erfolgt und zwar mit dem gemeinsamen Ziel, den Energietransfer zwischen dem streckenseitigen Energieversorgungsnetz und einem daran angeschlossenen externen Energieversorgungsnetz zu minimieren.
  • Bei der letztgenannten Ausgestaltung ist es besonders vorteilhaft, wenn der Fahrtregler dazu ausgestaltet ist, im Falle einer Modifikation der eigenen Fahrstrategie die modifizierte Fahrstrategie für die weitere Fahrt auf dem Streckenabschnitt als aktuelle Fahrstrategie weiter zu verwenden.
  • Die Energietransferdaten enthalten vorzugsweise Toleranzangaben bezüglich des geplanten Energietransfers. Die Toleranzangaben können unmittelbar den Modifikationsspielraum der jeweiligen Fahrstrategie beschreiben; zumindest werden die Toleranzangaben vorzugsweise zumindest auch aus dem jeweiligen Modifikationsspielraum der jeweiligen Fahrstrategie abgeleitet.
  • Beim Erzeugen der Angebotsdaten werden die Toleranzangaben vorzugsweise berücksichtigt, beispielsweise indem sie inhaltlich in diese integriert werden.
  • Die Prüfung, ob die eigene Fahrstrategie unter Berücksichtigung des Modifikationsspielraums geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge zu nutzen oder anderen Fahrzeugen Energie zur Verfügung zu stellen, schließt vorzugsweise die eigenen Toleranzangaben und die Toleranzangaben der anderen Fahrzeuge ein.
  • Das Fahrzeug umfasst bei einer bevorzugten Ausgestaltung eine Recheneinrichtung und einen Speicher, in dem ein Softwareprogramm abgespeichert ist. Das Softwareprogramm ist vorzugsweise derart ausgestaltet, dass die Recheneinrichtung bei Ausführung des Softwareprogramms den oben beschriebenen Fahrtregler bildet bzw. die oben beschriebenen Verfahrensschritte des Fahrtreglers ausführt.
  • Auch ist es von Vorteil, wenn das Fahrzeug eine Funkkommunikationseinrichtung umfasst, die mit dem Fahrtregler in Verbindung steht, und der Fahrtregler die Energietransferdaten per Funk mittels der Funkkommunikationseinrichtung an die anderen Fahrzeuge übermittelt und die Energietransferdaten der anderen Fahrzeuge per Funk über die Funkkommunikationseinrichtung erhält.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Transportsystem, insbesondere ein Eisenbahntransportsystem, mit zwei oder mehr elektrisch über ein streckenseitiges elektrisches Energieversorgungsnetz antreibbaren Fahrzeugen, insbesondere Schienenfahrzeugen. Erfindungsgemäß ist bezüglich des Transportsystems vorgesehen, dass die Fahrzeuge solche wie oben beschrieben sind. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Transportsystems und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betreiben eines elektrisch über ein streckenseitiges elektrisches Energieversorgungsnetz antreibbaren Fahrzeugs. Erfindungsgemäß ist bezüglich des Verfahrens vorgesehen, dass fahrzeugseitig für einen zu befahrenden Streckenabschnitt unter Einbezug von Fahrplan- und Streckendaten eine Fahrstrategie ermittelt wird und während der Fahrt auf diesem Streckenabschnitt auf der Basis der ermittelten Fahrstrategie Steuersignale erzeugt werden, für die Fahrstrategie fahrzeugseitig ein Modifikationsspielraum ermittelt wird, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten Fahrstrategie beschreibt, anhand der Fahrstrategie und des Modifikationsspielraums fahrzeugseitig Energietransferdaten ermittelt werden, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz eingespeist werden soll, die Energietransferdaten fahrzeugseitig an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz versorgte Fahrzeuge übermittelt werden, Energietransferdaten der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen fahrzeugseitig empfangen werden und anhand der eigenen Energietransferdaten und der empfangenen Energietransferdaten fahrzeugseitig geprüft wird, ob die eigene Fahrstrategie unter Berücksichtigung des Modifikationsspielraums geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können. Bezüglich der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems, insbesondere einem solchen wie oben beschrieben. Erfindungsgemäß ist bezüglich eines solchen Transportsystems vorgesehen, dass jedes der Fahrzeuge autark für einen zu befahrenden Streckenabschnitt unter Einbezug von Fahrplan- und Streckendaten eine eigene Fahrstrategie ermittelt und während der Fahrt auf diesem Streckenabschnitt auf der Basis der ermittelten eigenen Fahrstrategie Steuersignale erzeugt, jedes der Fahrzeuge autark für die jeweilige eigene Fahrstrategie fahrzeugseitig einen eigenen Modifikationsspielraum ermittelt, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten eigenen Fahrstrategie beschreibt, jedes der Fahrzeuge autark anhand der eigenen Fahrstrategie und des eigenen Modifikationsspielraums Energietransferdaten ermittelt, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz eingespeist werden soll, jedes der Fahrzeuge autark die eigenen Energietransferdaten an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz versorgte Fahrzeuge übermittelt, jedes der Fahrzeuge autark Energietransferdaten der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen fahrzeugseitig empfängt, und jedes der Fahrzeuge autark anhand der eigenen Energietransferdaten und der empfangenen Energietransferdaten fahrzeugseitig prüft, ob die eigene Fahrstrategie unter Berücksichtigung des eigenen Modifikationsspielraums geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können. Bezüglich der Vorteile des letztgenannten erfindungsgemäßen Verfahrens und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen sei ebenfalls auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dessen vorteilhafter Ausgestaltungen verwiesen.
  • Vorteilhaft ist es, wenn jedes der Fahrzeuge autark anhand der eigenen Energietransferdaten und der empfangenen Energietransferdaten Angebotsdaten erzeugt, die angeben, ob und in welchem Umfange zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge genutzt werden soll oder eigene Energie anderen Fahrzeugen zur Verfügung gestellt werden soll, jedes der Fahrzeuge autark die Angebotsdaten an die anderen Fahrzeuge übermittelt, jedes der Fahrzeuge auf der Basis der eigenen Angebotsdaten und der empfangenen Angebotsdaten mit den anderen Fahrzeugen abstimmt, ob und in welchem Umfange eine Modifikation der Fahrstrategien eines oder mehrerer Fahrzeuge erfolgt und zwar mit dem gemeinsamen Ziel, den Energietransfer zwischen dem streckenseitigen Energieversorgungsnetz und einem daran angeschlossenen externen Energieversorgungsnetz zu minimieren.
  • Die Erfindung bezieht sich außerdem auf einen Fahrtregler, insbesondere für Fahrzeuge wie oben beschrieben, Transportsysteme wie oben beschrieben oder Verfahren wie oben beschrieben. Erfindungsgemäß ist der Fahrtregler dazu ausgestaltet, für die Fahrstrategie einen Modifikationsspielraum zu ermitteln, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten Fahrstrategie beschreibt, anhand der Fahrstrategie und des Modifikationsspielraums Energietransferdaten zu ermitteln, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz eingespeist werden soll, die Energietransferdaten an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz versorgte Fahrzeuge zu übermitteln, Energietransferdaten der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen zu empfangen und anhand der eigenen Energietransferdaten und der empfangenen Energietransferdaten zu prüfen, ob die eigene Fahrstrategie unter Berücksichtigung des eigenen Modifikationsspielraums geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft
    • Figur 1
    ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Eisenbahntransportsystem, das von Ausführungsbeispielen erfindungsgemäßer Schienenfahrzeuge befahren wird und anhand dessen Ausführungsbeispiele erfindungsgemäßer Verfahren und erfindungsgemäßer Fahrtregler erläutert werden,
    Figur 2
    anhand eines Flussdiagramms ein Ausführungsbeispiel für eine bevorzugte Arbeitsweise von Fahrtreglern gemäß Figur 1,
    Figur 3
    anhand eines weiteren Flussdiagramms ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine bevorzugte Arbeitsweise von Fahrtreglern,
    Figur 4
    ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Eisenbahntransportsystem, bei dem Fahrtregler gemäß Figur 3 eingesetzt werden,
    Figur 5
    ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Fahrtregler, der gemäß dem Flussdiagramm gemäß Figur 2 arbeitet, näher im Detail,
    Figur 6
    ein Ausführungsbeispiel für einen erfindungsgemäßen Fahrtregler, der gemäß dem Flussdiagramm gemäß Figur 3 arbeitet, näher im Detail, und
    Figur 7
    ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes Fahrzeugsteuergerät, in dem ein erfindungsgemäßer Fahrtregler, beispielsweise der Fahrtregler gemäß Figur 5 oder der Fahrtregler gemäß Figur 6, integriert ist.
  • In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten dieselben Bezugszeichen verwendet.
  • Die Figur 1 zeigt in einer schematischen Darstellung einen Abschnitt eines erfindungsgemäßen Eisenbahntransportsystems 10. Der Abschnitt wird von einem ersten Schienenfahrzeug 21, einem zweiten Schienenfahrzeug 22 und einem dritten Schienenfahrzeug 23 befahren, die aus ein und demselben bahnbetreiberinternen streckenseitigen elektrischen Energieversorgungsnetz 30 elektrische Energie entnehmen oder Energie in dieses einspeisen können. Bei den Schienenfahrzeugen 21 bis 23 kann es sich beispielsweise um Nahverkehrszüge handeln.
  • An das bahnbetreiberinterne Energieversorgungsnetz 30 ist ein externes Energieversorgungsnetz 40 angeschlossen, das aus Sicht des Bahnbetreibers möglich wenig in den Energiefluss eingebunden werden soll. Optimal wäre es, den Energietransfer Etrans zwischen dem bahnbetreiberinternen Energieversorgungsnetz 30 und dem externen Energieversorgungsnetz 40 sowohl der Höhe nach als auch im zeitlichen Umfange auf ein Minimum zu begrenzen und insbesondere eine Energierückspeisung in das externe Energieversorgungsnetz 40 zu vermeiden.
  • Bei dem beispielhaft in der Figur 1 gezeigten Betriebszustand steht das erste Schienenfahrzeug 21 in einem ersten Bahnhof 51. Das zweite Schienenfahrzeug 22 fährt entlang der Fahrtrichtung F auf einen zweiten Bahnhof 52 zu und wird absehbar in Kürze mit dem Bremsen beginnen und Bremsenergie in das bahnbetreiberinterne Energieversorgungsnetz 30 einspeisen.
  • Das dritte Schienenfahrzeug 23 befindet sich bei dem beispielhaft in der Figur 1 gezeigten Betriebszustand auf der Strecke zwischen nicht dargestellten Bahnhöfen und fährt bei relativ konstanter Geschwindigkeit, sodass - von Steigungen oder Gefällen auf der Strecke abgesehen - keine relevanten Änderungen der Energieentnahme aus dem bahnbetreiberinternen Energieversorgungsnetz 30 bzw. der Einspeisung in das bahnbetreiberinterne Energieversorgungsnetz 30 zu erwarten sind bzw. diese im Zusammenhang mit den Erläuterungen zu Figur 1 nachfolgend vernachlässigt werden sollen.
  • Die Fahrzeuge 21 bis 23 sind jeweils mit einem Fahrtregler 100 ausgestattet. Eine vorteilhafte Arbeitsweise des Fahrtreglers 100 ist beispielhaft in der Figur 2 im Rahmen eines Flussdiagramms dargestellt, und zwar am Beispiel des Fahrtreglers 100 des ersten Schienenfahrzeugs 21; die nachstehenden Ausführungen können jedoch inhaltlich für die Fahrtregler 100 der beiden anderen Schienenfahrzeuge 22 und 23 entsprechend gelten.
  • Der Fahrtregler 100 ermittelt für den jeweils vorausliegenden Streckenabschnitt unter Einbezug von Fahrplandaten FPD und Streckendaten SD in einem Strategieschritt 110 eine Fahrstrategie FS und erzeugt für diesen Streckenabschnitt auf der Basis der ermittelten Fahrstrategie FS Steuersignale SS.
  • Die Steuersignale SS können unmittelbar als Steuerdaten an ein Fahrzeugsteuergerät ausgegeben werden, das die Fahrt des Schienenfahrzeugs 21 automatisch ohne Einbezug eines Fahrzeugführers steuert; alternativ können als Steuersignale Anzeigesignale (visuell und/oder akustisch) erzeugt und ausgegeben werden, die einem Fahrzeugführer die Steuerung des Schienenfahrzeugs 21 entsprechend der ermittelten Fahrstrategie FS ermöglichen.
  • Der Fahrtregler 100 ermittelt in dem Strategieschritt 110 für die Fahrstrategie FS außerdem einen Modifikationsspielraum MSR, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten Fahrstrategie FS beschreibt.
  • Anhand der Fahrstrategie FS und des Modifikationsspielraums MSR ermittelt er in einem nachgeordneten Energieberechnungsschritt 120 Energietransferdaten ETD1, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz 30 entnommen werden wird bzw. werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz 30 eingespeist werden soll bzw. werden wird. Die Energietransferdaten ETD1 enthalten vorzugsweise Toleranzangaben TA, die beispielsweise unmittelbar den Modifikationsspielraum MSR beschreiben oder aus dem Modifikationsspielraum MSR abgeleitet worden sind.
  • Über eine fahrzeugeigene Funkkommunikationseinrichtung 200 (siehe Figur 1), die mit dem Fahrtregler 100 in Verbindung steht, übermittelt der Fahrtregler 100 in einem Übermittlungsschritt 130 die Energietransferdaten ETD1 per Funk jeweils an die anderen Schienenfahrzeuge 22 und 23; außerdem erhält er per Funk mittels der Funkkommunikationseinrichtung 200 die Energietransferdaten ETD2 und ETD3 der anderen Schienenfahrzeuge 22 und 23.
  • Bei dem in der Figur 1 gezeigten Szenario wird der Fahrtregler 100 des ersten Schienenfahrzeugs 21 also von dem Fahrtregler 100 des zweiten Schienenfahrzeugs 22 die Energietransferdaten ETD2 erhalten, die anzeigen, dass das zweite Schienenfahrzeug 22 aufgrund des bevorstehenden Einfahrens in den zweiten Bahnhof 52 in Kürze Energie in das bahnbetreiberinterne Energieversorgungsnetz 30 einspeisen wird.
  • Der Fahrtregler 100 des ersten Schienenfahrzeugs 21 kann damit in einem Prüfschritt 140 anhand seines Modifikationsspielraums MSR, der separat zum Prüfschritt 140 übermittelt werden kann oder im Prüfschritt 140 aus den in den Energietransferdaten ETD1 enthaltenen Toleranzangaben TA rückgerechnet wird, prüfen, ob ein Verzögern der Abfahrt aus dem ersten Bahnhof 51 möglich ist, damit die Bremsenergie des zweiten Schienenfahrzeugs 22 genutzt werden kann. Ist dies möglich, so wird der Fahrtregler 100 des ersten Schienenfahrzeugs 21 die Abfahrt verschieben und auf der Basis eines neuen Abfahrtzeitzeitpunkts nach Rücksprung in den Strategieschritt 110 eine neue Fahrstrategie FS errechnen, die die Nutzung der Bremsenergie des zweiten Schienenfahrzeugs 22 einschließt. Die Verschiebung der Abfahrt kann im Strategieschritt 110 beispielsweise durch eine Verarbeitung von Fahrplanänderungsdaten FPDneu erfolgen, die in dem Prüfschritt 140 erzeugt werden.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der Fahrtregler 100 des ersten Schienenfahrzeugs 21 dem Fahrtregler 100 des zweiten Schienenfahrzeugs 22 die geplante Aufnahme der Bremsenergie per Funk anzeigt, um eine parallele, unpassende Änderung der Fahrstrategie des zweiten Schienenfahrzeugs 22 zu blockieren.
  • Stellt der Fahrtregler 100 des ersten Schienenfahrzeugs 21 in dem Prüfschritt 140 anhand seines Modifikationsspielraums MSR fest, dass ein Verzögern der Abfahrt aus dem ersten Bahnhof 51 im Rahmen des Modifikationsspielraums MSR nicht möglich ist, so kann er im Prüfschritt 140 per Funk bei dem Fahrtregler 100 des zweiten Schienenfahrzeugs 22 anfragen, ob ein Vorverlegen des Bremsvorgangs möglich ist, damit das erste Schienenfahrzeug 21 davon profitieren kann. Stellt der Fahrtregler 100 des zweiten Schienenfahrzeugs 22 im Rahmen seines Prüfschritts 140 fest, dass dies im Rahmen seines Modifikationsspielraums MSR möglich ist, so wird er seine Fahrstrategie anpassen und dies dem Fahrtregler 100 des ersten Schienenfahrzeugs 22 vorzugsweise mitteilen.
  • Die Figur 3 zeigt im Rahmen eines weiteren Flussdiagramms eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Arbeitsweise der Fahrtregler 100 der drei Schienenfahrzeuge 21-23, wiederum am Beispiel des Fahrtreglers 100 des ersten Schienenfahrzeugs 21.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 sind wieder der Strategieschritt 110, der Energieberechnungsschritt 120 und der Übermittlungsschritt 130 vorhanden, die bereits im Zusammenhang mit der Figur 2 erläutert wurden; diesbezüglich sei auf die obigen Erläuterungen im Zusammenhang mit der Figur 2 verwiesen.
  • In den Prüfschritt 140 ist bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 ein zusätzlicher Verhandlungsschritt 141 integriert, der es den Fahrtreglern 100 ermöglicht, untereinander zu kommunizieren und auszuhandeln, ob und in welchem Umfange die einzelnen Schienenfahrzeuge 21 bis 23 im Rahmen ihrer Modifikationsspielräume MSR ihre Fahrstrategien FS modifizieren sollen, um insgesamt zu erreichen, dass der Energietransfer Etrans zwischen dem bahnbetreiberinternen Energieversorgungsnetz 30 und dem daran angeschlossenen externen Energieversorgungsnetz 40 minimal ist.
  • Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Fahrtregler 100 des ersten Schienenfahrzeugs 21 anhand der eigenen Energietransferdaten ETD1 und der empfangenen Energietransferdaten ETD2 und ETD3 Angebotsdaten AD1 erzeugt, die angeben, ob und in welchem Umfange das erste Schienenfahrzeug 21 zur Verfügung stehende Energie der anderen Schienenfahrzeuge 22 und 23 nutzen will oder eigene Energie den anderen Schienenfahrzeugen 22 und 23 zur Verfügung stellen will. Die Angebotsdaten AD1 werden im Verhandlungsschritt 141 an die anderen Schienenfahrzeuge 22 und 23 übermittelt. Die anderen Schienenfahrzeuge 22 und 23 können die Angebotsdaten AD1 auswerten und eigene Angebotsdaten AD2 und AD3 erzeugen und übermitteln.
  • Auf der Basis der eigenen Angebotsdaten und der empfangenen Angebotsdaten der jeweils anderen Schienenfahrzeuge können sich die Fahrtregler 100 gemeinsam per Funk untereinander abzustimmen, ob und in welchem Umfange eine Modifikation der Fahrstrategien eines oder mehrerer Schienenfahrzeuge erfolgt, und zwar mit dem gemeinsamen Ziel, den Energietransfer Etrans zwischen dem bahnbetreiberinternen Energieversorgungsnetz 30 und einem daran angeschlossenen externen Energieversorgungsnetz 40 zu minimieren.
  • Die Figur 4 zeigt den Abschnitt des Eisenbahntransportsystems 10 gemäß Figur 1 im Falle eines zusätzlichen Austauschs der beschriebenen Angebotsdaten AD1 bis AD3 im Rahmen von Verhandlungen der Fahrtregler 100 untereinander, wie sie beispielhaft im Zusammenhang mit der Figur 3 beschrieben wurden.
  • Die Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für einen Fahrtregler 100, der bei den Schienenfahrzeugen 21 bis 23 des Transportsystems 10 gemäß den Figuren 1 und 2 eingesetzt werden kann und die im Zusammenhang mit der Figur 2 beschriebenen Verfahrensschritte durchführen kann.
  • Der Fahrtregler 100 gemäß Figur 5 umfasst eine Recheneinrichtung 500 und einen Speicher 510, in dem ein Softwareprogramm SW abgespeichert ist. Das Softwareprogramm SW umfasst ein Strategiemodul M110, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 500 den Strategieschritt 110 gemäß den Figuren 2 und 3 durchführt, ein Energieberechnungsmodul M120, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 500 den Energieberechnungsschritt 120 gemäß den Figuren 2 und 3 durchführt, ein Übermittlungsmodul M130, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 500 den Übermittlungsschritt 130 gemäß den Figuren 2 und 3 durchführt, und ein Prüfmodul M140, das bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 500 den Prüfschritt 140 gemäß Figur 2 durchführt.
  • Die Figur 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Fahrtregler 100, der bei den Schienenfahrzeugen 21 bis 23 des Transportsystems 10 gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann und die im Zusammenhang mit der Figur 3 beschriebenen Verfahrensschritte durchführen kann. Der Fahrtregler 100 gemäß Figur 6 entspricht dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 mit dem Unterschied, dass das Prüfmodul M140 bei Ausführung durch die Recheneinrichtung 500 zusätzlich den Verhandlungsschritt 141 durchführt und zu diesem Zweck ein in dem Prüfmodul M140 integriertes Verhandlungsmodul M141 umfasst. Im Übrigen gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit der Figur 5 und den Figuren 2 und 3 entsprechend.
  • Die Figur 7 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Fahrzeugsteuergerät 700, in dem ein Fahrtregler 100, wie er oben beispielhaft im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 6 beschrieben worden ist, implementiert ist.
  • Das Fahrzeugsteuergerät 700 gemäß Figur 7 umfasst eine Recheneinrichtung 705 und einen Speicher 710, in dem ein Softwareprogramm SW und ein Softwareprogramm SW2 abgespeichert sind.
  • Das Softwareprogramm SW ist zur Bildung des Fahrtreglers 100 ausgebildet und kann mit dem Softwareprogramm SW gemäß Figur 5 oder 6 identisch sein.
  • Das Softwareprogramm SW2 ist zur Bildung einer automatischen Fahrzeugsteuerung ausgebildet und steuert das Schienenfahrzeug 21 bis 23 auf der Basis der Steuersignale SS, die der Fahrtregler 100 bzw. dessen Softwareprogramm SW erzeugt. Die automatische Fahrzeugsteuerung kann auch als ATO (Automatic Train Operation) Einrichtung bezeichnet werden.
  • Im Übrigen gelten die Ausführungen im Zusammenhang mit den Figuren 1 bis 6 bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 7 entsprechend.
  • Bei der Berechnung der Energietransferdaten ETD1 bis ETD3 werden vorzugsweise Gradientenprofile der Strecke, dynamische betriebliche Vorgaben wie beispielsweise eingerichtete Langsamfahrstellen und/oder sonstige die Energie betreffende Informationen verarbeitet, soweit diese vorhanden sind.
  • Abschließend sei erwähnt, dass die Merkmale aller oben beschriebenen Ausführungsbeispiele untereinander in beliebiger Weise kombiniert werden können, um weitere andere Ausführungsbeispiele der Erfindung zu bilden.
  • Auch können alle Merkmale von Unteransprüchen jeweils für sich mit jedem der nebengeordneten Ansprüche kombiniert werden, und zwar jeweils für sich allein oder in beliebiger Kombination mit einem oder anderen Unteransprüchen, um weitere andere Ausführungsbeispiele zu erhalten.

Claims (13)

  1. Elektrisch über ein streckenseitiges elektrisches Energieversorgungsnetz (30) antreibbares Fahrzeug (21-23),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Fahrzeug (21-23) mit einem Fahrtregler (100) ausgestattet ist, der für einen zu befahrenden Streckenabschnitt unter Einbezug von Fahrplan- und Streckendaten (FPD, SD) eine Fahrstrategie (FS) ermitteln kann und während der Fahrt auf diesem Streckenabschnitt auf der Basis der ermittelten Fahrstrategie (FS) Steuersignale (SS) erzeugt,
    wobei der Fahrtregler (100) dazu ausgestaltet ist,
    - für die Fahrstrategie (FS) einen Modifikationsspielraum (MSR) zu ermitteln, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten Fahrstrategie (FS) beschreibt,
    - anhand der Fahrstrategie (FS) und des Modifikationsspielraums (MSR) Energietransferdaten (ETD1-ETD3) zu ermitteln, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz (30) entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz (30) eingespeist werden soll,
    - die Energietransferdaten (ETD1-ETD3) an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz (30) versorgte Fahrzeuge (21-23) zu übermitteln,
    - Energietransferdaten (ETD1-ETD3) der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen (21-23) zu empfangen und
    - anhand der eigenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) und der empfangenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) zu prüfen, ob die eigene Fahrstrategie (FS) unter Berücksichtigung des eigenen Modifikationsspielraums (MSR) geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge (21-23) zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen (21-23) benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können.
  2. Fahrzeug (21-23) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Fahrtregler (100) dazu ausgestaltet ist,
    - anhand der eigenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) und der empfangenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) Angebotsdaten (AD1-AD3) zu erzeugen, die angeben, ob und in welchem Umfange zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge (21-23) genutzt werden soll oder eigene Energie anderen Fahrzeugen (21-23) zur Verfügung gestellt werden soll,
    - die Angebotsdaten (AD1-AD3) an die anderen Fahrzeuge (21-23) zu übermitteln,
    - auf der Basis der eigenen Angebotsdaten (AD1-AD3) und der empfangenen Angebotsdaten (AD1-AD3) mit den anderen Fahrzeugen (21-23) abzustimmen, ob und in welchem Umfange eine Modifikation der Fahrstrategien (FS) eines oder mehrerer Fahrzeuge (21-23) erfolgt und zwar mit dem gemeinsamen Ziel, den Energietransfer (Etrans) zwischen dem streckenseitigen Energieversorgungsnetz (30) und einem daran angeschlossenen externen Energieversorgungsnetz (40) zu minimieren.
  3. Fahrzeug (21-23) nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Fahrtregler (100) dazu ausgestaltet ist, im Falle einer Modifikation der eigenen Fahrstrategie (FS) die modifizierte Fahrstrategie (FS) für die weitere Fahrt auf dem Streckenabschnitt als aktuelle Fahrstrategie (FS) weiter zu verwenden.
  4. Fahrzeug (21-23) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Energietransferdaten (ETD1-ETD3) jeweils Toleranzangaben (TA) bezüglich des geplanten Energietransfers enthalten.
  5. Fahrzeug (21-23) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    beim Erzeugen der Angebotsdaten (AD1-AD3) die Toleranzangaben (TA) berücksichtigt werden.
  6. Fahrzeug (21-23) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    die Prüfung, ob die eigene Fahrstrategie (FS) unter Berücksichtigung des Modifikationsspielraums (MSR) geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge (21-23) zu nutzen oder anderen Fahrzeugen (21-23) Energie zur Verfügung zu stellen, die eigenen Toleranzangaben (TA) und die Toleranzangaben (TA) der anderen Fahrzeuge (21-23) einschließt.
  7. Fahrzeug (21-23) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Fahrzeug (21-23) eine Recheneinrichtung (500, 700) und einen Speicher umfasst, in dem ein Softwareprogramm (SW) abgespeichert ist,
    - wobei das Softwareprogramm (SW) derart ausgestaltet ist, dass die Recheneinrichtung (500, 700) bei Ausführung des Softwareprogramms den oben beschriebenen Fahrtregler (100) bildet.
  8. Fahrzeug (21-23) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Fahrzeug (21-23) eine Funkkommunikationseinrichtung (200) umfasst, die mit dem Fahrtregler (100) in Verbindung steht, und
    - der Fahrtregler (100) die Energietransferdaten (ETD1-ETD3) per Funk mittels der Funkkommunikationseinrichtung (200) an die anderen Fahrzeuge (21-23) übermittelt und die Energietransferdaten (ETD1-ETD3) der anderen Fahrzeuge (21-23) per Funk über die Funkkommunikationseinrichtung (200) erhält.
  9. Transportsystem (10) mit zwei oder mehr elektrisch über ein streckenseitiges elektrisches Energieversorgungsnetz (30) antreibbaren Fahrzeugen (21-23),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Fahrzeuge (21-23) Fahrzeuge (21-23) nach einem der voranstehenden Ansprüche sind.
  10. Verfahren zum Betreiben eines elektrisch über ein streckenseitiges elektrisches Energieversorgungsnetz (30) antreibbaren Fahrzeugs (21-23), insbesondere einen solchen nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - fahrzeugseitig für einen zu befahrenden Streckenabschnitt unter Einbezug von Fahrplan- und Streckendaten (FPD, SD) eine Fahrstrategie (FS) ermittelt wird und während der Fahrt auf diesem Streckenabschnitt auf der Basis der ermittelten Fahrstrategie (FS) Steuersignale (SS) erzeugt werden,
    - für die Fahrstrategie (FS) fahrzeugseitig ein Modifikationsspielraum (MSR) ermittelt wird, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten Fahrstrategie (FS) beschreibt,
    - anhand der Fahrstrategie (FS) und des Modifikationsspielraums (MSR) fahrzeugseitig Energietransferdaten (ETD1-ETD3) ermittelt werden, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz (30) entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz (30) eingespeist werden soll,
    - die Energietransferdaten (ETD1-ETD3) fahrzeugseitig an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz (30) versorgte Fahrzeuge (21-23) übermittelt werden,
    - Energietransferdaten (ETD1-ETD3) der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen (21-23) fahrzeugseitig empfangen werden und
    - anhand der eigenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) und der empfangenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) fahrzeugseitig geprüft wird, ob die eigene Fahrstrategie (FS) unter Berücksichtigung des Modifikationsspielraums (MSR) geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge (21-23) zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen (21-23) benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können.
  11. Verfahren zum Betreiben eines Transportsystems (10), insbesondere einem solchen nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) autark für einen zu befahrenden Streckenabschnitt unter Einbezug von Fahrplan- und Streckendaten (FPD, SD) eine eigene Fahrstrategie (FS) ermittelt und während der Fahrt auf diesem Streckenabschnitt auf der Basis der ermittelten eigenen Fahrstrategie (FS) Steuersignale (SS) erzeugt,
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) autark für die jeweilige eigene Fahrstrategie (FS) fahrzeugseitig einen eigenen Modifikationsspielraum (MSR) ermittelt, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten eigenen Fahrstrategie (FS) beschreibt,
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) autark anhand der eigenen Fahrstrategie (FS) und des eigenen Modifikationsspielraums (MSR) Energietransferdaten (ETD1-ETD3) ermittelt, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz (30) entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz (30) eingespeist werden soll,
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) autark die eigenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz (30) versorgte Fahrzeuge (21-23) übermittelt,
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) autark Energietransferdaten (ETD1-ETD3) der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen (21-23) fahrzeugseitig empfängt, und
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) autark anhand der eigenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) und der empfangenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) fahrzeugseitig prüft, ob die eigene Fahrstrategie (FS) unter Berücksichtigung des eigenen Modifikationsspielraums (MSR) geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge (21-23) zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen (21-23) benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können.
  12. Verfahren nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) autark anhand der eigenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) und der empfangenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) Angebotsdaten (AD1-AD3) erzeugt, die angeben, ob und in welchem Umfange zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge (21-23) genutzt werden soll oder eigene Energie anderen Fahrzeugen (21-23) zur Verfügung gestellt werden soll,
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) autark die Angebotsdaten (AD1-AD3) an die anderen Fahrzeuge (21-23) übermittelt,
    - jedes der Fahrzeuge (21-23) auf der Basis der eigenen Angebotsdaten (AD1-AD3) und der empfangenen Angebotsdaten (AD1-AD3) mit den anderen Fahrzeugen (21-23) abstimmt, ob und in welchem Umfange eine Modifikation der Fahrstrategien (FS) eines oder mehrerer Fahrzeuge (21-23) erfolgt und zwar mit dem gemeinsamen Ziel, den Energietransfer (Etrans) zwischen dem streckenseitigen Energieversorgungsnetz (30) und einem daran angeschlossenen externen Energieversorgungsnetz (40) zu minimieren.
  13. Fahrtregler (100), insbesondere für Fahrzeuge (21-23) nach einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 8, einem Transportsystem (10) nach Anspruch 9 oder Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 10 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Fahrtregler (100) dazu ausgestaltet ist,
    - für die Fahrstrategie (FS) einen Modifikationsspielraum (MSR) zu ermitteln, der fahrplanmäßig konforme Abweichungen von der ermittelten Fahrstrategie (FS) beschreibt,
    - anhand der Fahrstrategie (FS) und des Modifikationsspielraums (MSR) Energietransferdaten (ETD1-ETD3) zu ermitteln, die zumindest für ein bevorstehendes Zeitintervall angeben, in welchem Umfange Energie aus dem Energieversorgungsnetz (30) entnommen werden soll oder Energie in das Energieversorgungsnetz (30) eingespeist werden soll,
    - die Energietransferdaten (ETD1-ETD3) an ein oder mehrere andere von demselben streckenseitigen Energieversorgungsnetz (30) versorgte Fahrzeuge (21-23) zu übermitteln,
    - Energietransferdaten (ETD1-ETD3) der beschriebenen Art von den anderen Fahrzeugen (21-23) zu empfangen und
    - anhand der eigenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) und der empfangenen Energietransferdaten (ETD1-ETD3) zu prüfen, ob die eigene Fahrstrategie (FS) unter Berücksichtigung des eigenen Modifikationsspielraums (MSR) geändert werden kann, um absehbar zur Verfügung stehende Energie der anderen Fahrzeuge (21-23) zu nutzen oder von anderen Fahrzeugen (21-23) benötigte Energie zur Verfügung stellen zu können.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102011110639A1 (de) * 2011-08-18 2013-02-21 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Energieversorgungssteuerungseinrichtung
EP2691255B1 (de) * 2011-05-04 2020-03-11 Siemens Mobility GmbH Verfahren zum betreiben spurgebundener fahrzeuge
EP3785978A1 (de) * 2019-09-02 2021-03-03 Siemens Mobility GmbH Fahrzeug und verfahren zu dessen betrieb

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