PL198474B1 - Kolejka elektryczna podwieszona - Google Patents

Abstract

1. Kolejka elektryczna podwieszona z a) tworz acym sie c trakcyjn a systemem szyn jezdnych, b) pewn a liczb a wagonów, z których ka zdy ma: ba) co najmniej jeden mechanizm jezdny, poruszaj acy si e w systemie szyn jezdnych, bb) co najmniej jedno, zwisaj ace z mechanizmu jezdnego zawiesie, bc) co najmniej jeden silnik nap edowy, bd) autonomiczny uk lad sterowania wagonem, który z kolei zawiera: bda) procesor, bdb) pami ec, w której zapami etywana jest ca la sie c trak- cyjna i dopuszczalna w ka zdym miejscu sieci, pr ed- kosc maksymalna oraz dopuszczalny minimalny od- st ep wzgl edem wagonu poprzedzaj acego, bdc) sterowany przez procesor regulator, zasilaj acy pr adem silnik nap edowy, c) centralnym uk ladem sterowania, który daje poszczególnym wagonom polecenia jazdy i otwiera drogi w sieci trakcyjnej, d) szyn a kodow a, która biegnie wzd lu z sieci trakcyjnej i na którym umieszczony jest, daj acy si e odczyta c z ka zdego wagonu, kod miejsca, w którym znajduje si e dany wagon, e) szyn a danych, która biegnie wzd lu z sieci trakcyjnej i za pomo- c a której wagony komunikuj a si e pomi edzy sob a i z cen- tralnym uk ladem sterowania, przy czym f) uk lad sterowania ka zdego wagonu w czasie jazdy odczytuje z szy- ny kodowej aktualn a pozycj e wagonu, pobiera z pami eci pr edko s c maksymaln a dla tego miejsca sieci trakcyjnej i przy braku innych informacji stara si e doprowadzi c wagon do pr edko sci mak- symalnej, znamienna tym, ze g) centralny uk lad sterowania (10) mo ze. . . . . . . . . PL PL PL PL

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kolejka elektryczna podwieszona z

a) tworzącym sieć trakcyjną systemem szyn jezdnych,

b) pewną liczbą wagonów, z których każdy ma:

ba) co najmniej jeden mechanizm jezdny, poruszający się w systemie szyn jezdnych, bb) co najmniej jedno, zwisające z mechanizmu jezdnego zawiesie, bc) co najmniej jeden silnik napędowy, bd) autonomiczny układ sterowania wagonem, który z kolei zawiera:

bda) procesor, bdb) pamięć, w której zapamiętywana jest cała sieć trakcyjna i dopuszczalna w każdym miejscu sieci, prę dkość maksymalna oraz dopuszczalny minimalny odstę p wzglę dem wagonu poprzedzają cego, bdc) sterowany przez procesor regulator, zasilający prądem silnik napędowy,

c) centralnym układem sterowania, który daje poszczególnym wagonom polecenia jazdy i otwiera drogi w sieci trakcyjnej,

d) szyną kodową, która biegnie wzdłuż sieci trakcyjnej i na którym umieszczony jest, dający się odczytać z każdego wagonu, kod miejsca, w którym znajduje się dany wagon,

e) szyną danych, która biegnie wzdłuż sieci trakcyjnej i za pomocą której wagony komunikują się pomiędzy sobą i z centralnym układem sterowania, przy czym

f) układ sterowania każdego wagonu w czasie jazdy odczytuje z szyny kodowej aktualną pozycję wagonu, pobiera z pami ę ci prę dkość maksymalną dla tego miejsca sieci trakcyjnej i przy braku innych informacji stara się doprowadzić wagon do pr ę dkoś ci maksymalnej.

W znanych elektrycznych kolejkach podwieszonych tego typu autonomiczny układ sterowania wagonem stara się doprowadzić każdy wagon w całym systemie do takiej prędkości, która jest maksymalnie dopuszczalna dla danego miejsca, w którym wagon się znajduje, ruch kilku wagonów w sieci trakcyjnej korelowano tak, że zadany był minimalny odstęp względem wagonu poprzedzającego, zaś wagon kolejny tak redukował swoją prędkość, aby można było utrzymać ten minimalny odstęp, poza tym poszczególne wagony poruszały się swobodnie i niezależnie od siebie w sieci trakcyjnej po wydaniu polecenia przez centralny układ sterowania.

Przy tego typu pracy elektrycznej kolejki podwieszonej pomiędzy poszczególnymi wagonami należało utrzymywać stosunkowo duże odstępy bezpieczeństwa. W przypadku wymaganych wysokich prędkości, z jakimi powinny jeździć wagony, oznacza to istotne straty pojemności przewozowej.

Celem wynalazku jest takie udoskonalenie elektrycznej kolejki podwieszonej opisanego na wstępie rodzaju, aby zwiększyć jej pojemność przewozową.

Zadanie to rozwiązano według wynalazku tak, że

g) centralny układ sterowania może wedle wyboru zasilać jeden wagon w trybie jazdy pojedynczej lub kilka wagonów, które przejeżdżają jeden za drugim okreś lone odcinki sieci trakcyjnej, grupować w trybie „pułkowym” w „pułki”, w których wszystkie wagony mają w zasadzie tę samą prędkość, i przekazywać poszczególnym wagonom informacje o przynależności do „pułku”,

h) układ sterowania każdego wagonu w trybie „pułkowym” podczas jazdy odczytuje z szyny kodowej daną pozycję wagonu, wymienia poprzez szynę danych informacje o chwilowo dopuszczalnej prędkości w każdym wagonie „pułku” i tak steruje silnikiem napędowym odpowiedniego wagonu, że wagon porusza się z najmniejszą dopuszczalną prędkością wszystkich wagonów w „pułku”.

Według wynalazku zatem wagony, które mają wspólnie i jeden za drugim przejeżdżać określone odcinki sieci trakcyjnej, zestawia się w tak zwane „pułki”. „Pułk” charakteryzuje się tym, że wszystkie, należące do niego wagony poruszają się z tą samą prędkością. Żaden z wagonów nie utrzymuje jednak tej prędkości w rezultacie procesów regulacyjnych i pomiarów odstępu, co wymagałoby zbyt długiego czasu. Każdy z wagonów otrzymuje przez szynę danych informacje od wszystkich pozostałych wagonach w „pułku”, jakie dopuszczalne prędkości maksymalne muszą być zachowane przez inne wagony. Jeżeli tylko jeden wagon w „pułku” sygnalizuje, że w jego pozycji należy utrzymywać prędkość mniejszą niż wspólna prędkość dotychczasowa, wówczas nie tylko on redukuje swoją prędkość do mniejszej wartości dopuszczalnej. Za nim reagują wszystkie pozostałe wagony w „pułku” bez opóźnienia w czasie, powielając przy tym wyższą prędkość, dopuszczalną właściwie za miejscem,

PL 198 474 B1 w którym się znajdują . To dopasowanie prę dkoś ci wszystkich wagonów w „puł ku” do odpowiednio najmniejszej prędkości dopuszczalnej, zachodzące bez znacznego opóźnienia w czasie, zwiększa bezpieczeństwo eksploatacji kolejki.

Większa szybkość dopasowania prędkości wagonów w „pułku” do jednolitej, najmniejszej prędkości dopuszczalnej jest możliwe dzięki temu, że dopuszczalny minimalny odstęp wagonów w trybie „pułkowym”, jest mniejszy niż dopuszczalny minimalny odstęp wagonów w trybie jazdy pojedynczej. Mniejszy minimalny odstęp wagonów oznacza, przy zachowaniu pozostałych parametrów, zwiększenie pojemności przewozowej.

Alternatywnie lub dodatkowo w ramach wynalazku można zastosować rozwiązanie, w którym dopuszczalna lokalna prędkość co najmniej w obszarach sieci trakcyjnej dla każdego wagonu w trybie „pułkowym” jest większa niż dla wagonów w trybie jazdy pojedynczej. Przy zachowaniu pozostałych parametrów oznacza to również zwiększenie pojemności przewozowej.

W innej postaci wykonania wynalazku każdy wagon ma czujnik odległościowy, który stwierdza odstęp względem poprzedzającego wagonu i podaje sygnał do układu sterowania danym wagonem, gdy odstęp ten zmniejszy się poniżej określonej wartości minimalnej. Czujnik odległościowy pełni jedynie funkcję czysto zabezpieczającą, ponieważ wykorzystuje się go tylko wówczas, gdy z jakichkolwiek powodów zawodzi autonomiczne sterowanie wagonami za pomocą szyny kodowej i szyny danych.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie bardzo prosty plan trakcji elektrycznej kolejki podwieszonej, fig. 2 - schemat blokowy układu sterowania wagonem elektrycznej kolejki podwieszonej we współpracy z centralnym układem sterowania, zaś fig. 3 - schemat blokowy centralnego układu sterowania, podzielonego na kilka płaszczyzn hierarchii.

Na figurze 1 przedstawiony jest w widoku z góry bardzo prosty plan trakcji elektrycznej kolejki podwieszonej. Zawiera on dwa półkoliste odcinki 1a, 1b, połączone ze sobą dwoma prostoliniowymi odcinkami 1c, 1d i tworzące w ten sposób owal. Równolegle do prostoliniowego odcinka trakcji 1d poprowadzony jest prostoliniowy boczny odcinek trakcji 1e, połączony zwrotnicami 2, 3 z główną siecią trakcyjną. Przebieg toru jest uwidoczniony przez następujące cztery szyny, poprowadzone równolegle: szynę jezdną 4, szynę prądową 5, szynę danych 6 i szynę kodową 7.

W szynie jezdnej 4 poruszają się w znany sposób mechanizmy jezdne poszczególnych wagonów 8 podwieszonej kolejki, zawierające schodzący w dół wieszak i ewentualnie zamocowane na nim zawiesie. Każdy z wagonów 8 ma własny silnik napędowy oraz układ sterowania, który umożliwia danemu wagonowi 8, pod wpływem wprowadzonego do pamięci programu i poleceń zewnętrznych, wyszukiwanie i znalezienie własnej drogi na sieci trakcyjnej 1 w korelacji z innymi, poruszającymi się tam wagonami 8.

Jak to się odbywa w ramach współpracy układu sterowania 11 poszczególnych wagonów 8 z centralnym układem sterowania 10, objaśnione jest poniż ej na podstawie schematu blokowego z fig. 2. W przypadku bardziej skomplikowanych trakcji, jaka jest opisana poniż ej w odniesieniu do fig. 3, centralny układ sterowania 10 ma budowę hierarchiczną i jest połączony z szyną danych 5.

Odrębny dla każdego wagonu 8, autonomiczny układ sterowania 11 zawiera procesor 12, pamięć 13 oraz regulator 14, który oddziałuje na silnik napędowy 15 wagonu 8.

Do procesora 12 doprowadzane są dane z głowicy odczytowej 16, prowadzonej wzdłuż szyny kodowej 7 i otrzymującej z niej informacje o aktualnej pozycji wagonu 8 z dokładnością lepszą niż 1 mm. Procesor 12 wymienia ponadto w sposób dwukierunkowy dane z szyną danych 6 za pomocą urządzenia ślizgowego 17. Jest on poza tym połączony z pamięcią 13 i czujnikiem odległościowym 18, który jest umieszczony na przedniej - patrząc w kierunku ruchu - czołowej powierzchni danego wagonu 8 i współpracuje z reflektorem 19 na skierowanej ku niemu, czołowej powierzchni poprzedzającego wagonu 8 (porównaj fig. 1). Procesor 12 steruje regulatorem 14, który z kolei za pomocą urządzenia ślizgowego 19 jest połączony z szyną prądową 5 i odpowiednio do sygnałów zasila prądem silnik napędowy 15.

W pamięci 13 przechowywana jest cała sieć trakcyjna 1 łącznie ze wszystkimi tak zwanymi „pozycjami specjalnymi”. Pod pojęciem „pozycji specjalnych” rozumie się wszystkie te miejsca w sieci trakcyjnej, do których przejś cia wagon 8 wymaga sygnału wolnej drogi z centralnego układu sterowania 10. W szczególności pozycje specjalne oznaczają zwrotnice, jak zwrotnice 2, 3 na fig. 1, tory przeciwpożarowe, urządzenia dźwigowe i inne. Pamięć 13 zawiera ponadto w formie stabelaryzowanej informacje o dopuszczalnej maksymalnej prędkości w każdym miejscu sieci trakcyjnej 1

PL 198 474 B1 oraz dopuszczalnym minimalnym odstępie względem poprzedzającego wagonu 8, przy czym ten ostatni można podawać jako funkcję prędkości chwilowej.

Opisany układ sterowania działa w sposób następujący:

Każdy z wagonów 8 otrzymuje z centralnego układu sterowania 10 poprzez szynę danych 6 i urządzenie ś lizgowe 17 polecenie jazdy, które wyznacza mu aktualny cel. Procesor 12 steruje regulatorem 14 tak, że zasila on prądem silnik napędowy 15 danego wagonu 8 w ten sposób, że w każdym miejscu sieci trakcyjnej 1 wagon porusza się z maksymalną dopuszczalną prędkością, o ile nie ma poleceń przeciwnych. W tym celu głowica odczytowa 16 odczytuje z szyny kodowej 7 miejsce, w którym aktualnie znajduje się wagon 8. Procesor 12 pobiera z przechowywanej w pamięci 13 tabeli maksymalną prędkość, dopuszczalną w danym miejscu, i steruje odpowiednio silnikiem napędowym 15 za pomocą regulatora 14. Poza tym oblicza on zadaną pozycję wagonu 8, całkując po czasie zadaną prędkość, porównuje tę zadaną pozycję z pozycją rzeczywistą, odczytaną za pomocą głowicy odczytowej 16 z szyny kodowej 6, i podaje regulatorowi 14 odpowiednie polecenia korygujące, które pozwalają wyeliminować rozbieżności pomiędzy rzeczywistą i zadaną pozycją wagonu 8. Tego typu odchylenia mogą wynikać z parametrów zakłóceniowych, oddziałujących na mechanikę wagonu, jak na przykład wzniesienie, ciężar lub tarcie.

Centralny układ sterowania 10 otrzymuje w sposób ciągły z układu sterowania 11 wagonu, poprzez szynę danych 6, informacje o miejscu, w którym chwilowo znajduje się każdy wagon 8. We właściwym czasie przed osiągnięciem specjalnej pozycji, na przykład przed dotarciem do jednej ze zwrotnic 2, 3 na fig. 1, centralny układ sterowania 10 nastawia dane urządzenie na przykład zwrotnice 2, 3, na pozycję specjalną tak, że dany wagon 8 może dotrzeć do miejsca swego przeznaczenia w sieci trakcyjnej 1. Jeżeli przejazd wagonu 8 przez pozycję specjalną jest możliwy, na przykład w wyniku otrzymania odpowiedniego sygnału ze zwrotnic 2, 3, wówczas centralny układ sterowania 10 podaje do układu sterowania 11 wagonu odpowiedni sygnał wolnej drogi. Sygnał ten sprawia, że wagon 8 przejeżdża przez odpowiednią pozycję specjalną bez zatrzymania, jeżeli natomiast z centralnego układu sterowania 10 nie nadchodzi sygnał wolnej drogi, wówczas wagon 8 zaczyna hamować przed pozycją specjalną w odstępie, który można wyliczyć dla danej prędkości jako niezbędna droga hamowania, i pozostaje na pozycji specjalnej.

Jeżeli po całej sieci trakcyjnej 1 poruszałby się jeden wagon 8, wówczas można by opisać w peł ni współ pracę pomię dzy centralnym ukł adem sterowania 10 i uk ł adem sterowania 11 wagonu. Wagon 8 poruszałby się teraz z prędkością, która odpowiada przechowywanej w pamięci 13, maksymalnej prędkości dla każdego miejsca w sieci trakcyjnej 1, od punktu startu do zadanego mu celu, przy czym centralny układ sterowania 10 kontroluje jedynie przejazd wagonu 8 przez pozycje specjalne.

W rzeczywistości po sieci trakcyjnej 1 porusza się duża liczba wagonów 8, z których każdy jest wyposażony w układ sterowania 11 tego samego rodzaju. Wszystkie te wagony 8 są połączone szyną danych 6 nie tylko z centralnym układem sterowania 10, lecz także pomiędzy sobą, w związku z czym każdy wagon 8 w sieci trakcyjnej 1 jest informowany o pozycji każdego innego wagonu 8 w tej samej sieci trakcyjnej 1.

W zasadzie przy ruchu wię kszej liczby wagonów 8 w sieci trakcyjnej 1 należ y rozróż nić dwa odmienne tryby pracy: jazda pojedyncza, w której pojedyncze wagony 8 - są z uwzględnieniem zapobiegania kolizjom - prowadzone w opisany powyżej sposób w zasadzie od punktu startu do punktu docelowego, oraz tryb „pułkowy”, w którym pewna liczba wagonów 8 zostaje zgrupowana w „pułk” i w tej postaci prowadzona w zasadzie z jednakową prędkością po określonym odcinku sieci trakcyjnej 1.

Tryb jazdy pojedynczej odpowiada w dużej mierze, jak już wspomniano, opisanej powyżej autonomicznej jeździe pojedynczego wagonu 8 od punktu startu do punktu docelowego. Jeżeli jednak układ sterowania 11 danego wagonu dostarczy poprzez szynę danych 6 informację, że odstęp od poprzedzającego wagonu 8 spadł poniżej minimum, przechowywanego w pamięci 13 i odpowiadającego danej prędkości, wówczas procesor 12 steruje poprzez regulator 14 silnikiem 15 tak, że prędkość spada poniżej maksymalnej dopuszczalnej wartości i zachowany zostaje wymagany odstęp bezpieczeństwa od poprzedzającego wagonu 8. Ten stan trwa tak długo, aż poprzedzający wagon 8 odsunie się poza minimalny odstęp, na przykład wówczas, gdy wjedzie w odgałęzienie sieci trakcyjnej 1. Wówczas układ sterowania 11 wagonu przyspiesza dany wagon 8 ponownie do prędkości maksymalnej , która zgodnie z przechowywaną w pamięci 13 wartością tabelaryczną jest dopuszczalna w danym miejscu sieci trakcyjnej 1, odczytanym przez głowicę odczytową 16 z szyny kodowej 7.

Jeżeli kilka wagonów 8 pokonuje wspólnie i jeden za drugim w ramach sieci trakcyjnej 1 określone odcinki torów, wówczas z uwagi na pojemność przewozową korzystne jest, zestawienie tych

PL 198 474 B1 wagonów w „pułk”. Wszystkie wagony 8 jednego „pułku” jadą z tą samą prędkością i zmieniają prędkość w dokładnej czasowej korelacji. Dzięki temu wagony 8 „pułku” mogą jechać względem siebie w minimalnym odstę pie, mniejszym niż minimalny odstę p w czasie jazdy pojedynczej. Również wartość tego (mniejszego) minimalnego odstępu względem poprzedzającego wagonu 8 jest dla każdego wagonu 8 przechowywana w pamięci 13.

Centralny układ sterowania 10 określa, które kolejne wagony 8 zostaną zestawione w „pułk” i na której pozycji w „pułku” znajduje się dany wagon 8. Sterowanie wagonem 8 zmienia się teraz następująco w porównaniu do opisanego wyżej sterowania w czasie jazdy pojedynczej:

Najpierw jako miernik odstępu od poprzedzającego wagonu 10 z pamięci 13 odczytywana jest mniejsza wartość. To umożliwia pojedynczym wagonom 8 zbliżenie się do siebie bardziej niż jest to dopuszczalne w czasie jazdy pojedynczej. Po drugie już nie wszystkie wagony 8 w „pułku” zmieniają swoją prędkość przy osiągnięciu jednego i tego samego określonego miejsca w sieci trakcyjnej 1, w którym zgodnie z tabelą przechowywaną w pamięci 13 należy dokonać zmiany prędkości. Każdy z wagonów 8 w „puł ku” dostosowuje swoją prę dkość do najmniejszej prędkoś ci, z jaką moż e poruszać się wagon 8 w „pułku”.

Proces ten objaśniony jest bliżej w odniesieniu do sieci trakcyjnej 1 przedstawionej na fig. 1.

Rozważania dotyczą wagonów 8, znajdujących się na dolnym prostoliniowym odcinku 1c sieci trakcyjnej 1 i poruszających się jako „pułk” w kierunku strzałki. Na prostoliniowym odcinku 1c wagony 8 mogą poruszać się z większą prędkością, której wartość można odczytać z tabeli znajdującej się w pamię ci 13. Jeż eli teraz pierwszy wagon 8 „puł ku” wejdzie w pół kolisty odcinek 1b toru, w którym obowiązuje mniejsza prędkość maksymalna, wówczas ten wagon 8 zwalnia w podobny sposób, jak przy jeździe pojedynczej, do tej mniejszej wartości. W korelacji z nim zmniejszają odpowiednio swoją prędkość także wszystkie kolejne wagony „pułku”. Nie odbywa się to tak, że kolejne wagony 8 zbliżają się nadmiernie do danego wagonu poprzedzającego, zaś poszczególne układy sterowania 11 wagonów przy stwierdzeniu zbyt dużego zbliżenia pomiędzy wagonami obniżają ich prędkość; proces ten bowiem wymagałby zbyt wiele czasu. Zamiast tego pierwszy wagon 8a w „pułku” zgłasza poprzez szynę danych 6 do wszystkich innych wagonów 8 w „pułku”, że jego dopuszczalna prędkość uległa zmniejszeniu. Wszystkie pozostałe wagony 8 tego „pułku” reagują na to odpowiednim zmniejszeniem prędkości, nawet wówczas, gdy nadal znajdują się na prostoliniowym odcinku 1c toru, na którym dopuszczalna byłaby wyższa prędkość. W ten sposób zmiana prędkości wszystkich wagonów 8 w „pułku” zachodzi w dokładnej korelacji czasowej.

Wagony 8 „pułku” przejeżdżają teraz kolejno przez półkolisty odcinek 1b sieci trakcyjnej 1 ze zmniejszoną prędkością.

Należy przyjąć, że zwrotnica 2 jest tak skonstruowana, że dany „pułk” wjeżdża w prostoliniowy odcinek 1d, gdzie ponownie dopuszczona jest wyższa prędkość maksymalna. Każdy z wagonów 8, zbliżających się do zwrotnicy 2, otrzymuje z centralnego układu sterowania 10 sygnał wolnej drogi, w zwią zku z czym wagon 8 przechodzi przez zwrotnicę 2. Poprzedzają cy go wagon 8a „pu ł ku” nie przyspiesza teraz analogicznie do opisanego powyżej procesu hamowania już wtedy, gdy wjeżdża w obszar sieci trakcyjnej 1, w którym zgodnie z tabelą przechowywaną w pamię ci 13 mógł by się poruszać z większą prędkością. Wagon ten czeka mianowicie, aż ostatni wagon 8b „pułku” wjedzie również w prostoliniowy odcinek 1a toru, zaś wszystkie wagony 8 „pułku” zasygnalizują poprzez szynę danych 6, że mogą się poruszać z większą prędkością, dopuszczalną na prostoliniowym odcinku 1a. W ten sposób poprzedzają cy wagon 8a przyspiesza w dokł adnej korelacji czasowej ze wszystkimi pozostałymi wagonami 8 „pułku” łącznie z ostatnim wagonem 8b, osiągając większą, aktualnie dopuszczalną prędkość.

Jeżeli minimalny odstęp wagonu 8 w „pułku” jest niezależny od prędkości, wówczas użyte powyżej pojęcie „korelacji czasowej” oznacza dokładną równoczesność.

Również z uwagi na pojemność przewozową całego urządzenia korzystne może być uzależnienie odstępu pomiędzy wagonami 8 w „pułku” od prędkości. Tak na przykład odstęp wagonów 8 obszarze półkolistym, w którym dopuszczalna jest mniejsza prędkość maksymalna, może być mniejszy niż odstęp wagonów 8 na prostoliniowym odcinku 1c, gdzie dopuszczalna jest większa prędkość maksymalna. Zmniejszanie odstępu w obszarach, gdzie jedzie się wolniej, może odbywać się tak, że poszczególne wagony 8 „pułku” obliczają miejsce, gdzie zmniejszają one swoją prędkość, na podstawie tego zmniejszonego odstępu. Redukcja prędkości wszystkich wagonów w „pułku” następuje zatem w tym przypadku nie równocześ nie, lecz w pewnej kolejnoś ci, jednak nadal bez opóź nienia, ponieważ każdy wagon zmienia proces hamowania autonomicznie wyłącznie na podstawie własnego układu

PL 198 474 B1 sterowania 11 przy osiągnięciu miejsca odczytanego na szynie kodowej 7 przez własną głowicę odczytową 16. W odpowiedni sposób po przejechaniu odcinka 1b, na którym dopuszczalna jest mniejsza prędkość maksymalna i, w następstwie tego, mniejszy odstęp pomiędzy wagonami 8, na odcinku 1d, który znowu dopuszcza większe prędkości, pomiędzy wagonami 8 ustala się ponownie większy odstęp. W tym celu poszczególne wagony 8 w „pułku” obliczają pozycje, w których powinny zwiększyć swoją prędkość, w oparciu o swoją pozycję w „pułku” i nowy, większy odstęp pomiędzy wagonami 8. Poszczególne wagony w „pułku” mieniają swoją prędkość nie równocześnie, lecz kolejno po sobie, jednak bez opóźnień związanych z regulacją.

Na figurze 3 przedstawiony jest schemat blokowy, z którego wynika, w jaki sposób centralny układ sterowania 10 jest w przypadku bardziej skomplikowanej sieci trakcyjnej 1 podzielony na różne płaszczyzny hierarchii. Cała sieć trakcyjna 1 jest podzielona na różne segmenty, z których każdemu odpowiada odcinek 6a do 6h szyny danych.

Wagony 8, które znajdują się na poszczególnych segmentach sieci trakcyjnej i są połączone odpowiednio z odcinkami 6a-6h szyny danych 6, są kontrolowane przez segmentowe układy sterowania 10a-10h. Kilka segmentowych układów sterowania 10a-10h, które dają się przyporządkować wspólnym geometrycznym obszarom sieci trakcyjnej 1, jest połączonych za pomocą szybkiej szyny zbiorczej CAN 30a, 30b z regulatorem 40a, 40b, 40c obszarów (CEDIO). Na granicach obszarów, celem pokrycia występujących tutaj, znacznych odległości, zainstalowane są specjalne sprzężone jednostki centralne 50a-50d, które wytwarzają ciągłe połączenie segmentowych układów sterowania 10a-10h w całej instalacji. Te sprzężone jednostki centralne 50a-50d umożliwiają, poprzez przestawienie przewodów, połączenie na większych odcinkach pomiędzy poszczególnymi obszarami.

Regulatory 40a, 40b, 40c obszarów są z kolei połączone z centralną instalacją SPS 60.

Przy powyższym opisie zasady sterowania poszczególnymi wagonami 8 w sieci trakcyjnej 1 elektrycznej kolejki podwieszonej nie została przedstawiona funkcja czujnika odległościowego 18. W idealnym przypadku nie jest on konieczny do pracy elektrycznej kolejki podwieszonej i stanowi wyłącznie środek bezpieczeństwa. Czujnik odległościowy 18 mierzy dodatkowo, poza przekazywaną przez szynę danych 6 informacją o pozycji poprzedzającego wagonu 8, odstęp względem tego poprzedzającego wagonu 8 na zasadzie zapory świetlnej, pracującej w świetle odbitym. Zazwyczaj czujnik odległościowy 18 nie musi być aktywny, ponieważ sam procesor 12 układu sterowania 11 każdego wagonu dba o prawidłowy odstęp względem poprzedzającego wagonu 8 na podstawie mierzonej pozycji rzeczywistej danego wagonu 8 i przekazywanej przez szynę danych 6 pozycji wagonu poprzedzającego. Jeżeli jednak ten proces sterowania miałby z jakichkolwiek powodów zawieść, wówczas czujnik odległościowy 18 dba za pomocą odpowiedniego sygnału, działającego na procesor 12, o to, aby wagon 8 się zatrzymał.

Claims (4)

1. Kolejka elektryczna podwieszona z

a) tworzącym sieć trakcyjną systemem szyn jezdnych,

b) pewną liczbą wagonów, z których każdy ma:

ba) co najmniej jeden mechanizm jezdny, poruszający się w systemie szyn jezdnych, bb) co najmniej jedno, zwisające z mechanizmu jezdnego zawiesie, bc) co najmniej jeden silnik napędowy, bd) autonomiczny układ sterowania wagonem, który z kolei zawiera:

bda) procesor, bdb) pamięć, w której zapamiętywana jest cała sieć trakcyjna i dopuszczalna w każ dym miejscu sieci, prę dkość maksymalna oraz dopuszczalny minimalny odstęp względem wagonu poprzedzającego, bdc) sterowany przez procesor regulator, zasilający prądem silnik napędowy,

c) centralnym układem sterowania, który daje poszczególnym wagonom polecenia jazdy i otwiera drogi w sieci trakcyjnej,

d) szyną kodową, która biegnie wzdłuż sieci trakcyjnej i na którym umieszczony jest, dający się odczytać z każ dego wagonu, kod miejsca, w którym znajduje się dany wagon,

e) szyną danych, która biegnie wzdłuż sieci trakcyjnej i za pomocą której wagony komunikują się pomiędzy sobą i z centralnym układem sterowania,

PL 198 474 B1 przy czym

f) układ sterowania każdego wagonu w czasie jazdy odczytuje z szyny kodowej aktualną pozycję wagonu, pobiera z pamięci prędkość maksymalną dla tego miejsca sieci trakcyjnej i przy braku innych informacji stara się doprowadzić wagon do pr ę dkoś ci maksymalnej, znamienna tym, że

g) centralny układ sterowania (10) może wedle wyboru zasilać jeden wagon (8) w trybie jazdy pojedynczej lub kilka wagonów (8), które przejeżdżają jeden za drugim określone odcinki się ci trakcyjnej (1), grupowa ć w trybie „puł kowym” w „puł ki”, w których wszystkie wagony (8) mają w zasadzie tę samą prędkość, i przekazywać poszczególnym wagonom (8) informacje o przynależ ności do „puł ku”,

h) układ sterowania (11) każdego wagonu (8) w trybie „pułkowym” podczas jazdy odczytuje z szyny kodowej (7) daną pozycję wagonu (8), wymienia poprzez szynę danych (5) informacje o chwilowo dopuszczalnej prędkości w każdym wagonie (8) „pułku” i tak steruje silnikiem napę dowym (15) odpowiedniego wagonu (8), że wagon (8) porusza się z najmniejszą dopuszczalną prę dkością wszystkich wagonów (8) w „pułku”.

2. Kolejka elektryczna podwieszona według zastrz. 1, znamienna tym, że dopuszczalny minimalny odstęp wagonów (8) w trybie „pułkowym”, jest mniejszy niż dopuszczalny minimalny odstęp wagonów (8) w trybie jazdy pojedynczej.

3. Kolejka elektryczna podwieszona według zastrz. 1, albo 2, znamienna tym, że dopuszczalna lokalna prędkość co najmniej w obszarach sieci trakcyjnej (1) dla każdego wagonu (8) w trybie „pułkowym” jest większa niż dla wagonów (8) w trybie, jazdy pojedynczej.

4. Kolejka elektryczna podwieszona według jednego z poprzednich zastrz., znamienna tym, że każdy wagon (8) ma czujnik odległościowy (18), który stwierdza odstęp względem poprzedzającego wagonu (8) i podaje sygnał do układu sterowania (11) danym wagonem, gdy odstęp ten zmniejszy się poniżej określonej wartości minimalnej.