Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeiten von einander folgenden Schienenfahrzeugen

Abstract

 Es wird ein Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeiten von auf einer mit Linienzugbeeinflussung (LZB) ausgerüsteten Strecke einander folgenden Fahrzeugen (Z1, Z2) angegeben. Die Vorgabe eines fiktiven Haltepunktes (HP) des Vorläuferfahrzeuges (Z1) als zusätzlichen Zielpunkt macht es möglich, zwei Bremskurven (1, 2) für das jeweilige Folgefahrzeug (Z2) zu berechnen, von denen einer die Schnellbremsverzögerung des Folgefahrzeugs und als Zielpunkt der aktuelle Ort (P2) des Zugschlusses des Vorläuferfahrzeuges, der anderen die Betriebsbremsverzögerung des Folgefahrzeugs und als Zielpunkt der fiktive Haltepunkt (HP) des Zugschlusses des Verläuferfahrzeuges zugrundeglegt wird. Das Folgefahrzeug benutzt die jeweils einschränkendere Bremskurve als Fahrkurve. Die Berechnung der Bremskurven und die Minimumauswahl kann entweder auf dem Folgefahrzeug oder in der LZB-Steuerzentrale erfolgen. Das Verfahren erhöht den bisher möglichen Streckendurchsatz um ca. 30 %.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Während im Straßenverkehr im Reaktionsabstand gefahren wird, fahren Schienenfahrzeuge im sogenannten Bremswegabstand. Der Bremswegabstand garantiert, daß auch bei plötzlichem Stehenbleiben eines Vorläuferfahrzeuges, z.B. bei Entgleisung, das Folgefahrzeug nicht auffährt. Diese Sicherheitsforderung bei Bahnen ist einer der Gründe dafür, daß der Streckendurchsatz im Schienenverkehr wesentlich geringer ist als im Straßenverkehr.

[0003] Mit Einführung der linienförmigen Zugbeeinflussung (siehe z.B. Aufsatz von W. Köth/O. Wolf in "Eisenbahntechnische Rundschau" ETR, Dez. 1968, Seiten 533 ff) wurde es möglich, anstelle des zuvor verwendeten, sogenannten festen Blocks, den mobilen Block einzusetzen. Beim mobilen Block wird die Position des Zugschlusses des Vorläuferfahrzeuges in kleinen Quantisierungsschritten erfaßt und dem Folgefahrzeug laufend mitgeteilt.

[0004] Letzteres kann damit seine Geschwindigkeit so regeln, daß es mit einer Betriebsbremsung an dem mitgeteilten Punkt zum Stillstand kommt.

[0005] Bei der Linienzugbeeinflussung meldet jeder Zug die Position seines Zugschlusses an eine Steuerzentrale. Dies kann auch über den Umweg der Übertragung der Position der Zugspitze und zusätzlich der Zuglänge geschehen. Der Folgezug bekommt von der Steuerzentrale jeweils die zuletzt vom Vorläuferzug gemeldete Zugschlußposition als fiktiven Haltepunkt vorgegeben.

[0006] Bei dem bekannten Verfahren geht man davon aus, daß auch bei einem unvorhergesehenen, plötzlichen Stillstand des Vorläuferzuges der Folgezug mit einer Betriebsbremsung halten kann. Der plötzliche Stillstand eines Zuges ist jedoch ein sehr seltener Ausnahmefall und kann nur durch einen Unfall verursacht sein. Auch eine unvorhergesehene Schnellbremsung eines vorausfahrenden Zuges ist sehr selten. In aller Regel wird der vorausfahrende Zug mit einer Betriebsbremsung zum Stillstand gebracht.

[0007] Will man den Streckendurchsatz erhöhen, so kann man dies dadurch erreichen, daß man den Folgezug dichter an den Vorläuferzug heranfahren läßt, und zwar so weit, daß, im Falle einer Betriebsbremsung des vorausfahrenden Zuges, der Folgezug gerade noch mit einer Betriebsbremsung angehalten werden kann. In Fällen des plötzlichen Stillstands oder einer Schnellbremsung des Vorläuferzuges reicht dann allerdings eine Betriebsbremsung des Folgezuges nicht mehr aus, um den Folgezug rechtzeitig zum Stillstand zu bringen. Es muß eine Schnellbremsung durchgeführt werden. Obgleich eine solche Schnellbremsung eine größere Beanspruchung des Fahrzeuges und der Strecke bedeutet, kann sie in den genannten seltenen Fällen in Kauf genommen werden, wenn dadurch der Streckendurchsatz merklich erhöht werden kann. Ein Sicherheitsverlust tritt durch die Inkaufnahme gelegentlicher Schnellbremsungen nicht ein.

[0008] Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Geschwindigkeitsregelung anzugeben, mit dem der Streckendurchsatz ohne Sicherheitsverlust erhöht werden kann.

[0009] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

[0010] Durch Vorgabe zweier unterschiedlich weit entfernter Zielpunkte, von denen der nähere von der aktuellen Position des Zugschlusses des Vorläuferfahrzeuges bestimmt und Zielpunkt einer Schnellbremsung, der entferntere von einem betrieblichen Halt oder von der nach Ablauf einer Betriebsbremsung zu erwartenden Position des Zugschlusses des Vorläuferfahrzeuges bestimmt und Zielpunkt einer Betriebsbremsung ist, hat das folgende Fahrzeug die Möglichkeit, zwei Bremskurven zu berechnen und die jeweils einschränkendere als Fahrkurve einzuhalten.

[0011] Dabei ist einerseits die Sicherheit des Betriebes gewahrt, da das Folgefahrzeug mit einer Schnellbremsung auch bei plötzlichem Stillstand des Vorläuferfahrzeuges rechtzeitig angehalten werden kann, andererseits kann das Folgefahrzeug wesentlich dichter an das Vorläuferfahrzeug heranfahren, was den Streckendurchsatz beträchtlich erhöht.

[0012] Das Verfahren gemäß Patentanspruch 2 unterscheidet sich von dem im Patentanspruch 1 beschriebenen Verfahren dadurch, daß die Berechnung beider Bremskurven und die Minimumauswahl in der Steuerzentrale erfolgen. Dies hat vor allem den Vorteil, daß eine höhere Belastung der Übertragungsstrecke und des Fahrzeugrechnersystems, wie sie die Übertragung zweier Zielpunkte und die Berechnung zweier Bremskurven auf dem Fahrzeug mit sich bringt, vermieden wird.

[0013] Anhand einer Figur soll nun das Verfahren nach der Erfindung ausführlich beschrieben werden.

[0014] Die Figur zeigt Bremsablaufkurven (1, ..., 4) in einem Weg-Geschwindigkeitsdiagramm.

[0015] Die Abszisse S gibt vereinfacht die Fahrstrecke zweier Züge Z1 und Z2 wieder. Die Ordinate V ist die Geschwindigkeitsachse. Der Zug Z1 ist der Vorläuferzug. Er fährt mit gleichbleibender Geschwindigkeit V1. Sein Zugschluß befindet sich in der Position P2. Als Zielpunkt ist ihm ein (fiktiver) Haltepunkt HP vorgegeben, den sein Zugschluß mit einer Betriebsbremsung entlang einer Betriebsbremskurve 3 erreichen würde. In der Position P1 befindet sich der Folgezug Z2.

[0016] In bekannten LZB-Systemen muß der Folgezug die aktuelle Position P2 des Zugschlusses des Vorläuferzuges als fiktiven Haltepunkt berücksichtigen und mittels einer Betriebsbremsung entlang einer Bremskurve 4 an diesem Zielpunkt zum Stehen kommen können. Tut dies der Folgezug z.B. bei einer Betriebsbremsung des Vorläuferzuges, so hat der Zugschluß des Vorläuferzuges inzwischen den Haltepunkt HP erreicht. Der Folgezug ist demnach unnötig früh angehalten worden. Es hätte ausgereicht, ihn unter Einhaltung eines kleinen Sicherheitsabstandes unmittelbar vor dem Haltepunkt HP zum Stillstand zu bringen. Der Folgezug hätte dann bereits den Punkt P1 nicht mit der von der Betriebsbremskurve 4 vorgegebenen Geschwindigkeit V2, sondern mit einer wesentlich höheren Geschwindigkeit V3 passieren können. Diese Geschwindigkeit V3 wird von einer Betriebsbremskurve 2 vorgegeben, welche am Haltepunkt HP des Vorläuferzuges endet.

[0017] Für den Fall, daß der Vorläuferzug an der Position P2 plötzlich anhält oder mit einer Schnellbremsung an einem Punkt zwischen der Position P2 und dem Haltepunkt HP zum Stillstand gebracht wird, reicht die am Haltepunkt HP endende Betriebsbremskurve 2 zur Bremsung des Folgezuges nicht aus. In diesem Fall muß die Betriebsbremskurve 2 an einem Punkt B rechtzeitig verlassen werden und es muß zu einer Schnellbremsung entlang einer Schnellbremskurve 1 übergegangen werden. Die Schnellbremskurve 1 endet an der Position P2 und bringt den Folgezug auch bei plötzlichem Stillstand des Vorläuferzuges rechtzeitig vor dessen Zugschluß zum Stillstand.

[0018] Der Punkt, an dem das Folgefahrzeug die Betriebsbremskurve 2 verläßt und zur Schnellbremsung entlang der Schnellbremskurve 1 übergeht, trennt zwei Bereiche I und II voneinander, in denen verschiedene Bremskurven die jeweils einschränkendere Geschwindigkeit vorgeben. Im Bereich I ist die Geschwindigkeitsvorgabe der Betriebsbremskurve 2 die niedrigere, d.h. die einschränkendere, im Bereich II ist es die der Schnellbremskurve 1. Um dem Folgefahrzeug zu ermöglichen, festzustellen, in welchem der beiden Bereiche es sich befindet, werden dem Fahrzeug gemäß der Erfindung die Position P2, an der sich zum Übertragungszeitpunkt der Zugschluß des Vorläuferzuges befindet, und der fiktive Haltpunkt HP des Vorläuferzuges von der Steuerzentrale mitgeteilt. Das Fahrzeuggerät errechnet zu diesen beiden Zielpunkten zwei Bremskurven 1 und 2, wobei es der Berechnung der am näheren Zielpunkt endenden Bremskurve 1 seine Schnellbremsverzögerung, der Berechnung der am entfernteren Zielpunkt endenden Bremskurve 2 seine Betriebsbremsverzögerung zugrundelegt. Das Fahrzeuggerät vergleicht dann die seiner jeweiligen Position zugeordneten Geschwindigkeitswerte beider Bremskurven miteinander und wählt als Fahrkurve die Bremskurve aus, die den geringeren Geschwindigkeitswert liefert.

[0019] Auf diese Weise gelangt das Fahrzeug am Punkt B, dem Übergang vom Bereich I in den Bereich II, automatisch von der Betriebsbremskurve auf die Zwangsbremskurve.

[0020] Wie aus der Figur unschwer zu ersehen ist, darf die Geschwindigkeit, mit der der Folgezug an den Vorläuferzug heranfährt, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren deutlich höher liegen (bis zur Grenze der schraffierten Zone) als sie die beim Stand der Technik maßgebende Betriebsbremskurve 4 vorgibt. Fahren beide Züge mit zulässiger Höchstgeschwindigkeit hintereinander, so kann der Folgezug so weit an den Vorläuferzug heranfahren, daß er sich gerade noch im Bereich I befindet. Ein Überschreiten der Bereichsgrenze in den Bereich II kann nur bei gleichzeitiger Reduzierung der Geschwindigkeit oder mit bereits reduzierter Geschwindigkeit erfolgen, da sonst die Schnellbremskurve 1 überschritten und damit eine Schnellbremsung ausgelöst wird.

[0021] Da die Übertragung eines weiteren Zielpunktes auf jedes Fahrzeug eine Mehrbelastung des Übertragungskanals und die Berechnung zweier Bremskurven anstatt einer und die Minimumauswahl der Geschwindigkeitswerte eine Mehrbelastung des Fahrzeuggerätes mit sich bringen, kann, wenn solches vermieden werden soll, die Berechnung der Bremskurven und die Minimumauswahl auch in der Steuerzentrale erfolgen. Das Rechnersystem der Steuerzentrale kennt die Positionen und die Geschwindigkeiten der Fahrzeuge und hat ausreichend Kapazität, diese Berechnungen auszuführen. Den Fahrzeugen wird dann, wie bisher, nur ein Zielpunkt, nämlich der Endpunkt der einschränkenderen der beiden Bremskurven übermittelt.

[0022] Mit dem vorbeschriebenen Verfahren kann gemäß einer Modellrechnung der Streckendurchsatz auf 132 % des bisherigen Wertes erhöht werden. Die Zugabstände V erringern sich dabei auf 76 % der bisher notwendigen Zugabstände.

Ansprüche

1. Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit von auf einer für linienförmige Zugbeeinflussung ausgerüsteten Strecke einander folgenden Fahrzeugen, deren Zugschlußpositionen fortlaufend erfaßt und einer Steuerzentrale gemeldet werden und die neben Ort und Art anderweitiger Fahrteinschränkungen den Zugschlußpositionen der jeweils vorausfahrenden Fahrzeuge zugeordnete Zielpunkte von der Steuerzentrale übermittelt erhalten und bei der Vorausberechnung ihrer Fahrkurven berücksichtigen,
dadurch gekennzeichnet, daß jedem Fahrzeug (Z2) fortlaufend zwei Zielpunkte (P2, HP) übermittelt werden, von denen der nähergelegene (P2) der aktuellen Position des Zugschlusses des Vorläuferfahrzeuges (Z1), der entfernter gelegene einer Position (HP) zugeordnet ist, an der ein betrieblicher Halt vorgesehen ist oder an der der Zugschluß des Vorläuferfahrzeuges (Z1) nach einer Betriebsbremsung zum Stillstand kommen würde, daß das Fahrzeug (Z2) unter Zugrundelegung einer vorgegebenen Schnellbremsverzögerung eine erste Bremskurve (1) berechnet, die am näher gelegenen Zielpunkt (P2) endet, und unter Zugrundelegung einer vorgegebenen Betriebsbremsverzögerung eine zweite Bremskurve (2), die am entfernter gelegenen Zielpunkt (HP) endet, und daß zur Ermittlung der einzuhaltenden Fahrkurve eine Minimumauswahl zwischen beiden Bremskurven erfolgt.

2. Verfahren zur Regelung der Geschwindigkeit von auf einer für linienförmige Zugbeeinflussung ausgerüsteten Strecke einander folgenden Fahrzeugen, deren Zugschlußpositionen fortlaufend erfaßt und einer Steuerzentrale gemeldet werden und die neben Ort und Art anderweitiger Fahrteinschränkungen den Zugschlußpositionen der jeweils vorausfahrenden Fahrzeuge zugeordnete Zielpunkte von der Steuerzentrale übermittelt erhalten und bei der Vorausberechnung ihrer Fahrkurven berücksichtigen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Steuerzentrale für jedes Fahrzeug (Z2) fortlaufend zwei Bremskurven (1, 2) errechnet werden, von denen eine an einem der aktuellen Position des Zugschlusses des Vorläuferfahrzeuges (Z1) zugeordneten Zielpunkt (P2) endet und den Einsatz der Schnellbremse verlangt, die andere an einem Zielpunkt (HP) endet, der einem betrieblichen Haltepunkt entspricht oder der Position des Zugschlusses des Vorläuferfahrzeuges (Z1) nach einer vorausgegangenen Betriebsbremsung zugeordnet ist, und die mittels der Betriebsbremse eingehalten werden kann, daß in der Steuerzentrale für jede gemeldete Fahrzeugposition eine Minimumauswahl zwischen beiden Bremskurven erfolgt und daß dem Fahrzeug (Z2) jeweils derjenige Zielpunkt vorgegeben wird, an dem die einschränkendere der beiden Bremskurven endet.

Zeichnung