专利名称：用于运行轨道车辆的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行轨道车辆的方法，在所述方法中为预定的路段确定至少一个滚动点，在到达所述滚动点时实现轨道车辆的牵引装置的关闭，并且所述轨道车辆能够在剩余路段的至少一部分上向着路段终点滑行。
背景技术：
这样的方法的目的是，在轨道车辆运行时节省能量。为了所述目的，很久以来已经已知所谓的“滚动点”，也称为“滑行点”。所述滚动点是在路段上的点，在到达所述滚动点时轨道车辆司机应关闭牵引装置，并且所述轨道车辆应朝路段终点的方向滑行(“滑动”)。 至今为止，为预定的路段确定单独的滚动点，其中，所述滚动点根据用于直到路段终点的剩余路线的固定的时间余量来调整。因此，这样的滚动点仅对在路段上的确定的时间余量进行能量优化或者能够应用于在路段上的确定的时间余量。这被认为是不利的。
发明内容
据此，本发明基于的目的是，改进用于运行轨道车辆的已知的方法，使得所述轨道车辆能够节能地行驶。所述目的在开始提及的方法中如下得以实现，S卩，预先为预定的路段存储多个滚动点，所述滚动点分别与直到路段终点的固定的距离和直到到达路段终点的固定的行驶时间间隔相关联，并且在通过预定的路段时持续地检验，对于滚动点中的一个，根据第一条件，直到路段终点的当前测定的距离是否小于直到路段终点的固定的距离，并且根据第二条件，直到路段终点的当前的行驶时间间隔是否大于或等于直到路段终点的固定的行驶时间间隔，并且在满足两个条件时以信号的方式传达轨道车辆的牵引装置的可能的关闭，而在不满足所述条件时，检验所存储的滚动点中的另一个是否满足所述两个条件。因此可能的是，依据当前的位置和时间，直到目的适合地识别最佳的滚动点，并且将所述滚动点通知车辆司机。由于以下事实，S卩，为例如能够在轨道车辆的两个车站之间限定的预定的路段定义例如在十到二十个之间的多个滚动点，相对于现有技术明显提高了使用所述滚动点中的一个来节省能量的可能性。这是因为滚动点的区别在于它们的值对，所述值对由直到达到达路段终点的固定的距离和固定的行驶时间间隔组成。优选的是，对滚动点首先检验是否满足第一条件，并且然后，检验是否满足第二条件。将轨道车辆的牵引装置的可能的关闭有利地以信号的方式传递给轨道车辆司机。 这能够以听觉的和/或视觉的方式实现。在这种情况下，轨道车辆司机对信号做出如下反应，即，他将轨道车辆的油门操纵杆带到中立位置上，使得所述牵引装置被关闭。可替代地，在满足用于滚动点的第一和第二条件时，轨道车辆的牵引装置也自动地关闭。但是，在这种情况下有意义的是，将自动关闭以信号的方式传递给轨道车辆司机，所述轨道车辆司机最终对轨道车辆的安全负责。为了实施所述方法必要的是，确定轨道车辆的到路段终点或下一站的当前距离和当前行驶时间间隔。为了获得所述当前的数据，有利的是，在所述数据的计算中包含已测量的变量，所述变量从如下组中选取，有关路段终点的位置和/或来自所存储的行车时刻表的路段的长度有关的信息、来自所存储的行车时刻表的有关到达路段终点的目标时间、预定的路段的识别、有关轨道车辆的当前位置的信息、已行驶的路径的路线检测和当前的车辆速度。当例如轨道车辆的当前位置通过全球定位系统(GPS)和已行驶的路径的路线检测来测定时，所述变量可能是部分冗余的。可替代地，有关到达路段终点的目标时间和其它路径信息也通过无线电由操纵台传递。能够预先以轨道车辆的制动特征曲线为基础计算滚动点。在此，制动特征曲线能够特别是用于再生制动的制动特征曲线，其本身具有附加的节能潜力。能够为预定的路段预先存储多个制动应用点，所述制动应用点分别与直到路段终点的固定的距离和固定的车辆速度相关联，并且在通过预定的路段时持续地检验，对于制动点中的一个，根据第三条件，直到路段终点的当前测定的距离是否小于直到路段终点的固定的距离，并且根据第四条件，当前的车辆速度是否大于或等于相关的制动应用点的固定的速度，并且在满足第三条件和第四条件时，以信号的方式传递用于开始轨道车辆的制动过程的要求。可选地，在制动应用点的计算中还能够包括司机的所预期的反应时间。当必须开始轨道车辆的制动，以便借助预定的制动特征曲线到达目标车站或路段终点时，这确保了可靠地识别。用于使制动过程开始的要求能够以信号的方式传递给轨道车辆司机，以至于所述轨道车辆司机触发所述过程。可替代地，还可能的是，在满足第三条件第四条件时，自动地开始用于轨道车辆的制动过程。在这样的情况下，将自动开始制动过程以信号的方式传递给轨道车辆司机再次是有意义的。当然，在制动点的计算中包括轨道车辆的在需要时预先选定的并且也作为计算滚动点的基础的制动特征曲线。在此，特别是也能够选择用于再生制动的特征曲线。因为在再生制动时必须重新调节用于实施制动过程的行驶制动杆，所以有利的是，在显示装置上将用于实施制动过程的行驶制动杆的额定位置显示给轨道车辆司机。为了进一步节约能量，有利的是，在制动过程中依据当前的车辆速度自动地限制可请求的制动力，使得主要地或者甚至也可以纯再生制动。在此，只是当行驶制动杆不超过预定的最小偏移时，才能够激活所述限制，所述最小偏移能够相应于行驶制动杆的总偏移的例如50%的值。所述方法总体上优选例如在路段的最后的三分之一中朝向行程的终点在两个车站之间实施。这导致晚点的风险降到最低。优选还对滚动点检验一个附加的条件，根据所述条件轨道车辆具有最小速度。所述最小速度必须确保轨道车辆具有这样的速度，即，被认为是足够的保持时间实际上可实现轨道车辆的直到路段的终点的所希望的滑行运动。
下面参见附图详细地阐述本发明的实施例。附图中示出
图1示出用于图解说明用于以节能的方式运行轨道车辆的方法的总览框图；并且图2示出轨道车辆的行驶速度作为到路段起点的距离的函数的图表。
具体实施例方式在图1的上部区域中形象地说明，以哪种方式获得用于以节能的方式运行轨道车辆的方法的两个参数。在此，第一参数是到路段终点Π的当前距离。所述距离借助多个输入数据当前计算。所述输入数据来自描述轨道车辆的当前位置的导航系统、描述从上一火车站或从路段起点的已行驶的路径的路线检测以及行车时刻表，从所述行车时刻表能够得知有关下个火车站或路段终点的位置信息、在前一个火车站和下一个火车站之间的距离或路段的长度和有关存在哪些当前路线的信息。从来自已存储的行车时刻表、导航系统和路线检测的数据能够毫无问题地计算轨道车辆直到下一目的地，即路段终点的当前距离。普遍来说，函数fl从上面说明的输入值中连续地计算出轨道车辆直到目标火车站或路段终点的当前距离。在最简单的情况下，这能够通过目标火车站的和当前位置的位置坐标相减来实现。可替代地，也能够提出已行驶的路线与路线总长相比较。但是优选采取的方式是，其中将不同的信息相互比较和优化。这例如能够通过卡尔曼滤波器(Kalman-Filter)实现。这具有的优点是，能够充分利用不同的信息的不同强度，并且因此能够获得系统的更高的精确性和可靠性。此外，能够因此在系统故障时，例如在GPS的情况下位置信息丢失时，继续实施所述方法。替代路线检测的直接的数据(来自车辆控制装置的标准信息)能够有利的是，允许将原始数据(轴转速、雷达速度、已识别的转速等等)直接输入上面列举的优化程序中。然后，除了特有的速度信号，还需要所述信号的有效性信息，以及关于车辆的状态的信息(加速、滑行、制动、当前牵引力、当前制动力等等)。然后，借助所述信息，优化程序能够利用用于测定距离信息的相应地最佳信息，并且依据状态单独地纠正各个速度信号的误差。此外，所述功能还提供了关于已测定的距离信息的品质的报告。然后，依据已测定的距离信息的品质，系统能够表达或阻止滑行建议。用于所述方法的第二参数是直到路段终点f2的行驶时间间隔。为计算所述行驶时间间隔又用到行车时刻表，从所述行车时刻表能够得知用于到达下一个火车站或路段终点的目标时间。可选地，用于到达下一个火车站的目标时间也能够通过无线电传递给系统 /更新。在引用当前时间的情况下能够确定直到路段终点的行驶时间间隔。连续通过轨道车辆在路段上的总车程最新地测定到Π、f2的两个变量。在待实施的方法中包括滚动点，所述滚动点以需要时可选择的制动特征曲线为基础离线地使用，所述制动特征曲线能够是纯再生制动的，但是也能够是线性的。为每个路段以表格的形式存储滚动点CPitj在此，每个滚动点CPi与值对(Δ X，At)相关联，其中，Δχ 是用于相应的滚动点CPi的直到路段终点的固定的距离，而At意味着同样直到路段终点的固定的行驶时间间隔。可选地，为了提高算法的鲁棒性，也能够相对于上述滚动点CPi存储最小速度(Δχ, At, vmin)0当总路线例如具有五个路段时，能够为每个单独的路段计算出例如十到二十个滚动点。在此，滚动点的时序例如能够相应于1%、2%、3%、4%、5%、6%、8%、10%的保持时间。其中，分别计算出直到路段终点的分别相关的固定的距离，以至于总体上轨道车辆能够直到该路段终点仅通过滑行来遵循它的行车时刻表。在此，保持时间理解为从用于通过路段的最快时间和用于通过路段的可供使用的时间之间的差中获得的时间间隔。在用于确定的路段的滚动点的计算中能够包括多个变量。除了用于轨道车辆所选择的制动特征曲线外，还使用了地形学的变量，例如路线的速度剖面、它的高度剖面、现存的隧道、需要时还有已出现的曲率半径。此外可以考虑牵引力特征曲线、驱动功率/制动功率(效率)、车辆质量、行驶阻力、预定震动值、允许的有效电流、允许的反馈电流等等。在通过路段时进行滚动点监控f3。所述滚动点监控意味着用于当前的路段持续的检验“路段终点的距离”彡Ax(CPi)与“路段终点的行驶时间间隔”彡Δ t (CPi)。如果为滚动点附加地存储最小速度，那么上述持续的检验以下述“与”(AND)条件扩展与“当前速度”彡 Vmin(CPi)所述函数f3对相应地当前的路线或当前的路段持续地检验，是否满足用于所存储的滚动点中的一个的两个上述条件。如果用于滚动点的两个条件得以满足，那么这意味着，存在足够的时间，以便关闭轨道车辆的牵引装置，并且所述轨道车辆能够朝目标火车站或路段终点的方向滑行。当确定对预先计算出的多个滚动点中的一个确定既满足第一条件也满足第二条件(并且可选地满足第三条件，最小速度)时，对轨道车辆司机发出滑行指示f4。然后，所述轨道车辆司机能够以简单的方式，即通过将行驶制动杆放置到它的中立位置上关闭所述轨道车辆的牵引装置。可替代地，还可能的是，牵引装置被自动地关闭，其中，那么向轨道车辆司机发出相应的听觉和/或视觉的指示。当允许自动关闭牵引装置时，但是所述牵引装置必须可单独地激活，以至于轨道车辆司机也能禁止牵引装置的自动关闭。附加地，可能的是，当司机没有在指定的时间内实施滑行指示时，所述方法执行存储器输入。可能的是，在通过路段时多次进行滑行指示。有利的是，通过倾向在路段的终点上发生轨道车辆的滑行的节能。如果倾向在起点处发生节能，那么存在的风险是，在此后的路段部分中的不能预料的延误导致不能遵循行车时刻表。在轨道车辆由于滑行指示以关闭的牵引装置行驶后，持续这种状态直到达到用于目标火车站制动的制动点。在所述方法中，以表格的方式附加地存储离线计算的制动点BPi,更确切地说用于所述轨道车辆经过的每个路段。所述制动点以制动特征曲线为基础，借助所述制动特征曲线计算出上述滚动点。每个制动点BPi与一个值对(Δχ直到路段终点，ν)相关联，其中，ν 意味着轨道车辆的当前的行驶速度。进行制动点监控f5，所述制动点监控如下进行对当前的路段持续地进行检验“到目的地的距离”彡Ax(BPi)与
“速度”彡 V(BPi)。以这种方式定义第三和第四条件，所述条件在共同满足时能够导致指示f6，所述指示从现在开始进行轨道车辆的制动。所述指示的输出与行驶制动杆当前不位于“制动”位置上相联系。指示函数f6指示轨道车辆司机，他应借助于所选择的制动特征曲线开始到目标火车站或路段终点的制动，所述制动特征曲线也包括在滚动点的计算中。也能够以视觉和/ 或听觉的方式指示机动车辆司机。如果选择非恒定的制动特征曲线，例如在纯再生电动制动的情况下，那么能够在显示装置上将行驶制动杆的额定位置显示给司机。因为非恒定的制动特征曲线总是需要通过轨道车辆司机重新调节行驶制动杆，其中，重新调节取决于当前的车辆速度，所以能够如下设置在所述特别选择的具有纯再生制动的节能选项的情况下，在对火车站进行目标制动期间，所需要的制动力依据当前的车辆速度自动地限定为，使得仅能够纯再生地制动。这只有当行驶制动杆不超过它的例如50%的总偏移的确定的最小偏移时才激活。所提出的方法适于依据当前的保持时间适当地提给轨道车辆司机用于节能地行驶的指示。所述方法是简单的和鲁棒的。现在借助图2进行在用于通过预定的路段的不同的运行模式之间的对比。例如始发火车站的路段起点位于图2中在左侧，而目标火车站且因此路段终点与始始火车站距离约7. 4km位于右侧。在图2中虚线1示出路线速度剖面，实线2示出以降低的路线速度的通行，实线3 示出具有保持时间的通行和纯再生制动的通行，实线4示出具有保持时间的通行和线性制动的通行，实线5示出快速通行和线性制动，并且实线6示出用于快速通行和全制动的参考行驶模式。在下面的表格中可获得在节能效果方面的结果
权利要求
1.一种用于运行轨道车辆的方法，其中，为预定的路段确定至少一个滚动点，在到达所述滚动点时关闭所述轨道车辆的牵引装置，并且所述轨道车辆能够在剩余路段的至少一部分上向着路段终点滑行，其特征在于，预先为所述预定的路段存储多个滚动点，所述滚动点分别与直到所述路段终点的固定的距离和直到到达所述路段终点的固定的行驶时间间隔相关联，并且在通过所述预定的路段时持续地检验，对于所述滚动点中的一个，根据第一条件，直到所述路段终点的当前测定的距离是否小于直到所述路段终点的所述固定的距离，并且根据第二条件，直到所述路段终点的当前的行驶时间是否大于或等于直到所述路段终点的所述固定的行驶时间间隔，并且在满足所述两个条件时以信号的方式传递所述轨道车辆的所述牵引装置的可能地关闭，而在不满足所述条件时，检验所存储的所述滚动点中的另一个是否满足所述两个条件。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对滚动点首先检验是否满足所述第一条件， 并且然后检验是否满足所述第二条件。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述轨道车辆的所述牵引装置的可能关闭以信号的方式传递给轨道车辆司机。
4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在满足用于滚动点的两个条件时，所述轨道车辆的所述牵引装置自动地关闭。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，将所述牵引装置的自动关闭以信号的方式传递给轨道车辆司机。
6.如权利要求1到5之一所述的方法，其特征在于，在到所述路段终点的当前距离和直到所述路段终点的当前时间的计算中包括已测量的变量，所述变量从如下组中选取，有关所述路段终点的位置和/或来自所存储的行车时刻表的所述路段的长度的信息、来自所存储的行车时刻表的有关到达所述路段终点的目标时间、所述预定的路段的识别、有关所述轨道车辆的当前位置的信息、已行驶的路径的路线检测和当前的车辆速度。
7.如权利要求1到6之一所述的方法，其特征在于，预先以所述轨道车辆的制动特征曲线为基础计算所述滚动点。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，为了制动选择用于再生制动的特征曲线。
9.如权利要求1到8之一所述的方法，其特征在于，为所述预定的路段预先存储多个制动应用点，所述制动应用点分别与直到所述路段终点的固定距离和固定的车辆速度相关联，并且在通过所述预定的路段时持续地检验，对于制动点中的一个，根据第三条件，直到所述路段终点的当前测定的距离是否小于直到所述路段终点的所述固定距离，并且根据第四条件，当前的车辆速度是否大于或等于所述相关的制动应用点的所述固定的速度，并且在满足所述第三条件和所述第四条件时，以信号的方式传递用于开始所述轨道车辆的制动过程的要求。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将用于使制动过程开始的要求以信号的方式传递给轨道车辆司机。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，在满足所述第三条件和所述第四条件时， 自动地开始用于所述轨道车辆的制动过程。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，将自动开始制动过程以信号的方式传递给轨道车辆司机。
13.如权利要求9到12之一所述的方法，其特征在于，预先以所述轨道车辆的制动特征曲线为基础计算所述制动应用点，所述制动特征曲线也包括在所述滚动点的所述计算中。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，为了制动，选择用于纯再生制动的特征曲线。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，在所述轨道车辆的显示装置上将用于实施所述制动过程的行驶制动杆的额定位置显示给轨道车辆司机。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，在所述制动过程中依据当前的车辆速度自动地限制能够请求的制动力，使得纯再生地制动。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，只有当所述行驶制动杆不超过预定的最小偏移时才激活所述限制。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述预定的最小偏移相应于所述行驶制动杆的总偏移的50%的值。
19.如权利要求1到18之一所述的方法，其特征在于，在所述路段的所述末端处实施所述方法。
20.如权利要求1到19之一所述的方法，其特征在于，对于滚动点附加地检验是否满足所述轨道车辆具有最小速度的条件。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行轨道车辆的方法，其中，为预定的路段确定至少一个滚动点，在到达所述滚动点时实现关闭所述轨道车辆的牵引装置，并且所述轨道车辆能够在剩余路段的至少一部分上向着路段终点滑行，其中，预先为所述预定的路段存储多个滚动点，所述滚动点分别与直到所述路段终点的固定的距离和直到到达所述路段终点的固定的行驶时间间隔相关联，并且，在通过所述预定的路段时持续地检验，对于所述滚动点中的一个，根据第一条件，直到所述路段终点的当前测定的距离是否小于直到所述路段终点的所述固定的距离，并且根据第二条件，直到所述路段终点的当前的行驶时间间隔是否大于或等于直到所述路段终点的所述固定的行驶时间间隔，并且，在满足所述两个条件时以信号的方式传达所述轨道车辆的所述牵引装置的可能地关闭，而在不满足所述条件时，检验所存储的所述滚动点的另一个是否满足所述两个条件。
文档编号B61L3/00GK102414072SQ201080018171
公开日2012年4月11日 申请日期2010年4月7日 优先权日2009年4月23日
发明者斯特凡·哈夫 申请人:西门子公司