專(zhuān)利名稱(chēng)：機(jī)車(chē)的線(xiàn)性控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種用于對(duì)行駛在某軌道上的機(jī)車(chē)進(jìn)行線(xiàn)性控制的裝置，該軌道借助于軌道電路分成若干個(gè)路段，其中，被機(jī)車(chē)占有的路段上的軌道電流將控制機(jī)車(chē)制動(dòng)及操縱的數(shù)據(jù)電碼從一個(gè)控制單元傳輸?shù)綑C(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)上。
在《信號(hào)與導(dǎo)線(xiàn)》(Signal+Draht)雜志，(1993)5，第148-153頁(yè)中“計(jì)算機(jī)控制的機(jī)車(chē)線(xiàn)性控制方法的現(xiàn)狀及今后的發(fā)展”(“Stand und Weiterentwicklung der rechnergesteuerten Li-nienzugbeeinflussung”)一文中描述了一種軌道機(jī)車(chē)的發(fā)展前景，通過(guò)這種機(jī)車(chē)可以提高在快車(chē)道上的機(jī)車(chē)速度。為了獲得最佳制動(dòng)方式，在機(jī)車(chē)按照帶有一個(gè)拐點(diǎn)的制動(dòng)曲線(xiàn)(“帶拐點(diǎn)”的制動(dòng)曲線(xiàn))所控的制動(dòng)過(guò)程中介入了制動(dòng)曲線(xiàn)修正。
在《信號(hào)與導(dǎo)線(xiàn)》雜志(1989)7/8，第135至141頁(yè)中的“在RBG杜賽爾多夫的列車(chē)制動(dòng)與控制系統(tǒng)(“Zugsicherungs und Zug-steuerungssysteme bei der RBG Duesseldorf”)一文中，介紹了一種具有中央控制系統(tǒng)的固定線(xiàn)性控制裝置，在該裝置中在每一個(gè)地段中都設(shè)定有軌道坡度。該中央控制系統(tǒng)為產(chǎn)生行駛指令而處理這些信息，其中沒(méi)有詳細(xì)說(shuō)明如何考慮軌道坡度。
在《信號(hào)與導(dǎo)線(xiàn)》雜志，84(1992)第6版第158至164頁(yè)中的LZB 700圖以及DE-C2-3436845中已經(jīng)公開(kāi)了一種開(kāi)始提及的上述類(lèi)型的裝置。該裝置特別適用于在近距交通中實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)的自動(dòng)制動(dòng)與操縱。該裝置是通過(guò)遠(yuǎn)程輸送的、經(jīng)過(guò)編碼的音頻軌道電路工作的，它將對(duì)應(yīng)于各路段上空軌或占軌的調(diào)制載頻輸送到行駛軌道上。在已被機(jī)車(chē)占有的軌道上，軌道電路以已知的線(xiàn)性控制方式(見(jiàn)DE-C2-3435524)向機(jī)車(chē)傳輸數(shù)據(jù)電碼從而不斷地發(fā)出各行駛路段所容許的速度信號(hào)并對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視。
根據(jù)直至下一個(gè)停車(chē)站或慢行區(qū)域前的行駛軌道內(nèi)各路段的坡度狀況，由設(shè)置在軌道側(cè)的控制單元(軌道器)推導(dǎo)出下一路段中容許的車(chē)速并將其連同機(jī)車(chē)實(shí)際所行駛的軌道的坡度數(shù)據(jù)輸送給機(jī)車(chē)。于是，在由一個(gè)路段到另一路段直至下一個(gè)停車(chē)站或預(yù)定的慢行區(qū)前，機(jī)車(chē)行駛速度可以按照一定的制動(dòng)曲線(xiàn)控制。機(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)在獲取行駛路段的實(shí)際坡度后可根據(jù)預(yù)定的行駛速度指示出下一路段中的行駛速度并對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)。因此，這種控制裝置的工作前提是所有列車(chē)具有相同的制動(dòng)能力，這是因?yàn)樵O(shè)置在軌道旁的裝置給出的各路段容許的行駛速度值是根據(jù)由各車(chē)輛制動(dòng)能力限定的可傳輸及可處理的數(shù)據(jù)量決定的。在各車(chē)輛制動(dòng)能力各異的情況下無(wú)法保證對(duì)應(yīng)于一個(gè)額定制動(dòng)曲線(xiàn)的制動(dòng)曲線(xiàn)，因而可能導(dǎo)致十分危險(xiǎn)的情況發(fā)生。此外，這種裝置無(wú)法不依賴(lài)于路段地考慮實(shí)際坡度曲線(xiàn)。在一個(gè)路段內(nèi)不同的坡度均用一個(gè)最大坡度、即高于平均坡度的值來(lái)表示，由此延長(zhǎng)了制動(dòng)過(guò)程，從而不必要地延長(zhǎng)了行駛時(shí)間。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)車(chē)的線(xiàn)性控制裝置，該裝置可以實(shí)現(xiàn)適應(yīng)于各個(gè)機(jī)車(chē)制動(dòng)能力的最佳制動(dòng)曲線(xiàn)(制動(dòng)關(guān)系)。
上述目的是通過(guò)一個(gè)如本文開(kāi)始就已提及的裝置實(shí)現(xiàn)的，其工作原理是在上次停車(chē)時(shí)或在進(jìn)入下一個(gè)為停在下一停車(chē)處而進(jìn)行的制動(dòng)過(guò)程或?yàn)榫徛側(cè)胂乱宦袇^(qū)而進(jìn)行的減速過(guò)程前的足夠長(zhǎng)的路段上，控制單元預(yù)先向機(jī)車(chē)的數(shù)據(jù)電碼傳輸路徑上輸入單獨(dú)的坡度信號(hào)圖，在到達(dá)下一個(gè)停車(chē)處或慢行區(qū)前的軌道中的各個(gè)路段中都至少有一個(gè)對(duì)應(yīng)該路段的坡度值，機(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)根據(jù)該坡度值及對(duì)應(yīng)特定機(jī)車(chē)的制動(dòng)能力以及路段長(zhǎng)度確定額定制動(dòng)曲線(xiàn)。
本發(fā)明裝置的重要優(yōu)點(diǎn)之一是位于停車(chē)處之間的、對(duì)制動(dòng)曲線(xiàn)關(guān)系重大的坡度圖可以獨(dú)立于軌道電路分布(路段分布)地被考慮。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，對(duì)于行駛在相同軌道上的具有不同制動(dòng)特性的不同結(jié)構(gòu)的機(jī)車(chē)或機(jī)車(chē)組-例如機(jī)動(dòng)車(chē)和火車(chē)可以給出不同的制動(dòng)曲線(xiàn)從而可以實(shí)現(xiàn)最佳的行駛時(shí)間。設(shè)置在軌道側(cè)的控制裝置不必推導(dǎo)與制動(dòng)相關(guān)的參數(shù)(運(yùn)行速度)，從而有利地減輕了其負(fù)擔(dān)。
本發(fā)明的另一顯著優(yōu)點(diǎn)是上述改善是在已有的系統(tǒng)上基本上不增加什么元件的條件下實(shí)現(xiàn)的。此外，在沒(méi)有安全問(wèn)題限制的情況下可以(短時(shí)間)中斷數(shù)據(jù)電碼的連續(xù)傳輸并獲得當(dāng)前(例如在前次停車(chē)或在一段足夠長(zhǎng)的路段內(nèi)行駛期間)坡度信號(hào)圖。另外，可以想象，一旦機(jī)車(chē)駛離某處，相應(yīng)于總軌道的坡度圖及相應(yīng)的軌道電路參數(shù)就已經(jīng)被傳輸?shù)剿邢嚓P(guān)的軌道上了。
由于在某軌道內(nèi)的恒定的坡度與路段的劃分無(wú)關(guān)，因而每個(gè)具有不同坡度段的路段的坡度信號(hào)圖內(nèi)還可以包含多個(gè)坡度值及所對(duì)應(yīng)的坡度段長(zhǎng)度，由此體現(xiàn)了本發(fā)明的另一優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的方案可以獲得十分接近實(shí)際的坡度曲線(xiàn)。
在傳輸坡度信號(hào)圖時(shí)若機(jī)車(chē)駛向下一停車(chē)處的行駛路線(xiàn)或目標(biāo)軌道尚未準(zhǔn)確地確定-例如行駛路線(xiàn)未定而且存在有若干個(gè)可供使用的軌道的情況下-根據(jù)本發(fā)明最佳方案的控制單元可以向機(jī)車(chē)輸入用于各軌道的坡度信號(hào)圖。在不同的軌道具有顯著不同的坡度曲線(xiàn)的情況下，本發(fā)明的該方案特別有利。
以下將借助于附圖，詳述本發(fā)明的實(shí)施例，其中

圖1表示了本發(fā)明的裝置；圖2表示了一個(gè)坡度信號(hào)圖。
圖1表示了一個(gè)機(jī)車(chē)FZ的線(xiàn)性控制裝置。該機(jī)車(chē)預(yù)定行駛路線(xiàn)為軌道GST，行駛方向?yàn)镽。該軌道被分為若干路段(用G1至G19表示)。這些路段按照已知的方式分別帶有具有各路段特定頻率的、經(jīng)過(guò)調(diào)制的軌道電流(見(jiàn)《信號(hào)與導(dǎo)線(xiàn)》，84(1992)6，第158至163頁(yè)；DE-D2-3435524)。由遠(yuǎn)距離供給的、經(jīng)過(guò)編碼的音頻軌道電路中的軌道電流通過(guò)接軌器GAG輸送到鐵軌上，并首先用于確定機(jī)車(chē)FZ在軌道GST上的位置。機(jī)車(chē)在某路段上的行駛狀態(tài)被軌道電路上的一個(gè)接收器檢測(cè)到，而后轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打開(kāi)，使得軌道電路成為機(jī)車(chē)的線(xiàn)性控制部件，將數(shù)據(jù)電碼不斷地輸送到機(jī)車(chē)FZ上或其計(jì)算機(jī)FR上并進(jìn)行監(jiān)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)車(chē)的自動(dòng)制動(dòng)和操縱。
在圖1(粗實(shí)線(xiàn))中表示的位置上，機(jī)車(chē)FZ剛好停在車(chē)站BHF1處，即路段G2中的停車(chē)點(diǎn)A處。此時(shí)，該機(jī)車(chē)FZ應(yīng)當(dāng)繼續(xù)行駛直至下個(gè)車(chē)站BHF2的停車(chē)點(diǎn)B處(虛線(xiàn)表示處)。位于停車(chē)點(diǎn)A與停車(chē)點(diǎn)B之間的軌道用SFA表示。圖1中還表示了軌道STA的坡度曲線(xiàn)NP，該曲線(xiàn)表示了各路段的坡度。從該曲線(xiàn)上可以得出各路段上各坡度的預(yù)定值(坡度值)。路段G1至G11具有零坡度值N1至N11，而路段G12和G13的坡度則由正坡度值N12和N13表示，路段G14和G15的坡度(下降)則由負(fù)坡度值N14和N15表示。
圖2表示了坡度的數(shù)字信號(hào)圖NPT。在該圖中位于信號(hào)端TK后有一個(gè)特定標(biāo)志KN，該標(biāo)志代表的是輸送給機(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)FR的坡度信號(hào)圖。位于后面的有效區(qū)NF中包含有分別對(duì)應(yīng)于各路段G3至G19的檢測(cè)位碼，在到達(dá)下一停車(chē)點(diǎn)B前的軌道STA中的各路段中至少有一個(gè)對(duì)應(yīng)該路段的坡度值，例如N3，N13，N14對(duì)應(yīng)于路段G3，G13，G14。在水平路段G3中，坡度值為N3＝0；在上坡路段G13中，坡度值(斜率)為正值，即N13＝0.1；而在下坡路段G14處，坡度N14＝-0.05。在坡度信號(hào)圖NPT的尾端設(shè)置有一個(gè)校驗(yàn)段PS(CRC)用于保證數(shù)據(jù)的可靠輸送。
在一個(gè)最佳實(shí)施方案中、如圖2中表示的G17路段的坡度關(guān)系那樣，在一個(gè)具有不同坡度段的路段G17的坡度圖中包括若干個(gè)坡度值N171，N172。各坡度值N171，N172對(duì)應(yīng)著各坡段長(zhǎng)度L171，L172。其余路段G2，G3的路段長(zhǎng)度(如圖1中的L2和L3)也同樣可以用坡度圖NPT或一般的數(shù)據(jù)電碼表示。
在預(yù)置了(圖1)各路段坡度和相應(yīng)的路段長(zhǎng)度的條件下，機(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)FR根據(jù)各機(jī)車(chē)制動(dòng)能力參數(shù)(如-0.05m/s2)確定出額定制動(dòng)曲線(xiàn)，該曲線(xiàn)即為表示在圖1中的速度曲線(xiàn)GKV后段TE處的制動(dòng)曲線(xiàn)(減速曲線(xiàn))BK。按照該額定制動(dòng)曲線(xiàn)，機(jī)車(chē)FZ在路段G14開(kāi)始制動(dòng)過(guò)程并以最短行駛時(shí)間到車(chē)站BHF2的停車(chē)點(diǎn)B處。速度曲線(xiàn)GKV的起始段取決于加速度(升速)BS。機(jī)車(chē)FZ從離開(kāi)車(chē)站BHF1起開(kāi)始加速直至到達(dá)機(jī)車(chē)FZ的額定極限速度VG。
在機(jī)車(chē)開(kāi)始減速以便在停車(chē)點(diǎn)B處停住或開(kāi)始減速以便進(jìn)入慢行區(qū)前的足夠長(zhǎng)的路段(如G11)中的行駛過(guò)程中，控制裝置ST可在沒(méi)有安全方面顧慮地容許中斷正常數(shù)據(jù)電碼傳送的情況下改變或修正坡度信號(hào)圖。在機(jī)車(chē)FZ只能在車(chē)站BHF1停留很短時(shí)間或緩慢駛過(guò)車(chē)站BHF1的情況下該特性尤有利，因?yàn)槿绻麨檩斎肫露葓D而不得不停車(chē)則意味著不必要地增加行車(chē)時(shí)間。
除圖示的軌道GST外，機(jī)車(chē)FZ也可以行駛在另一種軌道(圖中未示)上，該軌道的坡度圖與坡度圖NP明顯不同。只要在停車(chē)點(diǎn)A處還沒(méi)有最后決定選擇哪條軌道繼續(xù)行駛到下一個(gè)停車(chē)點(diǎn)B，則機(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)FR中即可以輸入對(duì)應(yīng)于軌道GST的坡度信號(hào)圖也可以輸入對(duì)應(yīng)于另一軌道的坡度信號(hào)圖。一旦行駛路線(xiàn)確定了，機(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)FR也就選定了當(dāng)前有效的、并將作為以后計(jì)算基礎(chǔ)的坡度曲線(xiàn)圖。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)行駛在一條被軌道電路分成若干路段(G1......G19)的軌道(GST)之上的機(jī)車(chē)(FZ)進(jìn)行線(xiàn)性控制的裝置，其中，被機(jī)車(chē)(FZ)占有的路段(G2)上的軌道電流將控制機(jī)車(chē)制動(dòng)及操縱的數(shù)據(jù)電碼從一個(gè)控制單元(ST)傳輸?shù)綑C(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)(FR)上，其特征在于在上次停車(chē)時(shí)或在進(jìn)入下一個(gè)為停在下一停車(chē)處(B)而進(jìn)行的制動(dòng)過(guò)程或者為緩慢駛?cè)胂乱粋€(gè)慢行區(qū)而進(jìn)行的減速過(guò)程前的一段足夠長(zhǎng)的路段(G11)內(nèi)，控制單元(ST)預(yù)先向機(jī)車(chē)(FZ)的數(shù)據(jù)電碼傳輸路徑上輸入單獨(dú)的坡度信號(hào)圖(NPT)，在到達(dá)下一停車(chē)處(B)或慢行區(qū)前的軌道(STA)中的各個(gè)路段(G2......G19)中都至少有一個(gè)對(duì)應(yīng)該路段的坡度值(N2......N19)，機(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)(FR)根據(jù)該坡度值(N2......N19)及對(duì)應(yīng)特定機(jī)車(chē)的制動(dòng)能力以及路段(G2......G19)的長(zhǎng)度(L2......L19)確定額定制動(dòng)曲線(xiàn)(BK)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，每個(gè)具有不同坡度的路段(G17)的坡度信號(hào)圖(NPT)內(nèi)還可以包含多個(gè)坡度值(N171、N172)及所對(duì)應(yīng)的坡度段長(zhǎng)度(L171，L172)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，控制單元(ST)向機(jī)車(chē)(FZ)輸入對(duì)應(yīng)于不同軌道的坡度信號(hào)圖(NPT)。
4.如上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述軌道電路是音頻軌道電路。
全文摘要
一條軌道(GST)通過(guò)音頻軌道電路分成若干路段，其中，被機(jī)車(chē)占有的路段(G2)上的軌道電流將正常的數(shù)據(jù)電碼從控制單元(ST)傳輸?shù)綑C(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)(FR)上。在機(jī)車(chē)停車(chē)時(shí)或在一段足夠長(zhǎng)的路段(G11)上行駛的過(guò)程中，控制單元在數(shù)據(jù)電碼傳輸路徑上輸入對(duì)應(yīng)于各路段的坡度參數(shù)的單獨(dú)的坡度信號(hào)圖(NPT)。機(jī)車(chē)計(jì)算機(jī)(FR)根據(jù)該坡度參數(shù)及各機(jī)車(chē)的制動(dòng)能力確定出一個(gè)額定的制動(dòng)曲線(xiàn)。
文檔編號(hào)B61L3/00GK1151950SQ95120368
公開(kāi)日1997年6月18日 申請(qǐng)日期1995年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1995年12月13日
發(fā)明者沃爾夫-迪特爾·蓋勒曼 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司