PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE4139879C2 20.05.1999
Titel Verfahren zur Vorgabe eines das Löseverhalten einer Abteilung beschreibenden Parameters
Anmelder Siemens AG, 80333 München, DE
Erfinder Soremba, Volker, Dipl.-Ing., 3300 Braunschweig, DE
DE-Anmeldedatum 29.11.1991
DE-Aktenzeichen 4139879
Offenlegungstag 03.06.1993
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 20.05.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.05.1999
IPC-Hauptklasse B61J 3/02

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Ein solches Verfahren ist aus der DE-PS 29 44 571 bekannt.

Dort ist eine Einrichtung zum Optimieren der Bergleistung einer Ablaufanlage beschrieben, die es gestattet, die Abdrückgeschwindigkeit einer Abdrücklok während des Ablaufbetriebes in der Weise zu verändern, daß auf der einen Seite eine möglichst hohe Bergleistung erreichbar wird, auf der anderen Seite aber sichergestellt ist, daß die ablaufenden Abteilungen sich auf ihrem mindestens teilweise gemeinsamen Laufweg nicht unzulässig nahekommen. Die Geschwindigkeitsbeeinflussung der Abteilungen nach dem Passieren des Ablaufberggipfels geschieht durch ortsfeste Gleisbremsen und/oder Gleisschaltmittel zur kontinuierlichen Geschwindigkeitsbeeinflussung.

Von ausschlaggebender Bedeutung für die Optimierung der Bergleistung einer Ablaufanlage ist die Kenntnis desjenigen Zeitpunktes, an dem eine über den Ablaufberg gedrückte Abteilung in den freien Lauf übergeht. Dies ist der Zeitpunkt, an dem sich Geschwindigkeitsänderungen frühestens auf eine nachfolgende Abteilung auswirken dürfen. Eine zu frühe Änderung der Abdrückgeschwindigkeit für diese Abteilung könnte sonst Rückwirkungen haben auf die vorauslaufende Abteilung, die sich kurz vor dem Übergang in den freien Ablauf befindet.

Die bekannte Einrichtung geht davon aus, daß eine Abteilung in den freien Ablauf übergegangen ist, wenn ihre auf den Schwerpunkt der Abteilung folgende Achse den Ablaufberggipfel passiert hat; diese Annahme geht von einem etwa in der Mitte der Abteilungen gelegenen Schwerpunkt aus. Erfaßt wird der Zeitpunkt für den Übergang in den freien Ablauf (Lösezeitpunkt) durch einen auf dem Ablaufberggipfel oder kurz dahinter gelegenen Schienenkontakt, über den die Achsen der über den Ablaufberg laufenden Abteilungen und damit auch die jeweils auf den mittig angenommenen Schwerpunkt einer Abteilung folgende Achse erfaßt werden. Bei außermittiger Lage des Schwerpunktes einer Abteilung weichen die angenommenen, über diesen Schienenkontakt detektierten Lösezeitpunkte mehr oder weniger stark von den tatsächlichen Lösepunkten ab und damit auch von den angenommenen Lösezeitpunkten. Liegt der Schwerpunkt tatsächlich vor dem mittig angenommenen Schwerpunkt, so beschleunigt die Abteilung früher als angenommen, andernfalls beschleunigt sie später als angenommen. Bei Erhöhung der Abdrückgeschwindigkeit für eine nachlaufende Abteilung kann es dabei durch zu dichtes Aufrücken zu Rückwirkungen auf eine vorauslaufende Abteilung kommen, insbesondere wenn deren Schwerpunkt im hinteren Teil der Abteilung gelegen ist, sie also relativ spät in den freien Lauf übergeht.

Um den Einfluß einer außermittigen Schwerpunktanordnung auf die Bestimmung des Zeitpunktes rechnerisch zu erfassen, zu dem Änderungen der Abdrückgeschwindigkeit frühestens vorgenommen werden dürfen, wird deshalb bei der bekannten Einrichtung vor Beginn des Abdrückbetriebes entweder durch Gewichtsmessungen oder durch Auswertung entsprechender Angaben bei der Wagendatenaufnahme die Lage des tatsächlichen Schwerpunktes innerhalb der Abteilungen bestimmt. Aus der Abweichung des tatsächlichen Schwerpunktes vom mittig angenommenen Schwerpunkt wird ein Zeitzuschlag berechnet, der die für mittige Schwerpunktordnung geltenden Lösezeitpunkte modifiziert. Die Genauigkeit, mit der dieser Zeitkorrekturwert bestimmt werden kann, richtet sich nach der Genauigkeit, mit der der Schwerpunkt der einzelnen Abteilungen bestimmt werden kann und der Genauigkeit eines empirisch ermittelbaren Koeffizienten, der abhängig ist von der Geometrie des Ablaufberggipfels. Ferner gehen in die rechnerische Bestimmung des Lösezeitpunktes weitere Größen ein, wie zum Beispiel das Laufverhalten der Abteilungen. Mindestens ein Teil dieser Größen ist erst während des Ablaufes einer Abteilung bestimmbar; dies führt dazu, daß für die Bestimmung der auf die einzelnen Abteilungen einwirkenden Abdrückgeschwindigkeiten stets von einer extrem ungünstigen Ablauffolge ausgegangen wird, bei der die gerade behandelte Abteilung extrem früh und die vor ihr abgedrückte Abteilung extrem spät in den freien Lauf übergeht.

Diese Annahme beinhaltet zwar gewisse Reserven bei der Bestimmung des frühest möglichen Zeitpunktes für eine mögliche Erhöhung der Abdrückgeschwindigkeit führt jedoch gleichzeitig auch zu einer Verminderung der erreichbaren Bergleistung. Auf jeden Fall setzt die Bestimmung des Lösezeitpunktes zwingend die Kenntnis über die Lage des jeweiligen Schwerpunktes innerhalb der einzelnen Abteilungen voraus. Diese Voraussetzung ist jedoch vielfach nicht gegeben; in der Regel läßt sich der Schwerpunkt einer Abteilung erst nach dem Passieren des Ablaufberggipfels beim Überrollen ortsfester Gewichtsgeber feststellen, die zur Bestimmung der Laufwiderstände der Abteilungen benötigt werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, durch das eine hohe Bergleistung auch bei solchen Ablaufanlagen erreichbar ist, bei denen vor Beginn des Ablaufbetriebes keinerlei Angaben über die tatsächlichen Schwerpunkte der abzudrückenden Abteilungen vorliegen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die gemeinsame Anwendung der im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale.

Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, daß es nicht zwingend erforderlich ist, bei der Berechnung der Lösezeiten der einzelnen Abteilungen und der darauf fußenden Berechnung der Räum- und Belegzeiten jeweils von den ungünstigsten Schwerpunktslagen innerhalb der Abteilungen auszugehen, sondern daß es zulässig ist, nur solche Masseverteilungen zu berücksichtigen, mit denen im tatsächlichen Betrieb unter ungünstigen Bedingungen zu rechnen ist. Die Anwendung dieser Erkenntnis setzt die Kenntnis über die betriebsmäßig im ungünstigsten Fall zu erwartenden Masseverteilungen innerhalb der ablaufenden Abteilungen voraus. Nach der erfindungsgemäßen Lehre wird diese Kenntnis gewonnen aus der Beobachtung ablaufender Abteilungen und/oder der nachträglichen Bestimmung ihrer Achsgewichte beim Ablauf. Bei genügend gesichertem statistischen Material kann hieraus nach der Lehre der Erfindung aus zwei jeweils für das Vorauslaufen und das Nachlaufen von Abteilungen geltenden, betriebsmäßig vorkommenden ungünstigen Masseverteilungen auf einen frühest und einen spätest erreichbaren Lösezeitpunkt geschlossen werden, von denen der eine, der früheste, in die Laufzeitberechnung einer als Nachläufer behandelten Abteilung einfließt, während der andere bei der Berechnung der Abdrückgeschwindigkeit einer als Vorläufer behandelten Abteilung zugeordnet wird.

Wie die Ermittlung der Lösepunkte, die zu diesen Lösezeitpunkten gehören, geschieht, ergibt sich aus der Kenntnis der in der Zeichnung dargestellten Zusammenhänge.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine graphische Darstellung, aus der die tatsächliche Lage der Lösepunkte einer bestimmten Anzahl gleichlanger Abteilungen ersichtlich ist und in den

Fig. 2 und 3 graphische Auflistungen dieser Werte zur Vorgabe von von einem bestimmten Prozentsatz aller Fahrzeuge eingehaltenen Lösepunktfaktoren.

In dem Schaubild der Fig. 1 sind für eine möglichst große Anzahl von Fahrzeugen einer bestimmten Wagenklasse WKx, zum Beispiel der Wagenklasse bis zu 10 m Länge oder Achsabstand, die relative Lage des Lösepunktes dieser Abteilungen, bezogen auf einen Fixpunkt, beispielsweise das vordere Ende oder die vordere Achse der Abteilung, als sogenannter Lösepunktfaktor LPF dargestellt. Die Darstellung zeigt für ein gegebenes Bergprofil die räumliche Anordnung der Lösepunkte innerhalb der Abteilungen. Wie nicht anders zu erwarten ist, befindet sich der Lösepunkt der Abteilungen überwiegend im mittleren Bereich der Abteilungen. Die Anzahl der Abteilungen mit zunehmend außermittigem Lösepunkt nimmt mit zunehmender Außermittigkeit ab.

Festgestellt werden die Lösepunkte der betrachtenden Abteilungen vorzugsweise dadurch, daß auf dem weiteren Laufweg der Abteilungen nach dem Passieren des Ablaufberggipfels in gleisseitigen Meßgebern die Achsgewichte gemessen und hieraus im nachhinein die Kräftegleichgewichte bestimmt werden. Die Meßgeber zum Erfassen der Achsgewichte sind in Ablaufanlagen ohnehin vorhanden, um die Laufeigenschaften der Abteilungen bestimmen zu können. Es ist aber auch möglich, die Lösepunkte auf andere Art und Weise zu bestimmen, beispielsweise durch Beobachten der ablaufenden Abteilungen.

Zur Laufzeitberechnung einer als Nachläufer behandelten Abteilung wird davon ausgegangen, daß dieser Abteilung eine Abteilung vorausläuft mit einem zum Abteilungsende hin verlagerten Lösepunkt. Wo dieser Lösepunkt bei der als Vorläufer betrachteten Abteilung ungünstigstensfalls glegen ist, ergibt sich aus Fig. 2. Dort sind die Häufigkeitswerte H der Lösepunktfaktoren nach Fig. 1 in der Zählrichtung von links nach rechts zu Summenhäufigkeiten SH aufsummiert worden, die zusammen eine Summenhäufigkeitskurve SH* ergeben. Die Höhe der einzelnen Balken, aus denen diese Kurve gebildet wurde, gibt an, bei wieviel Prozent der Abteilungen der betreffenden Wagenklasse WKx der Lösepunktfaktor unterhalb bestimmter Werte liegt. So besagt diese Kurve zum Beispiel, daß bei etwa 60% aller Abteilungen der Lösepunktfaktor LPF kleiner ist als 0,5, das heißt bei diesen Abteilungen befindet sich der Lösepunkt im vorderen Teil der Abteilungen. Bei 80% aller Abteilungen beträgt der Lösepunktfaktor etwa 0,7; dies bedeutet, daß bei diesen Abteilungen der Lösepunkt streuen kann über etwa 2/3, der Fahrzeuglänge, gemessen von dem angenommenen Bezugspunkt aus. Bei 95% der Abteilungen schließlich kann der Lösepunkt streuen über etwa 4/5 der Fahrzeuglänge. Wenn man also für eine Abteilung der beobachteten Wagenklasse WKx den Lösepunkt bei 0,8 der Wagenlänge annimmt, dann kann man sicher sein, daß bei 95% aller Abteilungen dieser Wagenklasse der tatsächliche Lösepunkt weiter zum Bezugspunkt hin liegt als durch diesen Lösepunktfaktor beschrieben ist. Der Lösepunktfaktor 0,8 beinhaltet also die bezogen auf ein rasches Trennen von einer nachlaufenden Abteilung ungünstigste Lösepunktlage, die von 95% der Abteilungen nicht in Richtung auf eine noch ungünstigere Lösepunktanordnung überschritten wird.

Für die als Nachläufer betrachtete Abteilung wird stets von einer im vorderen Teil der Abteilung konzentrierten Masse ausgegangen. Um nun bestimmen zu können, wo unter Berücksichtigung der tatsächlichen Betriebsbedingungen der zugehörige früheste Lösepunkt ungünstigstenfalls anzunehmen ist, wird Bezug genommen auf Fig. 3. Dort ist eine der Summenhäufigkeitskurve nach Fig. 2 ähnliche Kurve dargestellt, die sogenannte Resthäufigkeitskurve RH*. Sie wird gebildet durch Subtraktion der Summenhäufigkeiten nach Fig. 2 von der Gesamtzahl der betreffenden Abteilungen oder durch Aufsummieren der Häufigkeitswerte in der Zählrichtung von rechts nach links. Die Resthäufigkeitskurve RH* läßt erkennen, daß bei zum Beispiel 95% aller betrachteten Abteilungen der Lösepunktfaktor 0,22 nicht unterschritten wird, das heißt daß für diese Abteilungen der Lösepunkt ungünstigstenfalls an der Grenze zum vorderen Fünftel der Abteilungen zu suchen ist.

Nach der Lehre der Erfindung ist nun vorgesehen, daß der Betreiber einer Rangieranlage selbst vorgibt, wie groß der Anteil der Falschläufer an der Gesamtzahl der Abläufe maximal sein darf. Entsprechend seiner Vorgabe ergeben sich aus den zuvor ermittelten Summen- und Restsummenhäufigkeiten für die einzelnen Wagenklassen frühest und spätest zu erwartende Lösepunktfaktoren, die für die Bestimmung der höchstzulässigen Abdrückgeschwindigkeiten anzusetzen sind. Wählt der Betreiber einer Ablaufanlage ein sehr geringes Risiko hinsichtlich des Auftretens von Falschläufern, so ist zwar eine zuverlässige Laufwegtrennung nacheinander ablaufender Abteilungen gewährleistet, andererseits aber geht dies zu Lasten einer möglichst hohen Ablaufleistung, die nur durch Vorgabe möglichst hoher Abdrückgeschwindigkeiten zu erreichen ist. Sollen die jeweils zu berücksichtigenden frühesten und spätesten Lösepunktfaktoren zum Beispiel für 90% aller Abteilungen einer Wagenklasse gelten, so ergeben sich bei den vorstehend angenommenen Zahlenwerten Lösepunktfaktoren von 0,8 für die Berechnung der Räumzeiten und 0,22 für die Berechnung der Belegzeiten. Von den restlichen 10% der Abteilungen sind jeweils 5% schneller und 5% langsamer als zuvor angenommen. Dies bedeutet nicht, daß für diese 10% der Abteilungen keine Laufwegtrennung mehr gegeben ist. In die Berechnung der Abdrückgeschwindigkeit fließen weitere puffernde Faktoren ein, die eine exakte Laufwegtrennung vielfach noch möglich machen. Nur dann, wenn einer Abteilung mit extrem weit im vorderen Teil konzentrierter Masse (Lösepunktfaktor < 0,22) eine Abteilung mit extrem weit im hinteren Teil konzentrierter Masse (Lösepunktfaktor > 0,8) vorausläuft, kann es ungünstigstenfalls zu einem gemeinsamen Lauf ohne Trennung kommen. Die Wahrscheinlickeit hierfür beträgt bei den angenommenen Werten 0,05 × 0,05 = 0,0025, ist also äußerst gering.

Treffen solche ungünstigen Voraussetzugen tatsächlich zu und enthält das System keine weiteren puffernden Einflußgrößen, so kann es allenfalls zu Auflaufstößen oder zu einem Falschläufer kommen, der zwar einerseits eine Betriebsbehinderung bewirkt, andererseits aber gegebenenfalls zugelassen werden kann, weil die Betriebsleistung insgesamt durch Vorgabe möglichst hoher Abdrückgeschwindigkeiten gesteigert wird.

Der jeweilige Risikowert für bei der Berechnung des Lösepunktes unberücksichtigt gebliebene Fahrzeuge kann von den Bahnverwaltungen individuell vorgegeben werden. Dabei ist es auch möglich, bei der Bestimmung des frühesten und des spätesten Lösepunktes einer Abteilung von unterschiedlichen Werten auszugehen, zum Beispiel von 90% und von 95%.

Die Lösepunktfaktoren müssen für unterschiedlichlange Fahrzeuge getrennt ermittelt und bewertet werden, weil unterschiedlichlange Fahrzeuge durchaus unterschiedliche Lösepunktverteilungen aufweisen können. Dies geschieht vorliegend durch die Einführung von Wagenklassen für zum Beispiel Fahrzeuge bis zu 10, von 10 bis 20, von 20 bis 30 oder noch mehr Metern. Je feinstufiger die Längenaufteilung auf zugehörige Wagenklassen ist, um so genauer, lassen sich die frühesten und spätesten Lösepunkte, die von zum Beispiel 95% aller Fahrzeuge der betreffenden Klasse eingehalten werden, bestimmen. Auch für die einzelnen Wagenklassen können jeweils voneinander abweichende Lösepunktfaktoren vorgegeben werden.

Ferner kann es von Vorteil sein, Wagenklassen nicht nur nach der Länge oder dem äußeren Achsabstand der Abteilungen zu bilden, sondern die Wagenklassen nach weiteren Kriterien zu unterteilen, wie zum Beispiel Anzahl der Achsen oder Wagentyp. Je feinstufiger eine solche Unterteilung ist, um so genauer lassen sich die frühesten und spätesten zu berücksichtigenden Lösepunktfaktoren für die einzelnen Abteilungen vorherbestimmen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Vorgabe eines das Löseverhalten der über einen Ablaufberg gedrückten Abteilungen beschreibenden Parameters für die Berücksichtigung bei der Variation der Abdrückgeschwindigkeit zur Optimierung der Bergleistung einer Ablaufanlage, dadurch gekennzeichnet,
    1. 1. daß in einer Kenndatenerfassungsphase das Löseverhalten regulärer Abteilungen detektiert und festgestellt wird, wo die tatsächlichen Lösepunkte dieser Abteilungen liegen,
    2. 2. daß diese Lösepunkte mindestens in Relation zur jeweiligen Abteilungslänge oder dem äußeren Achsstand sowie gegebenenfalls in Relation zum jeweiligen Fahrzeugtyp und/oder der Achszahl nach Klassen für verschiedenlange Abteilungen unterteilt als Lösepunktfaktoren (LPF) erfaßt werden,
    3. 3. daß die Summen- und die Restsummenhäufigkeit (SH, RH) der Lösepunktfaktoren der einzelnen Klassen (WKx) gebildet und hieraus je ein oberer und ein unterer Grenzwert für die von vorzugebenden Anteilen (95%) aller Abteilungen der einzelnen Klassen eingehaltenen Lösepunktfaktoren (0,22; 0,8) entsprechend einem frühest und einem spätest von diesen Abteilungen zu erwartenden Lösepunkt abgeleitet wird,
    4. 4. daß die sich aus den vorgegebenen Anteilen ergebenden Lösepunktfaktoren für alle ablaufenden Abteilungen der einzelnen Klassen unterstellt werden und
    5. 5. daß für die Bestimmung der Abdrückgeschwindigkeit einer als Nachläufer behandelten Abteilung der von einer im vorderen Teil der Abteilung konzentrierten Masse ausgehende früheste Lösepunkt und bezüglich einer als Vorläufer behandelten Abteilung der von einem im hinteren Teil dieser Abteilung konzentrierten Masse ausgehende späteste Lösepunkt berücksichtigt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die tatsächlichen Lösepunkte der Abteilungen nachträglich ermittelt werden unter Heranziehung der für die Abteilungen beim Ablaufen hinter dem Ablaufberggipfel gemessenen Achsgewichte.






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com