專利名稱：測出制動(dòng)減速度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到測出特別是在限速時(shí)火車制動(dòng)時(shí)的制動(dòng)減速度a′方法，在其中測出進(jìn)行制動(dòng)直到停止的平均制動(dòng)減速度。
背景技術(shù)：
已知計(jì)算火車直到停止的整個(gè)停止行程的平均減速度。將制動(dòng)的動(dòng)作時(shí)間計(jì)算在平均減速度中。這樣測出的平均減速度足夠用于進(jìn)行制動(dòng)直到停止，然而對于限速的制動(dòng)是不夠的。在已知的平均減速度的計(jì)算中考慮所謂的百分之一制動(dòng)。百分之一制動(dòng)是車廂(或還有火車)制動(dòng)力的鐵道技術(shù)的單位。它表達(dá)了行駛車輛重量(火車重量)和制動(dòng)負(fù)載之間的比例，其中制動(dòng)負(fù)載說明行駛車輛或火車的制動(dòng)功率。按照以下公式計(jì)算整個(gè)火車的百分之一制動(dòng)。
原則上百分之一制動(dòng)適用于進(jìn)行制動(dòng)直到停止。因此為了簡化計(jì)算，允許計(jì)算沒有停車時(shí)間的平均減速度。在進(jìn)行限速制動(dòng)時(shí)忽略停車時(shí)間導(dǎo)致過高估計(jì)火車的制動(dòng)能力。因此有可能過晚地采取或許必要的強(qiáng)制制動(dòng)。過高估計(jì)制動(dòng)能力的原因在于，火車制動(dòng)器有一個(gè)動(dòng)作時(shí)間。只有當(dāng)克服了動(dòng)作時(shí)間之后，制動(dòng)器才開始動(dòng)作。因此通過平均的制動(dòng)減速度描述實(shí)際的制動(dòng)減速度是不充分的。原則上百分之一制動(dòng)適用于進(jìn)行制動(dòng)直到停止。因此為了簡化計(jì)算，允許計(jì)算沒有停車時(shí)間的平均減速度。在進(jìn)行限速制動(dòng)時(shí)忽略停車時(shí)間導(dǎo)致過高估計(jì)火車的制動(dòng)能力。因此有可能過晚地采取或許必要的強(qiáng)制制動(dòng)。過高估計(jì)制動(dòng)能力的原因在于，火車制動(dòng)器有一個(gè)動(dòng)作時(shí)間。只有當(dāng)克服了動(dòng)作時(shí)間之后，制動(dòng)器才開始動(dòng)作。因此通過平均的制動(dòng)減速度描述實(shí)際的制動(dòng)減速度是不充分的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，建立可以用制動(dòng)曲線計(jì)算測出制動(dòng)減速度的一種方法。
按照本發(fā)明此任務(wù)是通過開始敘述方式的方法解決的，在其中測出制動(dòng)器動(dòng)作的停車時(shí)間t0，以及從平均減速度a、停車時(shí)間t0和典型的制動(dòng)行程s得出制動(dòng)減速度a′。
通過考慮停車時(shí)間改善了進(jìn)行限速時(shí)的制動(dòng)曲線。因此火車制動(dòng)到限速的制動(dòng)可以準(zhǔn)時(shí)開始。在典型的制動(dòng)行程上可以測出平均制動(dòng)減速度，借助于停車時(shí)間修正平均制動(dòng)減速度。例如可以考慮1000m作為制動(dòng)行程。用這個(gè)數(shù)值可以得到制動(dòng)減速度數(shù)值a′，這個(gè)數(shù)值可以使用在不同的火車性能和路段性能上。
特別優(yōu)異的是，如果測出與制動(dòng)負(fù)載、火車重量和火車長度有關(guān)的制動(dòng)減速度a′。為了測出用制動(dòng)曲線可以計(jì)算的火車制動(dòng)減速度，必須給火車司機(jī)在正常運(yùn)行時(shí)提供三個(gè)參數(shù)。這特別適用于，如果制動(dòng)方式是預(yù)先規(guī)定和預(yù)先調(diào)整的。
此外如果測出與制動(dòng)方式有關(guān)的制動(dòng)減速度時(shí)，對于各種火車可以測出最佳的制動(dòng)減速度a′。作為制動(dòng)方式例如可以是旅行列車，快車，近郊列車或貨車。對于各種火車可以固定地預(yù)先規(guī)定或讓火車司機(jī)知道制動(dòng)方式，于是可以在開始行駛之前調(diào)整制動(dòng)方式。
在本方法優(yōu)異的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，測出與制動(dòng)方式有關(guān)的停車時(shí)間t0。通過這個(gè)措施可以特別簡單地將制動(dòng)方式使用于測出制動(dòng)減速度a′。
在優(yōu)異的擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中考慮了，制動(dòng)減速度a′是在以下假設(shè)進(jìn)行的，在停車時(shí)間t0之后用恒定的制動(dòng)減速度進(jìn)行制動(dòng)和具有平均制動(dòng)減速度a的制動(dòng)曲線和具有制動(dòng)減速度a′的制動(dòng)曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)一致。用這些假設(shè)可以將制動(dòng)減速度換算為使用停車時(shí)間t0時(shí)的現(xiàn)實(shí)的制動(dòng)減速度。
優(yōu)異的可以按照以下公式測出制動(dòng)曲線的制動(dòng)減速度a′a′=v22·(s-v·t0),]]>其中v=2·a·s]]>這意味著速度值ν是由平均加速度a測出的。在a′的公式中規(guī)定了典型的制動(dòng)行程s，其中對于s已經(jīng)證明選擇數(shù)值為1000m是優(yōu)異的。
上述公式是從已知的等式中推導(dǎo)出來的s=12a·t2]]>(1)ν＝a·t(2).
從(1)中得出t=2·sa]]>(3).
從(2)和(3)中得出v=2·a·s]]>(4).
從(4)中得出s=12v2a]]>(5).
所得到的現(xiàn)實(shí)的制動(dòng)曲線s1為s1=v·t0+v22a′]]>(6).
假設(shè)s＝s1，如上所述可以測出a′。將a′代入(6)得到制動(dòng)曲線。在一個(gè)方法變型中可以考慮，測出停車時(shí)間t0為t0=2κ[s],]]>其中κ是火車長度的修正系數(shù)，修正系數(shù)也可以考慮制動(dòng)方式。這意味著，κ可以從UIC說明書544-1附件K1和K2(說明書是由國際鐵路聯(lián)合會UIC出版的)中得出?；蛘呖梢越柚诤喕?jì)算得出κ，其中簡化導(dǎo)致更加安全，也就是說低估制動(dòng)功率比高估制動(dòng)功率更好一些。這意味著，在任何情況下可以測出足夠大的制動(dòng)減速度。特別是可以考慮，在旅行列車直到列車長度為400m時(shí)修正系數(shù)κ的數(shù)值為1和然后直到列車長度為700m時(shí)線性地降低為0.72?？梢詫⑦@條直線外推，于是例如在列車長度為800m時(shí)計(jì)算出的數(shù)值為κ＝0.63。在貨車時(shí)直到火車長度為500m時(shí)例如修正系數(shù)κ可以為數(shù)值1和然后直到火車長度為700m時(shí)線性地降低為0.9。
優(yōu)異的是按照以下方法測出平均制動(dòng)減速度aa=[6.1·Ψ·(1+BRH10)]2·3.85·3.62,]]>特別是a=0.061·(1+BRH10),]]>其中BRH是百分之一制動(dòng)和ψ表示制動(dòng)方式。在這個(gè)公式中涉及到所謂的“名登”公式。其中ψ表示制動(dòng)方式，特別是是否關(guān)系到旅客列車，快車或涉及到貨車，數(shù)值ψ在大約0，9和1，1之間波動(dòng)。數(shù)值為ψ＝1和取整數(shù)時(shí)人們得到公式a=0.061(1+BRH10).]]>這個(gè)公式近似于平均減速度并且很長時(shí)間以來使用在奧地利聯(lián)邦鐵路OEBB中。因此由制動(dòng)減速度a測出的制動(dòng)減速度a′可以覆蓋ETCS-運(yùn)行(歐洲鐵路控制系統(tǒng))的所有要求。特別是用上述a′公式可以達(dá)到與OEBB中常用的制動(dòng)表一致。在很大范圍內(nèi)誤差相對很小。特別是預(yù)警信號和主信號之間的距離為1000m(也就是說在計(jì)算v時(shí)使用制動(dòng)行程為1000m)，顯示出平均減速度a與平均值非常一致。對于各種速度組合的一定制動(dòng)質(zhì)量(制動(dòng)質(zhì)量是由百分之一制動(dòng)定義的)和根據(jù)制動(dòng)表要求的制動(dòng)行程是按照公式(5)計(jì)算出來的。通過制動(dòng)表將火車允許的最高速度定義為與其百分之一制動(dòng)和路段上預(yù)警信號距離有關(guān)。因此將每個(gè)短距離定義為制動(dòng)曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)。
在本發(fā)明框架內(nèi)還有計(jì)算機(jī)程序和用于測出制動(dòng)減速度的裝置。這意味著，按照本發(fā)明的方法可以實(shí)施為硬件或軟件。
從本發(fā)明下面實(shí)施例的敘述中，借助于顯示本發(fā)明重要細(xì)節(jié)的附圖和從專利權(quán)利要求中得出本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)。單個(gè)特征可以單獨(dú)地或?qū)崿F(xiàn)在本發(fā)明變型的任意組合中。


在簡圖和在以下的說明中表示了一個(gè)實(shí)施例。附圖表示圖1示出平均制動(dòng)減速度a與實(shí)際制動(dòng)減速度a′關(guān)系的簡圖，圖2示出修正系數(shù)κ與火車長度關(guān)系的簡圖，圖3示出按照本發(fā)明的方法測出制動(dòng)曲線的例子。
具體實(shí)施例方式
在附圖1上橫坐標(biāo)是單位為km/h的火車速度和豎坐標(biāo)是制動(dòng)行程。特別是考慮了在距離為0m時(shí)開始制動(dòng)和在距離為1000m時(shí)停車。用虛線表示平均制動(dòng)減速度a的制動(dòng)曲線。明顯地看出，隨著距離增大速度顯著下降。特別是在制動(dòng)開始時(shí)速度降低相對小。用實(shí)線表示制動(dòng)曲線的制動(dòng)減速度a′。假設(shè)實(shí)際上在停車時(shí)間期間不出現(xiàn)制動(dòng)減速度。這是通過直到距離為400m的水平線表示的。然后用恒定的制動(dòng)減速度進(jìn)行制動(dòng)。在兩個(gè)曲線上起點(diǎn)和終點(diǎn)相等?？梢钥闯?，按照虛線在200m時(shí)必須將速度從160km/h已經(jīng)降低到大約為140km/h。于是200m路段必須足夠開始限速為140km/h。實(shí)際上，通過a′曲線可以看出來，由于制動(dòng)器的動(dòng)作時(shí)間在200m之后還沒有進(jìn)行減速。如果在距離200m時(shí)必須用限速行駛，于是不能準(zhǔn)時(shí)到達(dá)制動(dòng)減速度a。因此可以有目的地用限速行駛，計(jì)算出實(shí)際的制動(dòng)減速度a′。
在附圖2上表示了停車時(shí)間的修正系數(shù)κ與火車長度的關(guān)系?；疖囬L度直到400m時(shí)修正系數(shù)κ恒定為數(shù)值1。然后在700m時(shí)數(shù)值κ線性地下降到0.72?？梢詫?00m和700m之間的直線外推，于是人們在火車長度為800 m時(shí)得到修正系數(shù)κ為0.63。這在附圖2表示的簡圖中，例如適用于制動(dòng)方式狀態(tài)P和R，也就是說適用于旅客列車和旅行列車。
對于代表貨車的制動(dòng)方式狀態(tài)G可以有比較適合的修正系數(shù)和火車長度。
在附圖3上表示了匈牙利國家鐵路(MAV)快車的例子。根據(jù)模擬平面(坡度＝0)列出以下參數(shù)。到達(dá)目的地的緊急信號發(fā)送機(jī)組的距離為1100m。到達(dá)目的地的信號距離為1000m。對于長度為400m的模擬火車，按照奧地利聯(lián)邦鐵路制動(dòng)表的最大速度為120km/h。選擇176為百分之一制動(dòng)和假設(shè)附著力為100％。對于EB-制動(dòng)(緊急制動(dòng))停車時(shí)間為2s。測出的減速度為1.4m/s2。橫坐標(biāo)是單位為km/h的火車速度和豎坐標(biāo)是到達(dá)目的地的距離。表示了以下制動(dòng)曲線緊急制動(dòng)減速(EBD)，緊急制動(dòng)干預(yù)(EBI)，警報(bào)(W)，服務(wù)制動(dòng)干預(yù)(SBI)，允許(P)。沒有表示服務(wù)制動(dòng)干預(yù)(SBI)和服務(wù)制動(dòng)減速(SBD)的曲線，因?yàn)樵贛AV中通過相應(yīng)的ETCS-配置參數(shù)不需要計(jì)算這種曲線。
權(quán)利要求
1.一種測出火車制動(dòng)減速度a′的方法，特別是在限速時(shí)制動(dòng)的方法，在其中測出從制動(dòng)到停車的平均制動(dòng)減速度a，其特征為，測出制動(dòng)動(dòng)作的停車時(shí)間t0和從平均制動(dòng)減速度a、停車時(shí)間t0和典型的制動(dòng)行程s測出制動(dòng)減速度a′。
2.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，所述制動(dòng)減速度a′的計(jì)算與制動(dòng)負(fù)載、火車重量和火車長度有關(guān)。
3.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，所述制動(dòng)減速度a′的計(jì)算與制動(dòng)方式有關(guān)。
4.按照權(quán)利要求3的方法，其特征為，所述停車時(shí)間t0的計(jì)算與制動(dòng)方式有關(guān)。
5.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，制動(dòng)減速度a′是在以下假設(shè)時(shí)進(jìn)行的，在停車時(shí)間t0之后用恒定的制動(dòng)減速度進(jìn)行制動(dòng)和具有平均制動(dòng)減速度a的制動(dòng)曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)和具有制動(dòng)減速度a′的制動(dòng)曲線的起點(diǎn)和終點(diǎn)一致。
6.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，按照以下公式得出制動(dòng)減速度a′a′=v22·(s-v·t0),]]>其中v=a·2·sa.]]>
7.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，所述停車時(shí)間t0設(shè)為t0=2k,]]>其中κ是火車長度的修正系數(shù)。
8.按照權(quán)利要求1的方法，其特征為，按照以下方法得出制動(dòng)減速度aa=[6.1·Ψ·(1+BRH10)]2·3.85·3.62,]]>特別是a=0.061·(1+BRH10),]]>其中BRH是百分之一制動(dòng)，ψ表示制動(dòng)方式。
9.計(jì)算機(jī)程序，用它可以實(shí)現(xiàn)按照權(quán)利要求1的方法。
10.一種測出制動(dòng)減速度的裝置，用它可以實(shí)現(xiàn)按照權(quán)利要求1的方法。
全文摘要
特別是在限速進(jìn)行制動(dòng)時(shí)測出火車制動(dòng)減速度a′的方法，在其中測出制動(dòng)直到停車的平均制動(dòng)減速度a，測出制動(dòng)器動(dòng)作的停車時(shí)間t
文檔編號B60T8/172GK1693898SQ200510071270
公開日2005年11月9日 申請日期2005年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月5日
發(fā)明者格奧爾格·卡納, 格拉爾德·布蘭德施泰特爾, 奧利弗·舍克 申請人:阿爾卡特公司