用于在預(yù)設(shè)的路線上最優(yōu)化地運行電驅(qū)動的軌道車輛的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于在預(yù)設(shè)的路線上最優(yōu)化地運行電驅(qū)動的軌道車輛的方法。為了進(jìn)一步優(yōu)化已知的方法，檢測在產(chǎn)生饋入到路線中的電能時的環(huán)境負(fù)荷和/或饋入到路線中的電能的成本。在考慮產(chǎn)生用于所述路線的電能時的環(huán)境負(fù)荷和/或電能的成本水平的情況下設(shè)定軌道車輛在該路線上的行駛方式。
【專利說明】用于在預(yù)設(shè)的路線上最優(yōu)化地運行電驅(qū)動的軌道車輛的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于在預(yù)設(shè)的路線上最優(yōu)化地運行電驅(qū)動的軌道車輛的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]這種方法例如從U.Linder2004年于柏林的博士論文“軌道交通中的行駛方式的優(yōu)化及其實現(xiàn)”中已知(尤其是第iii頁以及47至53頁)。據(jù)此可通過解決數(shù)學(xué)優(yōu)化問題來實現(xiàn)最佳的節(jié)約能量的行駛方式，其中需要考慮特定的邊界條件。邊界條件包括路線的地形、路線上的最高速度、車輛數(shù)據(jù)、路線占用以及行車時刻表。節(jié)約能量的行駛方式例如在線地借助于軌道車輛的車載計算機(jī)根據(jù)算法來確定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明基于下述目的:進(jìn)一步優(yōu)化已知的方法。
[0004]為了實現(xiàn)該目的，在一開始提到的這類方法中，根據(jù)本發(fā)明，檢測在產(chǎn)生饋入到所述路線中的電能時的環(huán)境負(fù)荷和/或饋入到路線中的電能的成本，并且在考慮產(chǎn)生用于路線的電能時的環(huán)境負(fù)荷和/或電能的成本水平的情況下設(shè)定軌道車輛在路線上的行駛方式。
[0005]本發(fā)明以有利的方式實現(xiàn)，在駛過相應(yīng)預(yù)設(shè)的路線的能量成本方面優(yōu)化軌道車輛的行駛方式或者在優(yōu)化運行成本時共同進(jìn)行考慮。也就是說，根據(jù)本發(fā)明，軌道網(wǎng)絡(luò)的不同的路線上的能量成本不是到處都同樣高的，而是取決于哪個供能器為相應(yīng)的路線供給電能。因此產(chǎn)生下述可行性:在創(chuàng)建時間儲備的情況下在能量方面價格低廉的路線上相對快速地行駛并且在能量方面昂貴的路線上在遵守行車時刻表的情況下通過相對緩慢的進(jìn)而相對低成本的行駛用完所獲得的時間儲備。
[0006]作為對能量成本優(yōu)化的補充或者也替選于此，通過考慮在產(chǎn)生饋入到相應(yīng)的路線中的電能時產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷的方式，根據(jù)本發(fā)明的方法在能夠以環(huán)保的方式行駛的方面也是有利的。因此已知的是:通過饋入到相應(yīng)的路線中的供能器導(dǎo)致何種環(huán)境負(fù)荷。在此，通過在用以產(chǎn)生嚴(yán)重的環(huán)境負(fù)荷的方式產(chǎn)生的電能供給的路線上相對緩慢地行駛，能夠降低電消耗；然后在以例如由水力發(fā)電產(chǎn)生的電能饋送的路線上能夠以更高的能量消耗更快速地行駛，以便補償時間損失并且遵守行車時刻表。
[0007]在根據(jù)本發(fā)明的方法的一個有利的設(shè)計方案中，在考慮能量成本的與時間相關(guān)的變化的情況下檢測電能的成本。也就是說能量成本每日、每月或每年都可能是不同的。
[0008]為了實際執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法，有利的是，除了其他的優(yōu)化目標(biāo)之外，將成本和/或環(huán)境負(fù)荷作為具有一定權(quán)重的優(yōu)化目標(biāo)作為向量存儲在數(shù)據(jù)處理裝置中，并且選擇應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮何種優(yōu)化目標(biāo)。
[0009]此外顯得有利的是，存儲空調(diào)設(shè)備的能量消耗作為另一個優(yōu)化目標(biāo)。
[0010]在此，能夠以有利的方式將軌道車輛自身的運算單元用作為數(shù)據(jù)處理裝置。[0011]但是也能夠有利的是，使用具有到軌道車輛的信息傳輸路徑的臺式計算機(jī)用作為數(shù)據(jù)處理裝置。
[0012]在實施根據(jù)本發(fā)明的方法時，使用數(shù)據(jù)處理裝置，在所述數(shù)據(jù)處理裝置的存儲器中存儲有向量。在該向量中存儲有不同的優(yōu)化目標(biāo)和其權(quán)重。所存儲的優(yōu)化目標(biāo)已知能夠是最小的能量消耗。另一個優(yōu)化目標(biāo)是最小的能量成本和最小的環(huán)境負(fù)荷，例如最小的C02排放。附加地，如果需要的話也能夠存儲涉及乘客需求的優(yōu)化目標(biāo)。
[0013]在行駛期間，從向量中選出應(yīng)當(dāng)分別對何種優(yōu)化目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。在此，相應(yīng)的優(yōu)化目標(biāo)的選擇能夠借助于軌道車輛自身的計算機(jī)單元通過已被授權(quán)的操作員或通過來自臺式計算機(jī)的指令來進(jìn)行。最小的能量成本和最小的環(huán)境負(fù)荷的優(yōu)化目標(biāo)取決于在產(chǎn)生所述電能時引起的環(huán)境負(fù)荷和饋入到相應(yīng)駛過的路線中的電能的成本的水平。這通常是已知的。
[0014]如果軌道車輛以低的能量成本駛過一定路線，那么當(dāng)后續(xù)待駛過的路線產(chǎn)生相對高的能量成本時，為了實現(xiàn)低的能量成本在承受相對高的能量消耗的情況下以相對高的速度行駛。隨后在具有高的能量成本的路線上能夠以相對低的能量消耗相對緩慢地行駛。能夠以這種方式在首先駛過的路線上構(gòu)建時間儲備，所述時間儲備緊接著在能量昂貴的路線上耗盡；盡管如此還是能夠遵循行車時刻表，并且能量成本是最佳地低的。
[0015]如果應(yīng)將使環(huán)境負(fù)荷保持得盡可能小作為優(yōu)化目標(biāo)，那么在承受時間延遲(Zeitruckstand)的情況下在用以環(huán)境負(fù)荷的方式、例如由褐煤產(chǎn)生的電能饋電的路線上相對緩慢地以低的能量消耗行駛。隨后駛過的用以環(huán)保的方式例如由水力發(fā)電產(chǎn)生的電能來饋電的路線被相對快速地駛過，由此彌補時間延遲并且遵循行車時刻表。因此整體上得到了電軌道車輛的最佳的環(huán)保的運行。
[0016]低的能量成本和環(huán)保的行駛未來尤其在歐洲的跨國軌道交通中實現(xiàn)，因為在不同的國家中電能從非常不同的供電網(wǎng)絡(luò)中饋入到路線中。為了實現(xiàn)上述優(yōu)化目標(biāo)，顯然路線數(shù)據(jù)是必要的，所述路線數(shù)據(jù)作為參數(shù)來考慮，如斜度、坡度、曲率半徑、隧道阻力等。為了優(yōu)化能量成本考慮貨幣單位的成本，并且為了優(yōu)化環(huán)境負(fù)荷考慮所饋送的電能的根據(jù)其關(guān)于C02排放的相應(yīng)的部分在產(chǎn)生所述部分時的組成。
【權(quán)利要求】
1.一種用于在預(yù)設(shè)的路線上最優(yōu)化地運行電驅(qū)動的軌道車輛的方法， 其特征在于， 檢測在產(chǎn)生饋入到所述路線中的電能時的環(huán)境負(fù)荷和/或饋入到所述路線中的電能的成本，并且在考慮產(chǎn)生用于所述路線的所述電能時的所述環(huán)境負(fù)荷和/或所述電能的成本水平的情況下設(shè)定所述軌道車輛在所述路線上的行駛方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在考慮與時間相關(guān)的變化的情況下檢測所述電能的成本。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，除了其他的優(yōu)化目標(biāo)之外，將所述成本和/或所述環(huán)境負(fù)荷作為具有權(quán)重的優(yōu)化目標(biāo)作為向量存儲在數(shù)據(jù)處理裝置中，并且選擇應(yīng)當(dāng)考慮何種優(yōu)化目標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，將空調(diào)設(shè)備的能量消耗作為另一個優(yōu)化目標(biāo)存儲。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，將軌道車輛自身的計算機(jī)單元用作為數(shù)據(jù)處理裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的方法，其特征在于，將具有到軌道車輛的信息傳輸路徑的臺式計算機(jī)用作為數(shù)據(jù)處理裝置。
【文檔編號】B61L3/00GK103998320SQ201280062220
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月14日
【發(fā)明者】羅蘭·波爾施 申請人:西門子公司