СПОСОБ ЭКСПЛУАТАЦИИ РЕЛЬСОВОГО ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ВДОЛЬ УЧАСТКА ЖЕЛЕЗНОЙ ДОРОГИ Российский патент 2019 года по МПК B61L3/00 

Изобретение относится к способу эксплуатации рельсового транспортного средства вдоль участка железной дороги. При расчете рельсового транспортного средства главную роль играют аспекты, относящиеся к безопасности. Современные рельсовые транспортные средства обычно рассчитывают так, что они с технической стороны безопасности могут справляться с наибольшим количеством экстренных ситуаций. Для расчета, в частности, тормозного устройства, имеющего решающее значение для безопасности, обычно допускается самая критическая возможная дорожная ситуация, при которой одновременно возникает множество неблагоприятных обстоятельств. Например, рельсовое транспортное средство должно иметь возможность справляться с дорожной ситуацией с максимальной скоростью при критической загрузке и критическом участке уклона. Однако подходящий для этого расчет приводит к выбору параметров с запасом и к высоким конструктивным и финансово-техническим издержкам.

Рельсовые транспортные средства обычно имеют блок обеспечения безопасности движения поезда, инициирующий мероприятия, касающиеся безопасности, при идентификации предстоящей экстренной ситуации, в частности, распознавая так называемое "опасное место" на оживленном участке пути. При инициации ограничительных мероприятий для режима движения обычные блоки обеспечения безопасности движения поезда исходят из вышеназванной самой опасной допустимой аварийной ситуации. Поэтому осуществляемые мероприятия в большинстве случаев их использования не подходят к фактической дорожной ситуации, в частности, они являются слишком ограничительными в отношении фактической дорожной ситуации.

В основе изобретения лежит задача создания способа эксплуатации рельсового транспортного средства вдоль участка железной дороги, посредством которого можно предотвращать эти недостатки.

Для этого предлагается, что движение рельсового транспортного средства имеет участок движения вдоль участка железной дороги, оканчивающийся перед опасным местом участка железной дороги или на нем; рельсовое транспортное средство тормозят во время тормозной фазы в защитном режиме в начале участка движения, исходя из первой скорости; блок поглощения энергии рельсового транспортного средства отбирает во время тормозной фазы кинетическую величину кинетической энергии рельсового транспортного средства; за тормозной фазой следует фаза снижения энергии, в которую, по меньшей мере, часть отобранной энергии выводится блоком поглощения энергии, а участок движения определяют так, что среднее для энергии транспортного средства энергетическое параметрическое значение состояния, учитывающее энергию, имеющуюся, по меньшей мере, в блоке поглощения энергии, соответствует в опасном месте условию. Вследствие этого, можно достигать превентивных и адаптивных динамических свойств рельсового транспортного средства, причем определение динамических свойств учитывает энергетическое состояние рельсового транспортного средства. В частности, динамические свойства можно адаптировать, по меньшей мере, к фактическому состоянию блока поглощения энергии. Расчет рельсового транспортного средства, в частности, блока поглощения энергии, больше не нужно адаптировать, как обычно, к самой опасной допустимой аварийной ситуации, так как динамические свойства могут быть адаптированы в этом отношении так, что предотвращают наступление недопустимой дорожной ситуации. Кроме того, инициация ограничительных мероприятий может лучше подходить для этого энергетического состояния с учетом энергетического состояния.

Определение участка движения содержит, в частности, по меньшей мере установление параметров, служащих для определения динамических свойств рельсового транспортного средства на участке движения, в частности, для определения, по меньшей мере, тормозной фазы и, по меньшей мере, фазы снижения энергии. Например, определение может содержать, по меньшей мере, установление исходной точки и конечной точки тормозной фазы на участке пути, достигаемой в конце тормозной фазы скорости движения поезда до следующего сигнала и предусмотренного для фазы снижения энергии участка уменьшения энергии.

Рельсовое транспортное средство, достигающее в конце тормозной фазы скорости движения поезда до следующего сигнала, эксплуатируется во время фазы снижения энергии, следующей за тормозной фазой, предпочтительно, с постоянной скоростью.

Участок движения имеет, по меньшей мере, тормозную фазу и следующую за ней фазу снижения энергии. После нее на участке движения может происходить вторая тормозная фаза, к которой подключается, в свою очередь, вторая фаза снижения энергии. Повторное ускорение во время участка движения, предпочтительно, блокируется.

Параметрическое значение, которое "для" параметра "характерно", или при другой формулировке, параметрическое значение "для" параметра может быть собственно параметром или величиной, из которой однозначно можно выводить значение параметра. Параметрическое значение и параметр могут быть разными физическими величинами. Например, электрическая величина может быть характерной для температуры. Опасное место может соответствовать началу участка уклона.

В предпочтительном варианте выполнения изобретения предлагается, что параметрическое значение состояния учитывает моментальную массу рельсового транспортного средства. Вследствие этого можно достигать еще более эффективной адаптации динамических свойств к фактическим обстоятельствам, например, к перегрузке или низкой загрузке рельсового транспортного средства.

Предпочтительно, если параметрическое значение состояния характерно для энергии транспортного средства, получающейся из кинетической энергии и потенциальной энергии рельсового транспортного средства и энергии, имеющейся в блоке поглощения энергии, вследствие чего можно достигать предпочтительной адаптации динамических свойств к фактическим дорожным ситуациям.

"Потенциальная энергия" рельсового транспортного средства зависит от разницы высот, которая соответствует различию между высотой актуального положения на участке пути рельсового транспортного средства и высоты точки на участке пути, на которой рельсовое транспортное средство остановилось бы после торможения с максимально имеющейся в распоряжении мощностью тормозного режима работы (так называемое быстрое торможение). При другой формулировке, эта энергия соответствует потенциальной энергии, которая должна преодолеваться рельсовым транспортным средством при торможении - при положительном приращении, или способствовать при отрицательном приращении тормозному процессу. Под "высотой" следует понимать географическую высоту, в частности, относительно уровня моря.

В предпочтительном варианте исполнения изобретения условие требует, что энергия транспортного средства в опасном месте соответствует максимально допустимой энергии транспортного средства или была ниже ее. Для расчета рельсового транспортного средства, в частности, расчета блока поглощения энергии значительный энергетический уровень можно устанавливать ниже по сравнению с известными решениями, так как возникновение недопустимых дорожных ситуаций в энергетическом отношении можно предотвращать адаптивными динамическими свойствами. Максимально допустимая энергия соответствует предпочтительно максимальной энергии, которая может отбираться блоком поглощения энергии по конструктивным условиям.

Блок поглощения энергии имеет в предпочтительном варианте исполнения изобретения, по меньшей мере, комплект элементов, предусмотренных для отбора энергии в виде тепла. Максимальная отбираемая этим комплектом энергия соответствует максимальному количеству энергии, которое, исходя из ситуации, при которой элементы имеют температуру окружающей среды, можно отбирать, не допуская, вследствие этого, существенного функционального повреждения, в частности, разрушения элементов. Поэтому максимальное количество энергии зависит от температурной допускаемой нагрузки элементов. Фаза снижения энергии для этого комплекта соответствует фазе охлаждения, в которую энергию отдают в другую систему, например, в окружающий воздух.

Блок поглощения энергии может содержать для этого комплект компонентов тормозного устройства рельсового транспортного средства, отбирающих, по меньшей мере, часть кинетической величины, в частности, кинетическую величину, в виде тепла.

При этом речь может идти о компонентах фрикционного тормоза, причем нагревающиеcя элементы блока поглощения энергии соответствуют в этом случае, например, тормозным дискам и дискам рабочего колеса рельсового транспортного средства. Максимальное отбираемое этими элементами количество энергии соответствует количеству, которое можно отобрать, прежде, чем возникнут существенные изменения фрикционного замыкания, а вследствие этого - вызванной силы торможения. Это максимальное количество энергии определено конструкцией тормозных дисков и имеющимся типом тормозной накладки.

Альтернативно или дополнительно речь может идти о компонентах электрического тормоза, причем нагревающиеся элементы блока поглощения энергии в этом случае, соответствуют, например, тормозным сопротивлениям. Максимальное количество энергии, которое может отбираться этими элементами, в этом случае также обусловлено конструкцией.

В другом, альтернативном или дополнительном варианте исполнения изобретения речь может идти о компонентах тормозного замедлителя, причем нагревающийся элемент блока поглощения энергии образован в этом случае элементом замедлителя тормоза, в частности, жидкостным замедлителем тормоза.

В другом, альтернативном или дополнительном варианте исполнения речь может идти о компонентах вихреточного тормоза, причем нагревающийся элемент блока поглощения энергии соответствует в этом случае компоненту, в котором индуцируются вихревые токи.

Под "выдачей" энергии, отобранной блоком поглощения энергии следует понимать такую передачу энергии из блока поглощения энергии в систему, при которой эта энергия не способствует ни кинетической энергии, ни потенциальной энергии рельсового транспортного средства. При охлаждении эта система может быть устройством охлаждения или окружающим воздухом. Кроме того, выданная энергия может накапливаться и/или использоваться для эксплуатации потребителя.

В этой взаимосвязи предлагается, установить актуальное значение энергетического параметрического значения состояния, экстраполировать энергетическое параметрическое значение состояния в опасном месте, исходя из актуального значения и инициировать защитный режим, если экстраполированное параметрическое значение состояния не соответствует условию. При соответствии условию, движение может продолжаться без изменения, в частности, без тормозного вмешательства. Экстраполяция происходит, в частности, при предпосылке сохранения актуального режима движения, в частности, актуальной скорости.

Для определения актуального значения энергетического параметрического значения состояния, параметрические значения регистрируют предпочтительно, по меньшей мере, для фактического положения, фактической скорости, массы и энергетического состояния блока поглощения энергии. Для элементов блока поглощения энергии, предусмотренных для отбора энергии при нагреве, параметрическое значение для энергетического состояния может быть параметрическим значением температуры. Кроме того, для экстраполяции нужно учитывать, в частности, данные о тормозной способности рельсового транспортного средства. Эти данные могут соответствовать, например, данным тормозной способности, вводимых перед отправлением, при, так называемом, "вводе данных о поезде". При этом введение может осуществляться в виде тормозного коэффициента.

Кроме того, экстраполяцию осуществляют, предпочтительно, на основе данных участка железной дороги, имеющих, по меньшей мере, профиль высот участка железной дороги, причем опасное место соответствует началу участка уклона.

Если условием требуется, как описано выше, чтобы энергия транспортного средства в опасном месте соответствовала максимально допустимой энергии транспортного средства, или была ниже нее, параметрическое значение определяют, предпочтительно, на основе экстраполированного параметрического значения состояния для разности энергий между максимально допустимой энергией транспортного средства и экстраполированной энергией транспортного средства в опасном месте.

Предпочтительно, если определение участка движения в защитном режиме содержит расчет достигаемой в конце тормозной фазы скорости движения поезда до следующего сигнала.

Если установлено параметрическое значение, как описано выше, для разности энергий между максимально допустимой энергией транспортного средства и экстраполированной энергией транспортного средства в опасном месте, скорость движения поезда до следующего сигнала зависит от разности энергий.

В этой взаимосвязи предлагается, что скорость движения поезда до следующего сигнала рассчитывают так, что она воздействует на кинетическую энергию и потенциальную энергию в опасном месте, сумма которых, меньше, по меньшей мере, на величину разности энергий, чем максимально допустимая энергия транспортного средства.

Предлагается первый режим защитного режима, в котором во время фазы снижения энергии в качестве величины сниженной энергии уменьшается, по меньшей мере, кинетическая величина. Если скорость движения поезда до следующего сигнала рассчитывается так, что она воздействует на кинетическую энергию и потенциальную энергию в опасном месте, сумма которых меньше на величину разности энергий, чем максимально допустимая энергия транспортного средства, эта скорость устанавливает для этого первого режима предел для регулируемой во время тормозной фазы скорости движения поезда до следующего сигнала. Вследствие этого, можно достичь минимального ограничения скорости, по сравнению с другими вариантами согласования.

Согласно второму режиму защитного режима, скорость движения поезда до следующего сигнала рассчитывают так, что во время фазы снижения энергии в виде величины сниженной энергии снижается меньшее количество энергии, чем кинетическая величина. При этом можно достичь более короткого участка уменьшения энергии, чем в первом режиме, если скорость движения поезда до следующего сигнала установлена ниже вышеназванного предела. Вследствие этого, такая скорость движения поезда до следующего сигнала может воздействовать на кинетическую энергию и потенциальную энергию в опасном месте, сумма которых настолько меньше разности энергий, чем максимально допустимая энергия транспортного средства, что полное снижение кинетической величины во время фазы снижения энергии не требуется.

Определение участка движения в защитном режиме содержит, в частности, расчет необходимого для фазы снижения энергии участка фазы снижения энергии, зависимой от величины сниженной энергии посредством кривой характеристик охлаждающей способности блока поглощения энергии.

Определение участка движения в защитном режиме содержит, предпочтительно, вычисление для установления скорости движения поезда до следующего сигнала необходимого участка тормозной фазы, зависимой от данных тормозной способности рельсового транспортного средства.

Кроме того, предлагается, чтобы водителю тяговой подвижной единицы в режиме напоминания было настоятельно предложено инициировать тормозную фазу в начале участка движения. При этом происходит адаптация динамических свойств, предпочтительно, посредством инициируемого водителем тяговой подвижной единицы рабочего торможения, осуществляемого с умеренным замедлением при торможении. Оно является щадящим для подвижного состава, и предпочтительным для предусмотренного комфорта транспортирования пассажиров рельсового транспортного средства.

Альтернативно или дополнительно тормозная фаза может инициироваться в принудительном режиме автоматически при вмешательстве блока обеспечения безопасности движения поезда. Для этого торможение может осуществляться с максимальной имеющейся в распоряжении мощностью тормозного режима работы. Принудительный режим вмешательства может применяться, в частности, если в режиме напоминания распознается недостаточная реакция на предложение. При этом недостаточная реакция может быть отсутствием реакции или инициацией торможения с недостаточной мощностью.

Кроме того, высокой безопасности можно достичь, если рельсовое транспортное средство тормозится в аварийном режиме до остановки, причем аварийный режим инициируется, если в фазе снижения энергии распознается наличие ошибки. Такая ошибка может распознаваться, в частности, в результате контроля блока поглощения энергии. Если он имеет комплект элементов, предусмотренных для отбора энергии в виде тепла, ошибку можно распознавать, в частности, посредством изменения температуры элементов. Для этого используют, в частности, кривую характеристик охлаждающей способности элементов.

Далее приводится более подробное разъяснение примеров исполнения изобретения посредством чертежей. На чертежах представлено следующее:

фиг. 1 – рельсовое транспортное средство с блоком обеспечения безопасности движения поезда, схематический вид сбоку,

фиг. 2 – блок обеспечения безопасности движения поезда и учитываемая им информация,

фиг. 3 – участок движения рельсового транспортного средства по фигуре 1 согласно первому рабочему режиму блока обеспечения безопасности движения поезда и

фиг. 4 – участок движения рельсового транспортного средства по фигуре 1 согласно второму рабочему режиму блока обеспечения безопасности движения поезда.

На фиг. 1 показан схематичный вид сбоку рельсового транспортного средства 10. Оно выполнено, например, в виде состава вагонов 12, предусмотренных для транспортирования пассажиров, причем, по меньшей мере, один вагон 12.1 выполнен как моторный вагон. Моторный вагон 12.1 имеет ведущие оси 14, с возможностью их привода, по меньшей мере, посредством приводного двигателя (не показан). Приводной двигатель и предусмотренный для его обеспечения электрической энергией блок 16 энергоснабжения образуют блок 18 приводного устройства. Он получает электрическую энергию от внешнего электропитания 20. Рельсовое транспортное средство 10 имеет, кроме того, тормозное устройство 22. Оно содержит, по меньшей мере, с возможностью электрического и/или механического приведения в действие, выполненный как блок фрикционных тормозов тормозной блок 24 (изображен схематически) и электрический тормозной блок 26, образованный приводным устройством 18. Тормозной блок 26 может возвращать произведенную во время тормозного процесса электрическую энергию во внешнее электропитание 20 и/или преобразовывать ее в тормозных сопротивлениях 27 в тепло. Выполнение тормозного блока 24 с блоком фрикционных тормозов приведено в качестве примера. Альтернативно или дополнительно к нему тормозной блок 24 может иметь, по меньшей мере, тормозной замедлитель и/или, по меньшей мере, вихреточный тормоз, в котором кинетическая энергия рельсового транспортного средства 10 также преобразуется в тепло.

Конструкция приводного устройства 18 и тормозного устройства 22 в рельсовом транспортном средстве достаточно известна и не будет разъясняться в данной публикации более подробно.

Рассмотренное выполнение рельсового транспортного средства 10 с составом вагонов 12, то есть, выполнение в виде так называемого моторвагонного поезда, приведено в качестве примера. В альтернативном выполнении рельсовое транспортное средство 10 может быть выполнено, как отдельная тяговая подвижная единица, например, в виде локомотива, предусмотренного для использования с пассажирскими вагонами без привода или с товарными вагонами. Получение электрической энергии из внешнего электропитания 20 также является примером. В другом примере исполнения рельсовое транспортное средство 10 может оснащаться собственным источником энергии, в частности, двигателем внутреннего сгорания, приводящим в движение ведущие оси 14 или посредством которого производят электрическую энергию для блока 16 энергоснабжения.

Рельсовое транспортное средство 10 содержит, кроме того, блок 28 обеспечения безопасности движения поезда. Он имеет устройство 30, предусмотренное для взаимодействия с устройствами 31 со стороны участка железнодорожной ветки и блок 32 управления. Устройство 30 содержит, в частности, антенну поезда.

Взаимодействие устройств 31 со стороны участка железнодорожной ветки и блока 28 обеспечения безопасности движения поезда может инициировать при наличии определенных ситуаций эксплуатации вмешательство блока 28 обеспечения безопасности движения поезда в управление рельсовым транспортным средством 10. В частности, блок 28 обеспечения безопасности движения поезда может инициировать принудительное торможение рельсового транспортного средства 10, например, при превышении максимально допустимой скорости или при недопустимом проезде семафора, показывающего сигнал "стоп". Известными системами обеспечения безопасности движения поездов являются, например, PZB (система точечной автоматической регулировки движения поездов), LZB (система непрерывной автоматической локомотивной сигнализации), ATP (автоматизированная система обеспечения безопасности движения поездов), TBL (автоматическая локомотивная точечная система сигнализации), ATB (автоматизированная точечная система определения места нахождения поездов) и ETCS (Европейская система управления движением поездов).

В основе функционирования блока 28 обеспечения безопасности движения поезда лежат данные о поезде, зависящие от конфигурации рельсового транспортного средства 10 и от актуальных эксплуатационных режимов его устройств. В частности, перед приемом в эксплуатацию рельсового транспортного средства 10 данные о его тормозной способности нужно передать в блок 28 обеспечения безопасности движения поезда (так называемый "ввод данных о поезде"). Эта информация оценивается блоком 28 обеспечения безопасности движения поезда, в частности, для учета тормозного пути.

На фиг. 2 показан обзор данных, учитываемых блоком 28 обеспечения безопасности движения поезда, для осуществления способа, описанного далее более подробно. Наряду с уже упомянутыми данными BVD - о тормозных свойствах, дополнительно учитываются данные BSD - о проходимом участке пути, по меньшей мере, данные POS - о фактическом местоположении рельсового транспортного средства 10 и, по меньшей мере, данные V - о моментальной скорости рельсового транспортного средства 10. Кроме того, учитываются, по меньшей мере, данные М - о загрузке рельсового транспортного средства 10 и, по меньшей мере, данные E_{Q -} о содержащемся в тормозном устройстве 22 тепле. Эти данные E_Q можно получить, в частности, из анализа данных параметрического значения температуры для температуры тормозного устройства 22.

Для выполнения описанных ниже рабочих режимов блок 32 управления блока 28 обеспечения безопасности движения поезда оснащен, по меньшей мере, вычислительным блоком (не изображен) и, по меньшей мере, блоком 33 запоминающего устройства, в котором хранятся соответствующие выполняемые программы.

Данные BVD (о тормозных свойствах) и BSD (о проходимом участке пути) хранятся, предпочтительно, в детально не изображенной базе данных рельсового транспортного средства 10, к которой имеет доступ блок 28 обеспечения безопасности движения поезда. Данные POS (фактическое местоположение), V (текущая скорость), М (загрузка рельсового транспортного средства) и E_Q регистрируется, как правило, с помощью соответствующих, детально не показанных сенсорных устройств.

Компоненты тормозного устройства 22, отбирающие во время тормозного процесса, по меньшей мере, часть кинетической энергии рельсового транспортного средства 10, образуют блок 34 поглощения энергии. В частности, компоненты 35 (фиг. 1) выполненного в виде блока фрикционных тормозов тормозного блока 24, образуют, в частности, тормозные диски, элементы блока поглощения энергии 34, предусмотренные для отбора энергии при нагревании. Этот блок 34 поглощения энергии содержит при необходимости, кроме того, в вышеупомянутых альтернативных исполнениях тормозного блока 24 компоненты тормозного замедлителя или вихреточного тормоза и/или тормозные сопротивления 32 электрического тормозного блока 26. Данные E_Q образуют параметрическое значение состояния блока 34 поглощения энергии, характерное для энергетического состояния блока 34 поглощения энергии. Эти данные E_Q соответствуют, в частности, сумме содержащихся в элементах блока 34 поглощения энергии количеств энергии.

На фиг. 3 показана первая диаграмма, с помощью которой разъясняется осуществляемый блоком 28 обеспечения безопасности движения поезда способ эксплуатации рельсового транспортного средства 10 вдоль участка 36 железной дороги.

Участок 36 железной дороги имеет опасное место 38, соответствующий началу участка 40 уклона этого участка 36 железной дороги. Приближение к опасному месту 38 определяют на основе данных BSD (данные о пройденном участке пути) в виде информация об участке пути. Для этого эти данные BSD (данные о пройденном участке пути) содержат, по меньшей мере, профиль высот, изображенный на диаграмме.

Кроме того, рельсовое транспортное средство 10 характеризуется максимально допускаемой энергией E_max. В частности, максимально допускаемая энергия соответствует максимально отбираемой тормозным устройством 22, обусловленной расчетом энергии. Она установлена заранее и является основополагающей для расчета тормозного устройства 22.

Максимально допускаемую энергию E_max, а поэтому расчет тормозного устройства 22, выбирают таким, что во всех мыслимых дорожных ситуациях энергия E_train транспортного средства меньше, чем E_max. Для определения энергии E_max "самый неблагоприятный" запас энергии рельсового транспортного средства 10 является основополагающим. При этом допускается, что рельсовое транспортное средство 10 находится на участке пути с критическим участком наклона, с максимальной скоростью и критической массой. Однако, это обусловливает высокие конструктивные требования к тормозному устройству 22, а при необходимости выбор параметров с запасом, в частности, в отношении допустимых температур и энергоемкости тормозных компонентов.

В альтернативном описанном в этой публикации варианте исполнения максимально допустимая энергия E_max может быть установлена меньше, вследствие чего можно достичь конструктивно более простого расчета тормозного устройства 22.

При движении вдоль участка 36 железной дороги непрерывно или с регулярными промежутками времени определяют характерное энергетическое параметрическое значение состояния для энергии E _train транспортного средства. В качестве критерия для эксплуатации рельсового транспортного средства 10 считается, что актуальная энергия E_{t rain} транспортного средства не может превышать максимально допускаемую энергию E_max. Такая ситуация может возникать, в частности, если перегруженное рельсовое транспортное средство 10, т.е. имеющее массу больше максимальной массы, едет вдоль участка уклона c уклоном, больше заданного максимального участка уклона и/или, если элементы блока 34 поглощения энергии, предусмотренные для отбора энергии при нагреве, уже находятся в подогретом состоянии.

Энергетическое параметрическое значение состояния характерно для энергии E _train транспортного средства, получаемой из кинематической энергии E _kin, потенциальной энергии E_pot и энергии E_Q, содержащейся в блоке 34 поглощения энергии. Этому для их определения привлекается вышеупомянутые данные М (загрузка рельсового транспортного средства), V (текущая скорость), BSD (данные о пройденном участке пути), POS (фактическое местоположение), BVD (данные о тормозных свойствах) и E_Q. В рассмотренном примере выполнения само энергетическое параметрическое значение состояния энергии соответствует энергии E_train транспортного средства. В другом примере выполнения для параметрического значения состояния подбирается величина, из можно однозначно вывести энергию E_train транспортного средства.

Моментальная потенциальная энергия E_pot рельсового транспортного средства 10 определяется массой М (загрузка рельсового транспортного средства) рельсового транспортного средства 10 и разницей высот. При этом она соответствует разнице высот между актуальным фактическим положением POS (фактическое местоположение) рельсового транспортного средства 10 и положением на участке пути, в направлении к которому рельсовое транспортное средство 10 остановится, если бы инициировалось быстрое торможение с максимальной имеющейся в распоряжении мощностью тормозного режима работы при фактическом положении POS (фактическое местоположение). Исходя из актуальной энергии E_train транспортного средства, экстраполируют энергию E_trainGF транспортного средства в опасном месте 38. В основе экстраполяции лежит предпосылка поддержания актуального режима движения до опасного места 38. Вследствие участка 40 уклона энергия E_trainGF транспортного средства больше в опасном месте 38 на величину потенциальной энергии. Эта потенциальная энергия зависит от массы М (загрузка рельсового транспортного средства) рельсового транспортного средства 10 и разницы высот между опасным местом 38 и точкой на участке пути, в которой рельсовое транспортное средство 10 остановилось бы при осуществлении торможения, начиная в опасном месте 38, с максимально имеющейся в распоряжении мощностью. В экстремальном случае разница высот может соответствовать всей разнице высот участка 40 уклона.

При превышении энергии E_trainGF транспортного средства в опасном месте 38 над максимально допустимой энергией E_max, блоком 28 обеспечения безопасности движения поезда инициируется защитный режим с помощью описанных далее мероприятий. Если экстраполированная энергия E_trainGF транспортного средства имеет допустимый уровень, режим движения можно поддерживать до опасного места 38.

Инициируемый защитный режим имеет своей целью приведение рельсового транспортного средства 10, самое позднее в опасном месте 38, в энергетическое состояние, при котором условие E _train ≤ E _max выполнено.

Для этого блок 38 обеспечения безопасности движения поезда определяет участок 42 движения, кончающийся, самое позднее, в опасном месте 38. Участок 42 движения определяется так, чтобы энергия E_train транспортного средства в опасном месте 38 соответствовала максимально допустимой энергии E_max или становилась меньше нее. Участок 42 движения определяется при установлении его начала и режима движения рельсового транспортного средства 10, приводящего рельсовое транспортное средство 10 в желаемое энергетическое состояние.

Режим движения на определенном участке 42 движения содержит тормозную фазу 44, во время которой рельсовое транспортное средство 10 тормозится, исходя из первой скорости V₀ до достижения скорости V_z движения поезда до следующего сигнала. Определение участка 42 движения содержит, в частности, определение скорости V_z движения поезда до следующего сигнала.

Допускается, что разница между экстраполированной энергией E_trainGF транспортного средства и максимально допустимой энергией E_max соответствует разности ΔЕ энергий.

В первом показанной на диаграмме по фиг. 3 режиме защитного режима скорость V_z движения поезда до следующего сигнала рассчитывают так, что кинетическая энергия E_kin рельсового транспортного средства 10 снижается во время тормозной фазы 44 на кинетическую величину ΔЕ_kin , а скорость V_z движения поезда до следующего сигнала воздействует на кинетическую энергию E_kinGF и потенциальную энергию E_potGF в опасном месте 38, сумма которых на разность ΔЕ энергий меньше, чем максимально допустимая энергия E_max.

При этом следует обратить внимание, что потенциальная энергия E_potGF зависит в опасном месте 38 от скорости V_z движения поезда до следующего сигнала. При маленькой скорости V_z движения поезда до следующего сигнала необходимый тормозной путь при торможении в опасном месте 38 до остановки рельсового транспортного средства 10 меньше, чем при более высокой скорости V_z движения поезда до следующего сигнала. Поэтому при маленькой скорости V_z движения поезда до следующего сигнала тормозной путь кончается в направлении к более высокой точке на участке 40 уклона, имеющей меньшую разницу высот до опасного места 28, чем обусловленная более высокой скоростью, более низкая точка тормозного пути.

Последняя точка на участке 42 движения, из которой можно инициировать быстрое торможение, приводящее к остановке в опасном месте 38 при актуальной скорости V_z движения поезда до следующего сигнала, обозначена ссылочной позицией BWA, образующей начало тормозного пути BW до опасного места 38. С этой точки BWA потенциальная энергия растет E_pot непрерывно растет до значения E_potGF в опасном месте 38.

Для того, чтобы энергия E_train транспортного средства составляла в опасном месте 38 максимально допустимую энергию E_max,, за тормозной фазой 44 должна следовать фаза 46 снижения энергии, в которую во внешнюю среду выдается, по меньшей мере, отобранная блоком 34 поглощения энергии кинетическая величина ΔЕ_kin . Эта фаза 46 снижения энергии соответствует, в частности, фазе охлаждения тормозных компонентов тормозного устройства 22, являющихся элементами блока 34 поглощения энергии. Энергия, сниженная блоком 34 поглощения энергии, называется величиной ΔЕ_Q сниженной энергии. Она соответствует в этом первом режиме кинетической величине ΔЕ_kin .

Во втором, показанном на диаграмме по фигуре 4 режиме защитного режима скорость V_z движения поезда до следующего сигнала рассчитывают так, что во время фазы 46 снижения энергии в качестве величины ΔЕ_Q сниженной энергии снижается меньшее количество энергии, чем кинетическая величина ΔЕ_kin. Для этого скорость V_z движения поезда до следующего сигнала рассчитывают так, что сумма кинетической энергии E_kinGF и потенциальной энергии E_potGF в опасном месте 38 меньше более, чем на разность ΔЕ энергий, чем максимально допустимая энергия транспортного средства Emax. Избыток энергии, на которую снижается энергия транспортного средства, может еще содержаться в блоке 38 поглощения энергии в опасном месте 38. Поэтому участок EAS уменьшения энергии может сокращаться по сравнению с первым режимом.

Определение участка 42 движения в указанных режимах содержит, кроме того, определение тормозного пути BS для тормозной фазы 44 и участка EAS фазы снижения энергии для фазы 46 снижения энергии. Для этого определяют соответственно, по меньшей мере, исходную точку соответствующей фазы. Участок EAS уменьшения энергии рассчитывают в зависимости от величины ΔЕ_Q сниженной энергии посредством кривой характеристик охлаждающей способности блока 34 поглощения энергии. Из этой кривой характеристик охлаждающей способности можно получить информацию о параметрах охлаждения блока 34 поглощения энергии или его отдельных элементов. В особом примере, по кривой характеристик охлаждающей способности можно установить время для достижения определенного уменьшения температуры. Участок EAS уменьшения энергии можно рассчитать на этой основе и со знанием моментальной скорости V (текущая скорость), обычно скорости V_z движения поезда до следующего сигнала. Тормозной путь 44 вычисляется на основе вышеупомянутых данных BVD о тормозной способности рельсового транспортного средства 10 и моментальной скорости V (текущая скорость).

К началу осуществления тормозной фазы 44, в начале участка 42 движения блок 28 обеспечения безопасности движения поезда настоятельно предлагает водителю тяговой подвижной единицы, например, посредством индикаторного устройства, тормозить рельсовое транспортное средство 10 до определенной скорости V_z движения поезда до следующего сигнала. Тормозной путь BS устанавливается на основе величин BVD замедления при торможении (данные о тормозных свойствах), используемых при рабочем торможении.

При распознавании блоком 28 обеспечения безопасности движения поезда отсутствие реакции или недостаточной реакции водителя тяговой подвижной единицы, например, начала осуществления торможения с недостаточным замедлением при торможении, блок 28 обеспечения безопасности движения поезда автоматически инициирует торможение в принудительном режиме вмешательства для установления скорости V_z движения поезда до следующего сигнала. Тормозной путь BS устанавливают на основе величин замедления при торможении, используемых при экстренном торможении. Кроме того, блок 28 обеспечения безопасности движения поезда имеет аварийный режим, при котором рельсовое транспортное средство 10 тормозится до остановки. Этот аварийный режим инициируется, если блок 28 обеспечения безопасности движения поезда распознает, что тормозная фаза 44 неправильно выполняется в принудительном режиме вмешательства, например, при слишком небольшой задержке, или не выполняется. Он также инициируется, если после тормозной фазы 44 распознается наличие ошибки в фазе 46 снижения энергии. Ее можно, например, распознать по отклонению изменения температуры компонентов блока 34 поглощения энергии от изменения температуры, установленной на основе кривой характеристик охлаждающей способности.

Изобретение относится к железнодорожной автоматике. В способе при движении рельсового транспортного средства вдоль участка железной дороги предусматривают участок движения, оканчивающийся перед опасным местом участка железной дороги или на нем; транспортное средство тормозят во время тормозной фазы в начале участка движения, исходя из первой (V₀) скорости; блок поглощения энергии транспортного средства отбирает во время тормозной фазы кинетическую величину (ΔE_kin) кинетической энергии (E_kin) транспортного средства; фаза торможения сопровождается фазой снижения энергии на участке движения, в которой по меньшей мере часть (ΔЕ_Q) поглощенной энергии (ΔЕ_kin) выводится блоком поглощения энергии, так что выводимая энергия не влияет ни на кинетическую, ни на потенциальную энергию (E_pot) транспортного средства; участок движения определяют так, что характерное для энергии (E_train) транспортного средства энергетическое параметрическое значение состояния, учитывающее энергию (E_Q), имеющуюся, по меньшей мере, в блоке поглощения энергии, соответствует условию в опасном месте. Причем энергия (E_train) транспортного средства является суммой кинетической энергии (Е_kin), потенциальной энергии (E_pot) и энергии (Е_Q), присутствующей в блоке поглощения энергии. Достигается сокращение времени пути без снижения уровня безопасности. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ эксплуатации рельсового транспортного средства (10) вдоль участка (36) железной дороги, при котором:

- при движении рельсового транспортного средства (10) вдоль участка (36) железной дороги предусматривают участок (42) движения, оканчивающийся перед опасным местом (38) участка (36) железной дороги или на нем;

- рельсовое транспортное средство (10) тормозят во время тормозной (44) фазы в защитном режиме в начале участка (42) движения, исходя из первой (V₀) скорости;

- блок (34) поглощения энергии рельсового транспортного средства отбирает во время тормозной фазы (44) кинетическую величину (ΔE_kin) кинетической энергии (E_kin) рельсового транспортного средства (10);

- за тормозной фазой (44) следует фаза (46) снижения энергии, в которую по меньшей мере часть отобранной энергии выводится блоком (34) поглощения энергии,

- и участок (42) движения определяют так, что характерное для энергии (E_train) транспортного средства энергетическое параметрическое значение состояния, учитывающее энергию (E_Q), имеющуюся, по меньшей мере, в блоке (34) поглощения энергии, соответствует условию в опасном месте (38).

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что энергетическое параметрическое значение состояния учитывает моментальную массу (М) рельсового транспортного средства (10).

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что энергетическое параметрическое значение состояния характерно для энергии (E_train) транспортного средства, получающейся из кинетической энергии (E_kin) и потенциальной энергии (E_pot) рельсового транспортного средства (10) и энергии (E_Q), имеющейся в блоке (34) поглощения энергии.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что условие требует, чтобы энергия (E_train) транспортного средства в опасном месте (38) соответствовала максимально допустимой энергии (E_max) транспортного средства или была ниже нее.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что блок (34) поглощения энергии содержит компоненты тормозного устройства рельсового транспортного средства (10), отбирающие по меньшей мере часть кинетической величины (ΔE_kin ) в виде тепла, причем фаза (46) снижения энергии соответствует фазе охлаждения компонентов тормозного устройства.

6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что устанавливают актуальное значение энергетического параметрического значения состояния, экстраполируют энергетическое параметрическое значение состояния в опасном месте (38), исходя из актуального значения, и инициируют защитный режим, если экстраполированное параметрическое значение состояния не соответствует условию.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что экстраполяцию осуществляют, предпочтительно, на основе данных (BSD) участка (36) железной дороги, имеющего, по меньшей мере, профиль высот участка (36) железной дороги, причем опасное место (38) соответствует началу участка (40) уклона.

8. Способ по любому из пп. 1-7, отличающийся тем, что определение участка (42) движения в защитном режиме содержит расчет достигаемой в конце тормозной фазы (44) скорости (V_z) движения поезда до следующего сигнала.

9. Способ по любому из пп. 4, 6, 8, отличающийся тем, что на основе экстраполированного параметрического значения состояния устанавливают параметрическое значение для разности (ΔЕ) энергий между максимально допустимой энергией (E_max) транспортного средства и экстраполированной энергией (E_trainGF) транспортного средства в опасном месте (38), причем скорость (V_z) движения поезда до следующего сигнала зависит от разности (ΔЕ) энергий.

10. Способ по п. 9, отличающийся тем, что скорость (V_z) движения поезда до следующего сигнала рассчитывают так, что она воздействует на кинетическую энергию (E_kinGF) и потенциальную энергию (E_potGF) в опасном месте (38), сумма которых меньше, по меньшей мере, на величину разности (ΔЕ) энергий, чем максимально допустимая энергия (E_max) транспортного средства.

11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что в первом режиме защитного режима во время фазы (46) снижения энергии в качестве величины (ΔE_Q) сниженной энергии уменьшается, по меньшей мере, кинетическая величина (ΔE_kin ).

12. Способ по любому из пп. 8-10, отличающийся тем, что во втором режиме защитного режима скорость (V_z) движения поезда до следующего сигнала рассчитывают так, что во время фазы (46) снижения энергии в виде величины (ΔE_Q) сниженной энергии снижается меньшее количество энергии, чем кинетическая величина (ΔE_kin ).

13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что при определении участка (42) движения в защитном режиме выполняют расчет необходимого для фазы (46) снижения энергии участка (EAS) фазы снижения энергии, зависимой от величины (ΔE_Q) сниженной энергии, посредством кривой характеристик охлаждающей способности блока (34) поглощения энергии.

14. Способ по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что водителю тяговой подвижной единицы в режиме напоминания настоятельно предлагается инициировать тормозную фазу (44) к началу участка (42) движения.

15. Способ по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что тормозную фазу (44) инициируют в принудительном режиме автоматически блоком (28) обеспечения безопасности движения поезда.

16. Способ по п. 14 или 15, отличающийся тем, что в режиме напоминания распознают недостаточную реакцию на предложение и применяют принудительный режим вмешательства.

17. Способ по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что в аварийном режиме рельсовое транспортное средство тормозят до остановки, причем аварийный режим инициируют при распознавании в фазе (46) снижения энергии наличия ошибки.

18. Блок обеспечения безопасности движения поезда с блоком (32) управления, предназначенный для осуществления способа по любому из пп. 1-17.