CH713700B1

CH713700B1 - Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs.

Info

Publication number: CH713700B1
Application number: CH00410/18A
Authority: CH
Inventors: Anz Ruprecht; Feile Florian
Original assignee: Bosch Gmbh Robert
Priority date: 2017-04-07
Filing date: 2018-03-28
Publication date: 2021-10-29
Also published as: CH713700A2; DE102017205962A1; DE102017205962B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs (10), das über eine Umfeldsensorvorrichtung (30, 40) verfügt, die derart am Schienenfahrzeug (10) angebracht ist, dass die Umfeldsensorvorrichtung (30,40) einen vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitt (19) eines Fahrweges (18) des Schienenfahrzeugs (10) überwacht, wobei ein Umfeldsensorsignal, das mittels der Umfeldsensorvorrichtung (30, 40) generiert wird, mittels einer Funkverbindung an eine tragbare Steuereinheit (51) übertragen wird und mittels der tragbaren Steuereinheit (51) Steuersignale an das Schienenfahrzeug (10) übertragen werden.

Description

Stand der Technik

[0001] Im Schienenverkehr gibt es immer wieder die Notwendigkeit des Rangierens. Dabei werden z. B. Züge zusammengestellt bzw. aufgelöst, indem bestimmte Wagen zusammengehängt oder voneinander abgekoppelt werden. Im Rahmen des Rangierens kommt es auch häufig dazu, dass einzelne Wagen bereitgestellt und beispielsweise auf Abstellgleisen abgestellt werden. Diese Tätigkeit wird heutzutage typischerweise von zwei Rangierern durchgeführt, da die Fahrt eines Schienenfahrzeugs nur zulässig ist, wenn gewährleistet werden kann, dass ein Gleisabschnitt, der sich vor dem Schienenfahrzeug befindet, frei von Hindernissen ist. Wird ein Wagenverband von einer Rangierlok gezogen, kann diese Anforderung sichergestellt werden, indem der Lokführer nach vorne blickt. Schiebt eine Rangierlok allerdings einen Wagenverband, wird der zweite Rangierer benötigt, der in diesem Fall an der Spitze des Zugverbandes mitfährt und beispielsweise über ein Sprechfunkgerät Kontakt zum Lokführer der Rangierlok hält. Der Einsatz von zwei Rangierern ist mit entsprechenden Kosten verbunden. Wird alternativ nur ein Rangierer eingesetzt, so muss dieser abhängig von der Fahrtrichtung des Zugverbandes seinen Standort wechseln und beispielsweise bei einem schiebenden Betrieb die Rangierlokomotive fernsteuern.

Offenbarung der Erfindung

[0002] Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs, das über eine Umfeldsensorvorrichtung verfügt, die derart am Schienenfahrzeug angebracht ist, dass die Umfeldsensorvorrichtung einen vor dem Schienenfahrzeug liegenden Abschnitt eines Fahrweges des Schienenfahrzeugs überwacht, hat demgegenüber den Vorteil, dass ein Umfeldsensorsignal, das mittels der Umfeldsensorvorrichtung generiert wird, mittels einer Funkverbindung an eine tragbare Steuereinheit übertragen wird und mittels der tragbaren Steuereinheit Steuersignale an das Schienenfahrzeug übertragen werden. Ein Rangierer hat somit die Möglichkeit das Schienenfahrzeug, insbesondere eine Rangierlok, fernzusteuern und den vor dem Schienenfahrzeug liegenden Abschnitt eines Fahrweges des Schienenfahrzeugs indirekt zu überwachen.

[0003] Unter Fahrweg des Schienenfahrzeugs ist dabei das Gleis zu verstehen, dass von dem Schienenfahrzeug befahren wird. Der vor dem Schienenfahrzeug liegenden Abschnitt des Fahrweges des Schienenfahrzeugs kann dabei in seiner Ausdehnung derart bemessen sein, dass ein sicheres Anhalten des Schienenfahrzeugs unter Vermeidung einer Kollision möglich ist, falls ein Hindernis durch die Bewegung des Schienenfahrzeugs in den vor dem Schienenfahrzeug liegenden Abschnitt gelangt. Der Abschnitt des Fahrweges kann z.B. eine Breite aufweisen, die einem Lichtraumprofil für Schienenfahrzeuge entspricht und eine longitudinale Ausdehnung, die z.B. 20 Meter beträgt, wobei die longitudinale Ausdehnung in besonders vorteilhafter Ausgestaltung eine Funktion der Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs sein kann.

[0004] Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0005] Vorteilhaft ist, dass die Umfeldsensorvorrichtung eine Kamera umfasst und dass das Umfeldsensorsignal ein Livebild der Kamera umfasst, wobei das Livebild der Kamera mittels eines Displays der tragbaren Steuereinheit dargestellt wird.

[0006] Vorteilhaft ist, dass Hindernisse, die sich in dem vor dem Schienenfahrzeug liegenden Abschnitt des Fahrweges des Schienenfahrzeugs befinden, in dem Livebild der Kamera markiert werden. Ein Betrachter des Livebildes kann somit besonders schnell erkennen, ob sich Hindernisse im relevanten Abschnitt des Fahrweges befinden.

[0007] Vorteilhaft ist, dass die Umfeldsensorvorrichtung ein Hinderniserkennungssystem umfasst und zur Markierung der Hindernisse ein Signal des Hinderniserkennungssystems ausgewertet wird. Somit kann ein Sicherheitsniveau erreicht werden, dass oberhalb des Niveaus eines Systems liegt, das ausschließlich ein Kamerabild überträgt.

[0008] Vorteilhaft ist, dass eine Hindernisreaktion ausgelöst wird, wenn erkannt wird, dass eine Entfernung zwischen einem markierten Hindernis und dem Schienenfahrzeug einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet. Bei der Hindernisreaktion kann es sich insbesondere um eine Zwangsbremsung oder das Ausgeben einer Warnung handeln. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist der vorgebbare Schwellwert eine Funktion der Fahrgeschwindigkeit des Schienenfahrzeugs. Den Schwellwert als Funktion der Fahrgeschwindigkeit auszugestalten hat den Vorteil, dass ein beabsichtigtes Annähern an ein Hindernis bei entsprechend niedriger Fahrtgeschwindigkeit möglich ist, ohne die Hindernisreaktion auszulösen.

[0009] Vorteilhaft ist, dass das Hinderniserkennungssystem einen Radarsensor umfasst und ausgehend von Signalen des Radarsensors die Hindernisse markiert werden. Auf diese Weise kann die Sicherheit des vorgestellten Verfahrens erheblich erhöht werden, da eine Erkennung eines Hindernisses durch einen Radarsensor auch bei schwierigen Sichtverhältnissen wie beispielsweise Regen, Nebel oder aufkommender Dunkelheit möglich ist.

[0010] Vorteilhaft ist, dass eine Bremseinrichtung des Schienenfahrzeugs betätigt wird, wenn die Funkverbindung einen Sicherheitsselbsttest nicht erfolgreich abschließt. Bei dem Sicherheitsselbsttest handelt es sich dabei vorteilhafter Weise um ein Testverfahren, das überprüft, ob Daten sicher von dem Schienenfahrzeug an die tragbare Steuereinheit und zurück an das Schienenfahrzeug übertragen werden können.

[0011] Vorteilhaft ist, dass das Schienenfahrzeug über zwei Umfeldsensorvorrichtungen verfügt, die derart am Schienenfahrzeug angeordnet sind, dass je eine Umfeldsensorvorrichtung einen einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs entsprechend vor dem Schienenfahrzeug liegenden Abschnitt eines Fahrweges des Schienenfahrzeugs überwacht, wobei diejenige Umfeldsensorvorrichtung aktiviert wird, die den einer aktuellen Fahrtrichtung entsprechenden Bereich des Fahrweges vor dem Schienenfahrzeug überwacht, und diejenige Umfeldsensorvorrichtung, die den der aktuellen Fahrtrichtung entsprechenden Bereich des Fahrweges vor dem Schienenfahrzeug nicht überwacht, deaktiviert wird.

[0012] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die eine Umfeldsensorvorrichtung und eine tragbare Steuereinheit umfasst und eingerichtet ist, jeden Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen.

[0013] Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigen

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0014] Figur 1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs, das eine Vorrichtung umfasst, die eingerichtet ist, ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchzuführen. Figur 2 eine schematische Darstellung des Ablaufs einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.

[0015] Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs (10), das über eine Vorrichtung verfügt, die zur Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist. Das Schienenfahrzeug (10), bei dem es sich insbesondere um eine Rangierlok handelt, umfasst eine Steuereinheit (14), die wiederum einen Speicher (15) umfasst. Das Schienenfahrzeug (10) umfasst ferner eine Bremseinrichtung (17). Das Schienenfahrzeug (10) umfasst außerdem eine erste Umfeldsensorvorrichtung (30), die eine erste Kamera (32), ein erstes Hinderniserkennungssystem (34) und einen ersten Radarsensor (36) umfasst. Der erste Radarsensor (36) ist dabei Teil des ersten Hinderniserkennungssystems (34). Das Schienenfahrzeug (10) umfasst außerdem eine zweite Umfeldsensorvorrichtung (40), die eine zweite Kamera (42), ein zweites Hinderniserkennungssystem (44) und einen zweiten Radarsensor (46) umfasst. Der zweite Radarsensor (46) ist dabei Teil des zweiten Hinderniserkennungssystems (44). Die erste Umfeldsensorvorrichtung (30) und die zweite Umfeldsensorvorrichtung (40) stehen je über eine Signalleitung mit der Steuereinheit (14) in Verbindung. Darüber hinaus umfasst das Schienenfahrzeug (10) ein Funkmodul (50), das über eine Signalleitung mit der Steuereinheit (14) in Verbindung steht.

[0016] In einer alternativen Ausgestaltung kann das Funkmodul (50) Teil der ersten Umfeldsensorvorrichtung (30) und/oder der zweiten Umfeldsensorvorrichtung (40) sein.

[0017] Die erste Umfeldsensorvorrichtung (30) ist derart am Schienenfahrzeug (10) befestigt, dass die erste Kamera (32) sowie der erste Radarsensor (36) einen vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitt (19) eines Fahrweges (18) des Schienenfahrzeugs (10) überwachen. Die Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs (10) ist in Figur 1 anhand des Pfeiles (23) illustriert.

[0018] Die zweite Umfeldsensorvorrichtung (40) ist derart am Schienenfahrzeug (10) befestigt, dass die zweite Kamera (42) und der zweite Radarsensor (46) einen vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitt des Fahrweges (18) überwachen könnten, wenn sich das Schienenfahrzeug (10) entgegen der Fahrtrichtung (23) bewegen würde und die Sicht der zweiten Kamera (42) und des zweiten Radarsensors (46) nicht durch andere Objekte wie z. B. Wagen (24) verdeckt wäre.

[0019] Figur 1 zeigt ferner einen Bediener (22), bei dem es sich insbesondere um einen Rangierer handeln kann, der eine tragbare Steuereinheit (51) bei sich trägt. Die tragbare Steuereinheit (51) umfasst ein Display (52) sowie ein Bedienelement (53) und ein Funkmodul (54). Das Display (52) ist eingerichtet, ein mittels der ersten Kamera (32) oder der zweiten Kamera (42) aufgenommenes Bild wiederzugeben. Das Display (52) ist ferner eingerichtet ein Hindernis (20), das sich in einem vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitt (19) des Fahrweges (18) befindet, mittels einer Markierung hervorzuheben. Das Bedienelement (53) der tragbaren Steuereinheit (51) ist eingerichtet, so dass der Bediener (22) mittels des Bedienelements (53) das Schienenfahrzeug (10) fernsteuern kann. Hierzu werden entsprechende Steuersignale mittels des Funkmoduls (54) der tragbaren Steuereinheit (51) an das Funkmodul (50) des Schienenfahrzeugs (10) übertragen.

[0020] Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufs eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens. In Schritt 100 wird das Verfahren gestartet und ein Sicherheitsselbsttest durchgeführt, bei dem überprüft wird, ob Signale sicher von der Steuereinheit (14) an die tragbare Steuereinheit (51) übertragen werden können. Die Übertragung in die Rückrichtung wird ebenfalls überprüft. Wird der Sicherheitsselbsttest nicht erfolgreich abgeschlossen, endet das Verfahren. Andernfalls wird anschließend Schritt 110 ausgeführt.

[0021] In alternativer Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Sicherheitsselbsttest nicht nur in Schritt 100, sondern unabhängig vom aktuellen Verfahrensschritt zusätzlich in regelmäßigen Zeitabständen, beispielsweise alle 500 ms, durchgeführt wird. Sobald der Sicherheitsselbsttest nicht erfolgreich abgeschlossen wird, wird die Bremseinrichtung (17) des Schienenfahrzeugs (10) betätigt.

[0022] In Schritt 110 wird eine aktuelle oder gewünschte Fahrtrichtung (23) des Schienenfahrzeugs (10) erfasst. Eine gewünschte Fahrtrichtung kann beispielsweise von dem Bediener (22) mittels des Bedienelementes (53) vorgegeben werden. Anschließend wird Schritt 120 durchgeführt.

[0023] In Schritt 120 wird diejenige Umfeldsensorvorrichtung aus der Menge der ersten und der zweiten Umfeldsensorvorrichtung (30, 40) aktiviert, die den der aktuellen Fahrtrichtung (23) entsprechenden Bereich (19) des Fahrweges (18) vor dem Schienenfahrzeug (10) überwacht. Hierbei wird insbesondere die erste oder zweite Kamera (32, 42) sowie der erste oder zweite Radarsensor (36, 46) aktiviert. In dem in Figur 1 illustrierten Beispiel würde gemäß der aktuellen Fahrtrichtung (23) die erste Umfeldsensorvorrichtung (30) aktiviert, wohingegen die zweite Umfeldsensorvorrichtung (40) deaktiviert würde. Im Anschluss an Schritt 120 wird Schritt 130 durchgeführt.

[0024] In Schritt 130 wird mittels der ersten Kamera (32) ein Livebild des vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitts (19) des Fahrweges (18) aufgenommen. Anschließend wird Schritt 140 durchgeführt.

[0025] In Schritt 140 wird ein Signal des ersten Radarsensors (36) durch das erste Hinderniserkennungssystem (34) analysiert. Das erste Hinderniserkennungssystem (34) kann insbesondere dafür eingerichtete Softwaremodule umfassen. Die Analyse der Signale des ersten Radarsensors (36) umfasst die Suche nach Hindernissen (20). Anschließend wird Schritt 150 durchgeführt.

[0026] In Schritt 150 wird das in Schritt 130 aufgenommene Livebild der Kamera (32) mit dem analysierten Signal des ersten Radarsensors (36) kombiniert. Sollte die in Schritt 140 durchgeführte Analyse des Signals des ersten Radarsensors (36) ein Hindernis (20) aufweisen, wird dieses Hindernis in dem in Schritt 130 aufgenommenen Livebild markiert. Anschließend wird Schritt 160 durchgeführt.

[0027] In Schritt 160 wird überprüft, ob eine Entfernung zwischen einem in Schritt 150 markierten Hindernis und dem Schienenfahrzeug (10) einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet. Ist dies der Fall, wird mit Schritt 200 fortgefahren. Ist dies nicht der Fall, wird mit Schritt 170 fortgefahren. Wurde in Schritt 150 kein Hindernis (20) markiert, kann Schritt 160 entweder entfallen oder es wird in Schritt 160 eine fiktive Entfernung zu einem fiktiven Hindernis angenommen, die derart groß bemessen ist, dass sie sicher oberhalb des vorgebbaren Schwellwerts liegt.

[0028] In Schritt 200 wird eine Warnung an den Bediener (22) ausgegeben. Alternativ oder zusätzlich wird mittels der Bremseinrichtung (17) des Schienenfahrzeugs (10) eine Bremsung des Schienenfahrzeugs (10) eingeleitet.

[0029] In Schritt 170 wird das in Schritt 130 aufgenommene Livebild der ersten Kamera (32) zusammen mit eventuell in Schritt 150 vorgenommenen Markierungen von einem Hindernis (20) an die tragbare Steuereinheit (51) übertragen und dort mittels des Displays (52) wiedergegeben. In diesem Fall zeigt das Display (52) ein Bild des vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitts (19) des Fahrweges (18) sowie gegebenenfalls eine Markierung eines Hindernisses (20). Anschließend wird Schritt 180 durchgeführt.

[0030] In Schritt 180 werden Betätigungen des Bedienelementes (53) erfasst und entsprechende Steuerbefehle mittels des Funkmoduls (54) der tragbaren Steuereinheit (51) an das Funkmodul (50) des Schienenfahrzeugs (10) übertragen. Die Steuersignale werden vom Funkmodul (50) an die Steuereinheit (14) übertragen und dort umgesetzt. Bei den Steuersignalen kann es sich insbesondere um einen Fahrtwunsch, also beispielsweise eine gewünschte Fahrtrichtung sowie eine gewünschte Geschwindigkeit handeln.

[0031] Das vorgestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich besonders vorteilhaft beim Rangieren eines Zugverbandes bestehend aus einer Rangierlok und einem oder mehreren Wagen anwenden. Der Bediener (22) befindet sich dabei in vorteilhafter Weise an dem Ende des Zugverbandes, an dem sich die Rangierlok nicht befindet. Soll der Zugverband entgegen der mit Ziffer 23 bezeichneten Richtung bewegt werden, kann der Bediener (22) die Rangierlok (10) mittels des Bedienelementes (53) fernsteuern. Eine Überprüfung des Fahrweges (18) auf die Abwesenheit von Hindernissen kann der Bediener (22) in diesem Fall durch Sichtung vornehmen. Soll der Zugverband in die mit 23 angegebene Richtung fahren, bedient der Bediener (22) ebenfalls die Rangierlok (10) mittels des Bedienelementes (53). Eine Überwachung des vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnittes (19) erfolgt in diesem Fall wie im Zusammenhang mit Figur 2 beschrieben. Auf diese Weise kann der Zugverband in beiden möglichen Fahrtrichtungen durch nur einen Bediener (22) sicher bewegt werden.

Claims

1. Verfahren zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs (10), das über eine Umfeldsensorvorrichtung (30) verfügt, die derart am Schienenfahrzeug (10) angebracht ist, dass die Umfeldsensorvorrichtung (30) einen vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitt (19) eines Fahrweges (18) des Schienenfahrzeugs (10) überwacht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfeldsensorsignal, das mittels der Umfeldsensorvorrichtung (30) generiert wird, mittels einer Funkverbindung an eine tragbare Steuereinheit (51) übertragen wird und mittels der tragbaren Steuereinheit (51) Steuersignale an das Schienenfahrzeug (10) übertragen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfeldsensorvorrichtung (30) eine Kamera (32) umfasst und dass das Umfeldsensorsignal ein Live-Bild der Kamera (32) umfasst, wobei das Live-Bild der Kamera (32) mittels eines Displays (52) der tragbaren Steuereinheit (51) dargestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Hindernisse (20), die sich in dem vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitt (19) des Fahrweges (18) des Schienenfahrzeugs (10) befinden, in dem Live-Bild der Kamera (32) markiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfeldsensorvorrichtung (30) ein Hinderniserkennungssystem (34) umfasst und zur Markierung der Hindernisse (20) ein Signal des Hinderniserkennungssystems (34) ausgewertet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hindernisreaktion ausgelöst wird, wenn erkannt wird, dass eine Entfernung zwischen einem markierten Hindernis (20) und dem Schienenfahrzeug (10) einen vorgebbaren Schwellwert unterschreitet.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hinderniserkennungssystem (34) einen Radarsensor (36) umfasst und ausgehend von Signalen des Radarsensors (36) die Hindernisse (20) markiert werden.

7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bremseinrichtung (17) des Schienenfahrzeugs (10) betätigt wird, wenn die Funkverbindung einen Sicherheitsselbsttest nicht erfolgreich abschließt.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schienenfahrzeug (10) über eine zweite Umfeldsensorvorrichtung (40) verfügt, die derart am Schienenfahrzeug (10) angeordnet ist, dass die Umfeldsensorvorrichtung (30) und die zweite Umfeldsensorvorrichtung (40) je einen einer Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs (10) entsprechend vor dem Schienenfahrzeug (10) liegenden Abschnitt (19) eines Fahrweges (18) des Schienenfahrzeugs (10) überwacht, wobei diejenige Umfeldsensorvorrichtung (30, 40) aktiviert wird, die den einer aktuellen Fahrtrichtung entsprechenden Bereich des Fahrweges (18) vor dem Schienenfahrzeug (10) überwacht, und diejenige Umfeldsensorvorrichtung (30, 40), die den der aktuellen Fahrtrichtung entsprechenden Bereich des Fahrweges (18) vor dem Schienenfahrzeug (10) nicht überwacht, deaktiviert wird.

9. Vorrichtung zum Betreiben eines Schienenfahrzeugs, umfassend eine Umfeldsensorvorrichtung und eine tragbare Steuereinheit, eingerichtet jeden Schritt des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 durchzuführen.