CN102470884B - 带有传感器装置的有轨车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种有轨车辆(1)，该有轨车辆具有相互联接的第一车厢(10)和第二车厢(20)以及用于监控在两个联接的车厢(10、20)之间的区域(31、32)的至少一个传感器装置。为了实现在两个连接的车厢(10、20)之间的区域(31、32)的特别可靠的监控，依据本发明提出，该至少一个传感器装置是光学传感器系统，该光学传感器系统在第一车厢(10)处具有指向待监控区域(31)的至少一个光学发射器(15)，以及在第二车厢(20)处具有至少一个光学接收器(28)，并且该光学传感器系统构造成用于当在所述至少一个光学发射器(15)和所述至少一个光学接收器(28)之间的光路中断时发送出探测信号。

Description

带有传感器装置的有轨车辆

技术领域

本发明涉及一种有轨车辆，该有轨车辆具有第一和第二相互联接的车厢以及至少一个用于监控在两个联接的车厢之间的区域的传感器装置。

背景技术

在有轨车辆中，也就是说例如在轨道车辆、磁悬浮列车或带有橡胶轮胎的有轨列车中，对于有轨车辆具有多个相互联接的车厢的情况存在以下危险，即例如在停靠在火车站或停靠站期间，人跌倒在两个联接的车厢之间的区域中。在这种情况下，一方面盲人或酒醉的人是特别有危险的；另一方面，人的相应的跌倒或者说跌落例如也可归因于站台上的拥挤。为了在这样的情况下避免跌倒的人的例如由有轨车辆开动引发的危险，有轨车辆的联接的车厢之间的区域的自动监控是值得期待的。

开头提到类型的有轨车辆由德国实用新型文献DE 201 19 009 U1所公知。该实用新型文献描述了用于控制在火车的彼此联接的车厢之间的中间空间的监控系统，其中，借助于超声波传感器能够探测出在车厢之间的区域中的障碍物。在此，根据反射原理工作的超声波传感器设置在车厢之间的联接器上方，以便实现探测擅自停留在车厢之间的耦接区域或者联接区域中在缓冲部上的人。

在有轨车辆中，相互联接的车厢的车身的相互动态移动通常也可以在车辆的静止状态下出现。那么，这样的移动例如可由乘客的上车和下车引起，所述上车和下车导致相应的车身在空气弹簧上摆动。在相应摆动运动时，在所公知的基于所使用的超声波传感器的工作原理的监控装置中存在损害功能能力的危险，该危险通常尤其会导致相对频繁的错误触发。此外，对于有轨车辆停留在弯道区域中的情况，所使用的超声波传感器是相对容易出故障的。一般不能低估补偿用于所有在实践中出现的运行条件的、在两个相互联接的车厢之间的区域上的、基于超声波的传感器装置的耗费。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种有轨车辆，该有轨车辆具有第一和第二相互联接的车厢以及至少一个用于监控在两个联接的车厢之间的区域的传感器装置，该有轨车辆实现了特别可靠地监控在两个所联接的车厢之间的区域。

依据本发明，该目的通过一种有轨车辆来实现，该有轨车辆具有第一和第二相互联接的车厢以及至少一个用于监控在两个联接的车厢之间的区域的传感器装置，其中，至少一个传感器装置是光学传感器系统，该传感器系统在第一车厢处具有指向待监控区域的至少一个光学发射器，以及在第二车厢处具有至少一个光学接收器，并且该光学传感器系统构造成用于当在至少一个光学发射器和至少一个光学接收器之间的光路中断时发送出探测信号。

依据本发明的有轨车辆是有利的，因为该有轨车辆具有光学传感器系统，该光学传感器系统根据发射器/接收器原理工作。对此，该光学传感器系统在第一车厢处具有指向待监控区域的至少一个光学发射器，并且在第二车厢处具有至少一个光学接收器。在此，光学传感器系统优选定向为，使得光路平行于有轨车辆的纵轴线延伸。如果在至少一个光学发射器和至少一个光学接收器之间的光路中断，那么光学传感器系统构造成用于发送探测信号。在此，在本发明范围中，在至少一个光学发射器和至少一个光学接收器之间的光路的必要时仅部分地超过阈值的中断也称为中断。

光学传感器系统既能构造成单个光电屏障的形式，又能构造成光栅的形式。在后一种情况中，探测信号优选在到光学接收器的光路中断时已经触发。对此替代地，如果到两个相邻光学接收器的光路中断，那么在光学传感器系统呈光栅形式的情况下例如才触发探测信号。由此，有利地降低或者避免例如基于扔到监控区域中的烟蒂的错误触发。

所提到类型的光学传感器系统的使用是有利的，因为这样的系统相对于轨道引导的车辆的两个车厢的摆动相对稳定。因此，例如在使用带有+/-10°的反射角和假定的在相应光学发射器和相应光学接收器之间的95cm的最小间距的光学发射器的情况下，在光学接收器的区域内以计算的方式获得带有大约33.5cm的基面直径的光锥。这引起即使在两个联接的车厢相对彼此显著地水平或竖直地偏移的情况下，光学接收器仍然识别出从相应的光学发射器发出的光。当在相应的光学发射器和相应的光学接收器之间的距离变大时，光锥的基面直径也相应增大。由此，通过使用发射器/接收器原理，有利地避免或者至少降低错误触发。

此外，光学系统的使用如下是有利的，即由此避免了在传感器装置的电磁兼容性(EMV)方面的可能的问题。

为了实现尽可能良好的干扰抑制，至少一个光学发射器可发送出已调制的光，由此，在相应的光学接收器处，相应的光学发射器可被确认为所接收的光的源。

已表明的是，光学传感器系统相对于由污染引起的损害令人惊讶地不敏感，使得即使在有轨车辆外的恶劣使用条件下也确保光学传感器系统可靠运行。此外存在如下优点，即相应的光学传感器系统能以适合于铁路应用的形式相对成本低廉地使用。

应指出的是，依据本发明的有轨车辆显然也可具有多于两个的相互联接的车厢。在这种情况下，分别以前面描述的方式方法优选监控在有轨车辆的所联接的车厢之间的所有区域。然而原则上即使在带有多个车厢的车辆中可考虑的是，不对在车厢之间的所有区域进行监控。这例如能够是如下情况，即所联接的车厢中的各个车厢在技术上未装备或者还未装备用于相应的监控。

依据本发明的有轨车辆优选改进成，使得至少一个光学发射器以及至少一个光学接收器在其装配高度方面分别设置在相应车厢的车身之下。这是有利的，因为基于至少一个光学发射器的以及至少一个光学接收器的相对低的装配高度，监控通常在站台边缘之下的空间区域中进行。由此有利地，站台上的乘客很难对光学传感器系统进行擅自改动。因此，与由DE 201 19 009 U1公知的传感器装置根本不同，在这种情况下，故意舍弃了对在联接器上方的区域的监控，使得通常不探测处于联接器上的人。由此，依据本发明的有轨车辆优选较少地用于保护故意停留在车厢之间的区域中的这样的人，而是更多地用于保护由于事故或疏忽而处于监控区域中的这样的人。

原则上，光学传感器系统可在使用由至少一个光学发射器发送出的任意波长的光的情况下来实现。根据依据本发明的有轨车辆的特别优选的实施方式，至少一个光学发射器系统是红外线传感器系统。这尤其提供如下优点，即光路对于人眼而言保持不可见，进而降低了尝试进行擅自改动或者尝试进行干扰的可能性。

依据另一种特别优选的实施方式，依据本发明的有轨车辆设计成，使得设有至少一个另外的光学传感器系统，该光学传感器系统在第二车厢处具有指向待监控区域的至少一个另外的光学发射器，以及在第一车厢处具有至少一个另外的光学接收器，并且该光学传感器系统构造成用于当在至少一个另外的光学发射器和至少一个另外的光学接收器之间的光路中断时发送出另外的探测信号。原则上，在此另外的光学传感器系统相对于光学传感器系统冗余地运行，也就是说，监控在两个联接的车厢之间的同一区域。然而，光学传感器系统以及所述另外的光学传感器系统优选监控在车厢之间的待监控区域的不同的部分区域。这尤其在车厢具有中心联接器的有轨车辆的情况下是有利的，因为由此可通过光学传感器系统监控在联接器一侧上的部分区域，且通过另外的光学传感器系统监控在联接器另一侧上的部分区域。但在这种情况下原则上也可实现单个的光学传感器系统，该光学传感器系统探测两个部分区域，使得在第一车厢处设有至少一个光学发射器，且在第二车厢处设有至少一个光学接收器。如果设有光学传感器系统以及另外的光学传感器系统，它们的发射器和接收器分别在空间上错开并且相反地定向，那么由此有利地以特别简单的方式和方法实现覆盖整个待监控区域。如果在轨道车辆的车厢上的各个发射器和接收器分别在前面或后面相对应地设置，那么在这种情况下，对在车厢之间的区域的监控可与车厢如何相互联接无关地进行。

一般应在这一点上指出的是，依据本发明的有轨车辆的前面提及的在光学传感器系统方面的优选实施方式同样以类似的方式在所述另外的光学传感器系统方面适用。由此，这既涉及至少一个另外的光学发射器的以及至少一个另外的光学接收器的在低于相应车厢的车身的高度上的布置方式，也涉及另外的光学传感器系统构造为红外线传感器系统。此外，依据本发明的有轨车辆的在下面描述的优选实施方式也能以类似方式同样应用于在必要时存在的另外的光学传感器系统，只要这些实施方式涉及光学传感器系统。

依据另一特别优选的实施方式，依据本发明的有轨车辆改进成，使得至少一个光学传感器系统连到有轨车辆的控制装置上，并且构造成用于将探测信号传递给控制装置。这是有利的，因为由此例如可以是有轨车辆的中央车辆控制器的组成部分的控制装置可被告知在至少一个光学发射器和至少一个光学接收器之间的光路中断，使得可以在车辆处采取相应的措施。在这种情况下应注意的是，由于光学传感器系统是依据本发明的有轨车辆的组成部分，所以探测信号可以直接传递给控制装置。与此根本不同地，在这样的例如装配在站台侧的监控系统中，在探测在待监控区域中的对象或人时，不能直接干涉相应车辆的车辆控制。根据与此有关的上述实施方案，必要时存在的另外的光学传感器系统也可有利地以提及的方式连到有轨车辆的控制装置上，使得也可将其它探测信号传递给控制装置。

有利地，依据本发明的有轨车辆也能构造成，使得响应于探测信号的接收在控制装置处来触发有轨车辆的安全技术反应。由此，有利地确保尽可能快且直接地采取那些为了避免跌落在车厢之间的区域中的人的危险所需的措施。

由控制装置触发的安全技术反应是什么类型取决于各个有轨车辆的结构以及相应的运行者的要求。依据另一特别优选的实施方式，依据本发明的有轨车辆构造成，使得响应于探测信号的接收在控制装置处来触发有轨车辆的起动锁止或制动。这是有利的，因为由此尤其在停靠站区域内可靠且尽可能快地阻止了有轨车辆的起动或者继续行驶，由此，尽可能最好地保护可能跌落在车厢之间的区域中的人。

对此替代地或附加地，依据本发明的有轨车辆也能改进成，使得响应于探测信号的接收在控制装置处将报警信号传送给驾驶台并且在那发送出。在此，可例如通过在驾驶员显示器上的视觉显示和/或通过声学报警信号实现相应的发送。由此确保立刻将现有的警报情况告知有轨车辆的驾驶员或者司机。然而在这一点上应指出的是，依据本发明的有轨车辆原则上也可构造成用于全自动地、无驾驶员地运行。探测信号在这种情况下优选自动通过控制通道传送给调度中心。与此无关地，在控制装置处可附加地实现将信号发送给乘客信息系统，该乘客信息系统接着可通过有轨车辆的内部和/或外部扬声器将为这样的情况而准备的通知发送给乘客。

优选的是，依据本发明的有轨车辆改进成，使得依据有轨车辆的相应的运行情况而启用或停用对在联接的车厢之间的区域的监控。对在联接的车厢之间的区域的监控仅在特定运行情况下启用，由此有利地避免或者降低了光学传感器系统的错误触发。因此，可启用例如在一种运行状态下或者一个运行时间段中的监控，在所述运行状态下或运行时间段中进行有轨车辆在停靠站中的发车，或者也进行在停靠站区域中的启动。与此相对地，在其它例如可能包括道岔行驶的运行情况下实现监控的停用。在这种情况下，这样的停用例如可通过将光学传感器系统以及必要时将另外的光学传感器系统断开来实现，或者也可以通过例如由控制装置在相应的运行情况下屏蔽探测信号来实现。

依据另一特别优选的实施方式，依据本发明的有轨车辆改进成，使得有轨车辆构造成用于确定其联接状态，并且依据所确定的联接状态启用或者停用对在车厢之间的区域的监控。在此，在联接状态确定的范围中，有轨车辆确定车厢在有轨车辆的哪一个联接器处相互连接。由此，对在车厢之间的区域的监控的启用明确地仅对于以下情况进行，即事实上联接上了车厢并且由此完全存在在所联接的车厢之间的待监控区域。

替代或除了之前提及的用于启用或停用对在所联接车厢之间的区域的监控的两个标准，依据本发明的有轨车辆也可有利地构造成，使得依据门闩信号的存在来启用或停用对在车厢之间的区域的监控。因此例如可考虑的是，一旦在停靠站中达到静止状态之后借助于门闩信号允许车门的打开，就启用监控。随后，例如当有轨车辆已从停靠站驶过一定距离时停用监控。

依据另一特别优选的实施方案，依据本发明的有轨车辆构成为，使得有轨车辆构造成用于定期自动地功能检查至少一个光学传感器系统。这是有利的，因为由此可必要时近似实时地识别光学传感器系统的失灵。对此，至少一个光学发射器可例如具有测试输入端，在测试输入端启用时切断光学发射器，使得所有相对置的接收器报告触发。相应的测试可例如分别在离开停靠站之后例如通过有轨车辆的控制装置控制和评估。如果在测试范围内识别出故障，那么这些故障可有利地显示在驾驶员显示器上。

原则上，依据本发明的有轨车辆具有如下优点，即通过光学传感器系统对在车厢之间的区域进行自动监控。由此，有利地不必要通过有轨车辆的驾驶员或其他人员对所述区域进行直接或间接地监控。根据依据本发明的有轨车辆的另一优选实施方案附加地设置有至少一个指向在所联接的车厢之间的区域的摄像机。由此，可有利地为有轨车辆的驾驶员或者尤其在自动运行时为调控中心提供如下可能性，即在接收到探测信号之后通过控制装置非常快地告知在所联接的车厢之间的所涉及的区域中的状况。由此，提供以下可能性，即除了必要时在有轨车辆处自动引起的安全技术反应外，在需要的情况下执行进一步措施。

附图说明

下面，借助实施例详细阐释本发明。为此附图示出：

图1以示意草图示出了依据本发明的有轨车辆的实施例。

具体实施方式

在图中示出了带有第一车厢10和第二车厢20的有轨车辆1。两个车厢10、20借助于联接器13、23相互联接。根据图中的图示假定，第一车厢10由车厢部分11和12构成，第二车厢20由车厢部分21和22构成。在此，相应的车厢部分11、12及21、22无缝地由过渡部相互连接，使得排除例如在停靠站上的人跌倒在车厢部分11、12及21、22之间的区域中。

相反，在车厢10、20之间存在区域31、32，例如盲人在不利环境下可能会跌到该区域中。在这种情况下还存在的危险是，这样的在车厢10、20之间跌倒的人例如在有轨车辆1从停靠站开动时没被看到，并且因此有可能受重伤。

为了能可靠地探测到这样的情况，有轨车辆1具有光学传感器系统，该有轨车辆例如可以是为短途列车或长途列车形式的轨道车辆、地铁或轻轨，或者也可以是不在轨道上行驶的其它有轨车辆。在此，光学传感器系统在第一车厢10处包括指向待监控区域31的至少一个光学发射器15。在此，在所描述的实施例的范围中假定，至少一个光学发射器15是以红外线技术工作的光栅系统，也就是带有红外发射二极管的红外线光带。与此相应地，第二车厢20具有为红外线接收光带形式的带有红外线接收二极管的至少一个光学接收器28。由此，有利地确保了可靠且完全地覆盖待监控区域31。

如果在至少一个光学发射器15和至少一个光学接收器28之间的光路中断，则进行探测信号的发送，该探测信号由此提示，物体或者人侵入到在车厢10、20之间的待监控区域中。为了避免干扰影响，至少一个光学发射器15以及至少一个光学接收器28在其装配高度方面有利地分别设置在车身之下或者设置在相应的车厢10、20的车身的下边缘之下。在此，装配优选如此地进行，使得尽可能保护组件不受损伤。

依据在图中的图示，轨道车辆1此外具有另外的光学传感器系统，所述另外的光学传感器系统在第二车厢20处包括至少一个另外的指向待监控区域32的光学发射器26，以及在第一车厢10处包括至少一个另外的光学接收器17。这意味着，在图中的实施例中的待监控区域由联接器13、23划分成两个部分区域31、32，这些部分区域分别由自身的光学传感器系统监控。在此，光学传感器系统以及另外的光学传感器系统可构成为完全分开的系统，或者构成为集成的共同的系统。

由于从车厢10、20之前或之后的方向观察，车厢10、20分别在左边具有光学发射器15、16或25、26，以及在右边具有光学接收器17、18或27、28，由此确保在所联接的车厢10、20中，第一车厢10的或第二车厢20的至少一个光学发射器15或26分别与第二车厢20的或第一车厢10的至少一个光学接收器17或28相对地设置。由此，确保完全地监控在车厢10、20之间的区域31、32。

如在图中分别通过小叉简示出，第一车厢10的光学发射器16以及光学接收器18基于车厢1的联接器14具有未联接的状态而被停用。这可例如借助于机械的和/或电气的联接器标准识别，并且用于停用至少一个光学发射器16以及至少一个光学接收器18。在第二车厢20处相应地适用于至少一个光学发射器25以及至少一个光学接收器27，也就是说这种情况下联接器24的状态被评估，并且导致所提及的部件的停用。

监控有利地可变地匹配于待监控区域的或者物体的大小和形状的要求。所中断的光连接的感应由车辆控制系统的控制装置识别并处理。在这种情况下，可在车辆控制系统处如下地进行选择，即仅监控所期望的运行情况或者运行时间段。这例如涉及在停靠站中的有轨车辆1的发车以及在停靠站区域内的起动。相反，其它的不适宜对在车厢10、20之间的区域监控的运行情况或者运行时间段可被屏蔽，也就是说进行监控的停用，以改善干扰抑制。

在车辆控制系统的或者一般在下游的逻辑系统的控制装置处，响应于探测信号的接收，由发射器15和光学接收器28构成的光学系统或者从由光学发射器26和光学接收器17构成的另外的光学系统来触发有轨车辆1的安全技术反应。这样的安全技术反应可以例如是起动锁止或制动。此外，将产生的结果有利地以需要应答的方式显示给驾驶员或者调控中心，其中，可有利地通过后置的或者在下游的逻辑评估来实现不同的安全等级。

根据上面的结合依据本发明的有轨车辆的在图中示出的实施例的实施方式，当在停靠站或者火车站中的有轨车辆发车时，这以特别可靠的方式和方法实现了安全性的提高。由此可有利地避免例如盲人在车厢10、20之间的区域31、32中跌倒的事故的有生命危险的后果。

Claims (13)

1.有轨车辆(1)，所述有轨车辆具有相互联接的第一车厢(10)和第二车厢(20)以及用于监控在两个联接的所述车厢(10、20)之间的区域(31、32)的至少一个传感器装置，

其特征在于，至少一个所述传感器装置是光学传感器系统，所述光学传感器系统

-在所述第一车厢(10)处具有指向待监控的所述区域(31)的至少一个光学发射器(15)，以及

-在所述第二车厢(20)处具有至少一个光学接收器(28)，并且

-构造成用于当在至少一个所述光学发射器(15)和至少一个所述光学接收器(28)之间的光路中断时发送出探测信号，

其中所述有轨车辆(1)构造成用于确定其联接状态，并且依据确定的所述联接状态来启用或者停用对在所述车厢(10、20)之间的所述区域(31、32)的监控，并且

其中在两个联接的所述车厢(10、20)相对彼此显著地水平或竖直地偏移的情况下，至少一个所述光学接收器(28)仍然识别出从相应的至少一个所述光学发射器(15)发出的光。

2.根据权利要求1所述的有轨车辆，

其特征在于，至少一个所述光学发射器(15)以及至少一个所述光学接收器(28)在其装配高度方面分别设置在相应的所述车厢(10、20)的车身之下。

3.根据权利要求1或2所述的有轨车辆，

其特征在于，至少一个所述光学传感器系统是红外线传感器系统。

4.根据权利要求1或2所述的有轨车辆，

其特征在于，设有至少一个另外的光学传感器系统，所述另外的光学传感器系统

-在所述第二车厢(20)处具有指向待监控的所述区域(32)的至少一个另外的光学发射器(26)，以及

-在所述第一车厢(10)处具有至少一个另外的光学接收器(17)，并且

-构造成用于当在至少一个所述另外的光学发射器(26)和至少一个所述另外的光学接收器(17)之间的光路中断时发送另外的探测信号。

5.根据权利要求1或2所述的有轨车辆，

其特征在于，至少一个所述光学传感器系统

-连到所述有轨车辆(1)的控制装置上，并且

-构造成用于将所述探测信号传递给所述控制装置。

6.根据权利要求5所述的有轨车辆，

其特征在于，所述有轨车辆(1)构造成，使得响应于所述探测信号的接收在所述控制装置处触发所述有轨车辆(1)的安全技术反应。

7.根据权利要求6所述的有轨车辆，

其特征在于，所述有轨车辆(1)构造成，使得响应于所述探测信号的接收在所述控制装置处触发所述有轨车辆(1)的起动锁止或制动。

8.根据权利要求6所述的有轨车辆，

其特征在于，所述有轨车辆(1)构造成，使得响应于所述探测信号的接收在所述控制装置处将报警信号传输给驾驶台并且在那里发送出。

9.根据权利要求7所述的有轨车辆，

其特征在于，所述有轨车辆(1)构造成，使得响应于所述探测信号的接收在所述控制装置处将报警信号传输给驾驶台并且在那里发送出。

10.根据权利要求1或2所述的有轨车辆，

其特征在于，所述有轨车辆(1)构造成，使得依据所述有轨车辆(1)的相应的运行情况来启用或停用对在联接的所述车厢(10、20)之间的所述区域(31、32)的监控。

11.根据权利要求1或2所述的有轨车辆，

其特征在于，所述有轨车辆(1)构造成，使得依据门闩信号的存在来启用或者停用对在所述车厢(10、20)之间的所述区域(31、32)的监控。

12.根据权利要求1或2所述的有轨车辆，

其特征在于，所述有轨车辆(1)构造成用于对至少一个所述光学传感器系统定期自动地进行功能检查。

13.根据权利要求1或2所述的有轨车辆，

其特征在于，附加地设有至少一个指向联接的所述车厢(10、20)之间的所述区域(31、32)的摄像机。