DE10021927A1 - Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen, Anordnung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, Gleise, Gleisstücke oder Weichen zur Verwendung bei einem Verfahren zur Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen sowie rollendes Material, insbesondere Lokomotiven, ebenfalls zur Verwendung bei einem Verfahren zur Steuerung von Modellbahnen und Modellzügen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen. Erfindungsgemäß werden typ- und/oder geometriespezifizierende, kontaktlos lesbare Speicherbausteine an oder in jedem zu verbauenden Gleis, Gleisstück, Prellbock, Signal und/oder Weiche angeordnet, wobei jeder Speicherbaustein und damit jedes Gleis zusätzlich eine laufende, sich nicht wiederholende Kennzeichnung aufweist. Weiterhin wird das rollende Material, vorzugsweise die Lokomotiven, mit einem Speicherlesegerät sowie einer Datenübertragungseinrichtung zur Rückmeldung ausgerüstet. Nach einem erstmaligen Befahren der Strecke liegt der Streckenaufbau als elektronisches Abbild vor und kann in einem Zentralspeicher festgehalten werden. Beim anschließenden Streckenbefahren wird die jeweilige momentane Position der Bahn oder des Zuges durch Speicherbaustein-Lesen und Rückmeldung an den Zentralspeicher bzw. ein zentrales Steuersystem ermittelt, wobei anhand vorgebbarer Aufgaben zur Durchführung des Bahnbetriebs unter Berücksichtigung der Strecken- und der Geschwindigkeitsinformation sowie von Sonderfunktionen eine oder mehrere Maschinen selbsttätig kontrolliert und gesteuert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen und eine Anordnung zur Durchführung eines derartigen Verfahrens. Weiterhin schlägt die Erfindung Gleise, Gleisstücke oder Weichen zur Verwendung bei einem automatischen Steuerungsverfahren für Modellbahnen und Modellzüge sowie rollendes Material, insbesondere Lokomotiven für den gleichen Verwendungszweck vor.

Digitale Modellbahn-Steuerungen sind seit mehreren Jahren Stand der Technik. Bei derartigen Steuerungen liegt ständig die volle Fahrspannung, z. B. 16 V, am Gleis an. Die Schienen dienen gleichzeitig der Übertragung von digitalen Daten und bilden einen sogenannten Datenbus.

Hierbei wird die Fahrspannung von entsprechenden digitalen Steuerbefehlen überlagert. Diese digitalen Steuerbefehle werden von einer Steuerung in einem digitalen Übertragungsformat, z. B. NMRA/DCC, codiert und im jeweiligen Modell decodiert. Für das Decodieren weist jede Lokomotive ein sogenannten Lokdecoder auf, der entsprechend den Befehlen des Nutzers Richtung, Geschwindigkeit und Zusatzfunktionen, wie Beleuchtung oder automatische Kupplung, ausgibt. Derartige Decoder können auch in andere Funktionsartikel, z. B. Kräne, Weichen oder dergleichen eingesetzt werden, um Steuerbefehle fernbedient auszulösen.

Der Vorteil von digitalen Systemen besteht darin, daß alle Steuerbefehle über das Gleis zugeführt werden. Demnach kann die gesamte Anlage mit Lokomotiven, Funktionsmodellen und Weichen über ein zweipoliges Anschlußkabel betrieben werden. Die ansonsten bei analoger Technik herkömmliche aufwendige Verkabelung entfällt.

Dadurch, daß die einzelnen Decoder über eine frei programmier­ bare Adresse gezielt ansprechbar sind, können mehrere Lokomo­ tiven völlig unabhängig voneinander auf einem Stromkreis fahren und auch beliebig abgestellt werden. Gleistrennstellen sind nicht mehr erforderlich.

Es bietet also die vorgestellte digitale Technik wesentliche Vorteile sowohl bei der Errichtung der Anlage als auch im Spielbetrieb, jedoch existieren noch keine den Anforderungen der Praxis genügende und kostenseitig günstig umzusetzende Systeme, die eine Positionserkennung des rollenden Materials, d. h. der Züge auf der Fahrstrecke ermöglichen. Erst die genaue Positionsbestimmung der Fahrzeuge sowie die Bestimmung der tatsächlichen Geschwindigkeit ermöglicht aber eine Aktions­ kontrolle, z. B. die Ausgabe von definierten Stoppbefehlen, das Einhalten von vorgegebenen Geschwindigkeiten, die Vorgabe definierter Fahrstraßen und so weiter. Letztendlich ist gerade bei Großanlagen eine Kontrolle und Überwachung des Zugbetriebs mit tatsächlicher Positionserfassung oder Positionszuordnung sehr wesentlich, damit Funktionsstörungen erkannt und mögliche Kollisionen im Modellbahn-Betrieb vermieden werden können.

Aus dem Vorgenannten ist es daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Anordnung zur möglichst originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen anzugeben, welches bzw. welche es in kostengünstiger Art möglich macht, in exakter Weise eine Positionserkennung des rollenden Materials durchzu­ führen, und wobei die Möglichkeit geschaffen wird, das Strecken- oder Gleisbild in einfacher Weise beim Abfahren der Strecke selbst aufzunehmen und einem Zentralspeicher zur Durchführung von Steuer- und Kontrollaufgaben zu übergeben, so daß eine aufwendige manuelle Streckenerfassung nach Aufbau einer Anlage entfällt.

Weiterhin soll erfindungsgemäß ein Gleis, Gleisstück, Weiche oder dergleichen zur Verwendung beim genannten Verfahren sowie hierfür geeignetes rollendes Material angegeben werden.

Die Lösung der Aufgabe der Erfindung erfolgt verfahrensseitig gemäß der Lehre nach Patentanspruch 1 sowie hinsichtlich der Anordnung mit den Mitteln nach Patentanspruch 10.

Bezüglich der Gleise, Gleisstücke, Weichen oder dergleichen, die für eine Verwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind, sei auf Anspruch 11 und hinsichtlich des rollenden Materials auf Anspruch 15 verwiesen.

Die Unteransprüche umfassen mindestens zweckmäßige Ausge­ staltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Der Grundgedanke der Erfindung besteht gemäß der Lehre der Patentansprüche darin, eine Erfassung und Rückkopplung der momentanen Position des rollenden Material auf der Strecke zu erreichen, so daß über die so gegebene Feedback-Möglichkeit ein realitätsnaher Fahrbetrieb möglich wird, in dem neben der Position auch die absolute Modellgeschwindigkeit feststeht, was beispielsweise ein punktgenaues Anhalten vor Signalen, eine Steuerung von Geschwindigkeitsbeschränkungen über Signale oder von einer zentralen Steuerung vorgegeben, sowie Aktionen stehender Züge vor Signalen, z. B. die Ausgabe von Licht- und Schallzeichen, aber auch Wartezeiten am freigeschalteten Ausfahrtssignal ermöglicht.

Ein derart gestalteter Fahrbetrieb mit Erfassung der genauen Position bis hin in den Dezimeterbereich verhindert darüber hinaus Flanken-, Kreuzungs- oder Frontalfahrten mit ent­ sprechend höherer Sicherheit im Spielbetrieb.

Durch die erfindungsgemäße Lehre können die Vorteile einer bereits bestehenden digitalen Steuerung auf ein wesentlich höheres Nutzungsniveau gehoben werden, wobei hier beispielhaft an die Programmierung von individuellen und ortsbezogenen Aufenthaltszeiten, an einen automatischen, digitalen Block­ stellenbetrieb, an die Zuordnung von dreidimensionalen Bildern der Lok und des Zuges auf einem Display im Sinne einer vir­ tuellen Modellbahn und dergleichen mehr gedacht ist. In einer denkbaren Ausgestaltung der Erfindung kann die Steuersoftware über ein öffentliches Netz, z. B. dem Internet, übertragen werden, so daß auch ein quasi fernbedientes Spielen mehrerer Nutzer, die an räumlich entfernten Orten sitzen und die den Spielbetrieb z. B. über eine Web-Cam betrachten, möglich ist.

Dadurch, daß unter Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der zugehörigen Anordnung ein exaktes Gleisbild einschließlich z. B. der Lage von Prellböcken vorhanden ist und die Positions­ bestimmung in der geforderten Genauigkeit möglich wird, kann ein Rangierbetrieb mit dem Zusammenstellen bestimmter Zugfolgen ebenso umgesetzt werden wie ein exaktes Anhalten einer Lok z. B. vor einem Prellbock erfolgen.

Die Positionen der Fahrzeuge, d. h. des rollenden Materials und deren Funktionszustände, können erfaßt und auf einem Bedien­ display, das z. B. in Form eines Touch-Screens ausgebildet sein kann, dargestellt werden.

Im Sinne der Erhöhung der Betriebssicherheit besteht darüber hinaus die Möglichkeit, Warnhinweise bei kritischen Funktions­ zuständen mit Positionsangabe anzugeben, so daß vom Nutzer und Betreiber der Anlage hier sofort reagiert und eingegriffen werden kann. Unter Berücksichtigung der Zeit- und Ortserfassung kann in Verbindung mit einem zugehörigen Steuerprogramm eine stufenweise Reduzierung oder Anpassung der Zuggeschwindigkeit bei Bremsabschnitten oder Geschwindigkeitsbegrenzungen mit anschließendem Beschleunigen im Sinne eines intelligenten Bremsens respektive eines intelligenten Zugbetriebs vorgenommen werden.

Der Spielbetrieb wird weiterhin dadurch sehr interessant gestaltet, daß der Nutzer die Möglichkeit hat, an auf der Strecke vorhandenen Baustellen vorübergehende Geschwindig­ keitsbegrenzungen einzurichten oder aber auch für jeden Zug Maximalgeschwindigkeiten, z. B. Güterzug, Personenzug, Schnell­ zug, vorzugeben. Ein besonders interessanter Aspekt stellt die Möglichkeit digital gesteuerter Parallelausfahrten mehrerer Züge mit sich anpassender Geschwindigkeit dar.

Durch die Zeit- und Positionserfassung ist demnach ein realer Zugbetrieb nach einem modellbahngerechten Fahrplan möglich.

Erfindungsgemäß werden jedes Gleis, Gleisstück oder Weiche, aber auch ausgewählte Gebäude und sonstige Anlagenteile mit einem kontaktlos lesbaren Speicherbaustein, insbesondere einem Transponder, verbunden, wobei im Speicherbaustein bzw. Trans­ ponder typ- und/oder geometriespezifizierende Daten abgelegt sind sowie weiterhin eine jedes Gleis eindeutig definierende Kennzeichnung vorhanden ist.

Das rollende Material ist mit einem Speicherlesegerät sowie einer Datenübertragungseinrichtung zur Rückmeldung der ausge­ lesenen und ggf. decodierten Informationen ausgestattet.

Das Speicherlesegerät ist in der Lage, die Daten aus dem Identifikationsmittel, z. B. dem Transponder, kontaktlos zu übernehmen. Der bevorzugt eingesetzte Transponder ist ein mikroelektronischer Schaltkreis mit einer Sende- und Empfangs­ antenne, einer Steuerlogik und einem Daten- und Energie­ speicher. Dieser Transponder kann komplett z. B. in das Gleis­ bett oder eine Haltevorrichtung hierfür eingespritzt oder anderweitig mit dem jeweiligen Gleis oder Gleisstück schon im Herstellungsprozeß verbunden werden.

Erfindungsgemäß können vom Hersteller festprogrammierte Trans­ ponder eingesetzt werden, wobei aber auch die Möglichkeit besteht, Transponder einzusetzen, die ein Überschreiben der gespeicherten Information mit Hilfe eines speziellen Pro­ grammiergeräts gestatten.

Bevorzugt wird auf Transponder zurückgegriffen, die die not­ wendige Energie für die Informationsübertragung dem elektro­ magnetischen Feld entnehmen, welches entsteht, wenn das Speicherlesegerät mit dem Transponder in Verbindung kommt bzw. sich diesem nähert. In diesem Fall gelangt die Schreib- und Leseantenne des Speicherlesegeräts in den Transponderbereich, so daß dort zunächst der vorhandene Energiespeicher, z. B. ein Kondensator aufgeladen wird. Der Transponder sendet dann den Inhalt eines Datenspeichers, d. h. die typ- und/oder geometrie­ spezifizierenden Informationen zum jeweiligen Gleis ein­ schließlich Individualkennzeichen an das Speicherlesegerät. Der Dialog bzw. die Datenübertragung erfolgt zyklisch wiederholend, solange der Transponder bzw. das Speicherlesegerät sich zuein­ ander im Übertragungsbereich befinden, wobei die Datensicher­ heit während der Übertragung durch ein vorgegebenes Daten­ protokoll gewährleistet ist.

Nachdem eine Anlage mit den speziellen Gleisen, Gleisstücken und/oder Weichen, enthaltend die kontaktlos lesbaren Speicher­ bausteine, errichtet oder nachträglich umgerüstet wurde, erfolgt ein erstmaliges Befahren der Strecke mit rollendem Material der vorbeschriebenen Art, d. h. mit mindestens einem Speicherlesegerät. Bei diesem Befahren der Strecke wird der Gleisplan quasi gescannt und mit Hilfe der Datenübertragungs­ einrichtung in ein übergeordnetes Steuersystem eingegeben. Dies ist durch die individuelle Kennung (Gleislänge und Gleisart) und die definierte Geometrie jedes Gleises bzw. Gleisstücks möglich. Auf diese Weise erhält das Steuersystem und die dort vorhandene Steuersoftware ein exaktes elektronisches Bild der Anlage mit allen Elementen, z. B. auch Signalen, Weichen, Prellböcken, die ebenfalls mit Transpondern ausgerüstet sein können. Es wäre also das elektronische System in der Lage, einen eigenen Zugbetrieb zu realisieren.

Für den Fall größerer Anlagen bei sehr hohen Genauigkeits- bzw. Auflösungsanforderungen besteht weiterhin die Möglichkeit, einen definierten und geometrisch exakt bestimmten Referenz­ punkt vorzusehen, um mit Hilfe dieses Punkts ein Einmessen zu ermöglichen, wobei auch im späteren Betrieb ein Abgleich der aus den einzelnen Positionspunkten ermittelten rechnerischen Positionsbestimmung beim Überqueren oder Nähern des Referenz­ punkts realisierbar ist.

Ein zusätzlicher Sensor, z. B. ein Magnetfeldsensor, der im rollenden Material integriert sein kann, schafft die Mög­ lichkeit, insbesondere beim erstmaligen Befahren und Einscannen der Strecke bzw. des Gleisbilds Richtungsänderungen zu erfassen, so daß die Streckenerfassung in kürzerer Zeit und mit geringerem Rechenaufwand erfolgen kann.

Eine ähnliche zusätzliche Sensorik ist in der Lage, Änderungen in der vertikalen Streckenführung, z. B. Gefälle oder Steigun­ gen, zu ermitteln, um auch in mehreren Ebenen geführte Anlagen zu beherrschen. Beispielsweise kommt hier ein elektronischer Neigungssensor zum Einsatz, welcher in vorgebbaren Zeitab­ schnitten oder beim Überschreiten bestimmter Schwellwerte Richtungsänderungs-Informationen über die Datenübertragungs­ einrichtung in der gleisgebundenen fahrbaren Maschine, d. h. der Lok ausgibt.

In einer Ausführungsform der Erfindung sind Speicherlesegeräte und Datenübertragungseinrichtungen nicht nur in den fahrbaren Maschinen, d. h. den Lokomotiven, sondern auch im Waggonmaterial vorhanden, so daß ein automatisches Rangieren, z. B. Zusammen­ stellen von Kesselwagenzügen, Rungenwagen und so weiter möglich wird.

Die Datenübertragung, d. h. die Rückmeldung kann sowohl über den Zweidrahtbus z. B. im NMRA-DCC-Format oder aber auch drahtlos vorgenommen werden, wobei es gilt, die Echtzeitfähigkeit unter Berücksichtigung der tatsächlichen Modellbahngeschwindigkeiten zu gewährleisten.

Verfahrensgemäß sind dann mit Hilfe der Systemsteuerung und unter Rückgriff auf einen Personal-Computer und einer dort vorhandenen Steuersoftware ausgewählten Gleisen, Signalen, Weichen und/oder Streckenabschnitten Sonderfunktionen zum Ausführen eines realitätsnahen Bahnbetriebs zuweisbar. Der­ artige Sonderfunktionen können z. B. Fahrtberechtigungen, Geschwindigkeitsvorgaben, Start-Stop-Aufforderungen, Brems- und/oder Beschleunigungsaufgaben und dergleichen mehr umfassen.

Beim Streckenbefahren erfolgt durch nacheinander realisiertes Aktivieren und Auslesen der Speicherbausteine, insbesondere Transponder und unter Nutzung des im Zentralspeicher abgelegten Streckenbilds bzw. Streckenverlaufs eine laufende Ermittlung der Position der Bahn oder des Zuges über Rückmeldungen an den Zentralspeicher, wobei anhand vorgebbarer Aufgaben zur Durch­ führung des Bahnbetriebs unter Berücksichtigung der Strecken- und Geschwindigkeitsinformation sowie der Sonderfunktionen eine oder mehrere Maschinen selbsttätig kontrolliert und gesteuert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen wird auf mindestens einen kontaktlos lesbaren Speicherbaustein im oder am Gleis, Gleisstück, Prellbock, Signal und/oder Weiche ausgegangen, wobei der im Speicher des Speicherbausteins abgelegte Inhalt den jeweiligen Typ des Produkts spezifiziert und eine eindeu­ tige Individualkennzeichnung aufweist. Die Typspezifikation bei einem Gleis oder Gleisstück betrifft z. B. die Länge, den Kurvenradius, den Abzweigradius oder Abzweigwinkel bei Weichen sowie den Radius des Stammgleises und den Radius des Abzweig­ gleises bei Bogenweichen.

Weiterhin weist die Anordnung mindestens ein Speicherlesegerät in dem rollenden Modellmaterial, insbesondere der elektrischen Maschine auf, welche weiterhin eine Datenübertragungseinrich­ tung zum Weiterleiten der erfaßten Inhalte beim Überfahren oder Erreichen der Speicherbausteine besitzt.

Die Anordnung umfaßt darüber hinaus eine übergeordnete zentrale Steuer- und Speichereinheit zur Positionsermittlung und Ge­ schwindigkeitsbestimmung unter Berücksichtigung eines erfaßten oder vorgegebenen Gleisbilds. Als Speicherbausteine kommen wie erwähnt bevorzugt Transponder zum Einsatz, die z. B. in die Bettung des Gleises oder mit einem sonstigen der vorgenannten Produkte nur zerstörend trennbar verbunden sind. Die Indivi­ dualkennzeichnung, die im Transponder abgelegt ist, stellt eine laufende, sich nicht wiederholende Folge numerischer oder alphanumerischer Zeichen dar.

Das rollende Material, insbesondere Lokomotive, besitzt erfindungsgemäß eine elektronische Einheit zum Aktivieren und Scannen von Transponderinhalten sowie einen Decoder und die genannte Datenübertragungseinrichtung. Die Datenübertragungs­ einrichtung ist mit dem Decoder verbunden, welchem die gescannten Transponderinhalte zugeführt werden, wobei die Datenübertragungseinrichtung als drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle ausgeführt wird.

Zusätzlich kann im rollenden Material ein Sensor zur Erfassung von Änderungen der Bewegung der Lokomotive in vertikaler und/oder horizontaler Richtung enthalten sein.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spiels und unter Zuhilfenahme einer Figur näher erläutert werden.

Die Figur zeigt hierbei eine prinzipielle Darstellung des Anbringens eines Transponders im oder am Gleis sowie eine sich dem Transponder nähernde Lok.

Im oder am Gleis 1 ist im jeweiligen Gleisabschnitt bzw. am Gleis typ- und geometriespezifizierend ein Transponder 2 ange­ ordnet bzw. herstellungsseitig fest mit dem Gleis verbunden, z. B. in die Bettung eingespritzt oder in einen Teil des Gleisunterbaus integriert. Der Transponder 2 weist neben den typ- und geometriespezifizierenden Daten auch eine weitere Individualkennzeichnung, welche sich nicht wiederholt, auf. Die Lokomotive 3 besitzt ein Speicherlesegerät mit Antenne 4 und eine Datenübertragungseinrichtung 5. Die Datenübertra­ gungseinrichtung 5 baut eine drahtlose Verbindung zu einem Empfangsgerät 6 und Zentralspeicher auf, der Bestandteil eines Personal-Computers sein kann. Auf einem Monitor 7 ist das Gleisbild dargestellt und es kann die jeweilige momentane Position des rollenden Materials auf der Strecke angezeigt werden.

In dem Moment, wo die Lokomotive 3 in den Übertragungsbereich des Transponders 2 gelangt, erregt das Hochfrequenzfeld, welches über die Antenne 4 abgestrahlt wird, die im Transponder 2 integrierte Empfangsantenne, so daß in einem nächsten Schritt Daten aus dem Transponder 2 ausgelesen und von der Antenne 4 des Speicherlesegeräts aufgenommen werden können. Die erhal­ tenen Daten und Informationen gelangen dann über eine drahtlose Übertragungsstrecke 8 auf das Empfangsgerät 6, welches anhand des bekannten Streckenverlaufs in der Lage ist, Position und Geschwindigkeit der Lokomotive bzw. des Zuges zu ermitteln.

Die typ- und geometriespezifizierenden, im Transponder abge­ legten Daten können beispielsweise aus der Artikelbezeichnung des Gleises oder Gleisstücks abgeleitet werden, wobei die Individualkennzeichnung eine laufende Nummer ist, die nur einmal vergeben wird, so daß jedes an den Endverbraucher gelangende Gleisstück eindeutig definiert und in seiner Geo­ metrie bestimmt ist.

Beim gezeigten Ausführungsbeispiel wird von einer drahtlosen Übertragungsstrecke ausgegangen, wobei auch die Möglichkeit besteht, für die Rückmeldung auf ein ohnehin vorhandenes digitales Zweidraht-Bussystem zurückzugreifen.

Zusätzlich können Transponder auch in Signale, Weichen oder sonstige Bahnbetriebsmittel integriert werden, um beim Erreichen dieser Mittel Sonderfunktionen auszulösen, eine definierte Steuerung oder Umschaltung zu starten oder die Mittel auf Funktionsfähigkeit zu überprüfen.

Insgesamt gelingt es mit der vorstehend beschriebenen Erfin­ dung, einen realen Modellbahn-Fahrbetrieb zu gestalten, in dem eine sehr genaue Positionserfassung des rollenden Materials möglich ist. Aufwendige Veränderungen oder eine zusätzliche Stromversorgung am Gleis für die dort vorzusehenden Speicher­ bausteine sind aufgrund der Eigenschaften passiver Transponder nicht erforderlich, so daß die ausrüstungsseitigen Kosten sich in Grenzen halten. Gekapselte Transponder weisen in Kleinst­ ausführung einen Durchmesser von etwa 2 mm bei einer Länge von ca. 10 mm auf und besitzen ein Gewicht von etwa 0,1 bis 0,25 g. Der Leseabstand von derzeit am Markt befindlichen Transpondern liegt bei gekapselten Ausführungen im Bereich von etwa 200 bis 400 mm, was für die hier gegebenen Applikationsfälle aus­ reichend ist.

Bezugszeichenliste

1

Gleis

2

Transponder

3

Lokomotive

4

Antenne

5

Datenübertragungseinrichtung zur Rückmeldung

6

Empfangsgerät und Zentralspeicher

7

Monitor

8

drahtlose Übertragungsstrecke

Claims (18)

1. Verfahren zur originalgetreuen, realitätsnahen automatischen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spiel­ zeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen mit folgenden Schritten:

• - Anordnung eines typ- und/oder geometriespezifizierenden, kontaktlos lesbaren Speicherbausteins vorzugsweise zu jedem zu verbauenden Gleis, Gleisstück, Prellbock, Signal und/­ oder Weiche, wobei jeder Speicherbaustein und damit jedes Gleis zusätzlich eine laufende Kennzeichnung aufweist und die Typ-, Geometrie- und Kennzeichnungsdaten im Speicher­ baustein abgelegt sind;
• - Ausrüsten des rollenden Materials, vorzugsweise der gleis­ gebundenen fahrbaren Maschinen, mit einem Speicherlesegerät sowie einer Datenübertragungseinrichtung zur Rückmeldung;
• - erstmaliges Befahren der Strecke und automatisches Erfassen sowie Erzeugen eines elektronischen Abbilds des Strecken­ aufbaus durch Lesen der Speicherinhalte aus den Speicher­ bausteinen der überfahrenen Gleise, Übertragen zu und Ablegen in einem Zentralspeicher, der insbesondere Bestand­ teil eines Personal-Computers ist;
• - Zuweisen von Sonderfunktionen, wie insbesondere Berechti­ gungen, Geschwindigkeiten, Start-Stop- und/oder Brems- Beschleunigungs-Aufgaben hinsichtlich ausgewählter Gleise, Signale, Weichen und/oder Streckenabschnitte zum Ausführen des Bahnbetriebs;
• - Streckenbefahren und hierbei Ermitteln der jeweiligen momentanen Position der Bahn oder des Zuges durch Speicher­ baustein-Lesen und Rückmeldung an den Zentralspeicher, wobei anhand vorgebbarer Aufgaben zur Durchführung des Bahnbe­ triebs unter Berücksichtigung der Strecken- und der Ge­ schwindigkeitsinformation sowie der Sonderfunktionen eine oder mehrere Maschinen selbsttätig kontrolliert und gesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mindestens beim Erstbefahren der Strecke Richtungs­ wechsel mittels eines Sensors, vorzugsweise Magnetfeldsensors, erfaßt und übertragen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich mindestens beim Erstbefahren Änderungen in der vertikalen Streckenführung mittels eines Neigungssensors erfaßt und übertragen werden.

4. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch laufende Erfassung der Orts- und Geschwindigkeitsdaten und Vergleich zu erwartender Daten nach der im Zentralspeicher abgelegten Streckenführung, so daß eine Havarie und/oder ein Fahrtrichtungswechsel erkennbar ist.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß entsprechend dem momentan befahrenen oder passierten Strecken­ abschnitt und/oder einer zugewiesenen Sonderfunktion Aktionen an definierten Punkten, insbesondere Geräusche, Zugdurchsagen oder dergleichen ausgelöst werden.

6. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem Monitorbild eines Personal-Computers das Gleisbild und die jeweiligen Funktionszustände mit Zugerkennung darge­ stellt werden, wobei das Abbild des Zuges vorzugsweise der realen Darstellung weitestgehend entspricht.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Erreichen eines Gleisabschnitts mit einem definierten Signalbild eine Lichtaktion des Zuges oder der Maschine ausge­ löst wird.

8. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß über die Positionserfassung der Bahnen und Züge ein Zeitplan­ gesteuerter Betrieb erfolgt.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückmeldung mit an sich bekannter Technik mittels Standard NMRA-DCC oder anderem Bus oder über eine drahtlose Verbin­ dungsstrecke erfolgt.

10. Anordnung zur originalgetreuen, realitätsnahen automati­ schen oder halbautomatischen Steuerung von gleisgeführten Spielzeugen, insbesondere elektromotorisch betriebenen Modellbahnen und Modellzügen, umfassend folgende Mittel:

• - mindestens einen kontaktlos lesbaren Speicherbaustein im oder am Gleis, Gleisstück, Prellbock, Signal und/oder Weiche oder dergleichen Einrichtung, wobei der im Speicher abge­ legte Inhalt den jeweiligen Typ spezifiziert und eine ein­ deutige Individualkennzeichnung aufweist;
• - mindestens ein Speicherlesegerät in dem rollenden Modell­ material, insbesondere der elektrischen Maschine, welche eine Datenübertragungseinrichtung zur Weiterleitung der erfaßten Inhalte beim Überfahren oder Erreichen der Speicherbausteine besitzt, sowie
• - eine übergeordnete zentrale Steuer- und Speichereinheit zur Positionsermittlung und Geschwindigkeitsbestimmung des rollenden Modellmaterials.

11. Gleis, Gleisstück oder Weiche zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Transponder, in welchem mindestens die Typen- bzw. Geo­ metriedaten des Gleises, Gleisstücks oder Weiche sowie eine Individualkennzeichnung abgespeichert sind.

12. Gleis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder in die Bettung oder den Gleisunterbau einge­ bracht oder mit dieser bzw. diesem nur zerstörend trennbar verbunden ist.

13. Gleis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Individualkennzeichnung eine laufende, sich nicht wieder­ holende Folge numerischer oder alphanumerischer Zeichen ist.

14. Gleis nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Geometriedaten die Gleislänge, den Gleisradius, den Abzweigwinkel und/oder Abzweigradius, den Kreuzungswinkel und/oder den Radius des Stammgleises und des Abzweiggleises bei Bogenweichen umfassen.

15. Rollendes Material, insbesondere Lokomotive zur Verwendung bei einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch eine Einheit zum Aktivieren und Scannen von Transponderinhalten sowie einen Decoder und eine Datenübertragungseinrichtung für die gescannten Informationen und/oder Daten.

16. Rollendes Material nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenübertragungseinrichtung mit dem Decoder verbunden ist, welchem die gescannten Transponderinhalte zugeführt sind, wobei die Datenübertragungseinrichtung als drahtgebundene oder drahtlose Schnittstelle ausgeführt ist.

17. Rollendes Material nach Anspruch 15 oder 16, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Erfassung von Änderungen der Bewegung der Lokomotive in vertikaler und/oder horizontaler Richtung.

18. Gleis nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Transponder eine Sende- und Empfangsantenne, eine Steuer­ logik sowie einen Daten- und Energiespeicher aufweist, wobei die elektrische Betriebsenergie dem elektromagnetischen Feld entnommen wird, wenn der Transponder in den Bereich der Strahlung einer Transmitter-Antenne gelangt.