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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Steuerung eines
spurgebundenen Fahrzeugs, das sich längs einer mit Halteplätzen
ausgestatteten Strecke bewegt, wobei bei dem Verfahren die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs in Abhängigkeit vom jeweiligen Streckenprofil
derart überwacht und gesteuert wird, dass sich das Fahrzeug
jederzeit zumindest mit einer Mindestgeschwindigkeit bewegt, die
es dem Fahrzeug erlaubt, bei Ausfall seines Antriebs aufgrund seiner
Bewegungsenergie einen in Fahrtrichtung folgenden Halteplatz zu
erreichen.
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Ein
entsprechendes Verfahren ist aus der veröffentlichten deutschen
Patentanmeldung
DE
38 07 919 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Sicherheitskonzept,
bei dem sich ein Fahrzeug im Falle des Auftretens einer Not- oder
Störsituation bis zu einem in Fahrtrichtung folgenden Halteplatz
weiterbewegt und erst dort zum Stillstand gebracht wird. Dabei erfolgt eine Überwachung
und Steuerung der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Abhängigkeit
vom jeweiligen Streckenprofil derart, dass das Fahrzeug auch im Falle
eines teilweisen oder vollständigen Ausfalls seines Antriebs
den in Fahrtrichtung folgenden Halteplatz aufgrund seiner Bewegungsenergie
noch erreicht. Das bekannte Verfahren kann sowohl in einem Rad-Schiene-System
als auch für Magnetschwebefahrzeuge eingesetzt werden.
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Insbesondere
im Zusammenhang mit steigungsbehafteten Streckenabschnitten weist
das bekannte Verfahren den Nachteil auf, dass es zu erheblichen
Einschränkungen bei der Planung beziehungsweise Trassierung
einer Strecke führt. So kann bei spielsweise der Fall auftreten,
dass ausgehend von einem in einer Talsohle liegenden Halteplatz
eine Beschleunigung des Fahrzeugs auf die für das sichere
Erreichen des folgenden Halteplatzes erforderliche Mindestgeschwindigkeit
nicht möglich ist. In Abhängigkeit von der Topologie
der vorgesehenen Strecke, d. h. den jeweiligen geographischen Gegebenheiten,
kann dies einerseits bereits für ein voll funktionsfähige
s Fahrzeug gelten; in diesem Fall ist eine entsprechende Trassierung
bei einer im späteren Betrieb der Strecke vorgesehenen
Anwendung des bekannten Verfahrens zur automatischen Steuerung des
Fahrzeugs erst gar nicht möglich. Andererseits kann auch
bei einer bestehenden Strecke der Fall auftreten, dass aufgrund
eines teilweisen Antriebsausfalls die entsprechende Mindestgeschwindigkeit nicht
erreicht werden kann. In diesem Fall muss das Fahrzeug bei dem bekannten
Verfahren an einem Halteplatz vor dem betreffenden Streckenabschnitt zwangsweise
zum Halten gebracht werden, um hierdurch in jedem Fall, d. h. etwa
auch bei nachfolgendem vollständigem Ausfall des Antriebs,
ein Halten auf der Strecke außerhalb eines Halteplatzes
zu verhindern.
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Gemäß dem
bekannten Verfahren ist eine Strecke somit derart zu planen, dass
das Erreichen der bei einem Ausfall des Antriebs zum Erreichen des nächsten
Halteplatzes erforderlichen Mindestgeschwindigkeit ausgehend von
jedem Halteplatz möglich ist. Erforderlichenfalls ist hierbei
eine Verlängerung eines Halteplatzes vorzunehmen, um sicherzustellen,
dass im Rahmen eines Beschleunigungsvorgangs entweder die erforderliche
Mindestgeschwindigkeit tatsächlich erreicht wird oder aber
gegebenenfalls noch ein Abbrechen des Beschleunigungsvorgangs mit
anschließendem Halt in dem betreffenden Halteplatz möglich
ist. Eine entsprechende Verlängerung des Halteplatzes ist
in der Praxis jedoch nicht immer möglich, da beispielsweise
insbesondere bei Magnetschwebesystemen die Anforderung besteht, dass
Halteplätze im Wesentlichen frei von Gefälle sind.
So ist bei Magnetschwebesystemen für einen Halteplatz üblicherweise
eine maximale Neigung von 0,5% zulässig. Hintergrund dieser
Anforderung ist, dass bei einer größeren Neigung
eine zuverlässige Stillstandssicherung des Fahrzeugs durch
eine Fahrzeugbremse nicht unter allen auftretenden Bedingungen gewährleistet
werden kann. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass bei einem
Magnetschwebefahrzeug eine im Fahrbetrieb üblicherweise
verwendete Wirbelstrombremse bei Stillstand des Fahrzeugs in der
Regel ausgeschaltet ist. Bei entsprechenden hinsichtlich einer Stillstandssicherung
kritischen Umwelt- beziehungsweise Witterungsbedingungen kann es
sich beispielsweise um starken Wind oder eine Vereisung des Fahrwegs
handeln, die einem sicheren Halt eines Fahrzeugs an Steigungen jeweils
entgegenwirken können.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
zur automatischen Steuerung eines spurgebundenen Fahrzeugs anzugeben, das
eine flexible und kostengünstige Trassierung sowie einen
flexiblen Betrieb einer steigungsbehafteten Strecke ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird für ein Verfahren der eingangs genannten Art
erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
das Fahrzeug in vorbestimmten, steigungsbehafteten Streckenabschnitten
mit einer Geschwindigkeit unterhalb der bei Ausfall des Antriebs zum
Erreichen eines in Fahrtrichtung folgenden Halteplatzes rechnerisch
erforderlichen Mindestgeschwindigkeit betrieben wird, zumindest
in anhand der Streckentopologie rechnerisch ermittelten Teilbereichen
der betreffenden Streckenabschnitte fahrzeugbezogene Messdaten erfasst
sowie ausgewertet werden und in diesen Teilbereichen eine Sicherung
des Fahrzeugs durch eine Fahrzeugbremse erfolgt, sofern das Auswerten
der fahrzeugbezogenen Messdaten ergibt, dass das Fahrzeug hierdurch
einen sicheren Halt erreicht.
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Generell
sind in steigungsbehafteten Streckenabschnitten beim Auftreten einer
Störung oder einer Notsituation unter-schiedliche Fälle
zu unterscheiden. So kann es Bereiche in entsprechenden steigungsbehafteten
Streckenabschnitten geben, in denen ein Fahrzeug im Falle eines
Antriebsausfalls aufgrund seiner Bewegungsenergie und der Streckentopologie
trotz möglicher in Fahrtrichtung folgender Steigungen einen
in Fahrtrichtung folgenden Halteplatz erreicht. Darüber
hinaus können in Abhängigkeit von der Streckentopologie
steigungsbehaftete Streckenabschnitte auftreten, in denen das Fahrzeug bei
Ausfall seines Antriebs aufgrund der vorliegenden Steigung zunächst
kurzzeitig zum Stillstand kommt und anschließend aufgrund
der einwirkenden Hangabtriebskraft in eine rückwärts
gerichtete Bewegung gerät, die das Fahrzeug bis zu dem
zuletzt passierten, entgegen der ursprünglichen Fahrtrichtung nächstgelegenen
Halteplatz zurückführt. Entsprechende Streckenabschnitte,
in denen aufgrund der vorhandenen Steigung auch unter widrigen Bedingungen,
etwa in Form entsprechenden Winds, eine das Fahrzeug zu einem rückwärtigen
Halteplatz zurückführende Rückwärtsbewegung
erreicht wird, werden im Folgenden auch als Umkehrbereiche bezeichnet.
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Sowohl
die Streckenabschnitte, in denen das Fahrzeug aufgrund der Streckentopologie
mit Sicherheit einen in Fahrtrichtung folgenden Halteplatz erreicht
als auch diejenigen Streckenabschnitte, in denen das Fahrzeug aufgrund
der Streckentopologie mit Sicherheit bei Ausfall seines Antriebs
einen entgegen der ursprünglichen Fahrtrichtung gelegenen Halteplatz
erreicht, sind sicherungstechnisch unkritisch, da in beiden Fällen
bei einem Antriebsausfall auf jeden Fall ein Halteplatz erreicht
wird. Bei einem entsprechenden Halteplatz kann es sich einerseits um
einen solchen handeln, an dem ein Halt im normalen Fahrbetrieb üblicherweise
vorgesehen ist. Andererseits kann es sich auch um einen zusätzlichen Halteplatz
beziehungsweise Hilfshalteplatz handeln, an dem ein regulärer
Halt üblicherweise nicht erfolgt. Jedoch erfüllt
auch ein solcher Hilfshalteplatz die Anforderung an einen Halteplatz
hinsichtlich der maximal zulässigen Neigung dahingehend,
dass ein sicherer Halt des Fahrzeugs in einem Halteplatz unter allen
denkbaren Bedingungen möglich sein muss. Üblicherweise
wird ein Hilfshalteplatz mit entsprechenden Zugangswegen und gegebenenfalls
Vorrichtungen zur Evakuierung des Fahrzeugs versehen sein.
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Neben
den genannten sicherungstechnisch unbedenklichen Bereichen steigungsbehafteter
Streckenabschnitte, deren Lage unter Berücksichtigung der
Streckentopologie bereits bei der Planung der Strecke rechnerisch
ermittelt werden kann, gibt es jedoch auch rechnerisch ermittelbare
Teilbereiche entsprechender steigungsbehafteter Streckenabschnitte,
in denen aufgrund der Streckentopologie das Erreichen eines Halteplatzes
gegebenenfalls weder in Fahrtrichtung noch entgegen der Fahrtrichtung
sichergestellt ist; gleichzeitig können entsprechende Teilbereiche
in der Regel jedoch auch nicht als Halteplätze ausgewiesen
werden, da aufgrund der bestehenden Neigung des Teilbereichs ein
sicherer Halt des Fahrzeugs nicht unter allen auftretenden Rand- beziehungsweise
Umweltbedingungen gewährleistet ist.
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Erfindungsgemäß wird
es nun dennoch zugelassen, dass das Fahrzeug in vorbestimmten, steigungsbehafteten
Streckenabschnitten mit einer Geschwindigkeit unterhalb der bei
Ausfall des Antriebs zum Erreichen eines in Fahrtrichtung folgenden
Halteplatzes rechnerisch erforderlichen Mindestgeschwindigkeit betrieben
wird. Dahingehend unterscheidet sich das er findungsgemäße
Verfahren somit grundlegend von dem aus der
DE 38 07 919 A1 bekannten
Verfahren.
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Um
trotz des Unterschreitens der bei Ausfall des Antriebs zum Erreichen
eines in Fahrtrichtung folgenden Halteplatzes erforderlichen Geschwindigkeit
eine automatische Steuerung des spurgebundenen Fahrzeugs auch in
Stör- und Notfallsituationen zu ermöglichen, werden
erfindungsgemäß zumindest in anhand der Streckentopologie
rechnerisch ermittelten Teilbereichen der vorbestimmten, steigungsbehafteten
Streckenabschnitte fahrzeugbezogene Messdaten erfasst sowie ausgewertet.
Bei den rechnerisch ermittelten Teilbereichen handelt es entsprechend
den vorherigen Ausführungen um solche, für die
unter Berücksichtigung der Streckentopologie keine allgemein
gültige Aussage darüber möglich ist, ob
das Fahrzeug im Falle eines Antriebsausfalls auch unter ungünstigsten
Rand- beziehungsweise Umweltbedingungen einen in Fahrtrichtung oder
entgegen der Fahrtrichtung gelegenen Halteplatz erreicht. Gleichzeitig
ist in den betreffenden Teilbereichen jedoch auch nicht gewährleistet,
dass das Fahrzeug auch bei ungünstigen Umwelteinflüssen
zu einem sicheren Halt gebracht werden kann. Dabei ist zu berücksichtigen,
dass bei Fahrzeugen des spurgebundenen Verkehrs, im Unterschied
etwa zu einem PKW, ein sicherer Halt an einer Steigung nicht generell
und unter allen Bedingungen möglich ist. Gleichzeitig ist ein
entsprechender sicherer Halt jedoch etwa bei einer Evakuierung des
Fahrzeugs aus Sicherheitsgründen zwingend erforderlich.
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Da
gemäß den vorherigen Ausführungen in den
anhand der Streckentopologie rechnerisch ermittelten Teilbereichen
eine allgemein gültige Aussage zum Verhalten des Fahrzeugs
nicht möglich ist, werden somit erfindungsgemäß fahrzeugbezogene Messdaten
erfasst sowie ausgewertet. Anhand der erfassten fahrzeugbezogenen
Messdaten besteht nun vorteilhafterweise die Möglichkeit,
dynamisch, d. h. in Abhängigkeit von den jeweils vorliegenden Rand-
beziehungsweise Umweltbedingungen, zu entscheiden, ob eine Sicherung
des Fahrzeugs durch eine Fahrzeugbremse möglich ist und
daher erfolgen soll. So wird eine entsprechende Sicherung des Fahrzeugs
nur dann vorgenommen, wenn die Auswertung der fahrzeugbezogenen
Messdaten ergibt, dass das Fahrzeug hierdurch tatsächlich
einen sicheren Halt erreicht. So kann etwa daraus, dass sich das
Fahrzeug über einen vorbestimmten Zeitraum bereits ohne
Sicherung durch eine Fahrzeugbremse nicht mehr oder nur unwesentlich
bewegt, gefolgert werden, dass das Fahrzeug bei den aktuell vorliegenden
Bedingungen im Falle einer Sicherung durch die Fahrzeugbremse in
jedem Fall einen sicheren Halt erreicht.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft, da
es die Voraussetzung für eine flexible und damit auch kostengünstige
Trassierung einer Strecke bietet. So muss etwa im Falle von Steigungen
hinter Halteplätzen nicht der gesamte Beschleunigungsbereich
des Fahrzeugs als Halteplatz mit entsprechenden Zugangswegen und
Einrichtungen zur Evakuierung der Fahrgäste ausgestattet
werden. Eine entsprechende Zugänglichkeit ist stattdessen
lediglich für die rechnerisch ermittelten Teilbereiche
der steigungsbehafteten Streckenabschnitte erforderlich, in denen
in Abhängigkeit von den jeweils vorliegenden Randbedingungen
ein sicherer Halt des Fahrzeugs unter Umständen möglich
ist beziehungsweise tatsächlich erfolgt. Dadurch, dass
nicht der gesamte Beschleunigungsbereich als Halteplatz ausgelegt
sein muss, kann der Beschleunigungsbereich weiterhin vorteilhafterweise
mit einer Längsneigung trassiert beziehungsweise ausgelegt
werden, die die für einen Halteplatz maximal zulässige
Längsneigung übersteigt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren bietet im Rahmen der
Planung beziehungsweise Trassierung einer Strecke des Weiteren den Vorteil,
dass Bereiche schlechter Zugänglichkeit, wie etwa Tunnel
oder Brücken, so geplant werden können, dass in
diesen Bereichen ein Halt des Fahrzeugs auch in Störsituationen
ausgeschlossen werden kann. Dies bedeutet, dass die betreffenden
Bereiche in Abhängigkeit von der Streckentopologie derart
geplant werden können, dass das Fahrzeug in entsprechenden
Bereichen schlechter Zugänglichkeit auch unter ungünstigsten Bedingungen
nicht zu einem dauerhaften Halt kommt. Hierbei wird vorzugsweise
sowohl eine Bewegung des Fahrzeugs in seiner ursprünglichen Fahrtrichtung
als auch entgegen seiner ursprünglichen Fahrtrichtung zugelassen.
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Weiterhin
ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren
vorteilhafterweise auch einen flexibleren Betrieb einer steigungsbehafteten
Strecke, da steigungsbehaftete Streckenabschnitte, in denen ein Fahrzeug
generell oder in einer bestimmten Situation eine bei Ausfall des
Antriebs zum Erreichen eines in Fahrtrichtung folgenden Halteplatzes
erforderliche Mindestgeschwindigkeit nicht erreicht, für
das betreffende Fahrzeug dennoch zur Durchfahrt freigegeben werden
können. Eine Sperrung eines entsprechenden Streckenabschnitts
für ein solches Fahrzeug durch einen entsprechenden Zwangshalt
des Fahrzeugs ist somit vorteilhafterweise nicht erforderlich.
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Generell
können im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens beliebige Arten von spurgebundenen Fahrzeugen, etwa in
Form von Lokomotiven oder Zügen eines Rad-Schiene-Systems,
verwendet werden. In einer besonders bevorzugten Weiterbildung ist
das erfindungsgemäße Verfahren jedoch derart ausgeprägt,
dass als Fahrzeug ein Magnetschwebefahrzeug verwendet wird. Die
Verwendung eines Magnetschwebefahrzeugs als Fahrzeug ist bevorzugt,
da insbesondere bei Magnetschwebefahrzeugen ein Halt des Fahrzeugs
in einer Stör- oder Notsituation ausschließlich
in hierfür vorgesehenen Streckenabschnitten erfolgen darf.
So sind aufgrund der üblicherweise aufgeständerten
Fahrwege bei Magnetschwebefahrzeugen Zugangswege für Rettungskräfte
sowie zur Evakuierung der Insassen des Fahrzeugs von besonders hoher
Bedeutung. Darüber hinaus ist ein schwebendes Fahrzeug
aufgrund der fehlenden Reibung für bestimmte Arten von
Umwelteinflüssen, wie etwa starken Wind, vergleichsweise
anfällig. Dies hat zur Folge, dass ein Halt eines Magnetschwebefahrzeugs
generell nur dann erfolgen darf, wenn sichergestellt ist, dass durch
die entsprechende Fahrzeugbremse eine zuverlässige, weitere
Fahrzeugbewegungen unter allen Umständen verhindernde Stillstandssicherung
möglich ist.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens erfolgt die Sicherung des Fahrzeugs durch ein Absetzen
des Magnetschwebefahrzeugs. So wird bei Magnetschwebefahrzeugen
häufig eine so genannte "Kufenbremse" als Fahrzeugbremse
zur Stillstandssicherung verwendet, d. h. das Magnetschwebefahrzeug
wird aus dem schwebenden Zustand auf die entsprechenden Kufen abgesetzt.
Sofern sich ein Magnetschwebefahrzeug bereits im schwebenden Zustand
im Stillstand oder im annähernden Stillstand befindet,
wird vorteilhafterweise durch das Absetzen des Magnetschwebefahrzeugs
auch unter ungünstigsten Bedingungen ein sicherer Halt
des Fahrzeugs erreicht. Dies bedeutet, dass für den Fall,
dass sich ein schwebendes Magnetschwebefahrzeug bei abgeschaltetem
Antrieb über einen gewissen Zeitraum nicht beziehungsweise
kaum mehr bewegt, sich dieses Fahrzeug mit Sicherheit auch dann
nicht mehr bewegen wird, wenn es auf die Brems- beziehungsweise
Haltekufen abgesetzt worden ist. Entscheidend hierbei ist jedoch,
dass eine entsprechende Entscheidung, ob durch ein entsprechendes
Absetzen des Fahrzeugs ein sicherer Halt erreicht wird, in den anhand
der Streckentopolgie rechnerisch ermittelten Teilbereichen lediglich
dynamisch, d. h. jeweils situationsabhängig, getroffen
werden kann, da in den betreffenden Teilbereichen diesbezüglich
keine allgemein gültige Vorhersage möglich ist.
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Vorteilhafterweise
kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart
ausgestaltet sein, dass als fahrzeugbezogene Messdaten den Ort und/oder die
Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des Fahrzeugs betreffende
Daten verwendet werden. Vorzugsweise werden somit solche fahrzeugbezogenen
Messdaten verwendet, die direkt oder indirekt eine Aussage darüber
erlauben, ob das Fahrzeug bereits zumindest im Wesentlichen zum
Stillstand gekommen ist oder nicht. Basierend auf entsprechenden
fahrzeugbezogenen Messdaten ist eine Entscheidung darüber
möglich, ob eine Sicherung des Fahrzeugs durch eine Fahrzeugbremse
erfolgt oder nicht. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass
ein fehlschlagender Versuch einer Sicherung des Fahrzeugs durch
die Fahrzeugbremse schon aufgrund der hieraus gegebenenfalls resultierenden Gefährdung
für Fahrgäste und Personal unbedingt zu vermeiden
ist. Weiterhin ist auch zu berücksichtigen, dass generell
eine Weiterbewegung des Fahrzeugs zu einem Halteplatz oder einem
Bereich, in dem ein sicherer Halt des Fahrzeugs möglich
ist, wünschenswert ist, so dass eine Bewegung des Fahrzeugs
ausschließlich dann unterbunden werden sollte, wenn hierdurch
der gewünschte Effekt, d. h. ein sicherer Halt des Fahrzeugs,
auch tatsächlich erreicht wird.
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Vorzugsweise
kann das erfindungsgemäße Verfahren auch derart
weitergebildet sein, dass in den Teilbereichen eine Bewegung des
Fahrzeugs entgegen der ursprünglichen Fahrtrichtung zugelassen
wird, sofern das Auswerten der fahrzeugbezogenen Messdaten ergibt,
dass ein sicherer Halt des Fahrzeugs durch die Fahrzeugbremse nicht
möglich ist. Entsprechend den vorherigen Ausführungen
wird eine Bewegung des Fahrzeugs entgegen der ursprünglichen
Fahrtrichtung einerseits vorzugsweise dann zugelassen, wenn sich
das Fahrzeug in einem Umkehrbereich aufhält, d. h. in einem
Bereich, für den zuvor rechnerisch ermittelt wurde, dass
das Fahrzeug ausgehend von der entsprechenden Stelle einen in Rückwärtsrichtung
gelegenen Halteplatz aufgrund der Streckentopologie unter allen
Umständen erreicht. Darüber hinaus wird jedoch
auch in den Teilbereichen eine Bewegung des Fahrzeugs entgegen der
ursprünglichen Fahrtrichtung zugelassen, sofern das Auswerten
der fahrzeugbezogenen Messdaten ergibt, dass ein sicherer Halt des
Fahrzeugs durch die Fahrzeugbremse nicht möglich ist. Dies bietet
den Vorteil, dass sich das Fahrzeug auch in einem solchen Fall in
Rückwärtsrichtung entweder zu einem Halteplatz
oder zu einem Streckenabschnitt bewegen kann, in dem gemäß den
dynamisch ermittelten fahrzeugbezogenen Messdaten und der entsprechenden
Auswertung dieser Daten ein sicherer Halt des Fahrzeugs durch die
Fahrzeugbremse möglich ist.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur automatischen
Steuerung eines spurgebundenen Fahrzeugs.
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Hinsichtlich
der Vorrichtung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Vorrichtung anzugeben, die eine flexible und kostengünstige
Trassierung sowie einen flexiblen Betrieb einer steigungsbehafteten
Strecke ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Vorrichtung zur automatischen Steuerung eines spurgebundenen
Fahrzeugs mit Mitteln zum Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens beziehungsweise einer der zuvor beschriebenen bevorzugten
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Hinsichtlich
der Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sowie ihrer bevorzugten Weiterbildungen sei auf die entspre chenden
Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren sowie seinen bevorzugten Weiterbildungen verwiesen.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung kann grundsätzlich
sowohl fahrzeugseitig als auch streckenseitig, etwa in einer Leitbeziehungsweise
Steuerzentrale, realisiert sein. Insbesondere ist auch eine Aufteilung
der Funktionen der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf fahrzeugseitige Komponenten sowie streckenseitige Komponenten
möglich. Besonders bevorzugt ist jedoch die Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, dass sie Bestandteil des
Fahrzeugs ist. Dabei kann die Vorrichtung insbesondere unter Verwendung
eines Rechners des Fahrzeugs realisiert werden. Durch eine entsprechende
fahrzeugseitige Realisierung der Vorrichtung wird generell eine
weitgehende Unabhängigkeit des Fahrzeugs ermöglicht,
so dass eine automatische Steuerung des spurgebundenen Fahrzeugs
entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren auch
bei Ausfall der Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und streckenseitigen
Einrichtungen möglich ist.
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Die
Erfindung betrifft des Weiteren eine Strecke für spurgebundene
Fahrzeuge.
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Hinsichtlich
der Strecke liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
eine Strecke anzugeben, die flexibel betrieben werden kann und deren
Trassierung flexibel und kostengünstig möglich ist.
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Diese
Aufgabe wird für eine Strecke der zuvor genannten Art erfindungsgemäß dadurch
gelöst, dass die rechnerisch ermittelten Teilbereiche der
vorbestimmten, steigungsbehafteten Streckenabschnitte als Nothalteplätze
ausgebildet sind. Dabei zeichnen sich Nothalteplätze beziehungsweise
erweiterte Hal teplätze dadurch aus, dass in entsprechenden Bereichen
zumindest eine gewisse Zugänglichkeit eines auf der Strecke
stehenden Fahrzeugs gegeben ist. Dies bedeutet, dass Zugangswege
für Rettungskräfte vorgesehen sind beziehungsweise
zumindest die Voraussetzungen für das Anbringen entsprechender
Zugangswege, etwa in Form von Plattformen, Begleitstegen, Notrutschen
oder Notleitern, gegeben sind, so dass im Stör- beziehungsweise
Notfall eine Evakuierung der Fahrgäste des Fahrzeugs möglich
ist. Die genaue Ausprägung entsprechender Nothalteplätze
hängt insbesondere von dem jeweiligen Sicherheitskonzept
und der Art des verwendeten spurgebundenen Systems ab.
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Die
erfindungsgemäße Strecke bietet insbesondere den
Vorteil, dass außerhalb der Teilbereiche liegende Streckenabschnitte
nicht als erweiterte Halteplätze beziehungsweise Nothalteplätze
ausgebildet werden müssen, da ein dauerhafter Halt des Fahrzeugs
in diesen Streckenabschnitten ausgeschlossen werden kann.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Dabei zeigt
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1 zur
Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen
Verfahrens eine erste schematische Skizze einer Strecke mit zwei Halteplätzen
und
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2 zur
weiteren Erläuterung des Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zweite schematische
Skizze der Strecke mit den zwei Halteplätzen.
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1 zeigt
zur Erläuterung eines Ausführungsbeispiels des
erfindungsgemäßen Verfahrens eine erste schematische
Skizze einer Strecke S mit einem ersten Halteplatz HP1 und einem
zweiten Halteplatz HP2. Entsprechend der Darstellung liegt dabei
der erste Halteplatz HP1 in einem Tal während der zweite
Halteplatz HP2 auf einem Berg liegt.
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In
dem Ausführungsbeispiel der
1 sei angenommen,
dass es sich bei der dargestellten Strecke S um eine Strecke für
ein Magnetschwebefahrzeug handelt. Sofern nun ein entsprechendes Magnetschwebefahrzeug
den ersten Halteplatz HP1 in Richtung des zweiten Halteplatzes HP2
verlässt, so wäre es bei dem zuvor bereits erwähnten,
aus der
DE 38 07 919
A1 bekannten Verfahren erforderlich, dass das Fahrzeug
bei Verlassen des Halteplatzes HP1 eine Geschwindigkeit aufweist,
die zumindest derjenigen Mindestgeschwindigkeit entspricht, die
erforderlich ist, damit das Fahrzeug bei einem Ausfall seines Antriebs
den in Fahrtrichtung folgenden zweiten Halteplatz HP2 erreichen
kann.
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In
der schematischen Darstellung der 1 ist leicht
erkennbar, dass eine entsprechende Mindestgeschwindigkeit wenn überhaupt
nur dann erreicht werden kann, wenn der erste Halteplatz HP1 eine
entsprechende Länge zum Beschleunigen des Fahrzeugs aufweist.
Dabei ist insbesondere auch zu berücksichtigen, dass bei
dem bekannten Verfahren im Falle einer Störung vor dem
Erreichen der erforderlichen Mindestgeschwindigkeit auch ein Abbruch des
Beschleunigungsvorgangs mit nachfolgendem Halt in dem entsprechenden
Halteplatz möglich sein muss. Dies betrifft den Fall, dass
etwa aufgrund eines technischen Defekts sich erst im Zuge des Beschleunigungsvorgangs
herausstellt, dass die erforderliche Mindestgeschwindigkeit nicht
erreicht werden kann und somit das Erreichen des nachfolgenden Halteplatzes
HP2 im Falle einer Weiterfahrt nicht sichergestellt ist.
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Um
bei einem Abbruch des Beschleunigungsvorgangs einen sicheren Halt
des Fahrzeugs gewährleisten zu können, ist bei
dem bekannten Verfahren der gesamte entsprechende Beschleunigungsbereich
der Strecke im Wesentlichen neigungsfrei zu gestalten. Dabei ist
zu berücksichtigen, dass bei Magnetschwebefahrzeugen entsprechend den
diesbezüglich existierenden Anforderungen üblicherweise
ein sicherer Halt nur bis zu einer maximalen Neigung von 0,5% gewährleistet
werden kann. Dies bedeutet, dass die in 1 dargestellte
Strecke bei Anwendung des bekannten Verfahrens zur automatischen
Steuerung des Fahrzeugs entweder überhaupt nicht in der
dargestellten Form geplant und realisiert werden könnte
oder aber nur mit erheblichen Einschränkungen und daraus
resultierenden Aufwänden hinsichtlich der Realisierung
des ersten Halteplatzes HP1 beziehungsweise hinsichtlich des Streckenverlaufs.
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Erfindungsgemäß wird
es nun jedoch zugelassen, dass das Fahrzeug den ersten Halteplatz HP1
mit einer Geschwindigkeit unterhalb der bei Ausfall des Antriebs
zum Erreichen des in Fahrtrichtung folgenden Halteplatzes HP2 rechnerisch
erforderlichen Mindestgeschwindigkeit verlässt. Dies bedeutet,
dass bei einem Ausfall des Antriebs das Erreichen des nachfolgenden
zweiten Halteplatzes HP2 nicht gewährleistet ist. Dabei
wird vorzugsweise berücksichtigt, dass es einen rechnerisch
ermittelbaren Umkehrbereich UB gibt, innerhalb dessen das Fahrzeug
bei Ausfall seines Antriebs zunächst zum Stillstand kommt
und anschließend unabhängig von Umwelteinflüssen
oder sonstigen Randbedingungen auf jeden Fall derart ins rückwärtige
Schweben kommt, dass durch Rückwärtsfahrt der
unten gelegene erste Halteplatz HP1 erreicht wird.
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Wie
aus der schematischen Skizze der 1 erkennbar
ist, gibt es neben dem Umkehrbereich UB jedoch zwischen dem ersten
Halteplatz HP1 und dem zweiten Halteplatz HP2 rechnerisch ermittelbare
Teilbereiche TB1, TB2, in denen eine Aussage über das Verhalten
des Fahrzeugs bei Ausfall des Antriebs im Vorhinein nicht in allgemein
gültiger Form möglich ist. Dabei ist zu berücksichtigen,
dass einerseits entsprechend den vorherigen Ausführungen
ein sicherer Halt eines Magnetschwebefahrzeugs unter allen denkbaren
Bedingungen nur bis zu einer Neigung von maximal 0,5% sichergestellt
ist. Andererseits ist ein vorwärtsgerichtetes beziehungsweise rückwärtsgerichtetes
Schweben des Fahrzeugs allein aufgrund der Hangabtriebskraft erst
oberhalb einer Neigung der Strecke von etwa 2 bis 3% sichergestellt.
Dies bedeutet, dass in den vorzugsweise bereits bei der Planung
der Strecke S rechnerisch ermittelten Teilbereichen TB1, TB2 mit
einer Neigung von etwa 0,5 bis 2% eine allgemein gültige
Vorhersage darüber, ob das Fahrzeug in schwebender Bewegung
bleibt beziehungsweise unabhängig von den jeweils herrschenden
Witterungsbedingungen zu einem Stillstand mittels der Fahrzeugbremse
gebracht werden kann, nicht möglich ist. Insofern können
die Teilbereiche TB1, TB2 auch als „Graubereiche" bezeichnet
werden.
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Erfindungsgemäß werden
nun zumindest in diesen anhand der Streckentopologie rechnerisch
ermittelten Teilbereichen TB1, TB2 der vorbestimmten, steigungsbehafteten
Streckenabschnitte fahrzeugbezogene Messdaten, etwa in Form der
Geschwindigkeit oder der Geschwindigkeitsänderung, erfasst sowie
ausgewertet. So können beispielsweise der Ort und die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs alle 200 ms gemessen und hieraus die Beschleunigung
des Fahrzeugs bestimmt werden. Sofern die Auswertung dieser fahrzeugbezogenen
Messdaten ergibt, dass die Geschwindigkeit und/oder die Beschleunigung des
Fahrzeugs über einen gewissen Zeitraum unterhalb entsprechender
Grenzwerte liegen, so kann eine Sicherung des Fahrzeugs durch eine
Fahrzeugbremse erfolgen. Hierbei sind die Eigenschaften der entsprechenden
Fahrzeugbremse zu berücksichtigen. Vorzugsweise erfolgt
eine entsprechende Sicherung des Fahrzeugs im Falle eines Magnetschwebefahrzeugs
durch ein Absetzen des Magnetschwebefahrzeugs auf Bremskufen.
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Erst
durch eine entsprechende dynamische Erfassung und Auswertung fahrzeugbezogener Messdaten
wird es somit vorteilhafterweise ermöglicht, dass das Fahrzeug
in den Teilbereichen TB1, TB2 des vorbestimmten, steigungsbehafteten
Streckenabschnitts zwischen dem ersten Halteplatz HP1 und dem zweiten
Halteplatz HP2 mit einer Geschwindigkeit unterhalb der rechnerisch
bei Ausfall des Antriebs zum Erreichen des in Fahrtrichtung folgenden Halteplatzes
HP2 erforderlichen Mindestgeschwindigkeit betrieben werden kann.
Dabei wird es ausdrücklich zugelassen, dass im Vorhinein
nicht klar ist, ob das Fahrzeug bei Ausfall seines Antriebs in den Teilbereichen
TB1, TB2 zum Stillstand gebracht werden kann oder nicht. Entscheidend
ist jedoch, dass eine entsprechende Stillstandssicherung des Fahrzeugs
nur dann erfolgt, wenn anhand der erfassten Messdaten sichergestellt
ist, dass die entsprechende Fahrzeugbremse das Fahrzeug unter den
gegebenen Umständen auch tatsächlich zu einem
sicheren Halt bringen kann.
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2 zeigt
zur weiteren Erläuterung des Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Verfahrens eine zweite schematische
Skizze der Strecke S mit den zwei Halteplätzen HP1, HP2.
Dabei zeigt die 2 ähnlich der Darstellung
in 1 den ersten Halteplatz HP1 sowie den zweiten
Halteplatz HP2. Eine grafische Darstellung des Streckenprofils beziehungsweise
der Streckentopologie erfolgt aus Gründen der Übersichtlichkeit
in 2 jedoch nicht. Es sei jedoch angenommen, dass
der Streckenverlauf zwischen dem ersten Halteplatz HP1 und dem zweiten Halteplatz
HP2 im Wesentlichen dem in 1 angedeuteten
Verlauf entspricht.
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In 2 ist
einerseits als gestrichelte Kurve 1 in Abhängigkeit
vom Ort die jeweils erforderliche Mindestgeschwindigkeit zum Erreichen
des zweiten Halteplatzes HP2 angedeutet. Es sei jedoch darauf hingewiesen,
dass diese Kurve 1 in Abhängigkeit von der tatsächlich
vorliegenden Streckentopologie auch einen wesentlich steileren Verlauf
haben könnte. Unabhängig von dem tatsächlichen
Verlauf der Kurve 1 ist jedoch im Rahmen des erfindungsgemäßen
Verfahrens wesentlich, dass in dem vorbestimmten, steigungsbehafteten
Streckenabschnitt zwischen dem ersten Halteplatz HP1 und dem zweiten
Halteplatz HP2 auf eine Überwachung der in Kurve 1 dargestellten
Mindestgeschwindigkeit dahingehend verzichtet wird, dass eine Einfahrt
in den betreffenden Streckenabschnitt zugelassen wird, obwohl ein
Erreichen des nachfolgenden Halteplatzes HP2 bei Ausfall des Antriebs
des Fahrzeugs aufgrund der hierfür zu geringen Geschwindigkeit
des Fahrzeugs nicht sichergestellt ist.
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2 zeigt
weiterhin eine Bremskurve 2 auf den ersten Halteplatz HP1
sowie eine Bremskurve 3 auf den zweiten Halteplatz HP2.
Dabei ist als Funktion des Ortes in vertikaler Richtung die Geschwindigkeit
des Fahrzeugs aufgetragen, die das Fahrzeug an dem betreffenden
Ort maximal aufweisen darf, um erforderlichenfalls noch innerhalb
des jeweiligen Halteplatzes HP1 beziehungsweise HP2 zu einem Stillstand
zu kommen. Des Weiteren ist zusätzlich die rückwärtige
Bremskurve 4 auf den ersten Halteplatz HP1 dargestellt.
Dies betrifft somit den Fall, dass sich das Fahrzeug in einer Rückwärtsbewegung
dem ersten Halteplatz HP1 annähert und in diesem zum Halt gebracht
werden soll.
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Neben
den Halteplätzen HP1 und HP2 ist in 2 wiederum
der Umkehrbereich UB angedeutet. Dieser ist entsprechend den vorherigen
Ausführungen derart definiert, dass innerhalb dieses Bereichs ein
Fahrzeug bei Ausfall des Antriebs zunächst kurzzeitig zum
Stillstand und anschließend in eine rückwärtige
Schwebebewegung kommt, die derart ausgeprägt ist, dass
das Fahrzeug eine solche Bewegungsenergie erreicht, dass es unabhängig
von den vorliegenden Umweltbedingungen den ersten Halteplatz HP1
erreicht. Der entsprechende Umkehrbereich UB kann unter Berücksichtigung
der Streckentopologie sowie gegebenenfalls der Eigenschaften des
Fahrzeugs rechnerisch bereits im Rahmen der Planung der Strecke
ermittelt werden.
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Des
Weiteren zeigt 2 jedoch Teilbereiche TB1 und
TB2, in denen eine Aussage darüber, ob das Fahrzeug bei
Ausfall seines Antriebs zum Stillstand gebracht werden kann oder
aber aufgrund seiner Bewegungsenergie einen der beiden Halteplätze HP2,
HP1 in Vorwärts- beziehungsweise Rückwärtsrichtung
erreicht, nicht gemacht werden kann. In dem Ausführungsbeispiel
der 2 sei angenommen, dass das Fahrzeug in den Bereichen
b und c voraussichtlich, d. h. unter Normalbedingungen, ebenfalls nur
temporär zum Stillstand kommt und danach in eine rückwärtige
Bewegung gerät. Da bei entsprechenden Berechnungen jedoch
stets ein „Worst-Case-Szenario", d. h. die ungünstigsten
Bedingungen, die auftreten können, zu betrachten ist, ist
eine allgemein gültige Aussage zum Verhalten des Fahrzeugs in
den Bereichen b und c der rechnerisch ermittelten Teilbereiche TB1
und TB2 nicht möglich.
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In
den Bereichen a und d der Teilbereiche TB1, TB2 besteht die Besonderheit,
dass bei einer entsprechenden Worst-Case-Betrachtung nicht sichergestellt
ist, dass das Fahrzeug aufgrund der in den entsprechenden Bereichen
vorliegenden Neigung der Strecke S stillstandsgesichert werden kann, d.
h. dass eine hierfür vorgesehene Fahrzeugbremse das Fahrzeug
zu einem sicheren, dauerhaften Halt bringt. Da eine Bewegung eines
haltenden Fahrzeugs jedoch aus Sicherheitsgründen unbedingt
auszuschließen ist, ist somit eine allgemein gültige
Aussage beziehungsweise Vorhersage zum Verhalten des Fahrzeugs auch
in den entsprechenden Bereichen a, d nicht möglich.
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Neben
den Bereichen a, b, c und d, in denen zumindest tendenziell, d.
h. unter Normalbedingungen, eine Aussage über das voraussichtliche
Verhalten des Fahrzeugs möglich ist, gibt es darüber
hinaus zwischen den jeweiligen Bereichen in 2 schraffiert
dargestellte Bereiche, in denen eine Vorhersage darüber,
wie sich das Fahrzeug verhalten wird, auch unter Normalbedingungen
nicht möglich ist.
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Erfindungsgemäß erfolgt
in den anhand der Streckentopologie rechnerisch ermittelten Teilbereichen
TB1 und TB2 jeweils eine Erfassung sowie entsprechende Auswertung
fahrzeugbezogener Messdaten. Hierdurch wird es vorteilhafterweise
ermöglicht, dass in den Teilbereichen TB1 und TB2 eine
Sicherung des Fahrzeugs durch eine Fahrzeugbremse ausschließlich
dann erfolgt, wenn das Auswerten der fahrzeugbezogenen Messdaten
ergibt, dass das Fahrzeug hierdurch tatsächlich einen sicheren
Halt erreicht.
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Erst
durch eine entsprechende Messdatenerfassung sowie Auswertung wird
es vorteilhafterweise ermöglicht, dass das Fahrzeug überhaupt
in dem zwischen dem ersten Halteplatz HP1 und dem zweiten Halteplatz
HP2 gelegenen vorbestimmten, steigungsbehafteten Streckenabschnitt
mit einer Geschwindigkeit unterhalb der bei Ausfall des Antriebs zum
Erreichen des in Fahrtrichtung folgenden Halteplatzes HP2 rechnerisch
erforderlichen Mindestgeschwindigkeit betrieben werden kann. Wei terhin
ermöglicht erst das Zulassen einer entsprechenden geringeren
Geschwindigkeit überhaupt eine entsprechende Trassierung
der Strecke. Dabei kann die Strecke vorteilhafterweise derart ausgelegt
werden, dass die Teilbereiche TB1 und TB2 als Nothalteplätze beziehungsweise
erweiterte Halteplätze ausgebildet sind. Dies bedeutet,
dass die entsprechenden Bereiche gemäß dem projektspezifischen
Sicherheitskonzept auszurüsten sind. Dabei sei nachdrücklich
darauf hingewiesen, dass ein entsprechender erweiterter Halteplatz
beziehungsweise Nothalteplatz insbesondere hinsichtlich seiner Neigung
nicht die üblichen Anforderungen an einen regulären
Halteplatz erfüllt, da ein sicherer Halt nicht unter allen
möglichen Rand- beziehungsweise Witterungsbedingungen, wie
beispielsweise Wind oder Eis, möglich ist. Somit ermöglicht
es erst das erfindungsgemäße Erfassen und Auswerten
der fahrzeugbezogenen Messdaten, dass dynamisch, d. h. in der jeweiligen
Situation, entschieden werden kann, ob ein Halt des Fahrzeugs in einem
entsprechenden erweiterten Halteplatz beziehungsweise Nothalteplatz
möglich ist oder nicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 3807919
A1 [0002, 0010, 0033]