DE102007035131B4 - Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung, bei der an einem Wagen (11) eine Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) zur Ermittlung der Entfernung (d1, d2) zu einem anderen Wagen (12, 14) angeordnet ist, bei der ein Vergleicher (24) vorgesehen ist, der die von der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) ermittelte Entfernung (d1, d2) mit einem Entfernungs-Schwellenwert (d_SW) vergleicht und ein Detektionssignal (D) bereitstellt, welches die Anwesenheit eines nächsten Wagens (12) auf demselben Gleis (10) signalisiert, wenn die ermittelte Entfernung (d1, d2) den Entfernungs-Schwellenwert (d_SW) unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) ein erstes Teil (40a) enthält, das am Wagen (11) angeordnet ist, und dass die Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) ein zweites Teil (40b) enthält, das am anderen Wagen (12, 14) angeordnet ist, dass ein Sender (41) einer Sende-/Empfangseinrichtung (16) des am Wagen (11) angeordneten ersten Teils (40a) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) ein Abfragesignal (43) abstrahlt, dass ein Empfänger (44) einer Sende-/Empfangseinrichtung (16) des an einem anderen Wagen (12, 14) angeordneten zweiten Teils (40b) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) das Abfragesignal (43) empfängt, dass der Sender (45) der Sende-/Empfangseinrichtung (16) des am anderen Wagen (12, 14) angeordneten zweiten Teils (40b) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) nach dem Empfang des Abfragesignals (43) ein Antwortsignal (46) abstrahlt, welches der Empfänger (42) der Sende-/Empfangseinrichtung (16) des am Wagen (11) angeordneten ersten Teils (40a) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) empfängt, und dass das am Wagen (11) angeordnete erste Teil (40a) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) die Entfernung (d1, d2) aus der Signallaufzeit (ti3, ti4), die sich zumindest aus der Laufzeit des Abfragesignals (43) und der Laufzeit des Antwortsignals (46) zusammensetzt und/oder aus der Empfangssignalstärke wenigstens eines empfangenen Signals (46, 47) ermittelt.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs.
  • Stand der Technik
  • In der DE 198 58 922 C1 sind ein Verfahren zum Bestimmen einer Zugreihung und eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens beschrieben, bei welchen von fest mit den Wagen des Zugs verbundenen Funkeinrichtungen auf Anforderungen eines Zugmasters Informationen in ein zuggebundenes funkbasiertes Datenkommunikationssystem gesendet werden. Sämtlichen Wagen des fertig zusammengestellten Zugs wird vor der Bestimmung der Zugreihung ein eindeutiges zuggebundenes Identifikationssignal übermittelt. Dieses Identifikationssignal muss während der Bestimmung der Zugreihung von den Funkeinrichtungen bestätigt werden. Nachdem der Zug zusammengestellt ist, erfolgt eine mechanische und pneumatische Kopplung der Wagen des Zugs. Insbesondere sind sämtliche Wagen mit einer Hauptluftleitung zu verbinden, über welche die zum Betätigen der Bremse benötigte Druckluft den Wagen zur Verfügung gestellt wird. Das eindeutige Identifikationssignal wird über eine Modulation des Druckluftdrucks in der Hauptluftleitung verbreitet, das von Drucksensoren in den Wagen erfasst, in ein elektrisches Signal umgewandelt und den Funkeinrichtungen zur Verfügung gestellt wird.
  • In der DE 196 24 777 A1 ist ein Verfahren zum Bestimmen sowohl einer Zugreihung als auch der Einstellrichtung der Wagen eines Zugs oder eines Wagenverbunds beschrieben, die auf einer Erfassung und Bewertung eines in einer Stromversorgungsleitung fließenden Stroms oder einer Stromdifferenz in jedem einzelnen Wagen beruht. Erforderlich ist eine durchgehende zweiadrige elektrische Leitung, in welche ein Gleichstrom eingespeist wird. Anhand der Erfassung der Stromrichtung wird die Einstellrichtung eines Wagens ermittelt, die insbesondere im Hinblick auf die Orientierung der Wagentüren in Bezug auf die Fahrtrichtung eine Bedeutung hat. Die ermittelten Stromwerte werden über ein drahtgebundenes LAN (Local Area Network), welches durch alle Wagen des Zugs geführt ist, zu einem im Zugwagen angeordneten zentralen Rechner übertragen. Anhand der Anzahl der übertragenen Stromwerte kann beispielsweise die Anzahl der Wagen des Zugs ermittelt werden.
  • In der DE 101 52 965 A1 ist ein Kommunikationssystem für einen Zug beschrieben, bei dem an einem Steuerungszugbussystem eine Zugtaufe durchgeführt wird, aus der eine Zusammensetzung in Bezug auf eine Anzahl, eine Reihenfolge und eine Einstellrichtung von Wagen und mit diesen Wagen fest verbundenen Rechnerknoten des Steuerungssystems hervorgeht. Die derart ermittelten Informationen über die Zusammensetzung der Wagen werden an ein Informationszugbussystem weitergegeben und in diesem zu einer Bildung von dynamisch modifizierten Adressen für die ebenfalls fest mit den Wagen verbundenen Rechnerknoten des Informationssystems genutzt.
  • In der DE 195 29 919 A1 ist eine Rangierautomatik für schienengebundene Güterwagen bekannt geworden, die eine ferngesteuerte Abkopplung der Wagen, eine präzise Steuerung der Ablaufgeschwindigkeit, die Einhaltung eines Mindestabstandes zwischen den Wagen zur sicheren Umstellung der Weichen, eine automatische Abbremsung und Wiederankopplung der Wagen sowie eine femüberwachte Wagendiagnose und Bremsprobe ermöglicht. Zur Sicherstellung eines Mindestabstands zwischen den einzelnen Wagen während des Rangierbetriebs ist ein Abstandsregler vorgesehen. Die Abstandsregelung erfolgt über eine Messung der Differenzgeschwindigkeit zwischen zwei Wagen.
  • Vorgesehen ist weiterhin eine Wagenidentifikation. Anstelle der zuvor beschriebenen Vorrichtungen, die elektrische und/oder mechanische Verbindungen zwischen den Wagen eines Zuges erfordern, erfolgt diese Wagenidentifikation drahtlos. Die Wagenidentifikation sieht elektronische Datenträger vor, die an den Wagen anzuordnen sind. Die im elektronischen Datenträger gespeicherten Informationen werden von Sende-/Empfangseinrichtungen ausgelesen, die an den Gleisen angeordnet sind. Sofern eine durchgehende Zug-Datenleitung vorhanden ist, wird alternativ ein leitungsgebundenes System vorgeschlagen, wobei die Wagenidentifikation in einer Lokomotive erfolgt.
  • Die EP 1 205 370 A1 beschreibt ein System zur Kommunikation zwischen zwei benachbarten Wagen eines Zuges. Vorgesehen sind Kurzdistanz-Kommunikationseinrichtungen, die gerichtete Sende- und Empfangsantennen aufweisen, wobei korrespondierende Sende- und Empfangsantennen benachbarter Wagen bezüglich der Mittelachse der Wagen zueinander versetzt angeordnet sind. Durch die Anordnung der Sende- und Empfangsantennen mit einem von 0° abweichenden Winkel in Bezug auf die Längsachse der Wagen ergibt sich bei einer Trennung der mechanischen Kopplung zweier Wagen ein Abbruch der Funkverbindung bereits lang bevor die Reichweitengrenze der Funkübertragung an sich erreicht wird. Die Funkverbindung wird zur Übertragung von Daten zwischen den beiden Wagen und zur Durchleitung von Daten herangezogen. Die Signalübertragung zwischen zwei Wagen eines Zugverbunds kann gemäß der DE 40 27 186 A1 mit Transpondern erfolgen, deren Sendefrequenz im Mikrowellenbereich liegt.
  • In der DE 199 34 640 C1 ist ein Kommunikations- und Überwachungssystem für einen Zugverband beschrieben, bei welchem Radar-Einheiten an der Lok und den nachfolgenden Wagen aufeinander ausgerichtet sind, um eine kontaktlose Datenübertragung, eine Vollständigkeitskontrolle des Zugverbands, eine Zug-Schlusserkennung und eine Freiraumkontrolle zu ermöglichen. Das am letzten Wagen des Zugverbunds angeordnete Radar-Koppler-System wird in einen Freiraum-Überwachungsmodus entsprechend einer Abstandsmessung geschaltet, um festzustellen, ob ein weiterer nicht angekoppelter Wagen in einem Abstand von beispielsweise bis zu 3 m vorhanden ist.
  • Eine besonders schnelle Datenübertragung innerhalb eines Verbunds von mehreren Wagen eines Zugs wird gemäß der DE 100 45 810 A1 dadurch erreicht, dass mindestens vier Funkeinrichtungen funktechnisch mindestens zwei in Zugrichtung räumlich aufeinander folgend angeordnete Funkzellen bilden. Jede Funkzelle weist dabei jeweils eine ”Master”-Funkeinrichtung und mindestens eine ”Slave”-Funkeinrichtung auf. Dabei ist jede der Funkeinrichtungen jeweils mit zwei Funkmodulen ausgestattet, von denen das eine ein Master-Modul zum Betrieb der Funkeinrichtung als ”Master”-Funkeinrichtung und das andere Funkmodul ein Slave-Modul zum Betrieb der Funkeinrichtung als ”Slave”-Funkeinrichtung ist.
  • Ein Lokalisierungssystem auf Hochfrequenzbasis ist beispielsweise in der DE 10 2004 055 651 A1 beschrieben. Die Anmelderin Fa. Nanotron stellt das System unter der Bezeichnung „nanoLOC TRX” bereit. Mit zwei als integrierte Schaltkreise verfügbaren Transceiver gemäß dem Übersichtsdatenblatt NA-06-S-0014-E-1.01 Nanotron Technologies GmbH, Alt-Moabit 60, D-10555 Berlin, 2007 kann ein aktives Ortungssystem und/oder Entfernungsmesssystem realisiert werden, bei dem ein erster Transceiver ein Abfragesignal aussendet, auf das ein gegebenenfalls im Empfangsbereich befindlicher zweiter Receiver mit einem Antwortsignal reagiert. Im ersten Transceiver wird die Signallaufzeit zwischen dem Abstrahlen des Abfragesignals und dem Empfang des Antwortsignals ermittelt. Zu den Laufzeiten der abgestrahlten Hochfrequenzsignale kommt gegebenenfalls noch eine Signalverzögerung im zweiten Transceiver hinzu. Aus der Signallaufzeit wird anschließend die Entfernung des zweiten Transceivers vom ersten Transceiver ermittelt. Zur Absicherung des Ergebnisses, die aufgrund nicht vollständig übereinstimmender Taktfrequenzen der Transceiver zweckmäßig sein kann, beziehungsweise zur Erhöhung der Genauigkeit der Entfernungsmessung kann der zweite Transceiver anschließend ein Abfragesignal senden, welches der erste Transceiver beantworten muss.
  • Ein weiteres Lokalisierungssystem auf Hochfrequenzbasis wird beispielsweise von dem Hersteller Texas Instruments unter der Bezeichnung „ZigBee” bereitgestellt. Eine Beschreibung des Systems kann im Internet unter der Adresse www.ti.com/zigbee eingesehen werden. Die Entfernungsmessung beruht auf einer Ermittlung der Empfangssignalstärke (RSSI). Hierbei wertet ein Empfänger die Signalstärke sämtlicher empfangenen Signale aus. Vorgesehen sein kann eine Bewertung der Empfangssignalstärke auf der Grundlage eines Differenzpegels zu einem Bezugspunkt mit einer bekannten Entfernung.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung anzugeben, die einerseits eine zuverlässige Detektion eines nächsten Wagens auf demselben Gleis ermöglicht und andererseits die auf benachbarten Gleisen gegebenenfalls befindlichen Wagen unberücksichtigt lässt.
  • Die Aufgabe wird durch die im unabhängigen Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung geht davon aus, dass an einem Wagen eine Entfernungs-Messvorrichtung zur Ermittlung der Entfernung zu einem anderen Wagen angeordnet ist, dass ein Vergleicher vorgesehen ist, der die von der Entfernungs-Messvorrichtung ermittelte Entfernung mit einem Entfernungs-Schwellenwert vergleicht und ein Detektionssignal bereitstellt, welches die Anwesenheit eines nächsten Wagens auf demselben Gleis signalisiert, wenn die ermittelte Entfernung den Entfernungs-Schwellenwert unterschreitet.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass die Entfernungs-Messvorrichtung ein erstes Teil enthält, das am Wagen angeordnet ist, und dass die Entfernungs-Messvorrichtung ein zweites Teil enthält, das am anderen Wagen angeordnet ist, dass ein Sender einer Sende-/Empfangseinrichtung des am Wagen angeordneten ersten Teils der Entfernungs-Messvorrichtung ein Abfragesignal abstrahlt, dass ein Empfänger einer Sende-/Empfangseinrichtung des an einem anderen Wagen angeordneten zweiten Teils der Entfernungs-Messvorrichtung das Abfragesignal empfängt, dass der Sender der Sende-/Empfangseinrichtung des am anderen Wagen angeordneten zweiten Teils der Entfernungs-Messvorrichtung nach dem Empfang des Abfragesignals ein Antwortsignal abstrahlt, welches der Empfänger der Sende-/Empfangseinrichtung des am Wagen angeordneten ersten Teils der Entfernungs-Messvorrichtung empfängt, und dass das am Wagen angeordnete erste Teil der Entfernungs-Messvorrichtung die Entfernung aus der Signallaufzeit, die sich zumindest aus der Laufzeit des Abfragesignals und der Laufzeit des Antwortsignals zusammensetzt und/oder aus der Empfangssignalstärke wenigstens eines empfangenen Signals ermittelt.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung gemäß den Merkmalen des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs weist dadurch den wesentlichen Vorteil auf, dass mit hoher Sicherheit nur ein solcher Wagen detektiert wird, der sich als nächster Wagen auf demselben Gleis befindet. Die gegebenenfalls auf benachbarten Gleisen befindlichen Wagen werden dagegen aufgrund der größeren Entfernung nicht berücksichtigt. Dadurch kann die Zugreihung zuverlässig bestimmt werden, wobei es sich um die Bestimmung der Zusammenstellung eines Zugs oder zumindest eines Wagenverbunds auf einem Gleis handeln kann, die zumindest eine Information über die Anzahl der Wagen im zusammengestellten Zug beziehungsweise Wagenverbund widerspiegelt.
  • Neben der sehr hohen Sicherheit, dass nur der nächste Wagen auf demselben Gleis detektiert wird, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung den wesentlichen Vorteil auf, dass bereits ein sich erst annähernder nächster Wagen auf demselben Gleis detektiert werden kann. Die Herstellung einer mechanischen oder elektrischen Verbindung zwischen Wagen eines Verbunds ist zur Bestimmung der Zugreihung daher nicht erforderlich.
  • Der Entfernungs-Schwellenwert kann anhand von Erfahrungswerten festgelegt werden, die beispielsweise experimentell ermittelt werden. Vorzugsweise wird der Entfernungs-Schwellenwert anhand der vorgegebenen geometrischen Verhältnisse der Gleisanlagen und/oder der geometrischen Ausgestaltungen der zu erwartenden Wagen des Zugverbunds beziehungsweise des Wagenverbunds festgelegt.
  • Aufgrund der erforderlichen abzustrahlenden Antwort eines Senders einer Sende-/Empfangseinrichtung einer Entfernungs-Messvorrichtung an einem anderen Wagen aufgrund eines von einem Sender einer Sende-/Empfangseinrichtung einer Entfernungs-Messvorrichtung des Wagens abgestrahlten Abfragesignals wird eine hohe Zuverlässigkeit der Entfernungsmessung erreicht, die mit einer Entfernungsmessung auf der Basis eines Empfangs von Signalreflexionen abgestrahlter Signale nicht erreicht werden kann.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus abhängigen Ansprüchen.
  • Der Entfernungs-Schwellenwert wird gemäß einer ersten Ausgestaltung in Abhängigkeit vom Abstand benachbarter Gleise festgelegt. Hierbei wird der Entfernungs-Schwellenwert vorzugsweise wenigstens näherungsweise auf eine Entfernung festgelegt, welche höchstens dem halben Abstand zwischen zwei benachbarten Gleisen entspricht. Der Gleisabstand kann prinzipiell zwischen den Gleismitten gemessen werden. Diese Messung kann ohne spezielle Messgeräte aufwändig sein. Vorzugsweise wird daher der Gleisabstand von der Schieneninnenkante der rechten/linken Schiene des linken/rechten Gleises zur Schieneninnenkante der rechten/linken Schiene des rechten/linken Gleises gemessen. Sofern mit unterschiedlichem Gleisabstand oder mit unterschiedlicher Spurweite gerechnet werden muss, kann der Entfernungs-Schwellenwert auf den niedrigsten Wert des derart ermittelten Entfernungs-Schwellenwerts fixiert werden.
  • Das Messsignal kann beispielsweise ein vorzugsweise im Ultraschallbereich liegendes Schallsignal oder ein vorzugsweise im Mikrowellenbereich liegendes Hochfrequenzsignal (Radarsignal) sein.
  • Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht eine Übertragung von Kenndaten insbesondere zur Identifikation der Wagen über die Sende-/Empfangseinrichtung der Entfernungs-Messvorrichtung vor. Dadurch kann die vorhandene Sende-/Empfangseinrichtung mehrfach genutzt werden.
  • Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht eine Sende-/Empfangseinrichtung zur Datenfemübertragung von Kenndaten des Wagens und/oder zur Durchleitung von empfangenen Kenndaten wenigstens des nächsten Wagens vor. Die Übertragung kann zwischen dem Wagen und beispielsweise einer Lokomotive oder beispielsweise einem Stellwerk vorgesehen sein und ermöglicht dadurch die Erfassung von Daten betreffend Zugreihung an einer zentralen Stelle. Weiterhin ist eine Datenübermittlung von der zentralen Stelle zu den Wagen möglich.
  • Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Entfernungs-Messvorrichtung an der vorderen und/oder hinteren Stirnseite des Wagens wenigstens näherungsweise in der Wagenmitte angeordnet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Entfernungs-Messvorrichtung an der vorderen und/oder hinteren Stirnseite des Wagens im selben Randbereich jeden Wagens bezogen auf die Fahrtrichtung angeordnet ist. Mit diesen Maßnahmen wird jeweils der größtmögliche Entfernungs-Unterschied zwischen dem Wagen und dem nächsten Wagen auf demselben Gleis beziehungsweise zwischen dem Wagen und anderen Wagen auf benachbarten Gleisen erzielt, sodass der Entfernungs-Schwellenwert leicht festgelegt werden kann.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
  • Figuren-Kurzbeschreibung
  • 1 zeigt eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung,
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild einer in der Vorrichtung gemäß 1 eingesetzten Enternungs-Messvorrichtung,
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Anordnung der in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen der Zugreihung eingesetzten Entfernungs-Messvorrichtung an einem Wagen,
  • 4 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung der Zugreihung und
  • 5 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels einer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß 3 eingesetzten Entfernungs-Messvorrichtung.
  • Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 zeigt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Zugreihung. Ausgangspunkt ist ein auf einem Gleis 10 angeordneter Wagen 11. Im Rahmen der Bestimmungen der Zugreihung ist zumindest die Detektion des auf demselben Gleis 10 angeordneten nächsten Wagens 12 vorgesehen. Mit dieser Information kann bereits die Anzahl der im Zugverbund oder im Wagenverbund enthaltenen Wagen ermittelt werden.
  • Bei der Detektion des nächsten Wagens 12 muss sichergestellt werden, dass tatsächlich der nächste Wagen 12 erfasst wird und nicht ein auf einem benachbarten Gleis 13 angeordneter benachbarter Wagen 14.
  • Vorgesehen ist eine Entfernungs-Messvorrichtung 15, welche die Entfernung d1, d2 vom Wagen 11 zu anderen Wagen 12, 14 ermittelt. Ein Blockschaltbild der Entfernungs-Messvorrichtung 15 ist in 2 gezeigt.
  • Die Entfernungs-Messvorrichtung 15 enthält eine Sende-/Empfangseinrichtung 16 mit einem Sender 17 und mit einem Empfänger 18. Der Sender 17 strahlt als Sendesignal ein Messsignal 19 ab. Gemäß 1 trifft das abgestrahlte Messsignal 19 sowohl auf den nächsten Wagen 12 als auch auf den benachbarten Wagen 14. Der nächste Wagen 12 reflektiert das Messsignal 19 als Reflexionssignal 20 und der benachbarte Wagen 14 reflektiert das Messsignal 19 als Reflexionssignal 21. Die von den anderen Wagen 12, 14 reflektierten Reflexionssignale 20, 21 werden vom Empfänger 18 als Empfangssignale empfangen.
  • Die Entfernungs-Messvorrichtung 15 ermittelt in einer Signallaufzeit-Ermittlung 22 die verschiedenen Laufzeiten ti1, ti2 des Messsignals 19 einschließlich der Reflexionssignale 20, 21. Die erste Laufzeit ti1 entspricht der Laufzeit des Messsignals 19 und des vom nächsten Wagen 12 reflektierten Reflexionssignals 20 während die zweite Laufzeit ti2 der Laufzeit des Messsignals 19 und des vom benachbarten Wagen 14 reflektierten Reflexionssignals 21 entspricht.
  • Eine Umformung 23 ermittelt aus der ersten und zweiten Laufzeit ti1, ti2 die erste Entfernung d1 des nächsten Wagens 12 vom ersten Wagen 11 und die zweite Entfernung d2 des benachbarten Wagens 14 vom ersten Wagen 11. Beide Entfernungen beziehungsweise Abstände d1, d2 werden in einem Vergleicher 24 mit einem Entfernungs-Schwellenwert d_SW verglichen. In Abhängigkeit vom Vergleichsergebnis stellt der Vergleicher 24 ein Detektionssignal D bereit. Das Auftreten des Detektionssignals D signalisiert die Anwesenheit eines nächsten Wagens 12 auf demselben Gleis 10.
  • Um sicher entscheiden zu können, welcher andere Wagen 12, 14 auf demselben Gleis 10 wie der Wagen 11 angeordnet ist, muss der Entfernungs-Schwellenwert d_SW geeignet festgelegt werden. Die Festlegung kann anhand von in der Praxis gewonnenen Erfahrungswerten erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die Festlegung des Entfernungs-Schwellenwerts d_SW in Abhängigkeit vom Abstand 25 zwischen benachbarten Gleisen 10, 13. Der Abstand 25 benachbarter Gleise 10, 13 kann prinzipiell zwischen den Gleismitten gemessen werden. Da diese Messung ohne spezielle Messgeräte aufwändig ist, wird vorzugsweise der Gleisabstand 25 von der Schieneninnenkante beispielsweise der rechten Schiene des Gleises 10 zur Schieneninnenkante der rechten Schiene des benachbarten Gleises 13 gemessen.
  • Bevorzugt wird der Entfernungs-Schwellenwert d_SW wenigstens näherungsweise auf eine Entfernung festgelegt, welche höchstens dem halben Abstand 25 zwischen benachbarten Gleisen 10, 13 entspricht. Sofern mit unterschiedlichen Gleisabständen 25 gerechnet werden muss, kann der Entfernungs-Schwellenwert d_SW auf den niedrigsten derart ermittelten Entfernungs-Schwellenwert fixiert werden, sodass unter allen in der Praxis vorkommenden Gegebenheiten eine zuverlässige Unterscheidung zwischen dem nächsten Wagen 12 und dem auf dem benachbarten Gleis 13 befindlichen benachbarten Wagen 14 möglich ist.
  • Bei der Festlegung des Entfernungs-Schwellenwerts d_SW wird zweckmäßigerweise davon ausgegangen, dass die Entfernungs-Messvorrichtung 15 in einem vorgegebenen Bereich auf wenigstens einer Stirnseite 26 des Wagens 11 angeordnet ist. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass die Entfernungs-Messvorrichtung 15 zumindest näherungsweise im Bereich der Längsrichtungs-Mittellinie 27 bezogen auf die Fahrtrichtung 28 des Wagens 11 angeordnet ist.
  • Zweckmäßigerweise ist jeder Wagen 11, 12, 14 mit einer Entfernungs-Messvorrichtung 15 ausgestattet. Darüberhinaus ist zweckmäßigerweise die Anordnung einer Entfernungs-Messvorrichtung 15 auf einer beziehungsweise beiden Stirnseiten der Wagen 11, 12, 14 vorgesehen. Diese Ausgestaltung ist erst in 3 dargestellt.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung, bei welchem auf beiden Stirnseiten 26, 30 des Wagens 11 eine Entfernungs-Messvorrichtung 15 angeordnet ist. Dadurch ist eine Entfernungsmessung zu anderen Wagen 12, 14 unabhängig von der Fahrtrichtung 28 des Wagens 11 möglich.
  • 3 zeigt weiterhin eine alternative Ausgestaltung des Anbringungsorts der Entfernungs-Messvorrichtung 15. Alternativ zur Anordnung wenigstens näherungsweise im Bereich der Längsrichtungs-Mittellinie 27 des Wagens 11 kann eine Anordnung der Entfernungs-Messvorrichtung 15 an der wenigstens einer Stirnseite 26, 30 des Wagens 11 im Randbereich bezogen auf die Fahrtrichtung 28 vorgesehen sein. Sofern auf beiden Stirnseiten 26, 30 Entfernungs-Messvorrichtungen 15 angeordnet sind, ist darauf zu achten, dass die Entfernungs-Messvorrichtungen 15 im selben Randbereich bezogen auf die Fahrtrichtung 28 angeordnet sind, damit der Entfernungs-Schwellenwert d_SW nicht unnötig verringert werden muss.
  • Die bislang beschriebene Entfernungs-Messvorrichtung 15 kann als passive Entfernungs-Messvorrichtung 15 bezeichnet werden, da das Empfangssignal als Reflexionssignal 20, 21 ohne zusätzliche Maßnahmen gewissermaßen passiv auftritt. Das Sendesignal beziehungsweise das Messsignal 19 ist beispielsweise ein vorzugsweise im Ultraschallbereich liegendes Schallsignal. Alternativ kann das Messsignal 19 beispielsweise ein vorzugsweise im Mikrowellenbereich liegendes Hochfrequenzsignal (Radarsignal) sein. Weiterhin kann das Messsignal 19 ein optisches Signal sein, wobei die Entfernung anhand einer Triangulation ermittelt wird. Darüberhinaus kann die Entfernungs-Messvorrichtung 15 als Laser-Entfernungs-Messvorrichtung realisiert sein, wobei die Ermittlung der Entfernung wieder auf einer Bewertung der Laufzeit der optischen Strahlung beruht.
  • Aufgrund der in der Praxis vorgefundenen geometrischen Verhältnisse kann es erforderlich sein, den Entfernungs-Schwellenwert d_SW auf einen Wert festzulegen, der geringer als der halbe Abstand 25 zwischen benachbarten Gleisen 10, 13 ist, um eine sichere Detektion des gegebenenfalls anwesenden nächsten Wagens 12 und eine Unterscheidung zwischen dem benachbarten Wagen 14 auf dem benachbarten Gleis 13 sicherzustellen. Zu berücksichtigen sind beispielsweise die an den Stirnseiten 26, 30 normalerweise angeordneten Puffer der Wagen 11, 12, 14, spezielle Aufbauten wie beispielsweise Leitern oder beispielsweise gegenüber den Wagenchassis zurückversetzte Aufbauten wie beispielsweise Tanks.
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung. Diejenigen in 4 und in der folgenden 5 gezeigten Teile, die mit den in den vorhergehenden Figuren gezeigten Teilen übereinstimmen, tragen jeweils dieselben Bezugszeichen. Das Ausführungsbeispiel geht von einer Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b aus, wobei ein erstes Teil am Wagen 11 und ein zweites Teil an einem anderen Wagen 12, 14 angeordnet ist. Ein Blockschaltbild der beiden Teile der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b ist in 5 gezeigt.
  • Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird davon ausgegangen, dass das am Wagen 11 angeordnete erste Teil 40a der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b eine Sende-/Empfangseinrichtung 16 mit sowohl einem Sender 41 als auch einem Empfänger 42 enthält. Der Sender 41 strahlt als Sendesignal ein Abfragesignal 43 ab, das von Empfängern 44 des an den anderen Wagen 12, 14 angeordneten zweiten Teils 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b jeweils empfangen wird. Ein erkanntes Empfangssignal wird in jedem Empfänger 44 zum Bereitstellen eines Triggersignals Tr herangezogen, das einen Sender 45 der Sende-/Empfangseinrichtung 16 des zweiten Teils 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b dazu veranlasst, als Sendesignal ein Antwortsignal 46 abzustrahlen.
  • Das zweite Teil 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b des nächsten Wagens 12 strahlt als Sendesignal das Antwortsignal 46 ab, während das zweite Teil 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b des benachbarten Wagens 14 als Sendesignal ein Antwortsignal 47 abstrahlt. Die Antwortsignale 46, 47 werden vom Empfänger 42 des ersten Teils 40a der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b als Empfangssignale empfangen.
  • Eine Signallaufzeit-Ermittlung 48 im ersten Teil 40a der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b ermittelt jeweils die Signallaufzeiten ti3, ti4, die sich aus der Laufzeit des Abfragesignals 43, der Laufzeit des empfangenen Antwortsignals 46, 47 sowie der in der Sende-/Empfangseinrichtung 16 der anderen Wagen 12, 14 normalerweise auftretenden Signalverzögerung jeweils zusammensetzen, und stellt die Signallaufzeit ti3, ti4 einer Umformung 49 zur Verfügung. Die Signallaufzeiten ti3, ti4 weichen im Allgemeinen von den Signallaufzeiten ti1, ti2 des ersten Ausführungsbeispiels ab, da zusätzlich mit einer Verzögerungszeit in der Sende-/Empfangseinrichtung 16 des zweiten Teils 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b gerechnet werden muss.
  • Im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 5 ist das zweite Teil 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b deutlich einfacher ausgestaltet als das erste Teil 40a. In der Praxis wird die Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b zweckmäßigerweise aus identischen Teilen realisiert, welche gemäß dem ersten Teil 40a ausgestaltet sind.
  • Ein integrierter Baustein, der wesentliche Komponenten insbesondere des beschriebenen ersten Teils 40a der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b enthält, ist beispielsweise von der eingangs genannten Bezugsquelle unter der Bezeichnung „nanoLoc TRX” erhältlich, wobei die Entfernungen d1, d2 bereits mit einer minimalen Beschaltung des integrierten Bausteins erhalten werden können. Eine weitere Erhöhung der Genauigkeit der Entfernungsmessung kann damit erzielt werden, dass nach der Abstrahlung des Abfragesignals 43 und des Empfangs von Antwortsignalen 46, 47 der Sender 45 des zweiten Teils 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b seinerseits ein Abfragesignal aussendet, das vom ersten Teil 40a durch Abstrahlung eines Antwortsignals beantwortet werden muss. Durch diese Maßnahme werden die Signallaufzeiten ti3, ti4, die aufgrund von geringfügig abweichenden Taktfrequenzen der elektronischen Komponenten des ersten Teils 40a gegenüber dem zweiten Teil 40b der Entferungs-Messvorrichtung 40a, 40b entsprechend geringfügig abweichen können, auf zwei unterschiedliche Arten ermittelt, sodass zumindest eine Abweichung erkannt und/oder korrigiert werden kann.
  • Die Umformung 49 ermittelt aus den Laufzeiten ti3, ti4 wieder die Entfernung d1 des nächsten Wagens 12 vom Wagen 11 beziehungsweise des benachbarten Wagens 14 vom Wagen 11. Aufgrund der gegebenenfalls auftretenden Unterschiede in den Laufzeiten ti3, ti4 einerseits und den Laufzeiten ti1, ti2 andererseits ist die Umformung 49 gegebenenfalls nicht identisch mit der Umformung 23 der Entfernungs-Messvorrichtung 15. Da jedoch die Entfernungen d1, d2 in sämtlichen Ausführungsbeispielen gleich groß ermittelt werden, kann in der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b derselbe Vergleicher 24 wie in der Entfernungs-Messvorrichtung 15 eingesetzt werden. Identisch ist ebenfalls der Entfernungs-Schwellenwert d_SW. Das Detektionssignal D zeigt auch bei diesem Ausführungsbeispiel an, dass sich ein nächster Wagen 12 auf demselben Gleis 10 wie der Wagen 11 befindet. Der nächste Wagen 12 kann damit bei der Bestimmung der Zugreihung berücksichtigt werden.
  • Eine andere Realisierung dieser Ausgestaltung, welche alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein kann, sieht vor, dass der Empfänger 42 der Sende-/Empfangseinrichtung 40a des Wagens 11 die von Sende-/Empfangseinrichtungen 40b anderer Wagen 12, 14 abgestrahlten Sendesignale 46 als Empfangssignale 46, 47 empfängt und dass das erste Teil 40a der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b die Entfernung d1, d2 aus den Empfangssignalstärken der Empfangssignale 46, 47 ermittelt. Ein integrierter Baustein, der wesentliche Komponenten zur Realisierung dieser Ausgestaltung enthält, ist beispielsweise vom eingangs genannten Hersteller Texas Instruments unter der Bezeichnung „ZigBee” erhältlich. Hierbei können prinzipiell sämtliche Sender 45 des zweiten Teils 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b ständig senden, sodass ein Abfragesignal 43 nicht erforderlich ist.
  • Auch bei dieser Ausgestaltung ist die Abstrahlung des Abfragesignals 43 vom Sender 41 der Sende-/Empfangseinrichtung 16 des ersten Teils 40a der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b vorgesehen, sodass die Sender 45 der Sende-/Empfangseinrichtungen 16 der zweiten Teile 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b das Antwortsignal 46, 47 nur nach Aufforderung durch das Abfragesignal 43 abstrahlen.
  • Bei diesen Ausführungsbeispielen der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b können rein prinzipiell optische Sendesignale 43, 46, 47 vorgesehen sein. Geeignet sind insbesondere Schallwellen, deren Frequenz vorzugsweise im Ultraschallbereich liegt. Vorzugsweise sind die Sendesignale 43, 46, 47 Hochfrequenzsignale mit Frequenzen, die vorzugsweise im Mikrowellenbereich liegen.
  • Bei dem besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiel mit der zweiteiligen Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b können dieselben Ausgestaltungen wie beim Ausführungsbeispiel der Entfernungs-Messvorrichtung 15 vorgesehen sein. Ein Teil 40a, 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b kann deshalb wieder vorzugsweise wenigstens näherungsweise in der Mitte der einen und/oder anderen Stirnseite 26, 30 der Wagen 11, 12, 14 bezogen auf die Längsrichtungs-Mittellinie 27 angeordnet sein. Alternativ kann die Anordnung eines Teils 40a, 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b auf der Stirnseite 28 des Wagens 11, 12, 14 im Randbereich bezogen auf die Fahrtrichtung 28 angeordnet sein. Vorzugsweise sind auch bei dieser Ausgestaltung auf beiden Stirnseiten 26, 30 Teile 40a, 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b angeordnet, die jeweils in Bezug auf die Fahrtrichtung 28 jeweils im gleichen Randbereich angeordnet sind. Wie bereits erwähnt, sind zweckmäßigerweise sämtliche Teile 40a, 40b der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b identisch aufgebaut.
  • Eine Weiterbildung der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b sieht vor, dass über die Sende-/Empfangseinrichtung 16 des ersten Teils 40a und der Sende-/Empfangseinrichtung 16 des zweiten Teils 40b ein Informationsaustausch stattfindet. Vorgesehen sein kann insbesondere die Übertragung von Kenndaten der Wagen 11, 12, 14 wie beispielsweise Bremsdruck, Kupplungsstatus usw. Insbesondere können als Kenndaten zumindest jeweils eine Identifikation der Wagen 11, 12, 14 übertragen werden. Der Entfernungs-Messvorrichtung 40a, 40b kann deshalb die Sensorsignal-Verarbeitungsanordnung 50 zugeordnet sein, welche Kenndaten s_S des Wagens 11, 12, 14 erfasst und ein Modulationssignal s_Tx für den Sender 41 bereitstellt. Die Sensorsignal-Verarbeitungsanordnung 50 kann weiterhin ein Empfangssignal s_Rx verarbeiten und somit Kenndaten von anderen Wagen 12, 14 speichern und/oder weiterleiten. Die Bearbeitung von Daten des nächsten Wagens 12 wird zweckmäßigerweise nur vorgenommen, wenn das Detektionssignal D vorliegt, welches anzeigt, dass ein nächster Wagen 12 der Zugreihung vorhanden ist.
  • Die Sensorsignal-Verarbeitungsanordnung 50 kann weiterhin ein Datenfemübertragungssignal 51 bereitstellen oder verarbeiten, welches einer zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 52 zur Verfügung gestellt wird beziehungsweise von der zweiten Sende-/Empfangseinrichtung 52 empfangen wird. Das Datenfernübertragungssignal 51 kann beispielsweise in einer Lokomotive oder beispielsweise in einem Stellwerk empfangen werden, sodass sämtliche Kenndaten der Wagen 11, 12, 14 beziehungsweise Identifikationen der Wagen 11, 12, 14 von einer zentralen Steile abgefragt werden können. Weiterhin kann ein Signal von der Lokomotive oder vom Stellwerk zu jedem Wagen 11, 12, 14 gesendet werden, sodass Daten von der zentralen Stelle an die Wagen 11, 12, 14 übermittelt werden können.

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Bestimmen einer Zugreihung, bei der an einem Wagen (11) eine Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) zur Ermittlung der Entfernung (d1, d2) zu einem anderen Wagen (12, 14) angeordnet ist, bei der ein Vergleicher (24) vorgesehen ist, der die von der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) ermittelte Entfernung (d1, d2) mit einem Entfernungs-Schwellenwert (d_SW) vergleicht und ein Detektionssignal (D) bereitstellt, welches die Anwesenheit eines nächsten Wagens (12) auf demselben Gleis (10) signalisiert, wenn die ermittelte Entfernung (d1, d2) den Entfernungs-Schwellenwert (d_SW) unterschreitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) ein erstes Teil (40a) enthält, das am Wagen (11) angeordnet ist, und dass die Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) ein zweites Teil (40b) enthält, das am anderen Wagen (12, 14) angeordnet ist, dass ein Sender (41) einer Sende-/Empfangseinrichtung (16) des am Wagen (11) angeordneten ersten Teils (40a) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) ein Abfragesignal (43) abstrahlt, dass ein Empfänger (44) einer Sende-/Empfangseinrichtung (16) des an einem anderen Wagen (12, 14) angeordneten zweiten Teils (40b) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) das Abfragesignal (43) empfängt, dass der Sender (45) der Sende-/Empfangseinrichtung (16) des am anderen Wagen (12, 14) angeordneten zweiten Teils (40b) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) nach dem Empfang des Abfragesignals (43) ein Antwortsignal (46) abstrahlt, welches der Empfänger (42) der Sende-/Empfangseinrichtung (16) des am Wagen (11) angeordneten ersten Teils (40a) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) empfängt, und dass das am Wagen (11) angeordnete erste Teil (40a) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) die Entfernung (d1, d2) aus der Signallaufzeit (ti3, ti4), die sich zumindest aus der Laufzeit des Abfragesignals (43) und der Laufzeit des Antwortsignals (46) zusammensetzt und/oder aus der Empfangssignalstärke wenigstens eines empfangenen Signals (46, 47) ermittelt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungs-Schwellenwert (d_SW) in Abhängigkeit vom Abstand (25) benachbarter Gleise (10, 13) festgelegt ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Entfernungs-Schwellenwert (d_SW) wenigstens näherungsweise auf einen Wert festgelegt ist, welcher höchstens dem halben Abstand (25) zwischen zwei benachbarten Gleisen (10, 13) entspricht.
  4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Sendesignals (19, 43, 46, 47) im Mikrowellenbereich oder im Ultraschallbereich liegt.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teile (40a, 40b) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) Kenndaten der Wagen (11, 12, 14) austauschen.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teile (40a, 40b) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) identisch sind.
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) eine Sensorsignal-Verarbeitungsanordnung (50) enthält und dass eine Übertragung von Kenndaten der Wagen (11, 12, 14) über die Sende-/Empfangseinrichtung (16) der Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) vorgesehen ist.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) eine weitere Sende-/Empfangseinrichtung (52) zur Übertragung von Kenndaten des Wagens (11) und/oder zur Durchleitung von empfangenen Kenndaten wenigstens des nächsten Wagens (12) enthält.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) an der vorderen und/oder hinteren Stirnseite (26, 30) des Wagens (11, 12, 14) wenigstens näherungsweise in der Wagenmitte angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernungs-Messvorrichtung (40a, 40b) an der vorderen und/oder hinteren Stirnseite (26, 30) des Wagens (11, 12, 14) im selben Randbereich jeden Wagens (11, 12, 14) bezogen auf die Fahrtrichtung (28) angeordnet ist.
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