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Bestehende
Verkehrskonzepte beschreiben insbesondere innerstädtisch Straßenbahnen,
Hoch- und U-Bahnen, einbezogen Fahrradfahrer, Fußgänger und sowie den KFZ-Verkehr
mit den dazugehörigen
Zonen, Haltebuchten und Fahrbahnen.
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Neuartige
Bewegungskonzepte verlangen nach besonderen verkehrstechnischen
Lösungen und
sorgen damit für
deren Verbreitung. Ein solches Bewegungskonzept wird durch die Parallel-Zweiräder oder
auch Segways festgesetzt. Die Parallel-Zweiräder lassen sich kompakt anordnen
und auch automatisiert führen.
Nachteilig wirkt sich allerdings aus, dass die Parallel-Zweiräder nur
in den Zonen bis ca. 3 km sinnvoll einzusetzen sind.
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Niederflur-Bahnwagen
werden innerstädtisch
vorrangig zur Beförderung
von Personen eingesetzt. Es gibt hier allerdings auch Transportsysteme, welche
Güter transportieren.
Ein Beispiel ist die Cargo-Tram. Allerdings wird auch diese Art
Straßenbahn nicht
zur Ausweitung der Mobilität
der Menschen, wie zur ständigen
und integrierten Beförderung
von mitgeführten
Verkehrsmitteln benutzt.
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Soll
das Parallel-Zweirad-Bewegungskonzept in einer Stadt sinnvoll greifen,
muss die Mobilität der
Parallel-Zweiräder
erhöht
werden, um auch größere Entfernungen überbrücken zu
können.
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Zur
Lösung
des Problems ist vorgesehen, Niederflur-Bahnwagen, wie Bahnwagen
so zu konzipieren, dass besonders innerstädtisch eine hohe Mobilität mit Parallel-Zweirädern erreicht
wird. Das nachfolgende Prinzip lässt
sich auch im Eisenbahnverkehr und bei LKW's beispielsweise zwischen Ortschaften
einsetzen. Im Sinne dieser Erfindung sollen demnach Parallel-Zweiräder und
deren Benutzer gleichzeitig auf einem Bahnwagen befördert werden können. Dazu
kann dieser Bahnwagen z. B. an die herkömmlichen Bahnwagen angekoppelt
werden oder selbständig
fahren.
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Mit
den Parallel-Zweirädern
wird der Bahnwagen mittels einer Zuführung befahren. Die Zuführung kann
auch als bewegliche Rampe anpassbar an die Umgebung gestaltet sein,
sodass die Parallel-Zweiräder
barrierefrei befahren können.
Im Bahnwagen sind Parkzonen und Fahrzonen vorgesehen. Die Breite
der Zonen orientiert sich dabei an den Ausmaßen der Parallel-Zweiräder. In
den Fahrzonen fährt
man mit den Parallel-Zweirädern
zu je einer Parkzone. Die Parkzone ist so ausgelegt, dass mindestens
ein Parallel-Zweirad sicher mittels einer Parkvorrichtung mit mechanischer
Arretierung für
die Fahrt mit dem Bahnwagen geparkt werden kann.
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Zusätzlich besteht
die Möglichkeit,
das Parallel-Zweirad wären
der Fahrt mittels einer Ladevorrichtung mit Ladeeinheit über die
Stromversorgungseinheit des Bahnwagens aufzuladen. Gleichzeitig
ist auch in einer speziellen Variante die gemeinsame Nutzung der
Kapazitäten
bzw. Energiespeicher der Parallel-Zweiräder mittels einer Ladeeinheit
vorgesehen, um einen elektronischen Lastenausgleich im Bahnwagen
oder sogar zur Optimierung im und für das gesamten elektrischen
Bahnnetz oder E-Netz
allgemein incl. Vergütung
der eingespeisten oder entnommenen Energieeinheiten zu gewährleisten.
Vorstellbar ist eine Rückführung der
aufgenommenen Energieinhalte der Energiespeicher bei Netzlastspitzen
der im öffentlichen
E-Netz.
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Ebenso
ist es vorstellbar, dass der Bahnwagen mittels Summe der verfügbaren Energiespeicher der
Parallel-Zweiräder
und eines möglichen
Energiespeicher des Bahnwagens angetrieben wird. Dazu wird ein Stromversorgungs-Umverteiler-Baugruppe eingesetzt.
Dies gewährleistet
einen, beispielsweise über
einen Zentralrechner gesteuerten, sehr autarken Betrieb. Der Zentralrechner
organisiert dabei auch eine Platzreservierung der Parkzone im Bahnwagen,
die Vorbestimmung der Fahrzeit anhand weiterer Kriterien sowie der
Abfahrtszeit und die für
die Fahrstrecken notwendigen zusammengesetzten Energiemengen. Durch
den im Vorfeld abgegebenen Mitfahrwunsch berechnet der Zentralrechner
die früheste
Eintreffzeit des jeweiligen Parallel-Zweirades an dem Haltestellenbereich,
bestimmt die Abfahrtszeit nach Auslastung, wie Anzahl der Gruppenmitglieder
und meldet es dem Parallel-Zweirad oder dem Fahrer zurück.
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In
einer bevorzugten Lösung
wird ein Solardach zur Stromerzeugung und Aufladung der Energiespeicher
insbesondere für
die parkenden Parallel-Zweiräder
im Bahnwagen vorgesehen.
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Im
Zusammenhang mit dem Auffahrt- und Ausstiegswunsch eines Fahrers
des Parallel-Zweirades empfängt
der Zentralrechner diese Informationen beispielsweise über das
Mobilephone mittels Bluetooth oder anderen IP-Netzen und wertet
sie zur Steuerung des Bahnwagens und der Bahnwagenfahrt aus.
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Im
bevorzugten Fall wird vorgesehen, die Steuereinheit des Parallel-Zweirades
mittels einer Steuereinheit des Bahnwagens so interagieren zulassen,
dass während
der Fahrt ein Bewegen des Zweirades in den Fahrzonen unterbunden
wird. Dazu wirkt die Steuereinheit auf die Aktoren, wie jeweiligen Antriebe
und Bremsen. Dazu kann die Steuereinheit des Bahnwagens die Steuereinheit
des Parallel-Zweirades beeinflussen und zusätzlich eine Ladevorrichtung,
wie spezielle Steckdose über
mindestens ein elektrisches Verbindungselement das Parallel-Zweirad
zusätzlich
mechanisch justieren. Unter einer Steuereinheit werden im Sinne
der Erfindung alle Komponenten, wie Leistungselektronik zur Steuerung
der Aktoren und Antriebe sowie ein Computer mit Speicher und Fernwirkeinheiten
inklusive Bussystemanschluss für
Sensoren und weiteren Komponenten, Baugruppen, Energieverteilungselemente und
Einheiten verstanden.
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Die
Anordnung der Parallel-Zweiräder
erfolgt in dem Bahnwagen so, dass Benutzer das Parallel-Zweirad
als Stand- oder Sitzfläche
nutzen können.
Werden die Parallel-Zweiräder für einen
selbständigen
Fahrbetrieb zugelassen oder einsetzbar, kann auch eine Anordnung
der Parallel-Zweiräder ohne
Benutzer zu einer kompakten Einheit selbständig zusammengefahren werden,
wobei die Steuereinheiten des Bahnwagens und des Parallel-Zweirades
zur Aufgabenlösung
interagieren.
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Ein
besonderes Verfahren zur automatisierten Aufnahme von Verkehrsmittel
sichert eine Aufnahme von Parallel-Zweirädern auch während der Fahrt des zu beladenden
Bahnwagens und beschreibt somit ein dynamisches, zeiteffektives
Beladungs- und Ladungskonzept.
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Die
Parallel-Zweiräder
warten dazu mit ihren Fahrern und beim automatisierten Konzept ohne Fahrer
auf die ankommende Bahn. Sie warten in Bewegungsrichtung des kommenden
Bahnwagens, wie auf das dafür
ausgelegte Schienenbett. Der Bahnwagen hält im Optimalfall bei Einfahrt
in die Ladezone nicht zur Aufnahme der Ladung, also der Parallel-Zweiräder, sondern
setzt dazu seine Fahrt fort. Die Ein- und Ausfahrtzonen des Bahnwagens befinden
sich in dem Fall an beiden Enden des Bahnwagens mit Ein- und Ausfahrtzonen-Richtung
zur Bewegungsrichtung, wie zum Schienenbett. Spätestens, wenn das einzelne
Parallel-Zweirad sich an der Einfahrtzone des Bahnwagens befindet,
setzt es sich in Bewegung und rollt in den Bahnwagen und dort zu
einer von der Steuereinheit zugewiesen Parkzone. Die Parkzonen werden
dabei mittels Steuereinheit der Parallel-Zweiräder und der des Bahnwagens
dynamisch verwaltet. Vorteilhaft ist die Parkzone eines einzelnen
Parallel-Zweirad abhängig
vom Auffahrts- bzw. Abfahrtwunsch des Parallel-Zweirades oder dessen Fahrers zu machen.
Energiemanager zur Einspeisevergütung
der Elektroenergie von oder zum Parallel-Zweirad und das Verwalten
des Kundenwunsches übernimmt
ein externer Zentralrechner.
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Insbesondere
bei der Auffahrt des Parallel-Zweirades auf den Bahnwagen werden
die Richtungs- und Geschwindigkeitsvektoren mittels Steuereinheit
so angepasst, dass eine sichere Auffahrt möglich ist. Die Differenzgeschwindigkeit
zwischen Parallel-Zweirad und Bahnwagen wird im Bereich der Einfahrtzone
für die
sichere Betriebsweise angepasst, dies gilt insbesondere für den sprunghaften Wechsel
und Geschwindigkeitsanpassungen an der Auf- und Abfahrtkante. Analog
gilt dies für
den Ausfahrtzone. In der Ausfahrtzone können vor Einfahrt in den Haltestellenbereich
die ausfahrenden Parallel-Zweiräder
für diesen
Zweck in dem Bahnwagen so sortiert werden, z. B. in der Fahrzone
des Bahnwagens, dass ein serielles Herausrollen der Parallel-Zweiräder analog
dem Einfahren möglich
ist. Im Bewegungsfall des Parallel-Zweirades tariert das Parallel-Zweirad über die
Steuereinheit die Geschwindigkeit in der Ein- und Ausfahrtzone und
speziell an der Auffahrt- und Abfahrtkante so aus, dass sich eine mögliche relative
Geschwindigkeit des Parallel-Zweirades maximal kontinuierlich ändert oder
relativ konstant bleibt. Somit wird ein Ruck-freieres Befahren erreicht.
Die Ein- und Ausfahrtkante kann zu dem Zweck mit besonderen Sensoren,
Zeichencodes oder Transmittern, z. B. über RFID ausgestattet sein, um
die Auffahrt- und Abfahrtkante speziell zu kennzeichnen. Die Steuereinheit
regelt somit die Differenzgeschwindigkeit. Zur Überwachung ist eine Sicherheitsbaugruppe
vorgesehen, in welcher die Rechte und Bedingungen zur Ein- und Ausfahrt,
sowie zur Arretierung und dem Energiemanagement hinerlegt sind und
auf die Steuereinheit und deren Aktoren, wie Räder wirken.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den folgenden Lösungsvarianten
schematisch dargestellt.
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01 zeigt
einen Bahnwagen (1) in dem Parallel-Zweiräder (8)
arretiert aufgestellt sind. Sensor 01 (21) detektiert den
Zustand der Parallel-Zweiräder
(8) in der Parkzone (41), Sensor 02 (36) überwacht
die Fahrzone (40). Die ermittelten Zustände werden in der Steuereinheit
(39) des Bahnwagens (01) und überwacht und über einen
Zentralrechner (31) auch an die Steuereinheit der Parallel-Zweiräder (08)
weitergeleitet. In bzw. an der Seitenwand (26) des Bahnwagens
(01) sind jedem Parallel-Zweirad (8) eine mechanische
Arretierung (4) und eine Ladevorrichtung (11)
zugeordnet. Der Fahrstreifen (24) zeigt die Fahrtrichtung
der Parallel-Zweiräder
(8) in der Fahrzone (40).
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02 zeigt
ein Parallel-Zweirad (8) in der zugeordneten Parkzone (41).
Die Räder
(35) stehen dabei orthogonal zur Fahrtrichtung (25)
in einer Parkvorrichtung (10) welche als Senke im Fußboden (27) des
Bahnwagens (1) für
die Ausmaße
(9) des Parallel-Zweirades (8) ausgeführt ist
und die Räder
(35) arretiert.
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Der
Lenker (7) des Parallel-Zweirades (8) ist in einer
zweigeteilten Lehne (34) des Bahnwagens (1) versenkt,
dadurch eingespannt und mittels mechanischer Arretierung (4)
und zusätzlich
einem Aktor (3), wie Elektromechanik arretiert. Die Lehne
(34) ist an der Seitenwand (26) des Bahnwagens
angebracht und ermöglicht
zusätzlich
das Anlehnen des Benutzers, wie Fahrgast. Der Aktor (3)
erhält
die Steuersignale zur Freigabe und Ausführung der mechanischen Arretierung
(3) von der Steuereinheit (39) des Bahnwagens
(01) oder des Zentralrechners (31).
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Zusätzlich werden
die Räder
(35) über
die Steuereinheit (39) beeinflusst. Das Parallel-Zweirad (8)
enthält
neben der Steuereinheit (nicht dargestellt) einen Energiespeicher
(12) und eine Stromversorgungseinheit (13) sowie
eine Ladevorrichtung (11) die ein Verbindungselement (14)
enthält.
Die Ladevorrichtung (11) verbindet das Parallel-Zweirad
(8) mit der Stromversorgung und Steuereinheit (39)
des Bahnwagens (01) elektrisch und bei einem zweiten Parallel-Zweirad
(8) induktiv (nicht dargestellt). Die Steuereinheit (39) übermittelt
Stromversorgungsdaten zur entnommenen oder eingespeisten elektrischen
Leistung oder Arbeit an einen Zentralrechner (31). Dieser
erstellt Billets zur Auswertung einer Leistungsvergütung oder
geldwerten Vergütung
für einen Nutzer
des Parallel-Zweirades (8) und des Bahnwagens (1).
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03 beschreibt
das Verfahren zur automatisierten Aufnahme von Verkehrsmitteln.
Ein Bahnwagen (1) befindet sich auf Schienen (28)
in einem Haltestellenbereich (37). Parallel-Zweiräder (38) parken
arretiert in dem Bahnwagen (1). Zum Zeitpunkt t1 fährt (18)
ein Parallel-Zweirad (17, 24) in Richtung der
Einfahrtszone (6) über
eine automatisch bewegliche Zuführung,
wie Rampe der Auffahrtkante (29, 33) auf den entgegenkommenden
(17, 25) Bahnwagen (1) zu. Zum Zeitpunkt
t2 an der Auffahrtkante (29) wird die Differenzgeschwindigkeit
(19) zwischen Bahnwagen (1) und diesem Parallel-Zweirad (8)
für eine
kontinuierliche Fahrt dieses Parallel-Zweirades (8) mittels Steuereinheit
(39) und den Sensoren (42) zur Erkennung der Auffahrtkante
(29) geregelt.
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Zum
Zeitpunkt t3 wird dieses Parallel-Zweirad (8) mittels Steuereinheit
(39) zu einer Parkzone (41) geführt. Ein
weiteres Parallel-Zweirad (08) ist nach der Ausfahrtzone
(5) dargestellt und zeigt schematisch die Analogie des
Verfahrens bei Abfahren der Parallel-Zweiräder (8) vom fahrenden
Bahnwagen (1).
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Die
nachfolgenden auffahrenden oder abfahrenden Parallel-Zweiräder werden
automatisiert dem ersten Parallel-Zweirad nachgeführt (nicht
dargestellt). Somit erfolg ein serielles, automatisiertes Entladen
und Aufladen einer ganzen Gruppe von Parallel-Zweiräder (8)
auf einen Bahnwagen (1). Dabei steht der Fahrer auf seinem
jeweiligen Parallel-Zweirad (8).
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04 zeigt
einen schematischen Netzplan der Baugruppen, Einheiten und Services.
In dem Bahnwagen sind die Sensoren (21, 36, 42) über das Bus-System
(47) mit der Sicherheits-Baugruppe (46) und der
Steuereinheit (39) verbunden. Die Ladevorrichtungen (11)
sind mittels elektrischen Verbindungselements (14) zur
Stromversorgung untereinander bzw. Ladung und Entladung der Parallel-Zweiräder (8) über die
Stromversorgungs-Umverteilungs-Baugruppe (44) und des Bahnwagens
(1) miteinander (48) auch über den Zentralrechner schnurlos
gekoppelt. Die Mobilephones wirken dabei interaktiv z. B. über einen
WWW- oder WAP-Services des Zentralrechners (31) über das
WEB-Frontend (49) und bieten dem Nutzer zugehörige Services,
wie Billing, Leistungsausgleich und -Regulierung, Routenplanung,
Fahrzeitenregulierung und Lieferung sowie automatisierte Führung der
Parallel-Zweiräder
(8) und des Bahnwagens (1). Die Sicherheitsbaugruppe (46)
wirkt in Verbindung mit den Sensoren (21, 36, 42)
und den Steuereinheiten (39) mit dem Zentralrechner (31)
zusammen.
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- 1
- Bahnwagen
- 2
- Fahrbahnstreifen
- 3
- Hebel
(Aktor)
- 4
- Mechanische
Arretierung
- 5
- Ausfahrtzone
- 6
- Einfahrtzone
- 7
- Lenker
- 8
- Parallel-Zweirad
- 9
- Ausmaße Parallel-Zweirad
- 10
- Parkvorrichtung
- 11
- Ladevorrichtung
und Ladeeinheit
- 12
- Energiespeicher
- 13
- Stromversorgungseinheit
- 14
- Verbindungselement
- 15
- Verbindungs-Steuerkabel
- 16
- Stand-
oder Sitzfläche
- 17
- Richtungsvektor
- 18
- Geschwindigkeitsvektor
- 19
- Differenzgeschwindigkeit
zwischen
- 20
- Geschwindigkeit
Bahnwagen
- 21
- Sensor
01
- 22
- Geschwindigkeit
Parallel-Zweirad zum Zeitpunkt t1
- 23
- Geschwindigkeit
Parallel-Zweirad zum Zeitpunkt t2
- 24
- Fahrtrichtung
Parallel-Zweirad
- 25
- Fahrtrichtung
Bahnwagen
- 26
- Seitenwand
Bahnwagen
- 27
- Fußboden Bahnwagen
- 28
- Schiene
- 29
- Auffahrtkante/Zufühnng
- 30
- Abfahrtkante/Zuführung
- 31
- Zentralrechner
- 32
- Räder Bahnwagen
mit Aktor
- 33
- bewegliche
Zuführung/Rampe
- 34
- Lehne
- 35
- Räder, Antrieb
- 36
- Sensor
02
- 37
- Haltestellenbereich
- 38
- parkende
Parallel-Zweiräder
- 39
- Steuereinheit
- 40
- Fahrzone
- 41
- Parkzone
- 42
- Sensor
03
- 43
- Mobilephone
- 44
- Stromversorgungs-Umverteiler-Baugruppe
- 45
- Solardach
- 46
- Sicherheits-Baugruppe
- 47
- Bus-System
- 48
- Interaktion
Mobilephone<>Parallel-Zweirad und
Mobilephone<>Zentralrechner
- 49
- elektrische
Kopplung Parallel-Zweirad und Bahnwagen