DE102009049081A1

DE102009049081A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke

Info

Publication number: DE102009049081A1
Application number: DE102009049081A
Authority: DE
Inventors: Jens Prof. Dr. Braband
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2009-10-06
Filing date: 2009-10-06
Publication date: 2011-04-07
Also published as: WO2011042321A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke, welche funkabgedeckte Streckenabschnitte (6, 7, 8) aufweist. Um mit geringem technischem Aufwand hohe Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass in den funkabgedeckten Streckenabschnitten (6, 7, 8) eine bidirektionale Funkverbindung zwischen einem ersten Schienenfahrzeug (A, B) und einem Kommunikations-Server (9) aufgebaut wird, wobei Zustandsinformationen des ersten Schienenfahrzeugs (A, B) an den Kommunikations-Server (9) übertragen werden und auf dem Kommunikations-Server (9) gespeicherte Zustandsinformationen weiterer Schienenfahrzeuge (B, A) an das erste Schienenfahrzeug (A, B) übertragen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke, welche funkabgedeckte Streckenabschnitte aufweist.
Auf Eisenbahnstrecken mit geringem Verkehr wird die Sicherung der Zugfolge häufig im Zugleitbetrieb realisiert, wie beispielsweise in DE 10 2005 038 386 B4 beschrieben. Dabei regelt ein Fahrdienstleiter Zug- und Rangierfahrten auf einer zugeordneten Zugleitstrecke mit Zuglaufmeldungen und anderen Meldungen. Technische Unterstützung ist überwiegend nicht vorhanden, da herkömmliche Sicherheitstechnik den Betrieb unwirtschaftlich machen würde. Infolgedessen sind Unfälle oder Beinahe-Unfälle auf derartigen Nebenstrecken relativ häufig.
Um die Sicherheit auf Nebenstrecken zu erhöhen, wurde gemäß der DE 10 2008 003 872 A1 ein Kollisionswarnsystem vorgeschlagen, bei dem im Gefahrenfall eine direkte Funkkommunikation zwischen den beteiligten Schienenfahrzeugen vorgesehen ist. Voraussetzung ist eine kontinuierliche Funkabdeckung der gesamten Eisenbahnstrecke. Eine komplette Funkabdeckung mit einem proprietären System ist jedoch extrem aufwändig und unwirtschaftlich. Das gilt auch für kommerzielle Systeme, wie beispielsweise GSM, wodurch auch nur ca. 80% Funkabdeckung gegeben wäre. Außerdem sind hohe Gebühren für das quasi kontinuierliche Senden und Empfangen kleiner Datenpakete zu erwarten. Darüber hinaus gibt es bei kommerziellen Systemen häufig keine Möglichkeit, nur Schienenfahrzeuge in direkter Umgebung zu adressieren.
Auch bei lokalen, nur auf den Schienenfahrzeugen montierten Sendesystemen, insbesondere UHF-Radio, kann es zu Reichweitenproblemen kommen, so dass streckenseitige UHF-Repeater notwendig werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der gattungsgemäßen Art anzugeben, die mit geringem technischem Aufwand eine sicherheitliche Ergänzung des Eisenbahnbetriebes bei diskontinuierlicher Funkabdeckung ermöglichen.
Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass in den funkabgedeckten Streckenabschnitten eine bidirektionale Funkverbindung zwischen einem ersten Schienenfahrzeug und einem Kommunikations-Server aufgebaut wird, wobei Zustandsinformationen des ersten Schienenfahrzeuges an den Kommunikations-Server übertragen werden und auf dem Kommunikations-Server gespeicherte Zustandsinformationen weiterer Schienenfahrzeuge an das erste Schienenfahrzeug übertragen werden.
Dazu ist vorrichtungsgemäß ein Kommunikations-Server zur bidirektionalen Kommunikation mit einem ersten, in einem funkabgedeckten Streckenabschnitt einfahrenden Schienenfahrzeug vorgesehen, wobei Zustandsinformationen des ersten Schienenfahrzeugs und auf dem Kommunikations-Server gespeicherte Zustandsinformationen weiterer Schienenfahrzeuge austauschbar sind.
Auf diese Weise kann eine komplette Funkabdeckung der gesamten Strecke verzichtet werden. Alle Schienenfahrzeuge, die auf der Strecke verkehren, kommunizieren bei Einfahrt in einen der funkabgedeckten Steckenabschnitte mit dem zentralen Kommunikations-Server, statt direkt miteinander zu kommunizieren. Der Kommunikations-Server kann zentral lokalisiert werden und ggf. auch mehrere Strecken und Netze gleichzeitig verwalten. Auch eine Einbindung des Kommunikations-Servers in eine vorhandene Betriebsleittechnik im Sinne eines Overlay-Systems kann zusätzlich vorgesehen sein.
Die an und von dem Kommunikations-Server übermittelten Zustandsinformationen umfassen gemäß Anspruch 2 eine Schienenfahrzeugnummer sowie zeitbezogene Orts- und Geschwindigkeitsdaten. Auf diese Weise liegen die aktuellsten Zustandsinformationen zur Einschätzung von Gefahrensituationen den Bordgeräten der Schienenfahrzeuge vor, so dass manuell durch den Triebfahrzeugführer oder automatisch durch das Bordgerät adäquat reagiert werden kann.
In besonders vorteilhafter Ausführungsform ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen, dass der Kommunikations-Server anhand vorgegebener Sicherheitskriterien die Zustandsinformationen der weiteren Schienenfahrzeuge filtert und nur die gefilterten Zustandsinformationen an das erste Schienenfahrzeug überträgt. Damit werden nur die wirklich relevanten Zustandsinformationen der in nächster Nähe befindlichen weiteren Schienenfahrzeuge an das erste Schienenfahrzeug übertragen. Durch die Filterung wird die Verwendung einfacherer Bordgeräte möglich, da Rechenleistung zur Ermittlung relevanter Zustandsinformationen auf den Kommunikations-Server verlagert wird.
Gemäß Anspruch 4 wird die Funkabdeckung in konfliktgefährdeten Streckenabschnitten, insbesondere Bahnhöfen, eingerichtet. Dadurch wird verhindert, dass in einem Funkloch befindlichen Schienenfahrzeugen möglicherweise aktuelle Zustandsinformationen sich nähernder anderer Schienenfahrzeuge fehlen. Insbesondere an Bahnhöfen im Übergangsbereich auf eingleisige Streckenabschnitte oder an Haltepunkten sollte Funkabdeckung vorhanden sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn diese Funkabdeckung möglichst weit in die Strecke hineinreicht. Dabei können relativ einfache und kostengünstige Systeme zum Einsatz kommen, wobei nicht für jeden funkabgedeckten Streckenabschnitt das gleiche Funksystem verwendet werden muss. Unter Umständen können auch bereits vorhandene Funksysteme opportunistisch mitbenutzt werden.
Vorzugsweise werden die funkabgedeckten Streckenabschnitte gemäß Anspruch 5 derart eingerichtet, dass sich zwischen den funkabgedeckten Streckenabschnitten ein eingleisiger Streckenabschnitt befindet. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass ein Schienenfahrzeug, das sich in einem Funkloch befindet, noch rechtzeitig gewarnt werden kann. Wenn ein Schienenfahrzeug in einen funkabgedeckten Bahnhof einfährt, wird diese Zustandsinformation an den Kommunikations-Server übertragen. Ein zweites Schienenfahrzeug erhält diese Information spätestens bei Einfahrt in den benachbarten Gegenbahnhof. Daraufhin muss das zweite Schienenfahrzeug auf dem Gegenbahnhof auf „Stillstand” überwacht werden, da das erste Schienenfahrzeug auf der eingleisigen Strecke in Richtung Gegenbahnhof unterwegs ist. Sollte das zweite Schienenfahrzeug auf dem Gegenbahnhof dennoch abfahren, kann nur auf dieses zweite Schienenfahrzeug eingewirkt werden, so lange dieses zweite Schienenfahrzeug nicht in das Funkloch eingefahren ist, in dem sich der erste Zug bereits befindet. Deshalb sollte die Funkabdeckung im Bahnhofsbereich so weit reichen, dass das Schienenfahrzeug auch noch kurzzeitig nach dem irrtümlichen Verlassen des Bahnhofs erreichbar ist.
Um die Sicherheit weiter zu erhöhen, kann alternativ oder zusätzlich gemäß Anspruch 6 vorgesehen sein, dass der Kommunikations-Server bei Nichterreichbarkeit eines gefährdeten Schienenfahrzeugs eine Warnmeldung an eine Leitzentrale überträgt, welche eine Kommunikationsverbindung zu dem gefährdeten Schienenfahrzeug herstellt. Die Leitzentrale kann das gefährdete Schienenfahrzeug ggf. auf einem anderen Wege, z. B. über Zugfunk, warnen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer figürlichen Darstellung näher erläutert. Die einzige Figur zeigt die wichtigsten Systemkomponenten für erfindungsgemäß unterstützten Zugleitbetrieb.
Dargestellt ist ein Teil einer Gleistopologie mit zwei Bahnhöfen 1 und 2, zwischen denen sich eine eingleisige Strecke 3 mit zwei Haltepunkten 4 und 5 befindet. Nur die Streckenabschnitte 6, 7 und 8 im Bereich der beiden Bahnhöfe 1 und 2 sowie des Haltepunktes 5 sind mit WLAN versorgt. In diesen Streckenabschnitten 6, 7 und 8 besteht Internet-Verbindung mit einem zentralen Kommunikations-Server 9. Diese Streckenabschnitte 6, 7 und 8 sind in einem Streckenatlas hinterlegt. Bei Einfahrt in einen der WLAN-Streckenabschnitte 6, 7 oder 8 überträgt das Schienenfahrzeug seine Zustandsinformationen an den Kommunikations-Server 9 und empfängt relevante Zustandsinformationen benachbarter Schienenfahrzeuge vom Kommunikations-Server 9. Außerhalb der WLAN-Streckenabschnitte 6, 7 und 8 schreiben die Schienenfahrzeuge die Zustandsinformationen der benachbarten Schienenfahrzeuge plausibel fort. Dazu können beispielsweise Fahrplaninformationen, Streckengeschwindigkeiten und andere Parameter herangezogen werden. Bei dem figürlich veranschaulichten Ausführungsbeispiel ist ein Schienenfahrzeug A auf der eingleisigen Strecke 3 in Richtung Bahnhof 2 unterwegs. Ein zweites Schienenfahrzeug B befindet sich auf dem Bahnhof 2. Das Schienenfahrzeug B weiß, dass das Schienenfahrzeug A auf der Strecke 3 ist, aber das Schienenfahrzeug A weiß nach Verlassen des WLAN-Streckenabschnittes 6 nur, dass das Schienenfahrzeug B zuletzt im Bahnhof 2 war. Falls das Schienenfahrzeug B jetzt ebenfalls losfahren würde, könnte das Schienenfahrzeug A erst gewarnt werden, wenn es den mit WLAN versorgten Haltepunkt 5 erreicht. Dieser Zeitpunkt könnte derart spät liegen, dass eine Gefahrensituation entsteht. Daher muss bei bekannter Belegung des eingleisigen Streckenabschnittes 3 durch das Schienenfahrzeug A das zweite Schienenfahrzeug B daran gehindert werden, überhaupt loszufahren. Das geschieht, indem sofort bei Verlassen des Zustandes „Stillstand” das Schienenfahrzeug B, das sich immer noch in dem WLAN-Streckenabschnitt 7 befindet, durch den Kommunikations-Server 9 vor einer drohenden Kollision gewarnt wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005038386 B4 [0002]
DE 102008003872 A1 [0003]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Eisenbahnstrecke, welche funkabgedeckte Streckenabschnitte (6, 7, 8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in den funkabgedeckten Streckenabschnitten (6, 7, 8) eine bidirektionale Funkverbindung zwischen einem ersten Schienenfahrzeug (A, B) und einem Kommunikations-Server (9) aufgebaut wird, wobei Zustandsinformationen des ersten Schienenfahrzeuges (A, B) an den Kommunikations-Server (9) übertragen werden und auf dem Kommunikations-Server (9) gespeicherte Zustandsinformationen weiterer Schienenfahrzeuge (B, A) an das erste Schienenfahrzeug (A, B) übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustandsinformationen eine Schienenfahrzeugnummer sowie zeitbezogene Orts- und Geschwindigkeitsdaten umfassen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommunikations-Server (9) anhand vorgegebener Sicherheitskriterien die Zustandsinformationen der weiteren Schienenfahrzeuge (B, A) filtert und nur die gefilterten Zustandsinformationen an das erste Schienenfahrzeug (A, B) überträgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Funkabdeckung in konfliktgefährdeten Streckenabschnitten, insbesondere Bahnhöfen (1, 2), eingerichtet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die funkabgedeckten Streckenabschnitte (6, 7, 8) derart eingerichtet werden, dass sich zwischen den funkabgedeckten Streckenabschnitten (6, 7, 8) ein eingleisiger Streckenabschnitt (3) befindet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kommunikations-Server (9) bei Nichterreichbarkeit eines gefährdeten Schienenfahrzeuges (A, B) eine Warnmeldung an eine Leitzentrale überträgt, welche eine Kommunikationsverbindung zu dem gefährdeten Schienenfahrzeug (A, B) herstellt.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kommunikations-Server (9) zur bidirektionalen Kommunikation mit einem ersten, in einem funkabgedeckten Streckenabschnitt (6, 7, 8) einfahrenden Schienenfahrzeug (A, B) vorgesehen ist, wobei Zustandsinformationen des ersten Schienenfahrzeugs (A, B) und auf dem Kommunikations-Server (9) gespeicherte Zustandsinformationen weiterer Schienenfahrzeuge (B, A) austauschbar sind.