DE102014204146A1

DE102014204146A1 - Verfahren zum Steuern eines mit einem CBTC-System verbundenen Schienenfahrzeugs und CBTC-System mit mindestens einem Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102014204146A1
Application number: DE102014204146.5A
Authority: DE
Inventors: Andre Lehmann; Thomas Lindner; Karsten Rahn; Frauke Schossig; Steffen Ueckert
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-03-06
Filing date: 2014-03-06
Publication date: 2015-09-10
Also published as: ES2662610T3; DK3092162T3; CN106068216B; EP3092162A1; EP3092162B1; CN106068216A; WO2015132061A1; HUE036200T2

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines mit einem CBTC (Communication-Based Train Control)-System verbundenen Schienenfahrzeugs, das über sein CBTC-Fahrzeuggerät in Kommunikationsverbindung mit einem CBTC-Streckengerät steht, das seinerseits mit einem CBTC-Stellwerk kommunikativ verbunden ist. Um ein solches Verfahren so auszugestalten, dass auch bei einem Abbruch der Kommunikationsverbindung zwischen CBTC-Fahrzeuggerät und CBTC-Streckengerät der Schienenverkehr weitgehend ungestört ablaufen kann, wird von dem CBTC-Streckengerät (2) bei einem Abbruch der Kommunikationsverbindung (3) ein Blockier-Kommando (BK) erzeugt und abgesendet wird und von dem CBTC-Stellwerk (11) auf das empfangene Blockier-Kommando (BK) hin eine Auflösung der zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung (3) vorhandenen Fahrstraßen (FS) für das Schienenfahrzeug (1) blockiert. Die Erfindung betrifft auch CBTC-System mit mindestens einem Schienenfahrzeug.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Steuern eines mit einem CBTC (Communication-Based Train Control)-System verbundenen Schienenfahrzeugs, das über sein CBTC-Fahrzeuggerät in Kommunikationsverbindung mit einem CBTC-Streckengerät steht, das seinerseits mit einem CBTC-Stellwerk kommunikativ verbunden ist.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise der Internet-Veröffentlichung "http://de.wikipedia.org/wiki/Communication-Based_Train_Control" zu entnehmen. Zum Durchführen dieses Verfahrens wird ein Schienenfahrzeug verwendet, das über ein CBTC-Fahrzeuggerät verfügt und über dieses Gerät in Kommunikationsbindung mit einem CBTC-Streckengerät steht. Das CBTC-Streckengerät ist mit einem CBTC-Stellwerk verbunden.
Ereignet sich beim Durchführen des bekannten Verfahrens ein Abbruch der Kommunikationsverbindung zwischen dem Schienenfahrzeug bzw. seinem CBTC-Fahrzeuggerät und dem CBTC-Streckengerät, dann wird in der Regel davon ausgegangen, dass die zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung vorhandene Fahrerlaubnis nicht mehr gültig ist. Das Schienenfahrzeug reagiert dann mit einer Zwangsbremsung bis zum Stillstand, was zu einer Störung des gesamten Schienenverkehrs auf der entsprechenden Strecke führt. Eine Weiterfahrt ist anschließend nur nach Auflösen der Zwangsbremse in einer Rückfallbetriebsart unter Verantwortung eines Fahrers möglich. Ist das Schienenfahrzeug ohne Fahrer unterwegs, dann muss möglichst umgehend Personal auf den Zug kommen.
Um diese Schwierigkeiten zu verringern hat man bisher eine hochverfügbare Kommunikationsverbindung verwendet, bei der nur selten mit einem Ausfall der Kommunikationsverbindung zwischen dem CBTC-Fahrzeuggerät und dem CBTC-Streckengerät zu rechnen ist. Fällt die Verbindung trotzdem aus, ist eine Weiterfahrt nur möglich, wenn die Kommunikationsverbindung wiederhergestellt wird. Bei längerem Ausfall der Kommunikationsverbindung ist eine Weiterfahrt nur manuell in einem restriktiven Modus unter Verantwortung eines Schienenfahrzeugführers möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art so fortzuentwickeln, dass auch im Fall eines Abbruchs der Kommunikationsverbindung zwischen CBTC-Fahrzeuggerät und CBTC-Streckengerät der Schienenverkehr weitgehend ungestört ablaufen kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß von dem CBTC-Streckengerät bei einem Abbruch der Kommunikationsverbindung ein Blockier-Kommando erzeugt und abgesendet und von dem CBTC-Stellwerk auf das empfangene Blockier-Kommando hin eine Auflösung der zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung vorhandenen Fahrstraßen für das Schienenfahrzeug blockiert. Dabei werden unter Fahrstraßen – wie allgemein üblich – technisch gesicherte Fahrwege verstanden.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die zum Zeitpunkt eines Abbruchs der Kommunikationsverbindung vorhandenen Fahrstraßen für das Schienenfahrzeug erhalten bleiben, weil durch das Blockier-Kommando eine Auflösung der Fahrstraßen blockiert wird. Die streckenseitige Sicherung der Fahrstraßen bleibt also auch beim Abbruch der Kommunikationsverbindung erhalten, so dass eine gesicherte Weiterfahrt möglich ist. Außerdem werden Zwangsbremsungen vermieden. Darüber hinaus wird die Verfügbarkeit von Schienenfahrzeugen erhöht und es werden Störungen des Fahrplans weitgehend verhindert. Hinzu kommt, dass Evakuierungen von Fahrgästen auf der Strecke kaum noch stattfinden müssen. Ferner werden die Schienenfahrzeuge geschont, da Zwangsbremsungen erheblich seltener stattfinden müssen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird darin gesehen, dass die angegebenen vorteilhaften Eigenschaften ohne nennenswerte Änderungen am Ablauf eines CBTC-Verfahrens erreicht werden können.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird von dem CBTC-Fahrzeuggerät das Blockier-Kommando für die Fahrstraßen des CBTC-Stellwerks in dem Streckenabschnitt erteilt, der sich zwischen der Position des Schienenfahrzeugs zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung und dem Ende der vorhandenen Fahrerlaubnis erstreckt. Das Schienenfahrzeug kann somit ohne Weiteres seine Fahrt trotz des Abbruchs der Kommunikationsverbindung bis zum Ende der vorhandenen Fahrerlaubnis fortsetzen. Dabei wird unter „Fahrerlaubnis“ eine Berechtigung zur Bewegung eines Schienenfahrzeugs auf einem Streckenabschnitt einer Fahrstraße bis zu einem vorgegebenen Streckenpunkt, beispielsweise einem bestimmten Signal, verstanden.
In diesem Zusammenhang ist es auch vorteilhaft, wenn von dem CBTC-Streckengerät der Streckenabschnitt als Fahrerlaubnis für das Schienenfahrzeug bei dem Abbruch der Kommunikationsverbindung reserviert bleibt. Dies dient der besonderen Sicherheit und sorgt dafür, dass das jeweilige Schienenfahrzeug trotz Abbruchs einer Kommunikationsverbindung zwischen dem CBTC-Fahrzeuggerät und dem CBTC-Streckengerät sicher geführt wird.
In einer vorteilhaft einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nutzt das CBTC-Fahrzeuggerät die bei dem Abbruch der Kommunikationsverbindung vorhandene Fahrerlaubnis zur Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs.
Als besonders vorteilhaft wird es in diesem Zusammenhang angesehen, wenn von dem CBTC-Fahrzeuggerät bei dem Abbruch der Kommunikationsverbindung und einer einen Bahnsteig enthaltenden Fahrerlaubnis ein Halt des Schienenfahrzeugs an einem Standard-Haltepunkt am Bahnsteig mit einem Öffnen der Türen veranlasst wird. In diesem Falle ergeben sich für Fahrgäste in dem Schienenfahrzeug trotz des Abbruchs der Kommunikationsverbindung zwischen CBTC-Streckengerät und CBTC-Fahrzeuggerät keine Schwierigkeiten, das Schienenfahrzeug zu verlassen. Von einer solchen Position des Schienenfahrzeugs aus können dann weitere Maßnahmen zur Weiterbeförderung der Fahrgäste und zur Behebung der Verfahrensstörung getroffen werden.
Es kann aber auch vorteilhaft sein, wenn die Fahrerlaubnis und die Fahrstraßen jeweils möglichst bis in den nächsten Bahnsteig oder andernfalls bis direkt hinter ein voranfahrendes Schienenfahrzeug ausgedehnt werden, weil dann noch flexibler das Ende der Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs gewählt werden kann. Auf diese Weise kann auch mit relativ großer Wahrscheinlichkeit verhindert werden, das Schienenfahrzeug bei einem Abbruch der Kommunikationsverbindung zwischen CBTC-Fahrzeuggerät und CBTC-Streckengerät auf der Strecke liegen bleibt und nicht den nächsten Bahnhof erreichen kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nicht nur die weitgehend ungestörte Weiterfahrt eines Schienenfahrzeugs trotz eines Abbruchs der Kommunikationsverbindung zwischen dem CBTC-Streckengerät und dem CBTC-Fahrzeuggerät in Form eines Ausfalls dieser Kommunikationsverbindung, sondern bietet auch die vorteilhafte Möglichkeit, die Kommunikationsverbindung von vornherein nur streckenabschnittsweise bereit zu stellen. So kann beispielsweise bei schwierigen topologischen Verhältnissen beim Bauen von Gleisstrecken bewusst streckenabschnittweise auf das Bereitstellen von Kommunikationsverbindungen verzichtet werden.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein CBTC (Communication-Based Train Control)-System mit mindestens einem Schienenfahrzeug, das über sein CBTC-Fahrzeuggerät in Kommunikationsbindung mit einem CBTC-Streckengerät steht, das seinerseits mit einem CBTC-Stellwerk kommunikativ verbunden ist.
Um ausgehend von dem oben angegebenen Stand der Technik ein solches System so auszugestalten, dass es bei einem Ausfall der Kommunikationsverbindung zwischen dem CBTC-Fahrzeuggerät des Schienenfahrzeugs und einem CBTC-Streckengerät nicht zu nachhaltigen Störungen des Schienenverkehrs kommt, ist erfindungsgemäß das CBTC-Streckengerät derart ausgebildet ist, dass es bei einem Abbruch der Kommunikationsverbindung ein Blockier-Kommando erzeugt und absendet; das CBTC-Stellwerk ist derart ausgeführt, dass es auf das empfangene Blockier-Kommando eine Auflösung der zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung vorhandenen Fahrstraßen blockiert.
Damit lassen sich sinngemäß dieselben Vorteile erreichen, wie sie oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren aufgeführt sind.
Als vorteilhaft wird es angesehen, wenn bei dem erfindungsgemäßen System erfindungsgemäß das CBTC-Streckengerät derart ausgeführt ist, dass es das Blockier-Kommando für die Fahrstraßen in dem Streckenabschnitt erteilt, der sich zwischen der Position des Schienenfahrzeugs zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung und dem Ende der vorhandenen Fahrerlaubnis erstreckt. Das erfindungsgemäße System lässt es somit zu, dass das Schienenfahrzeug ohne Weiteres seine Fahrt trotz des Abbruchs der Kommunikationsverbindung bis zum Ende der vorhandenen Fahrerlaubnis fortsetzen kann.
Vorteilhaft erscheint es ferner, wenn bei dem erfindungsgemäßen System das CBTC-Streckengerät derart ausgebildet ist, dass es den Streckenabschnitt als Fahrstraße für das Schienenfahrzeug reserviert.
Ferner wird es als vorteilhaft angesehen, wenn das CBTC-Streckengerät derart ausgebildet ist, dass es bei einer einen Bahnhof enthaltenden Fahrstraße einen Halt des Schienenfahrzeugs an einem Standard-Haltepunkt mit einem Öffnen der Türen veranlasst. Von einer solchen Position des Schienenfahrzeugs aus können dann weitere Maßnahmen zur Weiterbeförderung der Fahrgäste und zur Behebung der Systemstörung getroffen werden.
Zur optimalen Ausschöpfung der Möglichkeiten, die das erfindungsgemäße System bietet, ist das CBTC-Streckengerät derart ausgeführt, dass es die Bildung der Fahrstraße und der Fahrerlaubnis jeweils bis zu dem nächsten Bahnsteig oder direkt hinter ein voranfahrendes Schienenfahrzeug ausdehnt.
Bei dem erfindungsgemäßen System ist die Kommunikationsverbindung vorteilhafterweise eine Funkverbindung oder eine Verbindung über Linienleiter oder über Gleisstromkreise.
Ferner wird es als vorteilhaft angesehen, wenn zwischen dem CBTC-Streckengerät und dem CBTC-Stellwerk eine weitere Kommunikationsverbindung als eine Draht- und oder Funkverbindung vorhanden ist.
Auch kann bei dem erfindungsgemäßen System das CBTC-Stellwerk mit dem CBTC-Streckengerät unter Bildung einer integrierten Einheit verbunden sein. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausführungsbeispiel eines funkgestützten CBTC-Systems mit einem Schienenfahrzeug dargestellt.
Die Figur zeigt schematisch ein Schienenfahrzeug 1, das mit einem CBTC-Fahrzeuggerät 2 ausgerüstet ist. Das CBTC-Fahrzeuggerät 2 enthält in nicht dargestellter Weise einen Bordrechner und einen Sender/Empfänger. Von diesem Sender werden in dem gezeigten Ausführungsbeispiel über eine Kommunikationsverbindung in Form einer Funkverbindung 3 Signale zu einem CBTC-Streckengerät 4 übertragen. Das CBTC-Streckengerät 4 ist über eine weitere Kommunikationsverbindung 5 mit einem CBTC-Stellwerk 6 verbunden.
Tritt ein Abbruch der Kommunikationsverbindung durch einen Ausfall der Funkverbindung 3 zwischen dem CBTC-Fahrzeuggerät 2 und dem CBTC-Streckengerät 4 auf, dann wird dies von dem CBTC-Streckengerät 4 erkannt. Es wird von dem CBTC-Streckengerät 4 ein Blockier-Kommando BK erzeugt und über die Funkverbindung 5 zu dem CBTC-Stellwerk 6 übertragen. Auf das empfangene Blockier-Kommando BK hin blockiert das CBTC-Stellwerk 6 eine Auflösung der zum Zeitpunkt des Ausfalls der Funkverbindung 3 vorhandenen Fahrstraßen FS. Das Schienenfahrzeug 1 kann sich somit trotz Ausfalls der Funkverbindung 3 gemäß der vor Ausfall der Funkverbindung 3 an einem Streckenpunkt 7 erteilten Fahrerlaubnis FE weiter bewegen.
Um eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs 1 streckenmäßig einzuschränken, kann das CBTC-Streckengerät 4 das Blockier-Kommando BK für nur einen Streckenabschnitt SA der eingestellten Fahrstraße FS erteilen. Nimmt man an, dass sich die aktuelle Fahrstraße FS des Schienenfahrzeugs 1 vom Streckenpunkt 7 bis zu einem Streckenpunkt 8 und die Fahrerlaubnis vom Streckenpunkt 7 bis zu einem Streckenpunkt 9, und geht man davon aus, dass sich der Abbruch der Funkverbindung 3 zu dem Zeitpunkt ereignet hat, zu dem sich das Schienenfahrzeug 1 in der dargestellten Position befand, dann erstreckt sich der Streckenabschnitt SA von der Position des Schienenfahrzeugs 1 zum Zeitpunkt des Ausfalls der Funkverbindung 3 bis zum Ende der erteilten Fahrerlaubnis FE, also bis zum Streckenpunkt 9. Liegt vor dem Ende der eingestellten Fahrstraße ein Bahnhof, dann wird von dem CBTC-Fahrzeuggerät 2 ein Halt des Schienenfahrzeugs 1 an einem Standard-Haltepunkt und ein Öffnen der Türen des Schienenfahrzeugs 1 veranlasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

http://de.wikipedia.org/wiki/Communication-Based_Train_Control [0002]

Claims

Verfahren zum Steuern eines mit einem CBTC (Communication-Based Train Control)-System verbundenen Schienenfahrzeugs (1), das über sein CBTC-Fahrzeuggerät (2) in Kommunikationsverbindung (3) mit einem CBTC-Streckengerät (4) steht, das seinerseits mit einem CBTC-Stellwerk (11) kommunikativ verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass von dem CBTC-Streckengerät (2) bei einem Abbruch der Kommunikationsverbindung (3) ein Blockier-Kommando (BK) erzeugt und abgesendet wird und von dem CBTC-Stellwerk (11) auf das empfangene Blockier-Kommando (BK) hin eine Auflösung der zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung (3) vorhandenen Fahrstraßen (FS) für das Schienenfahrzeug (1) blockiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von dem CBTC-Streckengerät (4) das Blockier-Kommando für die Fahrstraßen des CBTC-Stellwerks (11) in dem Streckenabschnitt (SA) erteilt wird, der sich zwischen der Position des Schienenfahrzeugs (1) zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung (3) und dem Ende der vorhandenen Fahrerlaubnis (FE) erstreckt.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass von dem CBTC-Streckengerät (4) der Streckenabschnitt (SA) als Fahrerlaubnis für das Schienenfahrzeug (1) bei dem Abbruch der Kommunikationsverbindung (3) reserviert bleibt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das CBTC-Fahrzeuggerät (2) die bei dem Abbruch der Kommunikationsverbindung (3) vorhandene Fahrerlaubnis (FE) zur Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs (1) nutzt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem CBTC-Fahrzeuggerät (2) bei dem Abbruch der Kommunikationsverbindung (3) und einer einen Bahnsteig enthaltenden Fahrerlaubnis ein Halt des Schienenfahrzeugs (1) an einem Standard-Haltepunkt am Bahnsteig mit einem Öffnen der Türen veranlasst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrerlaubnis und die Fahrstraßen jeweils möglichst bis in den nächsten Bahnsteig oder andernfalls bis direkt hinter ein voranfahrendes Schienenfahrzeug (1) ausgedehnt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindung nur streckenabschnittsweise bereitgestellt wird.
CBTC (Communication-Based Train Control)-System mit mindestens einem Schienenfahrzeug (1), das über sein CBTC-Fahrzeuggerät (2) in Kommunikationsverbindung mit einem CBTC-Streckengerät (4) steht, das seinerseits mit einem CBTC-Stellwerk (11) kommunikativ verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das CBTC-Streckengerät (2) derart ausgebildet ist, dass es bei einem Abbruch der Kommunikationsverbindung (3) ein Blockier-Kommando (BK) erzeugt und absendet, und das CBTC-Stellwerk (11) derart ausgeführt ist, dass es auf das empfangene Blocker-Kommando (BK) eine Auflösung der zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung (3) vorhandenen Fahrstraßen (FS) blockiert.
System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass CBTC-Streckengerät (4) derart ausgeführt ist, dass es das Blockier-Kommando (BK) für die Fahrstraßen (FS) in dem Streckenabschnitt (SA) erteilt, der sich zwischen der Position des Schienenfahrzeugs (1) zum Zeitpunkt des Abbruchs der Kommunikationsverbindung (3) und dem Ende der vorhandenen Fahrerlaubnis (FE) erstreckt.
System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das CBTC-Streckengerät (4) derart ausgebildet ist, dass es den Streckenabschnitt (SA) als Fahrstraße für das Schienenfahrzeug (1) reserviert.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das CBTC-Fahrzeuggerät (2) derart ausgebildet ist, dass es bei einer einen Bahnhof enthaltenden Fahrerlaubnis einen Halt des Schienenfahrzeugs (1) an einem Standard-Haltepunkt mit einem Öffnen der Türen veranlasst.
System nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das CBTC-Streckengerät (4) derart ausgeführt ist, dass es die Fahrerlaubnis und die Fahrstraßen jeweils bis zu dem nächsten Bahnsteig oder direkt hinter ein voranfahrendes Schienenfahrzeug ausdehnt.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationsverbindung eine Funkverbindung (3) oder eine Verbindung über Linienleiter oder über Gleisstromkreise ist.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem CBTC-Streckengerät (4) und dem CBTC-Stellwerk (6) eine weitere Kommunikationsverbindung (5) als eine Draht- und oder Funkverbindung vorhanden ist.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das CBTC-Stellwerk mit dem CBTC-Streckengerät unter Bildung einer integrierten Einheit verbunden ist.