DE102016220215A1

DE102016220215A1 - Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE102016220215A1
Application number: DE102016220215.4A
Authority: DE
Inventors: Manfred Wernicke
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2016-10-17
Filing date: 2016-10-17
Publication date: 2018-04-19
Also published as: WO2018072966A1; EP3500475B1; EP3500475A1; ES2903404T3

Abstract

Die Erfindung bezieht sich unter anderem auf ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen (30, 40, 50), die auf einer Strecke (20) oder einem Streckennetz fahren und mit jeweils einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) ausgestattet sind, und einer Zentraleinrichtung (60), die die Schienenfahrzeuge (30, 40, 50) überwacht und mit den fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen (200) jeweils in einer Kommunikationsverbindung steht.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen, die auf einer Strecke oder einem Streckennetz fahren und jeweils mit einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung ausgestattet sind, und einer Zentraleinrichtung, die die Schienenfahrzeuge überwacht und mit den fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen jeweils in einer Kommunikationsverbindung steht.
Werden Eisenbahnstrecken und damit die darauf fahrenden Schienenfahrzeuge ohne streckenseitige Gleisfreimeldeeinrichtungen betrieben, wie dies beispielsweise im Betrieb gemäß der Norm ERTMS/ETCS-Level 3 der Fall ist, so führt der Ausfall einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung zu einer Lücke in der sicheren Verfolgung der Gleisbelegungen im gesamten überwachten Streckenbereich. Eine solche Lücke kann schlimmstenfalls den Stopp des Betriebs im gesamten Streckenbereich zur Folge haben. Aus diesem Grunde werden betreiberseitig stetig wachsende Anforderungen an die Verfügbarkeit der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen gestellt, um die Wahrscheinlichkeit eines Betriebsausfalls auf ein Minimum zu reduzieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen anzugeben, das auch im Falle eines Ausfalls einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung einen sicheren Weiterbetrieb mit minimalen Verzögerungen bzw. Behinderungen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in Unteransprüchen angegeben.
Danach ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass bei Ausfall einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung eines Schienenfahrzeugs, nachfolgend ausgefallenes Schienenfahrzeug genannt, von der Zentraleinrichtung zu einem hinter dem ausgefallenen Schienenfahrzeug hinterherfahrenden oder zu einem vor dem ausgefallenen Schienenfahrzeug vorausfahrenden Schienenfahrzeug Steuersignale gesandt werden, die es dem vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeug ermöglichen, insbesondere dieses dazu auffordern, sich dem ausgefallenen Schienenfahrzeug zu nähern, mit diesem zu verkuppeln und einen neuen Zugverband zu bilden, der - überwacht von der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung des vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs - seine Fahrt fortsetzen kann.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass im Falle eines Ausfalls einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung und im Falle eines aus diesem Grunde ausgelösten Liegenbleibens eines Schienenfahrzeugs ein sehr einfaches und schnelles Freimachen der Strecke erreicht werden kann, weil ein Weiterbetrieb unter Einbezug des vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs und dessen funktionsfähiger Zugsicherungseinrichtung erfolgen kann.
Vorteilhaft ist es, wenn die Kommunikationsverbindung eine Funkverbindung ist und die fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen mit der Zentraleinrichtung über Funk in Verbindung stehen.
Mit Blick auf eine minimale Anzahl an streckenseitigen Zugsicherungskomponenten wird es als vorteilhaft angesehen, wenn die Strecke oder das Streckennetz frei von Gleisfreimeldeeinrichtungen ist und die Zentraleinrichtung die Überwachung der Schienenfahrzeuge anhand der von den Schienenfahrzeugen über die Kommunikationsverbindung erhaltenen Fahrdaten, insbesondere Positionsdaten, durchführt.
Beim Verkuppeln des ausgefallenen Schienenfahrzeugs mit dem hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeug wird die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs vorzugsweise mit zumindest einer Komponente der Zugsicherungseinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs verbunden, und es wird vorzugsweise diese zumindest eine Komponente von der Zugsicherungseinrichtung des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs nach der Fortsetzung der Fahrt genutzt.
Bei der letztgenannten Verfahrensvariante ist es von Vorteil, wenn die zumindest eine Komponente der Zugsicherungseinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs eine Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung oder mindestens eine Komponente der Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs ist und die Zugsicherungseinrichtung des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs die Zugvollständigkeitsprüfung nach dem Kuppeln unter Einbeziehung der Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung oder deren zumindest einer Zugvollständigkeitsprüfungskomponente der Zugsicherungseinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs durchführt.
Die zumindest eine Komponente der Zugsicherungseinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs kann alternativ, aber dennoch vorteilhaft, eine Fahrzeugantenne, insbesondere eine Balisenantenne zur Kommunikation mit streckenseitigen Balisen, sein.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn beim Verkuppeln des ausgefallenen Schienenfahrzeugs mit dem hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeug die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs mit zumindest zwei Komponenten der Zugsicherungseinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs verbunden wird und diese zumindest zwei Komponenten von der Zugsicherungseinrichtung des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs nach der Fortsetzung der Fahrt genutzt werden, wobei eine der zumindest zwei Komponenten eine Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung oder mindestens eine Komponente der Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs ist und die andere der zumindest zwei Komponenten eine Fahrzeugantenne, insbesondere eine Balisenantenne zur Kommunikation mit streckenseitigen Balisen, ist. Bei dieser Ausgestaltung kann durch Nutzung der Zugvollständigkeitsprüfeinrichtungen beider Fahrzeuge die Zugvollständigkeit des gesamten Zugverbandes überwacht und gleichzeitig die für einen normgerechten Betrieb (z. B. gemäß der Norm ERTMS/ETCS-Level 3) optimal bzw. normgerecht angeordnete Balisenantenne verwendet werden.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die zumindest eine Komponente der Zugsicherungseinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs oder mindestens eine Komponente der Zugsicherungseinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs eine Bedieneinrichtung zum Bedienen der Zugsicherungseinrichtung des ausgefallenen Schienenfahrzeugs ist. Bei dieser Ausgestaltung kann in vorteilhafter Weise die im vorderen Führerstand des neu gebildeten Zugverbands angeordnete Bedieneinrichtung aktiviert bzw. ausgewählt werden.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante des Verfahrens ist vorgesehen, dass das ausgefallene Schienenfahrzeug mit dem hinterherfahrenden Schienenfahrzeug verkuppelt wird und die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs mit der - in Fahrtrichtung beider Schienenfahrzeuge gesehen - vorderen Balisenantenne des ausgefallenen Schienenfahrzeugs und/oder einer - in Fahrtrichtung beider Schienenfahrzeuge gesehen - im vorderen Führerstand des ausgefallenen Schienenfahrzeugs befindlichen Bedieneinrichtung verbunden wird.
Im Rahmen des Verkuppelns der Schienenfahrzeuge wird vorzugsweise ein Datenbus des ausgefallenen Schienenfahrzeugs mit einem Datenbus des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs verbunden. Die Verbindung zwischen der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs mit der in Fahrtrichtung gesehen vorderen Balisenantenne des ausgefallenen Schienenfahrzeugs und/oder der im vorderen Führerstand des ausgefallenen Schienenfahrzeugs befindlichen Bedieneinrichtung erfolgt bevorzugt mittelbar über die beiden miteinander verbundenen Datenbusse.
Die Kupplungen zum Verkuppeln der Schienenfahrzeuge sind vorzugsweise automatische Kupplungen, die beim Aufeinanderfahren der Schienenfahrzeuge automatisch verkuppelt werden.
Die fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen und die Zentraleinrichtung werden vorzugsweise gemäß ERTMS/ETCS Level 3 betrieben.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung für ein Schienenfahrzeug, die mit einer Zentraleinrichtung zum Überwachen von auf einer Strecke oder einem Streckennetz fahrenden Schienenfahrzeugen Daten austauschen kann.
Bezüglich einer solchen Zugsicherungseinrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung derart ausgestaltet ist, dass sie bei Empfang von Steuersignalen, die von der Zentraleinrichtung empfangen werden und es dem Schienenfahrzeug ermöglichen, insbesondere dieses dazu auffordern, sich einem ausgefallenen Schienenfahrzeug zu nähern, mit diesem zu verkuppeln und einen neuen Zugverband zu bilden, der - überwacht von der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung - seine Fahrt fortsetzen kann, diese Steuersignale an einer fahrzeugseitigen Ausgabeeinrichtung ausgibt und/oder diese Steuersignale an ein fahrzeugseitiges Steuersystem, insbesondere ein ein automatisiertes, fahrerloses Fahren ermöglichendes Steuersystem, weiterleitet.
Die fahrzeugseitige Ausgabeeinrichtung kann beispielsweise eine Anzeige sein, die im Führerstand angeordnet ist und von einem Fahrer des Schienenfahrzeugs ablesbar ist.
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
Die Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf eine Zentraleinrichtung zum Überwachen von auf einer Strecke oder einem Streckennetz fahrenden und mit jeweils einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung ausgestatteten Schienenfahrzeugen.
Bezüglich einer solchen Zentraleinrichtung ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Zentraleinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie bei Ausfall einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung eines Schienenfahrzeugs, nachfolgend ausgefallenes Schienenfahrzeug genannt, zu einem hinter dem ausgefallenen Schienenfahrzeug hinterherfahrenden oder zu einem vor dem ausgefallenen Schienenfahrzeug vorausfahrenden Schienenfahrzeug Steuersignale sendet, die es dem vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeug ermöglichen, insbesondere dieses dazu auffordern, sich dem ausgefallenen Schienenfahrzeug zu nähern, mit diesem zu verkuppeln und einen neuen Zugverband zu bilden, der - überwacht von der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung des vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs - seine Fahrt fortsetzen kann.
Bezüglich der Vorteile der erfindungsgemäßen Zentraleinrichtung sei auf die obigen Ausführungen im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert; dabei zeigen beispielhaft:

1-4 ein Ausführungsbeispiel für ein Verfahren zum Betreiben von Schienenfahrzeugen im Falle eines Ausfalls einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung,
5 ein Ausführungsbeispiel für eine fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung, die bei den Fahrzeugen gemäß den 1 bis 4 eingesetzt werden kann,
6 schematisch den Datenverkehr zwischen den Komponenten der Zugsicherungseinrichtung gemäß 5,
7 eine automatische Umkonfigurierung der Zugsicherungseinrichtung eines hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs, nachdem dieses mit einem ausgefallenen vorausfahrenden Schienenfahrzeug zur Bildung eines gemeinsamen Zugverbandes gekoppelt worden ist,
8-10 den Betrieb von Schienenfahrzeugen, wobei im Falle eines Ausfalls einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung eines Fahrzeugs das vorausfahrende Fahrzeug zur Bildung eines gemeinsamen Zugverbandes eingesetzt wird,
11 ein Ausführungsbeispiel für eine Steuereinrichtung, die bei einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung, insbesondere den fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen gemäß den 5 bis 7 und 10 eingesetzt werden kann, und
12 ein Ausführungsbeispiel für den Aufbau einer Zentraleinrichtung, der zur Steuerung von Schienenfahrzeugen geeignet ist.

In den Figuren werden der Übersicht halber für identische oder vergleichbare Komponenten stets dieselben Bezugszeichen verwendet.
Die 1 zeigt eine Anordnung 10, die auf einer Strecke 20 fahrende Schienenfahrzeuge 30, 40 und 50 sowie eine Zentraleinrichtung 60 umfasst. Die Zentraleinrichtung 60 überwacht die Schienenfahrzeuge 30, 40 und 50 und steht hierzu mit fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen der Schienenfahrzeuge 30, 40 und 50 in einer Funkverbindung. Die fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen sind in der 1 aus Gründen der Übersicht nicht näher dargestellt.
Über die Funkverbindung kann die Zentraleinrichtung 60 Steuersignale S übermitteln, die den Fahrbetrieb des jeweiligen Schienenfahrzeugs festlegen, insbesondere die jeweilige Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs bestimmen.
Über die Funkverbindung können die Schienenfahrzeuge 30, 40 und 50 jeweils Fahrdaten D übermitteln, bei denen es sich beispielsweise um Positionsdaten und Geschwindigkeitsdaten handeln kann.
Anhand der von den Schienenfahrzeugen 30, 40 und 50 übermittelten Fahrdaten D kann die Zentraleinrichtung 60 einen optimalen Fahrbetrieb ermitteln, bei dem eine maximale Geschwindigkeit für die Schienenfahrzeuge 30, 40 und 50 unter Einhaltung vorgegebener Sicherheitsanforderungen, insbesondere vorgegebener Abstände zwischen den Schienenfahrzeugen 30, 40 und 50, entlang der Fahrtrichtung F in 1 erreicht wird.
Die Funkverbindung zwischen der Zentraleinrichtung 60 und den Schienenfahrzeugen 30, 40 und 50 kann beispielsweise über das für den Eisenbahnverkehr freigegebene Mobilfunknetz GSM-R erfolgen; die Ansteuerung der Schienenfahrzeuge 30, 40 und 50 durch die Zentraleinrichtung 60 erfolgt dabei vorzugsweise gemäß den Vorgaben der Norm ERTMS/ETCS-Level 3.
In der 2 ist beispielhaft eine Situation dargestellt, bei der die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung des in der 2 mittleren Schienenfahrzeugs 40 ausgefallen ist. Im Falle eines solchen Ausfalls der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung wird das Schienenfahrzeug 40 aus Sicherheitsgründen anhalten und auf der Strecke 20 stehenbleiben.
Die Zentraleinrichtung 60 wird feststellen, dass keine Kommunikationsverbindung bzw. Funkverbindung zu dem Schienenfahrzeug 40 mehr besteht und daraus schließen, dass das Schienenfahrzeug 40 auf der Strecke 20 stehengeblieben ist. In einem solchen Fall muss mittels der Steuersignale S das hinterherfahrende Schienenfahrzeug 30 darüber informiert werden, dass die Strecke 20 blockiert ist und demgemäß die Geschwindigkeit des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs 30 rechtzeitig reduziert werden muss. Demgemäß wird die Zentraleinrichtung 60 Steuersignale S zur fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs 30 übersenden, mit denen ein Auffahren des Schienenfahrzeugs 30 auf das liegengebliebene Schienenfahrzeug 40 sicher verhindert wird.
Die Zentraleinrichtung 60 wird darüber hinaus festlegen, in welcher Weise das liegengebliebene Schienenfahrzeug 40 von der Strecke 20 entfernt werden soll. Beispielsweise kann die Zentraleinrichtung 60 festlegen, dass das dahinter fahrende Schienenfahrzeug 30 mit dem ausgefallenen Schienenfahrzeug 40 verkuppelt werden soll, um einen neuen Zugverband zu bilden, der von der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung des funktionsfähigen Schienenfahrzeugs 30 betrieben und überwacht wird. Eine solche Ausführungsvariante wird nachfolgend im Zusammenhang mit den 3 bis 4 näher erläutert:
Die 3 zeigt beispielhaft, dass sich das Schienenfahrzeug 30 mit reduzierter Geschwindigkeit dem ausgefallenen bzw. liegengebliebenen Schienenfahrzeug 40 annähert. Das vorausfahrende Schienenfahrzeug 50 kann seine Fahrt hingegen ungestört fortsetzen.
Bei der Darstellung gemäß 3 hat sich das hinterherfahrende Schienenfahrzeug 30 dem ausgefallenen Schienenfahrzeug 40 schon genähert, so dass unter Heranziehung der Steuersignale S der Zentraleinrichtung 60 ein Kuppelvorgang mit dem ausgefallenen Schienenfahrzeug 40 vorbereitet werden kann.
Die 4 zeigt die beiden Schienenfahrzeuge 30 und 40, nachdem diese verkuppelt worden sind und ein neuer Zugverband gebildet worden ist, der überwacht und gesteuert von der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung des Schienenfahrzeugs 30 seine Fahrt entlang der Fahrtrichtung F fortsetzen kann.
Die 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein Schienenfahrzeug 100, das als jedes der Schienenfahrzeuge 30, 40 und 50 gemäß den 1 bis 4 eingesetzt werden kann. Das Fahrzeug 100 weist eine fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung 200 auf, die eine Antenne 210, eine Steuereinrichtung 220, eine im Führerstand 101 des Fahrzeugs 100 angeordnete Bedieneinrichtung 230, eine im vorderen Bereich des Schienenfahrzeugs 100 angeordnete vordere Balisenantenne 240 sowie eine Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung 250 umfasst.
Die Steuereinrichtung 220, die Bedieneinrichtung 230, die Balisenantenne 240 sowie die Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung 250 sind vorzugsweise über einen Datenbus 110 des Schienenfahrzeugs 100 miteinander verbunden.
Der Datenbus 110 erstreckt sich bei dem Schienenfahrzeug 100 von einer hinteren Kupplung 120 zu einer vorderen Kupplung 130 des Schienenfahrzeugs 100. Es ist somit möglich, beim Verkuppeln des Schienenfahrzeugs 100 mit baugleichen bzw. bauähnlichen Schienenfahrzeugen die Datenbusse miteinander zu verbinden.
Die 6 zeigt die Zugsicherungseinrichtung 200 während des Betriebs; die über den Datenbus 110 sowie die Antennenleitung zwischen der Steuereinrichtung 220 und der Antenne 210 fließenden Signale bzw. Daten sind in der 6 durch Kreise symbolisiert.
Die 7 zeigt die beiden Schienenfahrzeuge 30 und 40 gemäß 4, nachdem diese miteinander verkuppelt worden sind und einen gemeinsamen Zugverband gebildet haben. Es wird beispielhaft davon ausgegangen, dass die Schienenfahrzeuge 30 und 40 mit dem Schienenfahrzeug 100 gemäß den 5 und 6 zumindest hinsichtlich der Komponenten der Zugsicherungseinrichtung 200 baugleich oder zumindest ähnlich sind.
Die 7 lässt erkennen, dass die Steuereinrichtung 220 der Zugeinrichtung 200 des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs 30 derart ausgestaltet ist, dass sie nach einem Verkuppeln der beiden Schienenfahrzeuge 30 und 40 bzw. nach einem Verbinden der Datenbusse 110 der beiden Schienenfahrzeuge 30 und 40 eine Umkonfiguration der Zugsicherungseinrichtung 200 vornimmt. Unter anderem wird sich die Steuereinrichtung 220 der Zugeinrichtung 200 des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs 30 mit der Bedieneinrichtung 230 verbinden, die im Führerstand 101 des vorderen Schienenfahrzeugs 40 angeordnet ist. Darüber hinaus wird sich die Steuereinrichtung 220 der Zugeinrichtung 200 des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs 30 mit der vorderen Balisenantenne 240 sowie der Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung 250 der Zugsicherungseinrichtung 200 des vorderen Schienenfahrzeugs 40 verbinden. Der Datenverkehr zwischen den Komponenten der Zugsicherungseinrichtungen 200 der beiden Schienenfahrzeuge 30 und 40 nach der Umkonfiguration durch die Steuereinrichtung 220 des Schienenfahrzeugs 30 ist in der 7 durch Kreise symbolisiert.
Es lässt sich in der 7 erkennen, dass ein Weiterbetrieb des aus den beiden Schienenfahrzeugen 30 und 40 gebildeten Zugverbands nun vom Führerstand 101 des vorderen Schienenfahrzeugs 40 möglich ist, wobei zur Einhaltung der in der Norm ERTMS/ETCS-Level 3 vorgegebenen Randbedingungen auf die vordere Balisenantenne 240 des vorderen Schienenfahrzeugs 40 zugegriffen wird. Die vordere Balisenantenne 240 des hinteren Schienenfahrzeugs 30 spielt für den Betrieb keine Rolle und kann deshalb deaktiviert werden.
Um darüber hinaus sicherzustellen, dass beide Schienenfahrzeuge 30 und 40 und damit der Zugverband insgesamt vollständig sind, wird die Steuereinrichtung 220 auf die Zugvollständigkeitsprüfeinrichtungen 250 beider Schienenfahrzeuge 30 und 40 zugreifen.
Zusammenfassend wird durch die Umkonfiguration der Zugsicherungseinrichtung 200 des dahinterfahrenden Schienenfahrzeugs 30 eine neue Zugsicherungseinrichtung 200' gebildet, die sich aus Komponenten der Zugsicherungseinrichtung 200 des dahinterfahrenden Schienenfahrzeugs 30 sowie aus Komponenten des ausgefallenen Schienenfahrzeugs 40 zusammensetzt. Durch die Umkonfiguration und die Bildung der neuen Zugsicherungseinrichtung 200' lässt sich erreichen, dass ein normgerechter Weiterbetrieb des Zugverbands mit maximal zulässiger Geschwindigkeit möglich ist. Es ist mit anderen Worten also möglich, die Strecke 20 gemäß den 1 bis 4 mit maximaler Geschwindigkeit weiterzubetreiben.
Die 8 zeigt eine andere Verfahrensvariante zum Räumen der Strecke 20 im Falle des in der 2 dargestellten Ausfallzustands. Es lässt sich erkennen, dass die Zentraleinrichtung 60 das vorausfahrende Schienenfahrzeug 50 zum Bilden eines Zugverbands mit dem ausgefallenen Schienenfahrzeug 40 ausgewählt hat.
Demgemäß wird die Zentraleinrichtung 60 Steuersignale S an das dahinterfahrende Schienenfahrzeug 30 übermitteln, durch die sichergestellt wird, dass das Schienenfahrzeug 30 nicht auf das liegengebliebene bzw. ausgefallene Schienenfahrzeug 40 auffahren wird.
Darüber hinaus wird die Zentraleinrichtung 60 Steuersignale S zum Schienenfahrzeug 50 übermitteln, die dieses auffordert, zum ausgefallenen Schienenfahrzeug 40 zurück zu fahren, sich mit diesem zu verkuppeln und einen neuen gemeinsamen Zugverband zu bilden und im Rahmen des neuen Zugverbands seine Fahrt entlang der Fahrtrichtung F fortzusetzen.
Die 9 zeigt den Betriebszustand, nachdem die Schienenfahrzeuge 40 und 50 den gemeinsamen Zugverband gebildet haben, der seine Fahrt entlang der Fahrtrichtung F fortsetzt.
In der 10 ist analog zur 7 der nach dem Zusammenkuppeln der Schienenfahrzeuge 40 und 50 gebildete Zugverband sowie die durch eine Umkonfiguration der Komponenten der Zugsicherungseinrichtungen 200 der beiden Schienenfahrzeuge 40 und 50 gebildete neue Zugsicherungseinrichtung 200' dargestellt. Der Datenverkehr innerhalb der neuen Zugsicherungseinrichtung 200' nach der Umkonfiguration ist durch Kreise symbolisiert. Es lässt sich erkennen, dass die neue Zugsicherungseinrichtung 200' die vordere Balisenantenne 240 und die Bedieneinrichtung 230 des vorderen Schienenfahrzeugs 50 nutzt; von dem hinteren Schienenfahrzeug 40 wird nur die Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung 250 eingesetzt. Durch die Nutzung der Zugvollständigkeitsprüfeinrichtungen 250 beider Schienenfahrzeuge 40 und 50 kann überprüft werden, ob beide Schienenfahrzeuge 40 und 50 und damit der Zugverband insgesamt vollständig sind.
Zusammenfassend wird durch die Umkonfiguration der Zugsicherungseinrichtung 200 des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs 50 eine neue Zugsicherungseinrichtung 200' gebildet, die sich aus einer Komponente der Zugsicherungseinrichtung 200 des dahinterfahrenden Schienenfahrzeugs 40 und im Übrigen aus den Komponenten des vorausfahrenden Schienenfahrzeugs 50 zusammensetzt. Durch die Umkonfiguration und die Bildung der neuen Zugsicherungseinrichtung 200' lässt sich erreichen, dass ein normgerechter Weiterbetrieb des Zugverbands mit maximal zulässiger Geschwindigkeit möglich ist. Es ist mit anderen Worten also möglich, die Strecke 20 gemäß den 1 bis 2 mit maximaler Geschwindigkeit weiterzubetreiben.
Die 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Steuereinrichtung 220, die bei der Zugsicherungseinrichtung 200 gemäß den 5, 6, 7 und 10 eingesetzt werden kann.
Die Steuereinrichtung 220 weist ein GSM-R-Mobilfunkkommunikationsmodul 221 auf, das mit einer Rechnereinrichtung 222 in Verbindung steht. Die Rechnereinrichtung 222 ist darüber hinaus mit einem Speicher 223 verbunden, in dem die Fahrdaten D des jeweiligen Schienenfahrzeugs, die von der Zentraleinrichtung 60 erhaltenen Steuersignale S sowie ein Normalbetriebssoftwaremodul NB abgespeichert sind. Das Normalbetriebssoftwaremodul NB legt den Normalbetrieb der Steuereinrichtung 220 bzw. der Zugsicherungseinrichtung 200 im fehlerfreien Falle fest.
In dem Speicher 223 befindet sich darüber hinaus ein Umkonfigurationssoftwaremodul UKM, das im Falle eines Ausfalls eines anderen Schienenfahrzeugs sowie einem bevorstehenden Kuppelvorgang zur Bildung eines neuen Zugverbands aktiviert wird. Das Umkonfigurationssoftwaremodul UKM bestimmt die Arbeitsweise der Steuereinrichtung 220, wenn von der Zentraleinrichtung 60 Steuersignale S erhalten werden, die zu einem Kuppeln mit einem anderen Fahrzeug auffordern. Insbesondere wird das Umkonfigurationssoftwaremodul UKM die Umkonfiguration der Zugsicherungseinrichtungen 200 betreiben, um für den neu gebildeten Zugverband eine neue Zugsicherungseinrichtung 200' zu bilden, wie dies beispielhaft im Zusammenhang mit den 5 bis 7 und 10 oben erläutert worden ist.
Die 12 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Zentraleinrichtung 60, die zur Durchführung des im Zusammenhang mit den 1 bis 10 beschriebenen Steuerverfahrens bzw. Betriebsverfahrens zum Betreiben von Schienenfahrzeugen eingesetzt werden kann. Die Zentraleinrichtung 60 umfasst eine GSM-R-Kommunikationseinrichtung 610, die mit einer Recheneinrichtung 620 in Verbindung steht. Die Recheneinrichtung 620 ist außerdem mit einem Speicher 630 verbunden, in dem die Fahrdaten D abgespeichert werden, die von den auf der zu überwachenden Strecke 20 fahrenden Schienenfahrzeugen erhalten werden. Darüber hinaus werden in dem Speicher 630 die Steuersignale S abgespeichert, die zu den Schienenfahrzeugen übersandt worden sind bzw. übersandt werden.
In dem Speicher 630 ist zusätzlich ein Steuersoftwaremodul NBZ abgespeichert, das den Normalbetrieb der Zentraleinrichtung 60 festlegt. Außerdem befindet sich in dem Speicher 630 ein Kuppelbetriebssoftwaremodul K, das im Ausfall einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung den Betrieb der Zentraleinrichtung 60 bestimmt und insbesondere ein Kuppeln von Schienenfahrzeugen zur Bildung eines neuen Zugverbands regelt.
Das im Zusammenhang mit den 1 bis 10 beispielhaft beschriebene Verfahren ist für den Einsatz bei automatisiertem fahrerlosem Betrieb besonders geeignet.
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

10: Anordnung
20: Strecke
30: Schienenfahrzeug
40: Schienenfahrzeug
50: Schienenfahrzeug
60: Zentraleinrichtung
100: Schienenfahrzeug
101: Führerstand
110: Datenbus
120: Kupplung
130: Kupplung
200: Zugsicherungseinrichtung
200': Zugsicherungseinrichtung
210: Antenne
220: Steuereinrichtung
221: GSM-R-Mobilfunkkommunikationsmodul
222: Rechnereinrichtung
223: Speicher
230: Bedieneinrichtung
240: Balisenantenne
250: Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung
610: GSM-R-Kommunikationseinrichtung
620: Recheneinrichtung
630: Speicher
D: Fahrdaten
F: Fahrtrichtung
GSM-R: Mobilfunknetz
K: Kuppelbetriebssoftwaremodul
NB: Normalbetriebssoftwaremodul
NBZ: Steuersoftwaremodul
S: Steuersignale
UKM: Umkonfigurationssoftwaremodul

Claims

Verfahren zum Betreiben von - Schienenfahrzeugen (30, 40, 50), die auf einer Strecke (20) oder einem Streckennetz fahren und mit jeweils einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) ausgestattet sind, und - einer Zentraleinrichtung (60), die die Schienenfahrzeuge (30, 40, 50) überwacht und mit den fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen (200) jeweils in einer Kommunikationsverbindung steht, dadurch gekennzeichnet, dass bei Ausfall einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) eines Schienenfahrzeugs (40), nachfolgend ausgefallenes Schienenfahrzeug (40) genannt, von der Zentraleinrichtung (60) zu einem hinter dem ausgefallenen Schienenfahrzeug (40) hinterherfahrenden oder zu einem vor dem ausgefallenen Schienenfahrzeug (40) vorausfahrenden Schienenfahrzeug (30, 50) Steuersignale (S) gesandt werden, die es dem vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeug (30, 50) ermöglichen, insbesondere dieses dazu auffordern, sich dem ausgefallenen Schienenfahrzeug (40) zu nähern, mit diesem zu verkuppeln und einen neuen Zugverband zu bilden, der - überwacht von der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) des vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs (30, 50) - seine Fahrt fortsetzen kann.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass - die Kommunikationsverbindung eine Funkverbindung ist und - die fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen (200) mit der Zentraleinrichtung (60) über Funk in Verbindung stehen.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strecke (20) oder das Streckennetz frei von Gleisfreimeldeeinrichtungen ist und die Zentraleinrichtung (60) die Überwachung der Schienenfahrzeuge (30, 40, 50) anhand der von den Schienenfahrzeugen (30, 40, 50) erhaltenen Fahrdaten (D), insbesondere Positionsdaten, durchführt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verkuppeln des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) mit dem hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeug (30, 50) die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung (200) des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs (30, 50) mit zumindest einer Komponente der Zugsicherungseinrichtung (200) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) verbunden wird und diese zumindest eine Komponente von der Zugsicherungseinrichtung (200) des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs (30, 50) nach der Fortsetzung der Fahrt genutzt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass - die zumindest eine Komponente der Zugsicherungseinrichtung (200) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) eine Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung (250) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) ist und - die Zugsicherungseinrichtung (200) des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs (30, 50) die Zugvollständigkeitsprüfung nach dem Kuppeln unter Einbeziehung der Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung (250) der Zugsicherungseinrichtung (200) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) durchführt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Komponente der Zugsicherungseinrichtung (200) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) eine Fahrzeugantenne, insbesondere eine Balisenantenne (240) zur Kommunikation mit streckenseitigen Balisen, ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verkuppeln des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) mit dem hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeug (30, 50) die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung (200) des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs (30, 50) mit zumindest zwei Komponenten der Zugsicherungseinrichtung (200) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) verbunden wird und diese zumindest zwei Komponenten von der Zugsicherungseinrichtung (200) des hinterher- oder vorausfahrenden Schienenfahrzeugs (30, 50) nach der Fortsetzung der Fahrt genutzt werden, - wobei eine der zumindest zwei Komponenten eine Zugvollständigkeitsprüfeinrichtung (250,) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) ist und - wobei die andere der zumindest zwei Komponenten eine Fahrzeugantenne, insbesondere eine Balisenantenne (240) zur Kommunikation mit streckenseitigen Balisen, ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Komponente der Zugsicherungseinrichtung (200) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) oder mindestens eine Komponente der Zugsicherungseinrichtung (200) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) eine Bedieneinrichtung (230) zum Bedienen der Zugsicherungseinrichtung (200) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) ist.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgefallene Schienenfahrzeug (40) mit dem hinterherfahrenden Schienenfahrzeug (30) verkuppelt wird und die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung (200) des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs (30) mit der - in Fahrtrichtung (F) beider Schienenfahrzeuge (30, 40) gesehen - vorderen Balisenantenne (240) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) und/oder einer - in Fahrtrichtung (F) beider Schienenfahrzeuge (30, 40) gesehen - im vorderen Führerstand (101) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) befindlichen Bedieneinrichtung (230) verbunden wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass im Rahmen des Verkuppelns der Schienenfahrzeuge (30, 40) ein Datenbus (100) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) mit einem Datenbus (100) des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs (30) verbunden wird und die Verbindung zwischen der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) des hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs (30) mit der in Fahrtrichtung (F) gesehen vorderen Balisenantenne (240) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) und/oder der im vorderen Führerstand (101) des ausgefallenen Schienenfahrzeugs (40) befindlichen Bedieneinrichtung (230) mittelbar über die beiden miteinander verbundenen Datenbusse (100) erfolgt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungen (120, 130) zum Verkuppeln der Schienenfahrzeuge (30, 40, 50) automatische Kupplungen (120, 130) sind, die beim Aufeinanderfahren der Schienenfahrzeuge (30, 40, 50) automatisch verkuppelt werden.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtungen (200) und die Zentraleinrichtung (60) gemäß ERTMS/ETCS Level 3 betrieben werden.
Zentraleinrichtung (60) zum Überwachen von auf einer Strecke (20) oder einem Streckennetz fahrenden und mit jeweils einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) ausgestatteten Schienenfahrzeugen (30, 40, 50), dadurch gekennzeichnet, dass die Zentraleinrichtung (60) derart ausgebildet ist, dass sie bei Ausfall einer fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) eines Schienenfahrzeugs (40), nachfolgend ausgefallenes Schienenfahrzeug (40) genannt, zu einem hinter dem ausgefallenen Schienenfahrzeug (30) hinterherfahrenden oder zu einem vor dem ausgefallenen Schienenfahrzeug (40) vorausfahrenden Schienenfahrzeug (50) Steuersignale (S) sendet, die es dem vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeug (30, 50) ermöglichen, insbesondere dieses dazu auffordern, sich dem ausgefallenen Schienenfahrzeug (40) zu nähern, mit diesem zu verkuppeln und einen neuen Zugverband zu bilden, der - überwacht von der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) des vorausfahrenden oder hinterherfahrenden Schienenfahrzeugs (30, 50) - seine Fahrt fortsetzen kann.
Fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung (200) für ein Schienenfahrzeug (30, 40, 50), die mit einer Zentraleinrichtung (60) zum Überwachen von auf einer Strecke (20) oder einem Streckennetz fahrenden Schienenfahrzeugen (30, 40, 50) Daten austauschen kann, dadurch gekennzeichnet, dass die fahrzeugseitige Zugsicherungseinrichtung (200) derart ausgestaltet ist, dass sie bei Empfang von Steuersignalen (S), die von der Zentraleinrichtung (60) empfangen werden und es dem Schienenfahrzeug (30, 50) ermöglichen, insbesondere dieses dazu auffordern, sich einem ausgefallenen Schienenfahrzeug (40) zu nähern, mit diesem zu verkuppeln und einen neuen Zugverband zu bilden, der - überwacht von der fahrzeugseitigen Zugsicherungseinrichtung (200) - seine Fahrt fortsetzen kann, diese Steuersignale (S) an einer fahrzeugseitigen Ausgabeeinrichtung ausgibt und/oder diese Steuersignale (S) an ein fahrzeugseitiges Steuersystem weiterleitet.