DE102018213581A1

DE102018213581A1 - Verfahren zum Kollisionsschutz von Schienenfahrzeugen

Info

Publication number: DE102018213581A1
Application number: DE102018213581.9A
Authority: DE
Inventors: Georg Lohneis
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2018-08-13
Filing date: 2018-08-13
Publication date: 2020-02-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Schienenfahrzeugen vor einer Kollision. Zumindest zwei Schienenfahrzeuge werden auf einer gemeinsam genutzten Fahrstrecke betrieben. Jedes Schienenfahrzeug der gemeinsam genutzten Fahrstrecke ermittelt seine Position auf der Fahrstrecke und überträgt diese an eine Kontrollstation. Die Kontrollstation ermittelt anhand der übermittelten Positionen der Schienenfahrzeuge und unter Berücksichtigung der Gegebenheiten der Fahrstrecke ein Kollisionsrisiko für die Schienenfahrzeuge der gemeinsam genutzten Fahrstrecke und bewertet das Kollisionsrisiko. Die Kontrollstelle generiert bei einer drohenden Kollision von ausgewählten Schienenfahrzeugen einen Zwangsbremsbefehl und übermittelt diesen an die ausgewählten Schienenfahrzeuge. Die ausgewählten Schienenfahrzeuge setzen den übermittelten Zwangsbremsbefehl priorisiert um.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Schienenfahrzeugen vor einer Kollision.
Es existieren nach wie vor eingleisige Fahrstrecken, bei denen aus historischen Gründen oder aufgrund von hohen Kosten keine Zugsicherungssysteme vorgesehen sind. Derartige Fahrstrecken sowie die darauf verkehrenden Schienenfahrzeuge werden von einem Fahrdienstleiter überwacht, der abseits der Fahrstrecke in einer Leitstelle seinen Dienst tut.
Durch menschlich begründete, fehlerhafte Handlungen oder durch Fehleinschätzungen des Fahrdienstleiters kommt es immer wieder zu schweren Zusammenstößen von Schienenfahrzeugen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem auf einer eingleisigen Fahrstrecke Kollisionen von Schienenfahrzeugen vermieden werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schutz von Schienenfahrzeugen vor einer Kollision. Zumindest zwei Schienenfahrzeuge werden auf einer gemeinsam genutzten Fahrstrecke betrieben. Jedes Schienenfahrzeug der gemeinsam genutzten Fahrstrecke ermittelt seine Position auf der Fahrstrecke und überträgt diese an eine Kontrollstation. Die Kontrollstation ermittelt anhand der übermittelten Positionen der Schienenfahrzeuge und unter Berücksichtigung der Gegebenheiten der Fahrstrecke ein Kollisionsrisiko für die Schienenfahrzeuge der gemeinsam genutzten Fahrstrecke und bewertet das Kollisionsrisiko. Die Kontrollstelle generiert bei einer drohenden Kollision von ausgewählten Schienenfahrzeugen einen Zwangsbremsbefehl und übermittelt diesen an die ausgewählten Schienenfahrzeuge. Die ausgewählten Schienenfahrzeuge setzen den übermittelten Zwangsbremsbefehl priorisiert um.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird als Kontrollstation eine ortsfeste Leitstelle verwendet, die beispielsweise räumlich entfernt zur Fahrstrecke angeordnet und zur Überwachung des dort erfolgenden Schienenverkehrs ausgebildet ist.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird jedes Schienenfahrzeug der gemeinsam genutzten Fahrstrecke als mobile Kontrollstation verwendet. Dann übermittelt beispielsweise ein erstes Schienenfahrzeug seine Position an zumindest ein zweites Schienenfahrzeug der gemeinsam genutzten Fahrstrecke. Das zweite Schienenfahrzeug ermittelt als Kontrollstation anhand der übermittelten Positionen des ersten Schienenfahrzeugs und seiner eigenen Position unter Berücksichtigung der Gegebenheiten der Fahrstrecke ein Kollisionsrisiko für das erste und das zweite Schienenfahrzeuge und bewertet das Kollisionsrisiko. Das als Kontrollstelle verwendete zweite Schienenfahrzeug generiert bei einer drohenden Kollision den Zwangsbremsbefehl und übermittelt diesen an das erste Schienenfahrzeug. Das erste und das zweite Schienenfahrzeug setzen dann den Zwangsbremsbefehl priorisiert um.
In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt in der Kontrollstelle der Empfang der Positionsangabe(n), deren Auswertung mit nachfolgender Risikobewertung sowie die Generierung und Übertragung des Zwangsbremsbefehl automatisiert und ohne Beteiligung von Bedienpersonal. Damit erfolgt dies unmittelbar und frei von menschlichen Fehlern.
In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt die priorisierte Umsetzung des Zwangsbremsbefehls in den Schienenfahrzeugen ohne Beteiligung von Bedienpersonal. Damit erfolgt dies unmittelbar und frei von menschlichen Fehlern.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird ein Hinweis auf eine Umsetzung des Zwangsbremsbefehls optisch und/oder akustisch dem Bedienpersonal des Schienenfahrzeugs und/oder Fahrgästen des Schienenfahrzeugs zur Warnung angezeigt. Damit wird diesen ermöglicht, sich auf die erfolgende Zwangsbremsung sowie auf deren Folgen (Bremsruck, fallende Gepäckstücke, etc.) einzustellen.
In einer bevorzugten Weiterbildung wird ein Hinweis auf eine drohende Kollision in der ortsfesten Leitstelle - bevorzugt über einen Bildschirm - optisch angezeigt und/oder eine akustische Warnung innerhalb der ortsfesten Leistelle veranlasst.
Durch die vorliegende Erfindung können eingleisige Fahrstrecken kostengünstig gesichert werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eingleisige Fahrstrecken mit geringem Aufwand nachzurüsten und diese damit zu sichern.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung beispielhaft anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer ortsfesten Kontrollstation,
2 mit Bezug auf die Ausgestaltung der 1 eine Übersicht der zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens benötigten Elemente, und
3 basierend auf einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer mobilen Kontrollstation eine Übersicht der zur Durchführung dieser Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens benötigten Elemente.

1 zeigt eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit zwei Schienenfahrzeugen SFZ1, SFZ2 und einer ortsfesten Kontrollstation KONT.
Diese ortsfeste Kontrollstation KONT wird umgangssprachlich auch als „Landseite“ bezeichnet. Beispielswiese handelt es sich bei der landseitigen Kontrollstelle KONT um ein herkömmliches Stellwerk, das zur Überwachung eines Schienenverkehrs in einem zugeordneten räumlichen Bereich ausgebildet ist.
In diesem Beispiel werden die beiden Schienenfahrzeuge SFZ1, SFZ2 auf einer gemeinsam genutzten Fahrstrecke FS betrieben und fahren, wie durch zwei entsprechende Pfeile dargestellt, auf dieser gemeinsamen (einspurigen) Fahrstrecke FS aufeinander zu.
Die beiden Schienenfahrzeuge SFZ1, SFZ2 ermitteln und senden ihre jeweilige aktuelle Position POS1, POS2 an die Kontrollstelle KONT. Dort werden die Positionen POS1, POS2 gespeichert und mit den Positionen von Schienenfahrzeugen abgeglichen, die sich auf der gleichen Fahrstrecke FS befinden.
In diesem Beispiel erfolgt ein Abgleich der Position POS1 des ersten Schienenfahrzeugs SFZ1 mit der Position POS2 des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ2.
Da diese beiden Schienenfahrzeuge SFZ1, SFZ2 auf der eingleisigen Fahrstrecke FS aufeinander zufahren, wird dies seitens der Kontrollstelle KONT erkannt und als Kollisionsrisiko erkannt und bewertet.
Die Kontrollstelle KONT generiert daher Befehle zur Zwangsbremsung ZB1 und ZB2 für die beiden Schienenfahrzeuge SFZ1, SFZ2.
Bei beiden Schienenfahrzeugen SFZ1, SFZ2 wird dann eine Zwangsbremsung priorisiert umgesetzt. Gleichzeitig erfolgt eine Warnung über ein Display und/oder eine Audioausgabe der Warnung über die eingeleitete Zwangsbremsung.
2 zeigt mit Bezug auf die Ausgestaltung der 1 eine Übersicht der zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens benötigten Elemente.
Das erste Schienenfahrzeuge SFZ1, das auf der gemeinsam genutzten Fahrstrecke FS zusammen mit dem zweiten Schienenfahrzeuge SFZ2 betrieben wird, bestimmt unter Verwendung einer GPS-Antenne und eines GPS-Systems GPS fortlaufend seine Position POS1.
Diese Position POS1 wird fortlaufend aktualisiert über eine Funkeinheit FE1 und einer dieser nachgeschalteten Funkantenne FA1 unter Verwendung einer sicheren Funkverbindung SFV an die Kontrollstelle KONT übertragen.
Die Kontrollstelle KONT empfängt neben Positionen weiterer Schienenfahrzeuge (hier nicht gezeigt) die Position POS1 über eine Funkantenne FA2 und über eine dieser nachgeschalteten Funkeinheit FE2.
Nachfolgend wird diese Position POS1 durch eine Auswertungseinheit AUS ausgewertet und mit den Positionen der anderen Schienenfahrzeuge - hier mit der Position POS2 des zweiten Schienenfahrzeugs SFZ2 - unter Berücksichtigung von Gegebenheiten der Fahrstrecke, zum Beispiel von Streckendaten STD, abgeglichen.
Bei einer erkannten Kollisionsgefahr wird dann, wie vorstehend beschrieben, für das erste Schienenfahrzeug SFZ1 der Zwangsbremsbefehl ZB1 generiert und über die sichere Funkverbindung SFV an das erste Schienenfahrzeug SFZ1 übertragen.
Der Zwangsbremsbefehl ZB1 gelangt über die Funkantenne FA1 und über die Funkeinheit FE1 an eine Kollisionseinrichtung KE1, die - wie oben geschildert - die Warnung für das Display und für die Audioausgabe generiert und zur Ausgabe bringt.
Zugleich leitet die Kollisionseinrichtung KE1 den Zwangsbremsbefehl ZB1 an ein Steuergerät SG1 zur priorisierten Umsetzung des Bremsbefehls weiter.
3 zeigt basierend auf einer zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Verwendung einer mobilen Kontrollstation anhand einer Übersicht der zur Durchführung dieser Ausgestaltung benötigten Elemente.
Das erste Schienenfahrzeuge SFZ1, das auf einer gemeinsam genutzten Fahrstrecke FS zusammen mit einem Schienenfahrzeug SFZ3 betrieben wird, bestimmt unter Verwendung einer GPS-Antenne und eines GPS-Systems GPS fortlaufend seine Position POS1.
Diese Position POS1 wird fortlaufend aktualisiert über eine Funkeinheit FE1 und einer dieser nachgeschalteten Funkantenne FA1 unter Verwendung einer sicheren Funkverbindung SFV an eine mobile Kontrollstelle übertragen. Hier wird das Schienenfahrzeug SFZ3 als mobile Kontrollstelle verwendet.
Das Schienenfahrzeug SFZ3 empfängt als mobile Kontrollstelle neben Positionen weiterer Schienenfahrzeuge (hier nicht gezeigt) die Position POS1 über eine Funkantenne FA3 und über eine dieser nachgeschalteten Funkeinheit FE3.
Nachfolgend wird diese Position POS1 durch eine Auswertungseinheit (hier nicht gezeigt) ausgewertet und mit den Positionen der anderen Schienenfahrzeuge - hier mit der Position POS3 des Schienenfahrzeugs SFZ3 - unter Berücksichtigung von Gegebenheiten der Fahrstrecke, zum Beispiel von Streckendaten STD3, abgeglichen.
Bei einer erkannten Kollisionsgefahr wird dann für das Schienenfahrzeug SFZ1 der Zwangsbremsbefehl ZB1 generiert und über die sichere Funkverbindung SFV an das Schienenfahrzeug SFZ1 übertragen.
Zugleich wird ein Zwangsbremsbefehl ZB3 für das Schienenfahrzeug SFZ3 generiert und an ZB1 an ein Steuergerät SG3 zur priorisierten Umsetzung des Bremsbefehls weitergeleitet.
Der Zwangsbremsbefehl ZB1 für das Schienenfahrzeug SFZ1 gelangt über die Funkantenne FA1 und über die Funkeinheit FE1 an eine Kollisionseinrichtung KE1, die - wie oben geschildert - die Warnung für das Display und für die Audioausgabe generiert und zur Ausgabe bringt.
Zugleich leitet die Kollisionseinrichtung KE1 den Zwangsbremsbefehl ZB1 an ein Steuergerät SG1 zur priorisierten Umsetzung des Bremsbefehls weiter.
Spiegelbildlich weist das Schienenfahrzeug SFZ1 ebenfalls eine Einrichtung für Streckendaten STD1 auf, so dass auch das Schienenfahrzeug SFZ1 als mobile Kontrollstelle verwendbar ist.
Bezugszeichenliste

SFZ1, SFZ2, SFZ3: Schienenfahrzeuge
KONT: Kontrollstation
POS1, POS2, POS3: aktuelle Positionen
ZB1, ZB2, ZB3: Zwangsbremsbefehle
GPS: GPS-Antenne und GPS-System
FE1, FE2, FE3: Funkeinheit
FA1, FA2, FA3: Funkantenne
SFV: Funkverbindung
AUS: Auswertungseinheit
STD, STD3, STD1: Streckendaten
KE1: Kollisionseinrichtung
SG1, SG3: Steuergerät

Claims

Verfahren zum Schutz von Schienenfahrzeugen vor einer Kollision, - bei dem zumindest zwei Schienenfahrzeuge auf einer gemeinsam genutzten Fahrstrecke betrieben werden, - bei dem jedes Schienenfahrzeug der gemeinsam genutzten Fahrstrecke seine Position auf der Fahrstrecke ermittelt und an eine Kontrollstation überträgt, - bei dem die Kontrollstation anhand der übermittelten Positionen der Schienenfahrzeuge und unter Berücksichtigung der Gegebenheiten der Fahrstrecke ein Kollisionsrisiko für die Schienenfahrzeuge der gemeinsam genutzten Fahrstrecke ermittelt und bewertet, - bei dem die Kontrollstelle bei einer drohenden Kollision von ausgewählten Schienenfahrzeugen einen Zwangsbremsbefehl generiert und diesen an die ausgewählten Schienenfahrzeuge übermittelt, - bei dem die ausgewählten Schienenfahrzeuge den übermittelten Zwangsbremsbefehl priorisiert umsetzen.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Kontrollstation eine ortsfeste Leitstelle verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jedes Schienenfahrzeug der gemeinsam genutzten Fahrstrecke als mobile Kontrollstation verwendet wird, - bei dem ein erstes Schienenfahrzeug seine Position an zumindest ein zweites Schienenfahrzeug der gemeinsam genutzten Fahrstrecke übermittelt, - bei dem das zweite Schienenfahrzeug als Kontrollstation anhand der übermittelten Positionen des ersten Schienenfahrzeugs und unter Berücksichtigung der Gegebenheiten der Fahrstrecke ein Kollisionsrisiko für das erste und das zweite Schienenfahrzeuge der gemeinsam genutzten Fahrstrecke ermittelt und bewertet, - bei dem das als Kontrollstelle verwendete zweite Schienenfahrzeug bei einer drohenden Kollision den Zwangsbremsbefehl generiert und an das erste Schienenfahrzeug übermittelt, - bei dem das erste und das zweite Schienenfahrzeug den Zwangsbremsbefehl priorisiert umsetzen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem in der Kontrollstelle der Empfang der Positionsangaben, deren Auswertung mit nachfolgender Risikobewertung sowie die Generierung und Übertragung des Zwangsbremsbefehl automatisiert und ohne Beteiligung von Bedienpersonal erfolgt.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem die priorisierte Umsetzung des Zwangsbremsbefehls in den Schienenfahrzeugen ohne Beteiligung von Bedienpersonal erfolgt.
Verfahren nach einem der vorgehenden Ansprüche, bei dem ein Hinweis auf eine Umsetzung des Zwangsbremsbefehls optisch und/oder akustisch dem Bedienpersonal des Schienenfahrzeugs und/oder Fahrgästen des Schienenfahrzeugs zur Warnung angezeigt wird.