DE102018220153A1

DE102018220153A1 - Verfahren zum Betreiben eines schienengebundenen Konvois

Info

Publication number: DE102018220153A1
Application number: DE102018220153.6A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Reith
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-11-23
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2020-05-28
Also published as: WO2020104243A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines schienengebundenen Konvois (100). Der schienengebundene Konvoi weist ein vorausfahrendes Schienenverkehrssystem (10) und mindestens ein mit diesem berührungslos gekoppeltes, nachfolgendes Schienenverkehrssystem (30) auf. Die Schienenverkehrssysteme (10, 30) weisen jeweils mindestens ein Schienenfahrzeug (12, 32) auf. Das Verfahren weist ferner ein Bestimmen (S2) eines Abstands (d) zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen (10, 30) und ein Steuern eines der Schienenverkehrssysteme (10, 30) basierend auf dem bestimmten Abstand (d) derart auf, dass ein Sicherheitsabstand (D) zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen (10, 30) herbeigeführt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Schienenverkehrssystem (30), welches in einem schienengebundenen Konvoi (100) betreibbar ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines schienengebundenen Konvois. Ferner bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Schienenverkehrssystem, welches in einem schienengebundenen Konvoi betreibbar ist.
Stand der Technik
Es ist bekannt, dass Straßenfahrzeuge in einem Platoon betrieben werden können. Mittels des Platoonings können die Straßenfahrzeuge in geringem Abstand hintereinanderfahren, ohne dass die Verkehrssicherheit beeinträchtigt wird. Das Fahren der Straßenfahrzeuge mit geringem Abstand erlaubt aufgrund eines verringerten Luftwiderstands eine erhebliche Verringerung des Kraftstoffverbrauchs. In der WO 2015/047177 A1 wird beispielweise ein Platoon beschrieben, welcher aus hintereinanderfahrenden Lastkraftwagen gebildet ist.
Darstellung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines schienengebundenen Konvois. Der Konvoi weist ein vorausfahrendes Schienenverkehrssystem und mindestens ein mit diesem berührungslos gekoppeltes, nachfolgendes Schienenverkehrssystem auf. Die Schienenverkehrssysteme weisen jeweils mindestens ein Schienenfahrzeug auf. Der schienengebundene Konvoi kann einen Verbund aus mindestens zwei berührungslos miteinander gekoppelten Schienenverkehrssystemen aufweisen. Mindestens zwei Schienenverkehrssysteme können so als aufeinander folgende Schienenverkehrssysteme auf einer Gleisstrecke fahren, ohne dass zwischen ihnen eine mechanische Kopplung vorgesehen ist. Die berührungslos gekoppelten Schienenverkehrssysteme können daher nicht-mechanisch gekoppelte Schienenverkehrssysteme bilden.
Die Schienenverkehrssysteme können über einen drahtlosen Kommunikationskanal, beispielsweise über Funk, WLAN und/oder Bluetooth, miteinander gekoppelt sein. Steuerungsbefehle von einem Schienenverkehrssystem können über den Kommunikationskanal an das andere Schienenverkehrssystem übertragen werden, welches auf Basis dieser empfangenen Steuerbefehle gesteuert werden kann. Die Schienenverkehrssysteme können über eine elektronische Deichsel miteinander gekoppelt sein. Alternativ oder zusätzlich kann eine berührungslose Kopplung darin bestehen, dass eine Relativposition zwischen den Schienenverkehrssystemen berührungslos ermittelt und mindestens eines der Schienenverkehrssysteme auf Basis der ermittelten Relativposition gesteuert wird.
Ein Schienenverkehrssystem des Konvois kann mindestens zwei mechanisch aneinandergekoppelte Schienenfahrzeuge aufweisen. Ein derartiges Schienenverkehrssystem kann beispielsweise ein Zug oder eine Bahn sein. Bei dem Zug kann es sich beispielsweise um einen Personenzug oder um einen Güterzug handeln. Bei der Bahn kann es sich beispielsweise um eine S-Bahn, eine U-Bahn oder eine Straßenbahn handeln. Der schienengebundene Konvoi kann somit einen Verbund aus mindestens zwei berührungslos gekoppelten Zügen oder Bahnen aufweisen. Im Rahmen einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Schienenverkehrssystem um kein Fahrgeschäft, insbesondere um keine Achterbahn.
Ein Schienenverkehrssystem des Konvois kann auch aus einem einzelnen Schienenfahrzeug gebildet sein. Ein derartiges Schienenverkehrssystem kann grundsätzlich jedes angetriebene Schienenfahrzeug sein, beispielsweise ein angetriebenes Arbeitsschienenfahrzeug. Der schienengebundene Konvoi kann somit einen Verbund aus mindestens zwei berührungslos gekoppelten Schienenfahrzeugen aufweisen. Ein Schienenfahrzeug kann ein Triebfahrzeug sein, welches beispielsweise von einem Elektromotor, einem Verbrennungsmotor, einem Hybridsystem, umfassend einen Elektromotor und einen Verbrennungsmotor oder von einem dieselelektrischen Antrieb angetrieben wird. Unter einem dieselelektrischen Antrieb soll ein Übertragungssystem verstanden werden, mit dem eine von einem Dieselmotor erzeugte mechanische Energie mit Hilfe eines Generators in elektrische Energie umgewandelt und auf das Antriebssystem des Triebfahrzeugs übertragen wird. Ein Schienenfahrzeug kann auch ein Wagon oder ein Güterwagen sein, welcher mit einem Triebfahrzeug mechanisch gekoppelt sein kann oder selbst beispielsweise elektrisch oder von einem Verbrennungsmotor, einem Hybridsystem oder einem dieselelektrischen Antrieb angetrieben wird.
Das Verfahren weist ein Bestimmen eines Abstands zwischen zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen auf. Der Abstand kann zwischen einem Endbereich des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems und einem Anfangsbereich des nachfolgenden Schienenverkehrssystems bestimmt werden. Der Abstand kann auch zwischen einer hinteren Schienenfahrzeugachse eines hinteren Schienenfahrzeugs des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems und einer vorderen Schienenfahrzeugachse eines vorderen Schienenfahrzeugs des nachfolgenden Schienenverkehrssystems bestimmt werden.
Das Verfahren weist zudem ein Steuern mindestens eines der Schienenverkehrssysteme basierend auf dem bestimmten Abstand auf. Die Steuerung erfolgt derart, dass ein Sicherheitsabstands zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen herbeigeführt wird. Der Sicherheitsabstand kann einen Minimal-Abstand und der bestimmte Abstand kann einen Ist-Abstand beziehungsweise einen aktuellen Abstand zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen darstellen. Die Steuerung kann auch derart erfolgen, dass ein Maximal-Abstand zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen nicht überschritten wird. Zumindest eines der Schienenverkehrssysteme kann dann derart gesteuert werden, dass der Ist-Abstand zwischen den aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen in einem Bereich zwischen dem Minimal-Abstand und dem Maximal-Abstand liegt. Der Sicherheitsabstand und/oder der Maximal-Abstand kann in Abhängigkeit einer Fahrgeschwindigkeit eines Schienenverkehrssystems, einer oben beschriebenen Ausbildung eines Schienenverkehrssystems, eines Zustands eines Schienenverkehrssystems, einer Trajektorie einer befahrenen Gleisstrecke und/oder eines Zustands einer befahrenen Gleisstrecke vorgegeben werden.
Zum Herbeiführen des Sicherheitsabstands zwischen den Schienenverkehrssystemen kann mindestens eines der Schienenverkehrssysteme gesteuert werden. Das mindestens eine angesteuerte Schienenverkehrssystem kann hierfür von einem anderen Schienenverkehrssystem des Konvois angesteuert werden. Eine berührungslose Kopplung der Schienenverkehrssysteme kann somit eine schienenverkehrssystemübergreifende Steuerung aufweisen. Zum Einstellen eines aktuellen Abstands zwischen den Schienenverkehrssystemen auf den Sicherheitsabstand kann ein Antrieb oder eine Bremse des mindestens einen angesteuerten Schienenverkehrssystems betätigt werden. Zum Herbeiführen des Sicherheitsabstands kann so mindestens eines der Schienenverkehrssysteme abgebremst oder beschleunigt werden.
Mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung können zwei aufeinanderfolgende Schienenverkehrssysteme derart in einem Verbund betrieben werden, dass kontinuierlich sichergestellt werden kann, dass ein Sicherheitsabstand zwischen diesen vorliegt. Ein kontinuierliches Einstellen kann dann auf einer kontinuierlichen Abstandsmessung zwischen den zwei aufeinanderfolgenden Schienenverkehrssystemen basieren. Mit einer derart kontinuierlichen Abstandsüberwachung kann ein Sicherheitsabstand im Vergleich zu konventionellen Abstandsvorgaben, welche eine derartige kontinuierliche Abstandsüberwachung nicht berücksichtigen, verringert werden. Mit einem solchen verringerten Sicherheitsabstand kann aufgrund der berührungslosen Kopplung immer noch vermieden werden, dass aus einem Abbremsen eines Schienenverkehrssystems ein Auffahrunfall mit einem weiteren Schienenverkehrssystem resultieren kann. Im Rahmen einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein Abstand zwischen den Schienenverkehrssystemen kontinuierlich überwacht und auf den Sicherheitsstand eingeregelt werden.
Ein Vorteil eines derart automatisch und kontinuierlich einstellbaren Sicherheitsabstands kann darin gesehen werden, dass eine Gleisstrecke mit einem kürzeren Takt, das heißt einem kürzeren zeitlichen Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden Schienenverkehrssystemen, befahren werden kann. Die Kapazität beziehungsweise Auslastung einer Gleisstrecke kann so gesteigert werden. Ferner können Bediener von Schienenverkehrssystemen, beispielsweise ein Zugführer, so in vorteilhafter Weise entlastet werden. Zumindest ein in dem Konvoi nachfolgendes Schienenverkehrssystem kann so mit dem Verfahren auch bedienerlos beziehungsweise autonom betrieben werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens kann daher darin bestehen, dass Arbeitszeiten beziehungsweise Lenkzeiten von den Bedienern der Schienenverkehrssysteme optimiert werden können.
In dem schienengebundenen Konvoi können mindestens zwei Schienenverkehrssysteme miteinander kommunizieren. Die Schienenverkehrssysteme können zum Übertragen von Steuerbefehlen und somit zum Herbeiführen des Sicherheitsabstands kommunizieren. Die Schienenverkehrssysteme des Konvois können auch zum Übertragen von einer Position, einer Geschwindigkeit und/oder einer Beschleunigung eines der Schienenverkehrssysteme auf ein anderes Schienenverkehrssystem kommunizieren. Beispielsweise kann so eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems dem nachfolgenden Schienenverkehrssystem mitgeteilt werden. Eine Folgefahrt des nachfolgenden Schienenverkehrssystems mit gleicher Geschwindigkeit und im Wesentlichen konstantem Sicherheitsabstand kann damit unterstützt werden. Die Kommunikation kann über den weiter oben beschriebenen berührungslosen Kommunikationskanal erfolgen.
In einer Ausführungsform des Verfahrens weist das Bestimmen des Abstands ein Ermitteln des Abstands mit einer auf einem Schienenfahrzeug der aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme angeordneten Abstandsmesseinrichtung auf. Die Abstandsmesseinrichtung kann mindestens einen Abstandsmesser aufweisen, welcher eine Distanz zwischen zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen beziehungsweise Schienenfahrzeugen messen kann. Hierfür kann ein Abstandsmesser auf dem vorderen Schienenfahrzeug des nachfolgenden Schienenverkehrssystems angeordnet sein und in Fahrtrichtung das hintere Schienenfahrzeug des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems anmessen. Alternativ oder zusätzlich kann ein Abstandsmesser auf einem hinteren Schienenfahrzeug des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems angeordnet sein und entgegengesetzt zur Fahrtrichtung das vordere Schienenfahrzeug des nachfolgenden Schienenverkehrssystems anmessen.
Der Abstandsmesser kann ein Schienenfahrzeug berührungslos anmessen, das heißt ohne taktilen Kontakt. Zum Anmessen eines Schienenfahrzeugs kann mindestens eine Marke oder ein Reflektor auf dem anzumessenden Schienenfahrzeug angebracht sein. Der Abstandsmesser kann jeden Sensor aufweisen, mit welchem derart berührungslos ein entsprechender Fahrzeugabstand bestimmt werden kann. Beispielsweise kann der Abstandsmesser mindestens einen Lasersensor, mindestens einen Radarsensor und/oder mindestens einen Kamerasensor aufweisen. Ein derartiger Sensor kann einen diskreten Messtrahl aufweisen beziehungsweise als scannender Sensor ausgebildet sein.
Die Abstandsmesseinrichtung kann ferner schwenkbar an einem Schienenfahrzeug angeordnet sein, um in einer Kurvenfahrt auf das anzumessende Schienenfahrzeug ausrichtbar zu sein. Ein Messtrahl eines Abstandsmessers der Abstandsmesseinrichtung kann so in einer Kurvenfahrt auf das anzumessende Schienenfahrzeug nachgeführt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Bestimmens des Abstands ein Bestimmen einer jeweiligen Position eines jeweiligen Schienenfahrzeugs der aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme und ein Ableiten des Abstands von den bestimmten Positionen auf. Zwischen den Positionen kann eine Distanz zwischen den Schienenfahrzeugen der aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme berechnet werden. Die Distanz kann grundsätzlich zwischen einem beliebigen Schienenfahrzeug des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems und einem beliebigen Schienenfahrzeug des nachfolgenden Schienenverkehrssystems berechnet werden. Unter Berücksichtigung der Länge eines Schienenverkehrssystems beziehungsweise unter Berücksichtigung einer Entfernung eines Schienenfahrzeugs zum Ende beziehungsweise zum Anfang des Schienenverkehrssystems kann der tatsächliche Abstand zwischen den Schienenverkehrssystemen ermittelt werden. Beispielsweise kann so der Abstand zwischen den Schienenverkehrssystemen im Wesentlichen basierend auf den Positionen von jeweiligen vorderen Schienenfahrzeugen abzüglich der Länge des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems abgeleitet werden.
Eine Positionsbestimmungseinrichtung kann eine Position eines Schienenfahrzeugs als eindimensionale Koordinate entlang einer Gleisstrecke bestimmen. Die Position kann somit einen aktuellen Stationierungswert beziehungsweise einen aktuellen Kilometrierungswert des Schienenfahrzeugs aufweisen. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann jeden Sensor aufweisen, mit welchem eine entsprechende Schienenfahrzeugposition bestimmt werden kann.
Die Positionsbestimmungseinrichtung kann auf einem Schienenfahrzeug angeordnet sein. Beispielsweise kann die Positionsbestimmungseinrichtung mindestens einen satellitengestützten Positionierungssensor, beispielsweise eine GNSS-Antenne aufweisen. Die Positionsbestimmungseinrichtung kann alternativ oder zusätzlich einen odometrischen Sensor aufweisen, mit welchem eine Fahrzeugposition entlang einer Gleisstrecke bestimmt werden kann. So kann beispielsweise eine satellitengestützte Positionsbestimmung während einer Tunnelfahrt eines Schienenverkehrssystems durch eine odometrische Positionsbestimmung ersetzt werden.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Bestimmen des Abstands ein Vergleichen eines mit dem Abstandsmesser bestimmten Abstands mit einem von Positionen abgeleiteten Abstand auf. Beide Abstände können sich auf den tatsächlichen Abstand zwischen den Schienenverkehrssystemen beziehen. Der Abstand kann so redundant bestimmt sein. Zum Überprüfen des redundant bestimmten Abstands können die beiden Abstände verglichen werden. Eine fehlerhafte Abstandsbestimmung kann daran erkannt werden, dass die beiden Abstände signifikant voneinander abweichen.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens weist das Bestimmen des Abstands ein Erfassen des Abstands mit schienenfahrzeugexterner Sensorik auf. Die schienenfahrzeugexterne Sensorik kann grundsätzlich jeden nicht auf einem Schienenfahrzeug angeordneten Sensor aufweisen, mit welcher der Abstand oder die Positionen von Schienenfahrzeugen bestimmt werden kann/können. Mit anderen Worten kann das Bestimmen eines Abstands zwischen zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen somit auch unabhängig von einer auf den Schienenverkehrssystemen angeordneten Abstandsmesseinrichtung und/oder Positionsbestimmungseinrichtung durchgeführt werden.
Die schienenfahrzeugexterne Sensorik kann ein Bestandteil vorhandener Gleisinfrastruktur sein. Die schienenfahrzeugexterne Sensorik kann beispielsweise einen Achszähler zum Einzählen einer jeweiligen Schienenfahrzeugachse von aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen aufweisen. Der Achszähler kann hierfür einen induktiven Achszählkontakt beziehungsweise Schienenkontakt aufweisen. Basierend auf einer Geschwindigkeit der aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme und/oder einem Zeitabstand zwischen den jeweiligen an dem Achszähler eingezählten Schienenfahrzeugachsen der aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme, kann der Abstand zwischen diesen abgeleitet werden. Somit kann eine Abstandsbestimmung stationär an einem Gleisabschnitt bestimmt werden, an welchem der Konvoi vorbeifährt.
Eine schienenfahrzeugexterne Sensorik kann auch benachbart zu Gleisen angeordnet sein. Als schienenfahrzeugexterne Sensorik kann so beispielsweise auch eine Lichtschranke auf einer Brücke oder einem Mast vorgesehen sein, welche analog zu einem Achszähler aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme einzählen beziehungsweise registrieren kann.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Erfassen der Geschwindigkeit des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems auf, wobei der Sicherheitsabstand zwischen den Schienenverkehrssystemen an die erfasste Geschwindigkeit angepasst wird. Zwischen der Geschwindigkeit und dem Sicherheitsabstand kann ein funktionaler Zusammenhang, beispielsweise ein linearer Zusammenhang, definiert sein. So kann beispielsweise mit zunehmender Geschwindigkeit ein zunehmender Sicherheitsabstand vorgegeben und herbeigeführt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Kombinieren von einem Schienenverkehrssystem mit mindestens einem weiteren Schienenverkehrssystem zu dem schienengebundenen, berührungslos gekoppelten Konvoi auf. Mindestens zwei kombinierbare Schienenverkehrssystemen können so in ihrer jeweiligen Fahrt beziehungsweise „on the fly“ zu den berührungslos gekoppelten, aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen kombiniert werden. Das Verfahren kann daher auch ein berührungsloses Aneinanderkoppeln oder Zusammenstellen des Konvois aufweisen. Ein derartiges Kombinieren kann beispielsweise nach einem Ausfahren mehrerer Schienenverkehrssysteme aus einem Bahnhof und einem Auffahren auf eine gemeinsame Gleisstrecke durchgeführt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Hinzufügen von einem Schienenverkehrssystem zu dem schienengebundenen, berührungslos gekoppelten Konvoi auf. Das hinzufügbare Schienenverkehrssystem kann so mit den sich in Fahrt befindenden, berührungslos gekoppelten und aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen kombiniert werden. Das Hinzufügen kann ein Hinzufügen als ein den berührungslos gekoppelten Schienenverkehrssystemen vorausfahrendes Fahrzeug oder als ein den berührungslos gekoppelten Schienenverkehrssystemen nachfolgendes Fahrzeug aufweisen. Das Hinzufügen kann auch ein Einordnen oder Einreihen des hinzufügbaren Schienenverkehrssystems zwischen zwei aufeinander folgende Schienenverkehrssysteme aufweisen. Das Verfahren kann daher auch ein berührungsloses Ankoppeln eines Schienenverkehrssystems aufweisen. Ein Hinzufügen von einem Schienenverkehrssystem zu dem schienengebundenen, berührungslos gekoppelten Konvoi kann auch bei stehendem Konvoi erfolgen. So kann ein hinzufügbares Schienenverkehrssystem an ein stehendes Schienenverkehrssystem heranfahren und mit diesem gekoppelt werden, wobei eine anschließende Fahrt dann im Konvoi erfolgt.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Herauslösen von einem Schienenverkehrssystem aus dem schienengebundenen, berührungslos gekoppelten Konvoi auf. Das herauslösbare Schienenverkehrssystem kann so von sich in Fahrt befindenden, berührungslos gekoppelten und aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen abgetrennt werden. Das Herauslösen kann ein Abtrennen eines vorausfahrenden Schienenverkehrssystems oder eines nachfolgenden Schienenverkehrssystems aufweisen. Das Herauslösen kann auch ein Ausscheren des herauslösbaren Schienenverkehrssystems aus aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen aufweisen. Das Verfahren kann daher auch ein berührungsloses Abkoppeln oder Ausscheren eines Schienenverkehrssystems aus dem Konvoi aufweisen.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Trennen eines vorausfahrenden Schienenverkehrssystems und eines nachfolgenden Schienenverkehrssystems auf. Dies kann auf offener Strecke beziehungsweise „on the fly“ erfolgen. In den Schienenverkehrssystemen anwesende Bediener des Verkehrssystems, beispielsweise Zugführer, können das jeweilige Schienenverkehrssystem dann wieder selbst steuern. Ein derartiges Trennen kann beispielsweise bei einem Einfahren eines Konvois in einen Bahnhof und einem Anfahren verschiedener Bahnsteige durchgeführt werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Auflösen des schienengebundenen Konvois auf. Mindestens zwei Schienenverkehrssystemen können so in ihrer Fahrt als berührungslos gekoppelte, aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme in jeweils autarke, das heißt nicht mehr berührungslos gekoppelte, Schienenverkehrssysteme geteilt werden. Das Verfahren kann daher auch ein berührungsloses Entkoppeln des gesamten Konvois aufweisen.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Anpassen von einem Zugsignal oder von mehreren Zugsignalen von mindestens einem Schienenfahrzeug an einen aktuellen Betriebszustand des schienengebundenen Konvois auf. Bei dem Zugsignal kann es sich um ein visuelles Zugsignal handeln. Anpassbare Zugsignale können beispielsweise das Spitzensignal und/oder das Zugschlusssignal sein. Diese Zugsignale können bei den beschriebenen Schritten des Kombinierens von Schienenverkehrssystemen, des Hinzufügens von einem Schienenverkehrssystem, des Herauslösens von einem Schienenverkehrssystem und/oder des Auflösens beziehungsweise Trennens des Konvois an eine neue Abfolge der Schienenverkehrssysteme entsprechend angepasst werden.
Eine weitere Ausführungsform des Verfahrens weist ein Kommunizieren einer Fahrgastinformation zu einem Betriebszustand des schienengebundenen Konvois auf. Ein Betriebszustand kann beispielsweise ein aktueller oder zukünftiger Kopplungszustand oder ein aktueller oder zukünftiger Auflösungszustand sein. Entsprechende Informationen können Fahrgästen in einem Schienenverkehrssystem oder auf ein Schienenverkehrssystem wartenden Fahrgästen in einem Bahnhof mitgeteilt werden.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Schienenverkehrssystem, welches mindestens ein Schienenfahrzeug aufweist. Das Schienenverkehrssystem kann als ein autonomes Schienenverkehrssystem betreibbar sein. Das Schienenverkehrssystem ist in einem schienengebundenen Konvoi betreibbar, welcher ein vorausfahrendes Schienenverkehrssystem und mindestens ein nachfolgendes Schienenverkehrssystem aufweist. Die Schienenverkehrssysteme weisen jeweils mindestens ein Schienenfahrzeug auf. Das Schienenverkehrssystem kann eingerichtet sein, um das Verfahren gemäß einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auszuführen. Das Schienenverkehrssystem weist ein Abstandsbestimmungssystem zum Bestimmen eines Abstands zwischen zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen auf. Das Abstandsbestimmungssystem kann entsprechend den obigen Ausführungen ausgebildet sein. Das Schienenverkehrssystem weist ferner ein Abstandssteuerungssystem zum Steuern des Schienenverkehrssystems basierend auf dem mit dem Abstandsbestimmungssystem bestimmten Abstand auf. Die Steuerung erfolgt derart, dass ein Sicherheitsabstands zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen herbeigeführt wird. Das Abstandssteuerungssystem kann dazu eingerichtet sein, um einen Abstand zwischen den Schienenverkehrssystemen, wie oben beschrieben, auf den Sicherheitsabstand einzuregeln. Hinsichtlich des Verständnisses und der Vorteile der einzelnen Merkmale wird auf die obigen Ausführungen verwiesen.
Figurenliste

1 zeigt einen schienengebundenen Konvoi zur Erläuterung des Verfahrens und des Schienenverkehrssystems gemäß einer jeweiligen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt ein Ablaufdiagramm mit Schritten des Verfahrens zum Betreiben eines schienengebundenen Konvois gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Detaillierte Beschreibung von Ausführungsformen
In 1 ist ein schienengebundener Konvoi 100 in einer Draufsicht von oben gezeigt. Der schienengebundene Konvoi fährt auf einer Gleisstrecke 102.
Der schienengebundene Konvoi 100 weist ein vorausfahrendes Schienenverkehrssystem 10 und ein nachfolgendes Schienenverkehrssystem 30 auf. Das vorausfahrende Schienenverkehrssystem 10 umfasst zwei vorausfahrende Schienenfahrzeuge 12 und das nachfolgende Schienenverkehrssystem 30 umfasst zwei nachfolgende Schienenfahrzeuge 32. Das jeweils vordere Schienenfahrzeug 12, 32 der Schienenverkehrssysteme 10, 30 ist als ein die Schienenverkehrssysteme 10, 30 antreibendes Triebfahrzeug 2 ausgebildet. Das jeweils hintere Schienenfahrzeug 12, 32 der Schienenverkehrssysteme 10, 30 ist als ein nicht-angetriebener Wagon 4 ausgebildet. Die beiden Schienenverkehrssysteme 10, 30 sind in dieser Ausführungsform jeweils als ein Personenzug ausgebildet. Das jeweilige Triebfahrzeug 2 ist mit dem jeweiligen Wagon 4 mit einer mechanischen Koppeleinrichtung 3 mechanisch gekoppelt.
Auf dem Triebfahrzeug 2 des nachfolgenden Schienenverkehrssystems 30 ist in einem Frontbereich des Triebfahrzeugs 2 ein Distanzmesser 33 angeordnet. Der Distanzmesser 33 führt eine Distanzmessung 34 von dem vorderen Bereich des Triebfahrzeugs 2 des nachfolgenden Schienenverkehrssystems 30 zu einem hinteren Bereich des Wagons 4 des vorausfahrenden Schienenverkehrssystem 10 durch. Der Distanzmesser 33 ist Teil eines Abstandsbestimmungssystem 40 zum Bestimmen des Abstands d zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen 10, 30 basierend auf der gemessenen Distanz. Das Abstandsbestimmungssystem 40 berücksichtigt die Lage des Distanzmessers 33 auf dem Triebfahrzeug 2 des nachfolgenden Schienenverkehrssystems 30 und die Lage der Anmessstelle auf dem Wagon 4 des vorausfahrenden Schienenverkehrssystem 10 bei der Bestimmung des Abstands d. Der bestimmte Abstand d entspricht so im Wesentlichen dem aktuellen Abstand d zwischen dem Schienenverkehrssystems 30 und dem vorausfahrenden Schienenverkehrssystem 10.
Auf dem Triebfahrzeug 2 des vorausfahrenden Schienenverkehrssystem 10 ist in einem Frontbereich des Triebfahrzeugs 2 ein Positionsmesser 15 angeordnet. Auf dem Triebfahrzeug 2 des nachfolgenden Schienenverkehrssystems 30 ist neben dem Distanzmesser 33 auch ein Positionsmesser 35 angeordnet. Die beiden Positionsmesser führen eine jeweilige Positionsbestimmung (nicht gezeigt) zum Bestimmen der aktuellen Position P12 des Triebfahrzeugs 2 des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems 10 und der aktuellen Position P32 des Triebfahrzeugs 2 des nachfolgenden Schienenverkehrssystems 30 bezüglich der jeweiligen Frontbereiche durch. Die aktuellen Positionen P12, P32 beziehen sich auf eine jeweilige Position entlang der Gleisstrecke 102. Basierend auf einer Distanz zwischen den beiden Positionen und abzüglich einer Länge L10 des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems 10 wird der aktuelle Abstand d zwischen dem Schienenverkehrssystem 30 und dem vorausfahrenden Schienenverkehrssystem 10 basierend auf den Positionen P12, P32 redundant bestimmt. Hierbei wird die jeweilige Lage der Positionsmesser 15, 35 auf den Triebfahrzeugen 2 berücksichtigt.
Der aktuelle Abstand d entspricht in der in 1 gezeigten Fahrsituation einem den Schienenverkehrssystemen 10, 30 des schienengebundenen Konvois 100 vorgegebenen Sicherheitsabstand D. Hierfür ist der redundant bestimmte Abstand d auf den Sicherheitsabstand D mit einem Abstandssteuerungssystem 50, welches auf dem Triebfahrzeug 2 des nachfolgenden Schienenverkehrssystems 30 angeordnet ist und mit dem Abstandsbestimmungssystem 40 verbunden ist, eingeregelt. Das Triebfahrzeug 2 des nachfolgenden Schienenverkehrssystems 30 wird dafür derart angetrieben, dass der aktuelle Abstand d dem vorgegebenen Sicherheitsabstand D entspricht. Der vorgegebene Sicherheitsabstand D basiert ferner auf der Geschwindigkeit v des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems 10. Durch die Regelung und die Einhaltung des Sicherheitsabstands D während der Fahrt des schienengebundenen Konvois 100 sind die Schienenverkehrssysteme 10, 30 des schienengebundenen Konvois 100 berührungslos aneinandergekoppelt.
In 2 sind Schritte S1, S2, S3 eines Verfahrens zum Betreiben des in 1 gezeigten schienengebundenen Konvois 100 in einer zeitlichen Abfolge gezeigt.
In einem ersten Schritt S1 erfolgt eine Geschwindigkeitserfassung des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems 10. Die Geschwindigkeit v des Triebfahrzeugs 2 des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems 10 wird so erfasst und dem Abstandssteuerungssystem 50 des nachfolgenden Schienenverkehrssystems 30 bereitgestellt. Hierfür ist eine nicht gezeigte Datenverbindung, insbesondere ein drahtloser Kommunikationskanal, vorgesehen.
In einem zweiten Schritt S2 erfolgt eine Abstandsbestimmung mit dem Abstandsbestimmungssystem 40. Zum Bestimmen eines Schienenverkehrssystemabstands erfolgt in einem ersten Unterschritt S2a eine Abstandsbestimmung mit dem Distanzmesser 33. Zum Bestimmen des Schienenverkehrssystemabstands erfolgt in einem zweiten Unterschritt S2b eine Abstandsbestimmung basierend auf den ermittelten Positionen P12, P32. Zum Bestimmen des Schienenverkehrssystemabstands erfolgt in einem dritten Unterschritt S2c eine Abstandsbestimmung basierend auf schienenfahrzeugexterner Sensorik (nicht gezeigt in den Figuren). Aus den in den Unterschritten S2a, S2b, S2c redundant bestimmten Schienenverkehrssystemabständen wird der Abstand d mit hoher Genauigkeit bestimmt.
In einem dritten Schritt S3 erfolgt eine Steuerung eines der Schienenverkehrssysteme 10, 30 mit dem Abstandssteuerungssystem 50 auf Basis des in Schritt S2 bestimmten Abstands d. Die Steuerung erfolgt derart, dass ein Sicherheitsabstand D zwischen den Schienenverkehrssystemen 10, 30 herbeigeführt wird. Der Sicherheitsabstand D wird dabei in der vorliegenden Ausführungsform an die in Schritt S1 erfasste Geschwindigkeit v angepasst.
Bezugszeichenliste

2: Triebfahrzeug
3: Koppeleinrichtung
4: Wagon
10: vorausfahrendes Schienenverkehrssystem
12: vorausfahrendes Schienenfahrzeug
15: Positionsmesser
30: nachfolgendes Schienenverkehrssystem
32: nachfolgendes Schienenfahrzeug
33: Distanzmesser
34: Distanzmessung
35: Positionsmesser
40: Abstandsbestimmungssystem
50: Abstandssteuerungssystem
100: schienengebundener Konvoi
102: Gleisstrecke
d: Abstand
D: Sicherheitsabstand
v: Geschwindigkeit vorausfahrendes Schienenverkehrssystem
L10: Länge vorausfahrendes Schienenverkehrssystem
P12: Position vorausfahrendes Schienenfahrzeug
P32: Position nachfolgendes Schienenfahrzeug
S1: Geschwindigkeitserfassung
S2: Abstandsbestimmung
S2a: Abstandsermittlung
S2b: Positionsbestimmung
S2c: Abstandserfassung
S3: Steuerung Schienenverkehrssystem

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2015/047177 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Betreiben eines schienengebundenen Konvois (100), welcher ein vorausfahrendes Schienenverkehrssystem (10) und mindestens ein mit diesem berührungslos gekoppeltes, nachfolgendes Schienenverkehrssystem (30) aufweist, wobei die Schienenverkehrssysteme (10, 30) jeweils mindestens ein Schienenfahrzeug (12, 32) aufweisen, mit den Schritten Bestimmen (S2) eines Abstands (d) zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen (10, 30); und Steuern eines der Schienenverkehrssysteme (10, 30) basierend auf dem bestimmten Abstand (d) derart, dass ein Sicherheitsabstand (D) zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen (10, 30) herbeigeführt und/oder ein Maximal-Abstand zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen (10, 30) nicht überschritten wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Schritt des Bestimmens (S2) des Abstands (d) Ermitteln (S2a) des Abstands (d) mit einer auf einem Schienenfahrzeug (32) der aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme (10, 30) angeordneten Abstandsmesseinrichtung (33) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem der Schritt des Bestimmens (S2) des Abstands (d) Bestimmen (S2b) einer jeweiligen Position (P12, P32) eines jeweiligen Schienenfahrzeugs (12, 32) der aufeinander folgenden Schienenverkehrssysteme (10, 30) und Ableiten des Abstands (d) von den bestimmten Positionen (P12, P32) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2 und 3, bei welchem der Schritt des Bestimmens (S2b) des Abstands (d) Vergleichen des mit der Abstandsmesseinrichtung (33) bestimmten Abstands (d) mit dem von den Positionen (P12, P32) abgeleiteten Abstand (d) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem der Schritt des Bestimmens (S2) des Abstands (d) Erfassen (S2c) des Abstands (d) mit schienenfahrzeugexterner Sensorik aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit den Schritten Erfassen (S1) der Geschwindigkeit (v) des vorausfahrenden Schienenverkehrssystems (10); und Anpassen des Sicherheitsabstands (D) zwischen den Schienenverkehrssystemen (10, 30) basierend auf der erfassten Geschwindigkeit (v).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem der Schritte Kombinieren von einem Schienenverkehrssystem (10) mit mindestens einem weiteren Schienenverkehrssystem (30) zu dem schienengebundenen Konvoi (100); Hinzufügen von einem Schienenverkehrssystem zu dem schienengebundenen Konvoi (100); Herauslösen von einem Schienenverkehrssystem aus dem schienengebundenen Konvoi (100); und Auflösen des schienengebundenen Konvois (100).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt Anpassen von einem Zugsignal von mindestens einem Schienenfahrzeug (12, 32) an einen aktuellen Betriebszustand des schienengebundenen Konvois (100).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit dem Schritt Kommunizieren von einer Fahrgastinformation zu einem aktuellen Betriebszustand des schienengebundenen Konvois (100).
Schienenverkehrssystem (30), welches in einem schienengebundenen Konvoi (100) betreibbar ist, der ein vorausfahrendes Schienenverkehrssystem (10) und mindestens ein nachfolgendes Schienenverkehrssystem (30) aufweist, umfassend mindestens ein Schienenfahrzeug (32); ein Abstandsbestimmungssystem (40) zum Bestimmen eines Abstands (d) zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen (10, 30); und ein Abstandsteuerungssystem (50) zum Steuern des Schienenfahrzeugs (32) basierend auf dem mit dem Abstandsbestimmungssystem (40) bestimmten Abstand (d) derart, dass ein Sicherheitsabstand (D) zwischen den zwei aufeinander folgenden Schienenverkehrssystemen (10, 30) herbeigeführt wird.