DE102019207139A1

DE102019207139A1 - Türsteuervorrichtung, Verfahren für ein Schienenfahrzeug und Schienenfahrzeug

Info

Publication number: DE102019207139A1
Application number: DE102019207139.2A
Authority: DE
Inventors: Walther Frister
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2020-11-19
Also published as: WO2020229070A1

Abstract

Eine Türsteuervorrichtung (10) zum Betreiben einer Türsteuerung für ein Schienenfahrzeug (1) weist einen Wagenkasten (11) und eine Fahrgasttür (12) auf, die mit dem Wagenkasten (11) gekoppelt ist und die ein Türblatt (13) umfasst, das relativ zu dem Wagenkasten (11) beweglich angeordnet ist, um einen Durchgang durch die Fahrgasttür (12) freizugeben oder zu sperren. Die Türsteuervorrichtung (10) weist ferner mindestens eine Sensoreinheit (15, 16, 17) auf, die an einer vorgegebenen Position mit dem Wagenkasten (11) gekoppelt und der Fahrgasttür (12) zugeordnet ist und die zumindest einen Abstandssensor (151, 152, 161, 162, 171, 172) umfasst, der dazu ausgebildet ist, in einem vorgegebenen Abstandsbereich von der Fahrgasttür (12) ein Vorhandensein eines Bahnsteigs (18) zu erfassen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Türsteuervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Türsteuervorrichtung für ein Schienenfahrzeug. Die Erfindung betrifft ferner ein Schienenfahrzeug mit einer solchen Türsteuervorrichtung.
Schienenfahrzeuge zur Beförderung von Personen weisen Fahrgasttüren auf, die bei einem Halt des Schienenfahrzeugs in einem Bahnhof für einen Fahrgastwechsel geöffnet werden. Dabei ist sicherzustellen, dass Fahrgasttüren außerhalb eines Bahnsteigbereichs nicht geöffnet werden und gesperrt bleiben, um ein Verlassen des Schienenfahrzeugs durch diese Fahrgasttüren zu unterbinden.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Türsteuervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Türsteuervorrichtung für ein Schienenfahrzeug zu schaffen, die jeweils zu einem zuverlässigen und kostengünstigen Betrieb des Schienenfahrzeugs beitragen können und einen sicheren Fahrgastwechsel ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch eine Türsteuervorrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Türsteuervorrichtung mit den Merkmalen des jeweiligen unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Türsteuervorrichtung sowie des Verfahrens sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Türsteuervorrichtung für ein Schienenfahrzeug einen Wagenkasten und eine Fahrgasttür auf, die mit dem Wagenkasten gekoppelt ist und die ein Türblatt umfasst, das relativ zu dem Wagenkasten beweglich angeordnet ist, um einen Durchgang durch die Fahrgasttür freizugeben oder zu sperren. Die Türsteuervorrichtung weist ferner mindestens eine Sensoreinheit auf, die an einer vorgegebenen Position mit dem Wagenkasten gekoppelt und der Fahrgasttür zugeordnet ist und die zumindest einen Abstandssensor umfasst, der dazu ausgebildet ist, in einem vorgegebenen Abstandsbereich von der Fahrgasttür ein Vorhandensein eines Bahnsteigs zu erfassen.
Mittels der beschriebenen Vorrichtung ist eine zuverlässige und kostengünstige Türsteuerung für ein Schienenfahrzeug realisierbar, die einen sicheren Fahrgastwechsel ermöglicht. Die Türsteuervorrichtung benötigt keinen Informationsspeicher oder eine Verbindung zu einer Datenbank, die Informationen hinsichtlich der Türsteuerung bereitstellen.
Bei einem Halt eines Triebzuges bzw. eines Schienenfahrzeugs für einen Fahrgastwechsel in einem Bahnhof, ist die Länge des angefahrenen Bahnsteigs zu berücksichtigen, um einen sicheren Fahrgastwechsel zu ermöglichen. Bei einem Bahnsteig, der kürzer ist als eine Zuglänge des Schienenfahrzeugs, ist sicherzustellen, dass Fahrgasttüren des Schienenfahrzeugs, die außerhalb des Bahnsteigbereiches liegen, nicht geöffnet werden können. Mittels der beschriebenen Türsteuervorrichtung können die Fahrgasttüren des Schienenfahrzeugs automatisch selektiv freigegeben oder gesperrt werden. Es ist nicht erforderlich Fahrgasttüren manuell von dem Triebzugführer oder durch datenbankbasierte Systeme anzusteuern.
Mittels der beschriebenen Vorrichtung kann auf infrastrukturseitige Balisen-Systeme oder Einrichtungen verzichtet werden, die auf Basis von GPS-Daten ein Regeln einer Türsteuerung ermöglichen. Bei konventionellen balisenbasierten Systemen sind im Bahnhofsbereich Balisen verlegt, die als Informationsspeicher relevante Daten, wie die Bahnsteiglänge des angefahrenen Bahnhofs, umfassen. Beim Überfahren der Balisen werden die Daten mittels einer Antennenstruktur des Schienenfahrzeugs abgefragt und von einer Fahrzeugsteuerung ausgewertet und verarbeitet.
Balisenbasierte Systeme erfordern eine entsprechende Installation, Programmierung und Instandhaltung relativ kostenintensiver infrastrukturseitiger Einrichtungen. Werden Bahnhöfe ohne Balisen angefahren, zum Beispiel wegen Streckenänderungen, ist eine Funktionsfähigkeit eines solchen Systems zur automatischen Türsteuerung nicht gegeben. Auch nach Umbauarbeiten, wie Bahnsteigverlängerungen, müssen Balisen neu programmiert und eventuell verlegt werden.
Mittels der beschriebenen Türsteuervorrichtung können entsprechende Datenträger in dem Eisenbahngleis, Antennenstrukturen an den Schienenfahrzeugen und zugehörige Wartungsarbeiten eingespart werden.
Bei konventionellen GPS-basierten Systemen wird zum Beispiel die aktuelle Position des Schienenfahrzeugs ermittelt und mit Daten einer Datenbank in dem Schienenfahrzeug verglichen. Die Datenbank enthält beispielsweise die Koordinaten aller Bahnhöfe in dem vorgesehenen Einsatzgebiet sowie Informationen über Bahnsteiglängen der befahrenen Strecken. Eine Fahrzeugsteuerung des Schienenfahrzeugs vergleicht die aktuellen GPS-Koordinaten mit den Daten der Datenbank und sperrt über eine jeweilige Türsteuerung alle Fahrgasttüren, die vermeintlich außerhalb des Bahnsteigbereiches liegen.
Bei GPS-basierten Systemen sind in der Regel umfangreiche Datenbanken zu erstellen, zu pflegen und in dem Schienenfahrzeug zu hinterlegen. Darüber hinaus bieten GPSbasierte Systeme eine relativ geringe Genauigkeit von zum Beispiel 7-8 m unter Verwendung des Standard Positionierungs-Service. Daher ist eine eindeutige Zuordnung von Daten zu einem Bahnsteig nicht immer zuverlässig möglich. Bei Bahnhöfen mit unterschiedlichen Bahnsteiglängen von benachbarten Bahnsteigen besteht daher das Risiko, dass Fahrgasttüren, die sich außerhalb eines betretbaren Bahnsteigs befinden, fälschlicherweise freigegeben werden. Analog zu balisenbasierten Systemen ist eine Funktionsfähigkeit eines GPS-Systems nicht gegeben, wenn zum Beispiel aufgrund von Streckenänderungen Bahnhöfe angefahren werden, die nicht in der Datenbank hinterlegt sind.
Mittels der beschriebenen Türsteuervorrichtung können umfangreiche Datenbanken und aufwendige Datenauswertungen vermieden werden und es kann zu einer zuverlässigen Genauigkeit bei der Bahnsteigermittlung beigetragen werden, welche sich vorteilhaft auf eine Sicherheit hinsichtlich eines Fahrgastwechsels auswirkt. Balisen- und/oder GPSbasierte Systeme können aber zusätzlich vorgesehenen sein und zu einem besonders zuverlässigen Erkennen eines Bahnsteigs bzw. Regeln einer Türsteuerung einer jeweiligen Fahrgasttür des Schienenfahrzeugs beitragen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung weist die Türsteuervorrichtung drei Sensoreinheiten auf, von denen jeweils eine Sensoreinheit einer seitlichen Begrenzung und eine Sensoreinheit einer Mitte des Durchgangs der Fahrgasttür zugeordnet ist. Anders formuliert, ist jeweils eine Sensoreinheit bezogen auf eine Fahrtrichtung des betriebsbereiten Schienenfahrzeugs einem jeweiligen seitlichen Türende und eine Sensoreinheit einer Türmitte der Fahrgasttür zugeordnet.
Vorzugsweise umfasst eine jeweilige Sensoreinheit zwei oder mehr Abstandssensoren, um zu einem besonders zuverlässigen und sicheren Erkennen eines Bahnsteigs in der Nähe der Fahrgasttür beizutragen.
Gemäß einer Weiterbildung der Türsteuervorrichtung erfasst ein jeweiliger Abstandssensor einer Sensoreinheit das Vorhandensein eines Bahnsteigs auf Basis einer optischen Abstandsmessung. Der oder die Abstandssensoren sind zum Beispiel als LIDAR-Sensoren realisiert. Alternativ oder zusätzlich können die Abstandssensoren auf Kamera-, Radar- oder Ultraschall-basierten Systemen ein Vorhandensein eines Bahnsteigs erfassen.
Die Türsteuervorrichtung ermöglicht eine sichere und zuverlässige Bahnsteigerkennung mittels Abstandssensoren unabhängig von Datenquellen außerhalb des Schienenfahrzeugs und begründet damit auch eine Funktionsfähigkeit bei ungeplanten Streckenänderungen, die zum Beispiel mit konventionellen Systemen nicht berücksichtigt sind.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Türsteuervorrichtung ist die jeweilige Sensoreinheit bezogen auf eine betriebsgemäße Ausrichtung des Wagenkastens unterhalb einer Unterkante der Fahrgasttür an oder in dem Wagenkasten angeordnet. Die Unterkante der Fahrgasttür ist in der Regel so in oder an dem Wagenkasten positioniert, dass ein im Wesentlichen bündiger oder planarer Übergang eines Bodens in dem Wagenkasten und einer Oberfläche eines konventionellen Bahnsteigs eingerichtet ist. Alternativ formuliert ist die jeweilige Sensoreinheit bezogen auf eine betriebsgemäße Ausrichtung des Wagenkastens so an oder in dem Wagenkasten angeordnet, dass sie sich in einem Bahnhof an einem Bahnsteig unterhalb einer Oberkante des Bahnsteigs befinden. Auf diese Weise kann der Bahnsteig besonders zuverlässig erkannt werden. Der oder die Abstandssensoren sind dabei vorzugsweise im Bereich der Oberkante des Bahnsteigs angeordnet, sodass zuverlässig erkannt werden kann, dass es sich um eine betretbare Plattform in einem Bahnhof handelt, die sich zum Beispiel von einer über die Oberkante hinaus vertikal erstreckenden Wand unterscheidet.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung umfasst die Türsteuervorrichtung eine Türsteuereinheit, die signaltechnisch mit der oder den Sensoreinheiten gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, ein automatisches selektives Freigeben oder Sperren der zugehörigen Fahrgasttür zu steuern. Die Türsteuereinheit umfasst zum Beispiel einen Datenspeicher und eine Recheneinheit und wertet die Messsignale des oder der Abstandssensoren aus. Die Türsteuereinheit kann daher auch als Steuervorrichtung bezeichnet werden, die im Zusammenwirken mit der Sensoreinheit das Betreiben der Türsteuerung ermöglicht. Die Türsteuervorrichtung kann auch als Anordnung zum Betreiben der Türsteuerung bezeichnet werden, welche den Wagenkasten, die damit gekoppelte Fahrzeugtür und die Sensoreinheit und gemäß der beschriebenen Weiterbildung auch die Türsteuereinheit umfasst.
Auf Basis einer solchen Auswertung kann die Türsteuereinheit dann Steuersignale, die ein Bewegen oder Sperren des oder der Türblätter der Fahrgasttür einleiten. Somit kann die Fahrgasttür geöffnet werden oder verschlossen bleiben.
Alternativ oder zusätzlich können mittels der Türsteuereinheit Informationen über die ausgewerteten Messsignale bereitgestellt werden, welche zum Beispiel den Fahrzeugführer darüber in Kenntnis setzen, dass ein Bahnsteig erkannt wurde oder nicht oder das ein Fehler an einer Sensoreinheit oder einem Abstandssensor vorliegt und die Fahrgasttür daher sicherheitsbedingt deaktiviert bzw. gesperrt ist. Der Fahrzeugführer kann daraufhin eine manuelles Überschreiben vornehmen und zum Beispiel die gesperrte Fahrgasttür dennoch freigeben, weil diese sich im Bahnsteigbereich befindet und die Sensoreinheit beispielsweise lediglich verschmutzt ist.
Gemäß einer Weiterbildung weist die Türsteuervorrichtung einen Fahrzeugbus auf, der signaltechnisch mit der oder den Sensoreinheiten gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Messsignal eines Abstandsensors des oder der Sensoreinheiten ein Signal für eine Ausgabeeinheit bereitzustellen. Mittels eines solchen Fahrzeugbusses können eine Mehrzahl von Türsteuereinheiten vernetzt sein, die einer jeweiligen Fahrgasttür und der jeweiligen Sensoreinheit des Schienenfahrzeugs zugeordnet sind. Mittels der jeweiligen Türsteuereinheit kann mittels des Fahrzeugbusses eine Meldung an den Fahrzeugführer über eine Sensorstörung an einer bestimmten Fahrgasttür zugestellt und mittels der Ausgabeeinheit angezeigt werden. Die Ausgabeeinheit ist zum Beispiel als akustische Ausgabe- und/oder visuelle Anzeigevorrichtung realisiert. In besonders einfacher Ausführung wird zum Beispiel ein Hinweiston ausgegeben und/oder mittels einer grün emittierenden LED ein ordnungsgemäßes Erkennen eines Bahnsteigs angezeigt. Eine rot emittierende LED zeigt dann zum Beispiel eine Funktionsstörung an oder gibt darüber Auskunft, dass an dieser Fahrgasttür kein Bahnsteig vorhanden ist oder erkannt wurde.
Die beschriebene Türsteuervorrichtung umfasst einen oder vorzugsweise mehrere Abstandssensoren und benötigt daher keine Balisentechnik oder GPS-Koordinaten für ein automatisches Sperren von Fahrgasttüren außerhalb eines Bahnsteigbereiches. An jeder Fahrgasttür des Schienenfahrzeugs sind an definierten Positionen Abstandssensoren installiert, die erkennen ob sich die Fahrgasttür in einem betretbaren Bahnsteigbereich befindet oder nicht. Bei der Position und Anzahl der Abstandsensoren sind Sicherheitsaspekte, wie eine zuverlässige Erkennung eines Bahnsteigs und ein Fail Safe bzw. ausfallsicheres Verhalten bei Störungen, zu berücksichtigen. Wichtige Kriterien für die Auswahl geeigneter Abstandsensoren sind unter anderem der Messbereich, die Empfindlichkeit gegen Verschmutzungen und eine Bahntauglichkeit. In Bezug auf konventionelle Bahnsteige und Schienenfahrzeuge sollten die Abstandssensoren dazu eingerichtet sein, einen Bahnsteig in einem Abstand von 5-50 cm sicher erkennen zu können. Alternativ können die Abstandssensoren auch so ausgebildet sein, dass sie einen Bahnsteig in einem Abstand bis zu 50 cm oder mehr sicher und zuverlässig erfassen können.
Zum Beispiel sind bei einer Fahrgasttür zwei bewegliche Türblätter vorgesehen, die bei Bedarf in entgegengesetzter Richtung öffnen und einen Durchgang durch die Fahrgasttür freigeben. Vorzugsweise sind dann sechs Abstandssensoren vorgesehen, die als Sensorpaare jeweils eine Sensoreinheit ausbilden. Je ein Sensorpaar ist zu beiden Seiten der Fahrgasttür angeordnet, die die seitlichen Türenden ausbilden. Ein drittes Sensorpaar ist dann mittig zu der Fahrgasttür in oder an dem zugehörigen Wagenkasten positioniert. Mittels einer solchen Anordnung von Abstandssensoren kann sichergestellt werden, dass sich die komplette Fahrgasttür im Bahnsteigbereich befindet. Durch einen Einbau von Sensorpaaren wird zum Beispiel die Zuverlässigkeit und Sicherheit zum Erkennen eines Bahnsteigs und Betreiben der Türsteuerung erhöht. Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist lediglich ein Abstandssensor pro Sensoreinheit oder sind jeweils Dreiergruppen von Abstandssensoren pro Sensoreinheit vorgesehen.
Die Auswertung der Messsignale der Abstandssensoren und eine Verknüpfung mit übergeordneten Steuersignalen der Fahrzeugsteuerung, wie zum Beispiel einer zentralen Türfreigabe, kann in den den Fahrgasttüren zugeordneten Türsteuereinheiten erfolgen. Eine Türfreigabe erfolgt dann zum Beispiel nur, wenn die Fahrgasttüren von der übergeordneten Türsteuerung freigegeben sind, die mittels der Türsteuervorrichtung realisierte automatische selektive Türfreigabe aktiv ist und sämtliche Abstandssensoren einen Bahnsteig erkennen. Gegebenenfalls kann ein Ausfall eines oder mehrerer Abstandssensoren toleriert werden, sofern mittels der weiteren ordnungsgemäß funktionierenden Abstandssensoren ein Bahnsteig sicher und zuverlässig erkannt werden kann.
Die Abstandssensoren werden von den Türsteuergeräten bzw. den jeweiligen Türsteuereinheiten überwacht. Störungen oder Funktionsunfähigkeiten werden mittels des Fahrzeugbusses übertragen und dem Triebzugführer des Schienenfahrzeugs auf einem dazu befähigten Terminal angezeigt. Der Triebzugführer kann jederzeit das mittels der Türsteuervorrichtung eingerichtete automatische System deaktivieren und die Fahrgasttüren manuell über das Terminal sperren oder freigeben. Bei Störungen stellt die Türsteuervorrichtung sicher, dass eine Meldung an den Triebzugführer erfolgt und/oder dass die Fahrgasttüren nicht freigegeben werden.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Schienenfahrzeug mit einem Personenwagen zur Beförderung von Fahrgästen und einer Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Türsteuervorrichtung, die in oder an dem Personenwagen angeordnet ist. Insbesondere kann das Schienenfahrzeug eine Mehrzahl von Fahrgasttüren aufweisen, die jeweils Teil einer Türsteuervorrichtung sind und somit automatisch selektiv und datenquellenunabhängig angesteuert werden können. Dadurch, dass das Schienenfahrzeug, eine Ausgestaltung der zuvor beschriebenen Türsteuervorrichtung umfasst, sind beschriebene Eigenschaften und Merkmale der Türsteuervorrichtung auch für das Schienenfahrzeug offenbart und umgekehrt.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst ein Verfahren zum Betreiben einer Türsteuerung für ein Schienenfahrzeug ein Bereitstellen eines Wagenkastens und einer Fahrgasttür, die mit dem Wagenkasten gekoppelt ist und die ein Türblatt umfasst, das relativ zu dem Wagenkasten beweglich angeordnet ist, um einen Durchgang durch die Fahrgasttür freizugeben oder zu sperren. Das Verfahren umfasst ferner ein Bereitstellen mindestens einer Sensoreinheit, die an einer vorgegebenen Position mit dem Wagenkasten gekoppelt und der Fahrgasttür zugeordnet ist und die zumindest einen Abstandssensor umfasst. Das Verfahren umfasst weiter ein Empfangen eines Messsignals des Abstandssensors, das repräsentativ ist für das Vorhandensein eines Objekts in einem vorgegebenen Abstandsbereich von der Fahrgasttür und ein Ermitteln eines Vorhandenseins eines Bahnsteigs in dem vorgegebenen Abstandsbereich von der Fahrgasttür in Abhängigkeit von dem empfangenen Messsignal des Abstandssensors. Das Verfahren umfasst außerdem ein Steuern der Fahrgasttür in Abhängigkeit von dem ermittelten Vorhandensein eines Bahnsteigs. Das Steuern der Fahrgasttür ist insbesondere davon abhängig, ob ein Bahnsteig erkannt wurde oder nicht, und kann ein Freigeben oder Sperren der zugehörigen Fahrgasttür umfassen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung umfasst das Verfahren weiter ein Bereitstellen einer Türsteuereinheit, die signaltechnisch mit der oder den Sensoreinheiten gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, ein automatisches selektives Freigeben oder Sperren der zugehörigen Fahrgasttür zu steuern, und ein Bereitstellen eines Fahrzeugbusses, der signaltechnisch mit der Türsteuereinheit gekoppelt ist. Ferner umfasst das weitergebildete Verfahren ein Bereitstellen eines Signals der Türsteuereinheit mittels des Fahrzeugbusses für eine Ausgabeeinheit in Abhängigkeit von dem Messsignal des Abstandsensors des oder der Sensoreinheiten, und ein Ausgeben einer Information mittels einer Ausgabeeinheit in Abhängigkeit von dem mittels des Fahrzeugbusses bereitgestellten Signal der Türsteuereinheit.
Das Verfahren kann insbesondere mit einer Ausgestaltung der beschriebenen Türsteuervorrichtung durchgeführt werden. Daher sind Eigenschaften und Merkmale der zuvor beschriebenen Türsteuervorrichtung auch für das Verfahren zum Betreiben einer Türsteuerung für das Schienenfahrzeug offenbart und umgekehrt.
Die oben genannten Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung und die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden durch die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele der Erfindung in Verbindung mit den entsprechenden Figuren weitergehend erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einer Türsteuervorrichtung,
2 ein Ausführungsbeispiel der Türsteuervorrichtung des Schienenfahrzeugs,
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel der Türsteuervorrichtung des Schienenfahrzeugs,
4 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Betreiben einer Türsteuervorrichtung des Schienenfahrzeugs.

Elemente gleicher Konstruktion und Funktion sind figurenübergreifend mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind gegebenenfalls nicht alle Elemente in sämtlichen Figuren mit zugehörigen Bezugszeichen gekennzeichnet.
1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Schienenfahrzeug 1 mit einer Türsteuervorrichtung 10 zum Betreiben einer Türsteuerung des Schienenfahrzeugs 1. Wie nachfolgend anhand der 2 bis 4 erläutert wird, stellt die Türsteuervorrichtung 10 eine kostengünstige und zuverlässige Regelung zur Türsteuerung von Fahrgasttüren 12 des Schienenfahrzeugs 1 bereit, welche zu einem zuverlässigen Betrieb des Schienenfahrzeugs 1 beiträgt und einen sicheren Fahrgastwechsel ermöglicht.
Die Türsteuervorrichtung 10 weist einen Wagenkasten 11 und eine Fahrgasttür 12 auf, die mit dem Wagenkasten 11 gekoppelt ist und die zwei Türblätter 13 umfasst, die entlang einer Fahrtrichtung F des Schienenfahrzeugs 1 relativ zu dem Wagenkasten 11 beweglich angeordnet sind, um einen Durchgang durch die Fahrgasttür 12 freizugeben oder zu sperren. Die Türsteuervorrichtung 10 weist ferner drei Sensoreinheiten 15, 16, 17 auf, die der Fahrgasttür 12 zugeordnet sind und an vorgegebenen Positionen in oder an dem Wagenkasten 11 verbaut sind.
In Bezug auf eine übliche Bahnsteighöhe sind die Sensoreinheiten 15, 16, 17 so mit dem Wagenkasten 11 gekoppelt, dass sie sich unterhalb eines Höhenniveaus 18 einer Oberkante eines konventionellen Bahnsteigs befinden. Alternativ formuliert sind die Sensoreinheiten 15, 16, 17 so mit dem Wagenkasten 11 gekoppelt, dass sie sich unterhalb eines Höhenniveaus 18 einer Unterkante 124 der Fahrgasttür 12 befinden. Jede Sensoreinheit 15, 16, 17 umfasst zwei Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172, die dazu ausgebildet sind, in einem vorgegebenen Abstandsbereich von der Fahrgasttür 12 ein Vorhandensein eines Bahnsteigs 18 zu erkennen.
2 zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Türsteuervorrichtung 10 mit einer möglichen Anordnung der Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 bzw. der Sensoreinheit 15, 16, 17 am Wagenkasten 11. Die Fahrgasttür 12 weist zwei bewegliche Türblätter 13 auf, die bei Bedarf in entgegengesetzter Richtung öffnen und einen Durchgang durch die Fahrgasttür 12 freigeben. Je eine Sensoreinheit 15 und 17 ist zu beiden Seiten der Fahrgasttür 12 angeordnet, die entgegengesetzte seitlichen Türenden 121 und 123 der Fahrgasttür 12 ausbilden. Das Sensorpaar 16 ist mittig zu der Fahrgasttür 12 in oder an dem Wagenkasten 11 positioniert. Mittels einer solchen Anordnung von Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 kann sichergestellt werden, dass sich die komplette Fahrgasttür 12 im Bahnsteigbereich befindet.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Türsteuervorrichtung 10 bzw. eine Mehrzahl von Türsteuervorrichtungen 10, die einer jeweiligen Fahrgasttür 12 des Schienenfahrzeugs 1 zugeordnet sind. 3 illustriert somit ein Ausführungsbeispiel des Schienenfahrzeugs 1, das vier Fahrgasttüren 12 gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst. Jede Türsteuervorrichtung 10 umfasst ferner eine Türsteuereinheit 14, die signaltechnisch mit den zugehörigen Sensoreinheit 15, 16, 17 gekoppelt ist. Die Türsteuereinheit 14 umfasst zum Beispiel einen Datenspeicher und eine Recheneinheit und ist dazu eingerichtet, die Messsignale der Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 auszuwerten und Steuersignale bereitzustellen.
Zudem sind die Türsteuereinheiten 14 der Türsteuervorrichtungen 10 signaltechnisch mit einen Fahrzeugbus 19 gekoppelt, welcher zum Beispiel als zentrale Datenleitung mit einer Fahrzeugsteuerung des Schienenfahrzeugs 1 verbunden ist. Die Auswertung der Messsignale der Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 und eine Verknüpfung mit übergeordneten Steuersignalen der Fahrzeugsteuerung, wie zum Beispiel einer zentralen Türfreigabe, kann in den den Fahrgasttüren 12 zugeordneten Türsteuereinheiten 14 erfolgen. Eine Türfreigabe erfolgt dann zum Beispiel nur, wenn die Fahrgasttüren 12 von der übergeordneten Türsteuerung freigegeben sind, die jeweils mittels der Türsteuervorrichtung 10 realisierte automatische selektive Türfreigabe aktiv ist und sämtliche Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 einen Bahnsteig erkennen.
Die Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 werden von der jeweiligen Türsteuereinheit 14 überwacht. Störungen oder Funktionsunfähigkeiten können mittels des Fahrzeugbusses 19 übertragen und dem Triebzugführer des Schienenfahrzeugs 1 auf einem dazu befähigten Terminal angezeigt werden. Der Triebzugführer kann das mittels der Türsteuervorrichtung 10 eingerichtete automatische System deaktivieren oder überstimmen und die jeweilige Fahrgasttür 12 manuell über das Terminal sperren oder freigeben. Bei Störungen stellt die Türsteuervorrichtung 10 zum Beispiel sicher, dass eine Meldung an den Triebzugführer erfolgt und/oder dass die entsprechende Fahrgasttür 12 nicht freigegeben wird.
Ein Verfahren zum Betreiben der Türsteuerung für das Schienenfahrzeug 1 kann gemäß dem in 4 gezeigten Ablaufdiagramm durchgeführt werden. Bei einem Halt des Schienenfahrzeugs 1 in einem Bahnhof werden in einem Schritt S1 Messsignale der Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 empfangen, die repräsentativ sind für das Vorhandensein eines Objekts in einem vorgegebenen Abstandsbereich von der zugehörigen Fahrgasttür 12. Der Abstandsbereich, der mittels der Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 überwacht wird, beträgt zum Beispiel 5-50 cm.
In einem weiteren Schritt S3 wird ein Vorhandensein eines Bahnsteigs in dem vorgegebenen Abstandsbereich von der Fahrgasttür 12 in Abhängigkeit von den empfangenen Messsignalen der Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 ermittelt. Die Messsignale werden ausgewertet und es wird entschieden, ob ein Bahnsteig erkannt ist oder nicht.
In einem weiteren Schritt S5 erfolgt ein Steuern der Fahrgasttür 12 in Abhängigkeit von dem ermittelten Vorhandensein eines Bahnsteigs. Das Steuern der Fahrgasttür 12 umfasst zum Beispiel ein Freigeben, wenn ein Bahnsteig erkannt wurde, oder Sperren, wenn kein Bahnsteig erkannt wurde oder eine Fehlfunktion vorliegt.
Das Verfahren kann ferner in einem weiteren Schritt S7 ein Bereitstellen eines Signals der jeweiligen Türsteuereinheit 14 mittels des Fahrzeugbusses 19 für eine Ausgabeeinheit in Abhängigkeit von dem Messsignal der Abstandsensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 umfassen. Dabei kann eine akustische und/oder visuelle Information mittels einer Ausgabeeinheit in Abhängigkeit von dem mittels des Fahrzeugbusses 19 bereitgestellten Signal der Türsteuereinheit 14 für den Triebzugführer des Schienenfahrzeugs 1 ausgegeben werden.
Mittels des beschriebenen Verfahrens und der Türsteuervorrichtung 10 kann zu einem zuverlässigen und kostengünstigen Betrieb des Schienenfahrzeugs 1 beitragen und ein sicherer Fahrgastwechsel ermöglicht werden. Die Türsteuervorrichtung 10 umfasst vorzugsweise mehrere Abstandssensoren 151, 152, 161, 162, 171, 172 und benötigt keine Balisentechnik oder GPS-Koordinaten für ein automatisches Sperren von Fahrgasttüren 12 außerhalb eines Bahnsteigbereiches. Somit ist eine infrastruktur- und datenbankunabhängige automatische selektive Türsteuerung für das Schienenfahrzeug 1 realisierbar.
Obwohl die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen detailliert dargestellt und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsbeispiele und die darin erläuterten konkreten Merkmalskombinationen beschränkt. Weitere Variationen der Erfindung können von einem Fachmann erhalten werden, ohne den Schutzumfang der beanspruchten Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Schienenfahrzeug
10: Türsteuervorrichtung
11: Wagenkasten des Schienenfahrzeugs
12: Fahrgasttür
121: seitliches Türende der Fahrgasttür
122: Türmitte der Fahrgasttür
123: seitliches Türende der Fahrgasttür
124: Unterkante der Fahrgasttür
13: Türblatt der Fahrgasttür
14: Fahrzeugbus
15: erste Sensoreinheit / erstes Sensorpaar
151: Abstandssensor der ersten Sensoreinheit
152: Abstandssensor der ersten Sensoreinheit
16: zweite Sensoreinheit / zweites Sensorpaar
161: Abstandssensor der zweiten Sensoreinheit
162: Abstandssensor der zweiten Sensoreinheit
17: dritte Sensoreinheit / drittes Sensorpaar
171: Abstandssensor der dritten Sensoreinheit
172: Abstandssensor der dritten Sensoreinheit
18: Höhenniveau einer Oberkante eines Bahnsteigs / der Unterkante der Fahrgasttür
19: Türsteuereinheit
100: Schienenfahrzeug
F: Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs
S(i): Schritt eines Verfahrens zum Betreiben einer Türsteuerung für das Schienenfahrzeug

Claims

Türsteuervorrichtung (10) für ein Schienenfahrzeug (1), aufweisend: - einen Wagenkasten (11), - eine Fahrgasttür (12), die mit dem Wagenkasten gekoppelt ist und die ein Türblatt (13) umfasst, das relativ zu dem Wagenkasten (11) beweglich angeordnet ist, um einen Durchgang durch die Fahrgasttür (12) freizugeben oder zu sperren, und - mindestens eine Sensoreinheit (15, 16, 17), die an einer vorgegebenen Position mit dem Wagenkasten (11) gekoppelt und der Fahrgasttür (12) zugeordnet ist und die zumindest einen Abstandssensor (151, 152, 161, 162, 171, 172) umfasst, der dazu ausgebildet ist, in einem vorgegebenen Abstandsbereich von der Fahrgasttür (12) ein Vorhandensein eines Bahnsteigs (18) zu erfassen.
Türsteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1, aufweisend: drei Sensoreinheiten (15, 16, 17), von denen jeweils eine Sensoreinheit (15, 17) einem seitlichen Ende (121, 123) und eine Sensoreinheit (16) einer Mitte (122) des Durchgangs der Fahrgasttür (12) zugeordnet ist.
Türsteuervorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, bei der die mindestens eine Sensoreinheit (15, 16, 17) zwei oder mehr Abstandssensoren (151, 152, 161, 162, 171, 172) umfasst.
Türsteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der zumindest eine Abstandssensor (151, 152, 161, 162, 171, 172) das Vorhandensein eines Bahnsteigs (18) auf Basis einer optischen Abstandsmessung erfasst.
Türsteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die mindestens eine Sensoreinheit (15, 16, 17) bezogen auf eine betriebsgemäße Ausrichtung des Wagenkastens (11) unterhalb einer Unterkante (124) des Durchgangs der Fahrgasttür (12) an oder in dem Wagenkasten (11) angeordnet ist.
Türsteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, aufweisend: eine Türsteuereinheit (14), die signaltechnisch mit der oder den Sensoreinheiten (15, 16, 17) gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, ein automatisches Freigeben oder Sperren der zugehörigen Fahrgasttür (12) zu steuern.
Türsteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, aufweisend: einen Fahrzeugbus (19), der signaltechnisch mit der oder den Sensoreinheiten (15, 16, 17) gekoppelt ist und dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit von einem Messsignal eines Abstandsensors (151, 152, 161, 162, 171, 172) des oder der Sensoreinheiten (15, 16, 17) ein Signal für eine Ausgabeeinheit bereitzustellen.
Schienenfahrzeug (1), umfassend: - einen Personenwagen zur Beförderung von Fahrgästen, und - eine Türsteuervorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, die mit dem Personenwagen gekoppelt ist.
Verfahren zum Betreiben einer Türsteuerung für ein Schienenfahrzeug (1), das mittels einer Türsteuervorrichtung (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchführbar ist, umfassend: - Ansteuern des mindestens einen Abstandssensors (151, 152, 161, 162, 171, 172) und Empfangen eines Messsignals des Abstandssensors (151, 152, 161, 162, 171, 172), - Auswerten des Messsignals des Abstandssensors (151, 152, 161, 162, 171, 172) und Bestimmen, ob in einem vorgegebenen Abstandsbereich von der Fahrgasttür (12) ein Bahnsteig (18) vorhanden ist, und - Steuern der Fahrgasttür (12) in Abhängigkeit von dem ermittelten Vorhandensein eines Bahnsteigs (18) und dadurch Freigeben oder Sperren der Fahrgasttür (12).
Verfahren nach Anspruch 9, das mittels einer Türsteuervorrichtung (10) nach Anspruch 6 und 7 durchführbar ist, umfassend: - Bereitstellen eines Signals der Türsteuereinheit (14) für eine Ausgabeeinheit mittels des Fahrzeugbusses (19) in Abhängigkeit von dem mindestens einen Messsignal des zumindest einen Abstandsensors (151, 152, 161, 162, 171, 172) der mindestens einen Sensoreinheit (15, 16, 17), und - Ausgeben einer Information mittels der Ausgabeeinheit in Abhängigkeit von dem Signal der Türsteuereinheit (14) .