DE102020208797A1

DE102020208797A1 - Procedures for train protection and train protection equipment

Info

Publication number: DE102020208797A1
Application number: DE102020208797.0A
Authority: DE
Inventors: Bernd Waldmann; Malte Hammerl
Original assignee: Siemens Mobility GmbH
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2022-01-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugsicherung in einer eisenbahntechnischen Anlage (1), bei dem wenigstens ein Wert für eine Notbremsverzögerungsrate (EBR) im Betrieb von wenigstens einem Schienenfahrzeug (3) der eisenbahntechnischen Anlage (1) berücksichtigt wird. Um die Zugfolge der eisenbahntechnischen Anlage (1) zu optimieren, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der berücksichtigte Wert für die Notbremsverzögerungsrate (EBR) während der Fahrt des Schienenfahrzeugs (3) ermittelt und aktualisiert wird.Die Erfindung betrifft auch eine Zugsicherungseinrichtung (4) für eine eisenbahntechnische Anlage (1).The invention relates to a method for train protection in a railway system (1), in which at least one value for an emergency braking deceleration rate (EBR) is taken into account when at least one rail vehicle (3) of the railway system (1) is in operation. In order to optimize the train sequence of the railway system (1), the invention provides that the value taken into account for the emergency braking deceleration rate (EBR) is determined and updated while the rail vehicle (3) is running. The invention also relates to a train protection device (4) for a railway system (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zugsicherung in einer eisenbahntechnischen Anlage, bei dem wenigstens ein Wert für eine Notbremsverzögerungsrate im Betrieb von wenigstens einem Schienenfahrzeug der eisenbahntechnischen Anlage berücksichtigt wird.The invention relates to a method for train protection in a railway system, in which at least one value for an emergency braking deceleration rate is taken into account during operation of at least one rail vehicle in the railway system.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Zugsicherungseinrichtung für eine eisenbahntechnische Anlage, mit wenigstens einer Fahrzeugeinrichtung, die zum Einbau in einem Schienenfahrzeug der eisenbahntechnischen Anlage ausgebildet ist, wobei die Fahrzeugeinrichtung ausgebildet ist zur Zugsicherung wenigstens einen Wert für eine Notbremsverzögerungsrate von dem Schienenfahrzeug zu berücksichtigen, und mit wenigstens einer mit der Fahrzeugeinrichtung verbundenen Recheneinrichtung.The invention further relates to a train protection device for a railway system, with at least one vehicle device that is designed for installation in a rail vehicle of the railway system, the vehicle device being designed to take into account at least one value for an emergency braking deceleration rate of the rail vehicle for train protection, and with at least a computing device connected to the vehicle device.

In modernen Zugsicherungssystemen, wie beispielsweise einem CBTC (Communication Based Train Control) System ist üblicherweise für jedes Fahrzeug eine Notbremsverzögerungsrate definiert, die auch als Emergency Brake Rate (EBR) bezeichnet werden kann. Die Notbremsverzögerungsrate des Fahrzeugs bzw. Schienenfahrzeugs gibt an, mit welcher garantierten Bremsrate gerechnet werden kann, um das Fahrzeug zum Halten zu bringen. Das Fahrverhalten des Fahrzeugs und die verwendeten Fahr- und Bremskurven werden im Betrieb an die Notbremsverzögerungsrate angepasst. Durch die verwendeten Fahr- und Bremskurven der Fahrzeuge wird unter anderem der Abstand von einem Fahrzeug zum nächsten und damit die Anzahl der Fahrzeuge auf einer Fahrstrecke bestimmt. Um möglichst dichte Zugfolgen zu realisieren, ist es wünschenswert, die Fahr- und Bremskurven der Fahrzeuge für einen möglichst dichten Zugabstand auszulegen und gleichzeitig eine hohe Sicherheit zu garantieren.In modern train protection systems, such as a CBTC (Communication Based Train Control) system, an emergency braking deceleration rate is usually defined for each vehicle, which can also be referred to as the Emergency Brake Rate (EBR). The emergency braking deceleration rate of the vehicle or rail vehicle indicates the guaranteed braking rate that can be expected to bring the vehicle to a standstill. The driving behavior of the vehicle and the driving and braking curves used are adapted to the emergency braking deceleration rate during operation. The driving and braking curves used by the vehicles determine, among other things, the distance from one vehicle to the next and thus the number of vehicles on a route. In order to achieve the closest possible train sequences, it is desirable to design the driving and braking curves of the vehicles for the closest possible train spacing and at the same time to guarantee a high level of safety.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Zugsicherung und eine Zugsicherungseinrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen möglichst dichte Zugfolgen realisierbar sind.It is therefore the object of the present invention to provide a method for train protection and a train protection device of the type mentioned at the outset, with which train sequences that are as dense as possible can be implemented.

Für das eingangs genannte Verfahren wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der berücksichtigte Wert für die Notbremsverzögerungsrate während der Fahrt des Schienenfahrzeugs ermittelt und aktualisiert wird.For the method mentioned at the outset, the object is achieved according to the invention in that the value taken into account for the emergency braking deceleration rate is determined and updated while the rail vehicle is in motion.

Für die eingangs genannte Zugsicherungseinrichtung wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Recheneinrichtung zum Ermitteln des wenigstens eines Wertes für die Notbremsverzögerungsrate des Schienenfahrzeugs ausgebildet ist und die Fahrzeugeinrichtung ausgebildet ist, den berücksichtigten Wert für die Notbremsverzögerungsrate während der Fahrt des Schienenfahrzeugs zu aktualisieren.For the train protection device mentioned at the outset, the object is achieved according to the invention in that the computing device is designed to determine the at least one value for the emergency braking deceleration rate of the rail vehicle and the vehicle device is designed to update the value taken into account for the emergency braking deceleration rate while the rail vehicle is in motion.

Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass die Notbremsverzögerungsrate nicht fix ist, sondern verändert werden kann. Der Wert für die Notbremsverzögerungsrate wird aktualisiert und dynamisch angepasst. Dadurch können unter anderem auch Zugabstände verkleinert werden. So ist es möglich, den Zugverkehr in der eisenbahntechnischen Anlage zu verdichten, da der aktuelle Wert für die Notbremsverzögerungsrate erhöht ist, weil weniger Sicherheitsaufschläge nötig sind. Bei Zugsicherungsverfahren aus dem Stand der Technik, die eine feste Notbremsverzögerungsrate verwenden, ist diese immer für einen schlimmsten anzunehmenden Fall ausgerichtet. Für diesen schlimmsten anzunehmenden Fall wird beispielsweise von einer relativ schlechten Haftreibung der Rad-Schiene-Verbindung ausgegangen und auch von einem nicht optimalen Bremsverhalten des Schienenfahrzeugs. Es wird also permanent mit einkalkuliert, dass beispielsweise die Schienen durch nasse Blätter rutschig sein könnten und/oder die Bremsen des Schienenfahrzeugs abgenutzt oder sogar teilweise ausgefallen sein könnten. Erfindungsgemäß können dagegen zumindest einige variable Parameter ermittelt werden, die den Wert der Notbremsverzögerungsrate mitbestimmen. So kann ein aktueller Wert für die Notbremsverzögerungsrate ermittelt werden, der zumindest für eine bestimmte Zeit oder einen bestimmten Streckenabschnitt angenommen werden kann. Dieser aktuelle Wert kann dann auf dem Schienenfahrzeug aktualisiert werden. Wenn durch diese aktuellen Parameter eine größere Notbremsverzögerungsrate ermittelt wird, kann die Zugdichte erhöht werden. Die Schienenfahrzeuge können also mit größerer Geschwindigkeit einen Haltepunkt anfahren. Wenn sich die Parameter dagegen in die andere Richtung verändern, so dass eine verringerte Notbremsverzögerungsrate ermittelt wird, wird die Zugdichte gesenkt. So wird die Sicherheit in der eisenbahntechnischen Anlage garantiert. Erfindungsgemäß können alle möglichen Parameter ermittelt und berücksichtig werden, die einen Einfluss auf den aktuellen Wert der Notbremsverzögerungsrate haben. Diese Parameter können sowohl fahrzeugseitig als auch streckenseitig ermittelt werden.The solution according to the invention has the advantage that the emergency braking deceleration rate is not fixed but can be changed. The emergency braking deceleration rate value is updated and dynamically adjusted. As a result, among other things, train distances can also be reduced. It is thus possible to intensify train traffic in the railway system, since the current value for the emergency braking deceleration rate is higher because fewer safety margins are required. In prior art train protection schemes using a fixed emergency braking deceleration rate, this is always oriented to a worst case scenario. For this worst case scenario, it is assumed, for example, that the static friction of the wheel-rail connection is relatively poor and that the braking behavior of the rail vehicle is not optimal. It is therefore constantly taken into account that, for example, the rails could be slippery due to wet leaves and/or the brakes of the rail vehicle could be worn out or even partially failed. According to the invention, on the other hand, at least a few variable parameters can be determined that also determine the value of the emergency braking deceleration rate. In this way, a current value for the emergency braking deceleration rate can be determined, which can be assumed at least for a specific time or a specific route section. This current value can then be updated on the rail vehicle. If a larger emergency braking deceleration rate is determined by these current parameters, the train density can be increased. The rail vehicles can therefore approach a stopping point at greater speed. On the other hand, if the parameters change in the other direction so that a reduced emergency braking deceleration rate is determined, the train density will be reduced. This guarantees safety in the railway system. According to the invention, all possible parameters that have an influence on the current value of the emergency braking deceleration rate can be determined and taken into account. These parameters can be determined on the vehicle side as well as on the track side.

Die erfindungsgemäße Lösung kann durch vorteilhafte Ausgestaltung weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind.The solution according to the invention can be further developed by advantageous configurations that are described below.

So kann der Wert für die Notbremsverzögerungsrate unter Berücksichtigung von variablen Parametern ermittelt werden, die unabhängig vom Schienenfahrzeug sind. Beispiele für diese unabhängigen Parameter sind Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag, Tageszeit, Jahreszeit, bauliche Umgebungen eines Messpunkts, Schienenalter, Schienenkopfform oder die Höhe des Messpunkts über Normal Null. Die Verwendung dieser variablen Parameter hat den Vorteil, dass äußere Einflüsse Berücksichtigung finden, die einen Einfluss auf den Haftreibungskoeffizienten der Rad-Schiene-Verbindung und damit auch auf den Wert der Notbremsverzögerungsrate haben. Beispielsweise wird eine trockene Rad-Schiene-Verbindung erkannt, die einen größeren Haftreibungskoeffizienten und damit ein besseres Bremsverhalten zur Folge hat. Dadurch kann in einem solchen Abschnitt der Wert für die Notbremsverzögerungsrate erhöht und dadurch ggf. die Zugdichte erhöht werden. Beispielsweise liegt der Haftreibungskoeffizient im Eisenbahnbereich bei trockener Schiene bei etwa 0,3 und bei schlechten Bedingungen mit Nässe, jahreszeitbedingtem Laub auf den Schienen und Luftfeuchtigkeit lediglich bei etwa 0,05 bis 0,1. Der Umwelteinfluss auf den Haftreibungskoeffizienten ist auch in der DE 10 2018 209 920 B3 beschrieben. Optional können auch externe Parameter aus Wettervorhersagen und Daten eines Niederschlagradars in die Berechnung eingehen.In this way, the value for the emergency braking deceleration rate can be determined taking into account variable parameters that are independent of the rail vehicle. Examples of these independent Appropriate parameters are air temperature, humidity, precipitation, time of day, season, structural surroundings of a measuring point, rail age, shape of the rail head or the height of the measuring point above sea level. The use of these variable parameters has the advantage that external influences are taken into account that have an impact on the coefficient of static friction of the wheel-rail connection and thus also on the value of the emergency braking deceleration rate. For example, a dry wheel-rail connection is detected, which results in a higher coefficient of static friction and thus better braking behavior. As a result, the value for the emergency braking deceleration rate can be increased in such a section and the train density can thereby be increased if necessary. For example, the coefficient of static friction in the railway sector is about 0.3 when the rails are dry and only about 0.05 to 0.1 in poor conditions with wet conditions, seasonal leaves on the rails and humidity. The environmental influence on the coefficient of static friction is also in the DE 10 2018 209 920 B3 described. Optionally, external parameters from weather forecasts and data from a precipitation radar can also be included in the calculation.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann der Wert für die Notbremsverzögerungsrate für ein Fahren im wandernden Raumabstand berücksichtigt werden. Das Fahren im wandernden Raumabstand wird beispielsweise bei CBTC-Systemen üblicherweise angewendet. Allerdings kann es auch bei anderen Zugsicherungssystemen, wie beispielsweise ETCS oder PTC verwendet werden. Beim Fahren im wandernden Raumabstand wird ein Wert für die Notbremsverzögerungsrate berücksichtigt, so dass erfindungsgemäß die Zugdichte zumindest abschnittsweise erhöht werden kann.In an advantageous embodiment, the value for the emergency braking deceleration rate can be taken into account for driving at a moving spatial distance. Traveling space travel is commonly used in CBTC systems, for example. However, it can also be used with other train protection systems such as ETCS or PTC. A value for the emergency braking deceleration rate is taken into account when driving at a moving spatial distance, so that, according to the invention, the train density can be increased at least in sections.

Um den Einfluss der eisenbahntechnischen Anlage auf den Straßenverkehr möglichst gering zu halten, kann anhand des berücksichtigten Werts für die Notbremsverzögerungsrate wenigstens ein Zeitpunkt bestimmt werden, zu dem eine Bahnübergangsanlage für das Schienenfahrzeug geschlossen werden soll. So kann die Bahnübergangsanlage beispielsweise bei gutem Wetter mit optimalen Haftreibungseigenschaften der Rad-Schiene-Verbindung länger offengehalten werden als bei Regen, wenn die Haftung zwischen Rad und Schiene schlechter ist. Selbstverständlich können auch weitere Einflüsse bei der Ermittlung des Schließzeitpunkts berücksichtigt werden, wie beispielsweise die Geschwindigkeit. Die Berücksichtigung der Geschwindigkeit bei der Steuerung einer Bahnübergangsanlage ist beispielsweise aus der DE 10 2011 079 186 A1 bekannt.In order to keep the influence of the railway system on road traffic as small as possible, at least one point in time at which a level crossing system should be closed for the rail vehicle can be determined using the value taken into account for the emergency braking deceleration rate. In good weather, for example, the level crossing system can be kept open longer with optimal static friction properties of the wheel-rail connection than in the rain, when the adhesion between wheel and rail is poorer. Of course, other influences can also be taken into account when determining the closing time, such as the speed. The consideration of the speed in the control of a level crossing system is, for example, from DE 10 2011 079 186 A1 known.

In einer vorteilhaften Weiterbildung kann der Wert für die Notbremsverzögerungsrate fahrzeugseitig bestimmt werden. Hierzu werden beispielsweise die variablen Parameter streckenseitig ermittelt und an das Schienenfahrzeug übermittelt. Selbstverständlich können auch fahrzeugseitig Parameter ermittelt werden, die Einfluss auf die Notbremsverzögerungsrate haben. Dies können auch Fahrzeugparameter sein, wie der Zustand der Bremsanlage, der beispielsweise mittels Bremsprobe oder Eigendiagnose ermittelt werden kann. Fahrzeugseitig wird dann die Notbremsverzögerungsrate berechnet und aktualisiert. Alternativ kann der Wert für die Notbremsverzögerungsrate auch streckenseitig bestimmt werden. Dies hat den Vorteil, dass fahrzeugseitig weniger Rechenkapazität benötigt wird.In an advantageous development, the value for the emergency braking deceleration rate can be determined on the vehicle side. For this purpose, for example, the variable parameters are determined on the track side and transmitted to the rail vehicle. Of course, parameters that influence the emergency braking deceleration rate can also be determined on the vehicle side. These can also be vehicle parameters, such as the condition of the brake system, which can be determined, for example, by means of a brake test or self-diagnosis. The emergency braking deceleration rate is then calculated and updated on the vehicle side. Alternatively, the value for the emergency braking deceleration rate can also be determined trackside. This has the advantage that less computing capacity is required on the vehicle side.

Um die Sicherheit des erfindungsgemäßen Zugsicherungsverfahrens zu erhöhen bzw. eine hohe Sicherheit zu garantieren, kann der Wert für die Notbremsverzögerungsrate redundant bestimmt werden. Wenn die redundant ermittelten Werte aufgrund eines Fehlers nicht übereinstimmen, wird dies erkannt und es können Gegenmaßnahmen getroffen werden. Das Schienenfahrzeug kann beispielsweise zum bisher verwendeten festen Wert für die Notbremsverzögerungsrate zurückkehren, der alle Sicherheitsaufschläge enthält. Die Sicherheit ist somit durch die redundante Ausführung auch im Fehlerfall gegeben.In order to increase the security of the train protection method according to the invention or to guarantee a high level of security, the value for the emergency braking deceleration rate can be determined redundantly. If the redundantly determined values do not match due to an error, this is recognized and countermeasures can be taken. For example, the rail vehicle can return to the previously used fixed value for the emergency braking deceleration rate, which includes all safety margins. The safety is thus given by the redundant design even in the event of an error.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Zugsicherungseinrichtung kann diese wenigstens eine Sensoreinrichtung aufweisen, die zur Ermittlung von vom Schienenfahrzeug unabhängigen Parametern ausgebildet ist. Dies hat den oben bereits beschriebenen Vorteil, dass die flexiblen Parameter, die beispielsweise Wettereinflüsse erfassen, bei der Bestimmung des Werts für die Notbremsverzögerungsrate berücksichtigt werden können.In an advantageous embodiment of the train protection device according to the invention, it can have at least one sensor device that is designed to determine parameters that are independent of the rail vehicle. This has the advantage, already described above, that the flexible parameters, which record weather influences, for example, can be taken into account when determining the value for the emergency braking deceleration rate.

Ferner kann die Zugsicherungseinrichtung ausgebildet sein, anhand des berücksichtigten Werts für die Notbremsverzögerungsrate wenigstens einen Zeitpunkt zu bestimmen, zu dem eine Bahnübergangsanlage für das Schienenfahrzeug geschlossen werden soll. Dies hat den ebenfalls oben bereits beschriebenen Vorteil, dass der Einfluss auf den Straßenverkehr minimiert werden kann, der von der eisenbahntechnischen Anlage ausgeht.Furthermore, the train protection device can be designed to determine at least one point in time at which a level crossing system for the rail vehicle is to be closed on the basis of the value taken into account for the emergency braking deceleration rate. This has the advantage, also described above, that the influence on road traffic that emanates from the railway system can be minimized.

Weiterhin umfasst die Erfindung auch eine eisenbahntechnische Anlage, die eine Zugsicherungseinrichtung nach einer der oben beschriebenen Ausführungsformen aufweist.Furthermore, the invention also includes a railway system that has a train protection device according to one of the embodiments described above.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die eisenbahntechnische Anlage wenigstens eine Bahnübergangsanlage aufweisen, die ausgebildet ist, zu einem von der Zugsicherungseinrichtung ermittelten Zeitpunkt zu schließen.In an advantageous embodiment, the railway system can have at least one track have a transition system which is designed to close at a time determined by the train protection device.

Des Weiteren wird ein Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des genannten erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder dessen Ausführungsbeispielen beansprucht, wobei mittels des Computerprogrammprodukts jeweils das erfindungsgemäße Verfahren und/oder dessen Ausführungsbeispiele durchführbar sind.Furthermore, a computer program product with program instructions for carrying out the method according to the invention and/or its exemplary embodiments is claimed, with the method according to the invention and/or its exemplary embodiments being able to be carried out in each case by means of the computer program product.

Darüber hinaus wird eine Bereitstellungsvorrichtung zum Speichern und/oder Bereitstellen des Computerprogrammprodukts beansprucht. Die Bereitstellungsvorrichtung ist beispielsweise ein Datenträger, der das Computerprogrammprodukt speichert und/oder bereitstellt. Alternativ und/oder zusätzlich ist die Bereitstellungsvorrichtung beispielsweise ein Netzwerkdienst, ein Computersystem, ein Serversystem, insbesondere ein verteiltes Computersystem, ein cloudbasiertes Rechnersystem und/oder virtuelles Rechnersystem, welches das Computerprogrammprodukt vorzugsweise in Form eines Datenstroms speichert und/oder bereitstellt.In addition, a provision device for storing and/or providing the computer program product is claimed. The provision device is, for example, a data carrier that stores and/or provides the computer program product. Alternatively and/or additionally, the provision device is, for example, a network service, a computer system, a server system, in particular a distributed computer system, a cloud-based computer system and/or virtual computer system, which stores and/or provides the computer program product preferably in the form of a data stream.

Die Bereitstellung erfolgt beispielsweise als Download in Form eines Programmdatenblocks und/oder Befehlsdatenblocks, vorzugsweise als Datei, insbesondere als Downloaddatei, oder als Datenstrom, insbesondere als Downloaddatenstrom, des vollständigen Computerprogrammprodukts. Diese Bereitstellung kann beispielsweise aber auch als partieller Download erfolgen, der aus mehreren Teilen besteht und insbesondere über ein Peer-to-Peer Netzwerk heruntergeladen oder als Datenstrom bereitgestellt wird. Ein solches Computerprogrammprodukt wird beispielsweise unter Verwendung der Bereitstellungsvorrichtung in Form des Datenträgers in ein System eingelesen und führt die Programmbefehle aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren auf einem Computer zur Ausführung gebracht wird.The provision takes place, for example, as a download in the form of a program data block and/or command data block, preferably as a file, in particular as a download file, or as a data stream, in particular as a download data stream, of the complete computer program product. However, this provision can also be made, for example, as a partial download, which consists of several parts and is downloaded in particular via a peer-to-peer network or provided as a data stream. Such a computer program product is, for example, read into a system using the provision device in the form of the data carrier and executes the program instructions, so that the method according to the invention is executed on a computer.

Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen in den beigefügten Zeichnungen erläutert.In the following, the invention will be explained with reference to the exemplary embodiments in the accompanying drawings.

Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen eisenbahntechnischen Anlage mit einer erfindungsgemäßen Zugsicherungseinrichtung;
2 eine schematische Darstellung eines Geschwindigkeit-Weg-Diagramms mit unterschiedlichen Fahr- bzw. Bremskurven.

Show it:

1 a schematic representation of an exemplary embodiment of a railway system according to the invention with a train protection device according to the invention;
2 a schematic representation of a speed-displacement diagram with different driving and braking curves.

Eine beispielhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen eisenbahntechnischen Anlage 1 umfasst eine Fahrstrecke 2, ein Schienenfahrzeug 3 und eine erfindungsgemäße Zugsicherungseinrichtung 4. Das Schienenfahrzeug 3 fährt in einer Fahrtrichtung 5 entlang der Fahrstrecke 2.An exemplary embodiment of the railway system 1 according to the invention comprises a route 2, a rail vehicle 3 and a train protection device 4 according to the invention. The rail vehicle 3 travels in a direction of travel 5 along the route 2.

Die Zugsicherungseinrichtung 4 ist in der beispielhaften Ausführungsform in 1 als eine CBTC-Zugsicherungseinrichtung ausgebildet. Die Zugsicherungseinrichtung 4 weist eine Fahrzeugeinrichtung 6, eine Sensoreinrichtung 7 und eine Recheneinrichtung 8 auf. Weiterhin umfasst die Zugsicherungseinrichtung 4 ggf. eine Zentraleinrichtung 9.In the exemplary embodiment, the train protection device 4 is 1 designed as a CBTC train protection device. The train protection device 4 has a vehicle device 6 , a sensor device 7 and a computing device 8 . Furthermore, the train protection device 4 may include a central device 9.

Für den Betrieb des Schienenfahrzeugs 3 ist in dessen Fahrzeugeinrichtung 6 eine Notbremsverzögerungsrate EBR hinterlegt. In Abhängigkeit von der Notbremsverzögerungsrate EBR ermittelt die Fahrzeugeinrichtung 6 die Fahr- bzw. Bremskurven, mit denen es an Gefahrpunkte 10 auf der Fahrstrecke 2 heranfährt. Bei einem ersten, beispielweise niedrigen Wert für die Notbremsverzögerungsrate fährt das Schienenfahrzeug mit einer beispielhaften ersten Bremskurve 11, wie sie in 2 dargestellt ist, an den Gefahrpunkt 10 heran. Bei einem im Vergleich zum ersten Wert höheren zweiten Wert für die Notbremsverzögerungsrate kann das Schienenfahrzeug 3 mit im Vergleich höherer Geschwindigkeit mit einer zweiten Bremskurve 12 an den Gefahrenpunkt 10 heranfahren. Die Fahrt und der Betrieb mit der Bremskurve 12 hat den Vorteil im Vergleich zur Bremskurve 11, dass der Zugverkehr verdichtet werden kann. Die beiden Bremskurven 11, 12 müssen bei Geschwindigkeit gleich Null nicht unbedingt am gleichen Punkt enden.An emergency braking deceleration rate EBR is stored in the vehicle device 6 for the operation of the rail vehicle 3 . Depending on the emergency braking deceleration rate EBR, the vehicle device 6 determines the driving or braking curves with which it approaches danger points 10 on the route 2 . At a first, for example low, value for the emergency braking deceleration rate, the rail vehicle travels with an exemplary first braking curve 11, as shown in 2 is shown, to the danger point 10 approach. If the second value for the emergency braking deceleration rate is higher than the first value, the rail vehicle 3 can approach the danger point 10 at a comparatively higher speed with a second braking curve 12 . Traveling and operating with braking curve 12 has the advantage over braking curve 11 that train traffic can be densified. The two braking curves 11, 12 do not necessarily have to end at the same point at zero speed.

Erfindungsgemäß ist der verwendete Wert für die Notbremsverzögerungsrate EBR des Schienenfahrzeugs 3 nicht fix, sondern wird aktualisiert. Hierfür ermittelt die Recheneinrichtung 8 einen aktuellen Wert für die Notbremsverzögerungsrate EBR und übermittelt diesen an die Fahrzeugeinrichtung 6. Zur Ermittlung von variablen Parametern, die den Wert für die Notbremsverzögerungsrate EBR beeinflussen können, weist die erfindungsgemäße Zugsicherungseinrichtung 4 die Sensoreinrichtung 7 auf.According to the invention, the value used for the emergency braking deceleration rate EBR of the rail vehicle 3 is not fixed but is updated. For this purpose, the computing device 8 determines a current value for the emergency braking deceleration rate EBR and transmits this to the vehicle device 6. The train protection device 4 according to the invention has the sensor device 7 to determine variable parameters that can influence the value for the emergency braking deceleration rate EBR.

Die Sensoreinrichtung 7 ist bei der beispielhaften Ausführungsform in 1 streckenseitig angeordnet. Die Sensoreinrichtung 7 ermittelt beispielsweise als Parameter die Lufttemperatur, Luftfeuchtigkeit und den aktuellen Niederschlag. Weiterhin kann die Sensoreinrichtung 7 auch weitere Parameter wie beispielsweise Tageszeit, Jahreszeit, bauliche Umgebungen des Messpunkts, an dem die Sensoreinrichtung 7 angeordnet ist, an die Recheneinrichtung 8 übermitteln. Weitere Parameter, die die Sensoreinrichtung 7 an die Recheneinrichtung 8 übermitteln kann, sind Schienenalter, Schienenkopfform oder auch die Höhe des Messpunkts über normal Null. Diese Parameter haben alle einen Einfluss auf den Haftreibungskoeffizienten zwischen Rad und Schiene und damit auch Einfluss auf den aktuellen Wert für die Notbremsverzögerungsrate EBR, der für einen Streckenabschnitt um die Sensoreinrichtung 7 herum angenommen werden kann. Die Sensoreinrichtung 7 ist beispielsweise mittels einer drahtlosen Funk-Verbindung, wie zum Beispiel WLAN oder LTE, mit der Recheneinrichtung 8 verbunden. Die Sensoreinrichtung 7 kann aber auch sehr nah an der Recheneinrichtung 8 platziert sein, so dass auch eine Kabelverbindung leicht möglich ist. Die Recheneinrichtung 8 und die Sensoreinrichtung 7 können auch einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sein.The sensor device 7 is in the exemplary embodiment in 1 arranged trackside. The sensor device 7 determines, for example, the air temperature, humidity and the current precipitation as parameters. Furthermore, the sensor device 7 can also transmit other parameters, such as time of day, season, structural surroundings of the measuring point at which the sensor device 7 is arranged, to the computing device 8 . Other parameters that the Sensor device 7 can transmit to the computing device 8 are rail age, rail head shape or the height of the measuring point above normal zero. These parameters all have an influence on the coefficient of static friction between the wheel and the rail and thus also on the current value for the emergency braking deceleration rate EBR, which can be assumed for a section of road around the sensor device 7 . The sensor device 7 is connected to the computing device 8 for example by means of a wireless radio connection, such as WLAN or LTE. However, the sensor device 7 can also be placed very close to the computing device 8, so that a cable connection is also easily possible. The computing device 8 and the sensor device 7 can also be arranged in a common housing.

Weiterhin ist auch die Zentraleinrichtung 9 mit der Recheneinrichtung 8 verbunden. Die Zentraleinrichtung 9 ist beispielsweise Teil einer zentralen Leitstelle und übermittelt Informationen aus dem Internet, wie beispielsweise Regenradardaten oder Wettervorhersagedaten an die Recheneinrichtung 8, die diese weiteren Parameter bei der Ermittlung des Werts für die Notbremsverzögerungsrate EBR berücksichtigt.Furthermore, the central device 9 is also connected to the computing device 8 . The central device 9 is part of a central control center, for example, and transmits information from the Internet, such as rain radar data or weather forecast data, to the computing device 8, which takes these additional parameters into account when determining the value for the emergency braking deceleration rate EBR.

Die Recheneinrichtung 8 ist in 1 als separate Einheit dargestellt. Allerdings kann diese auch in anderen Komponenten der Zusicherungseinrichtung 4 integriert sein, wie beispielsweise einer nicht dargestellten Streckeneinrichtung, insbesondere einer CBTC Streckeneinrichtung. Ferner ist die Recheneinrichtung 8 in 1 streckenseitig angeordnet. Die Recheneinrichtung 8 kann aber auch fahrzeugseitig angeordnet sein. Dort kann sie dann auch mit der Fahrzeugeinrichtung 6 kombiniert sein bzw. von der Fahrzeugeinrichtung 6 ausgebildet werden. Auf der Fahrzeugeinrichtung 6 ist in der Ausführungsform in 1 ein Computerprogrammprodukt mit Programmbefehlen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens installiert.The computing device 8 is in 1 shown as a separate entity. However, this can also be integrated in other components of the assurance device 4, such as a route device, not shown, in particular a CBTC route device. Furthermore, the computing device is 8 in 1 arranged trackside. However, the computing device 8 can also be arranged on the vehicle side. There it can then also be combined with the vehicle device 6 or formed by the vehicle device 6 . On the vehicle device 6 is in the embodiment in 1 installed a computer program product with program instructions for carrying out the method according to the invention.

Die erfindungsgemäße eisenbahntechnische Anlage 1 in der beispielhaften Ausführungsform in 1 umfasst weiterhin eine Bahnübergangsanlage 13. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Schließzeitpunkt der Bahnübergangsanlage 13 unter Berücksichtigung des aktualisierten Werts für die Notbremsverzögerungsrate bestimmt wird. Der Schließzeitpunkt des Bahnübergangs 13 wird somit dynamisch berechnet in Abhängigkeit von dem aktuell bestimmten Wert für die Notbremsverzögerungsrate. Dies hat den Vorteil, dass bei guten Bedingungen der Bahnübergang kürzer geschlossen ist als bei schlechten und so der Straßenverkehr kürzer blockiert werden muss. Die Recheneinrichtung 8 ermittelt den aktuellen Wert für die Notbremsverzögerungsrate und berechnet daraus, ggf. unter Einbezug weiterer Messgrößen, den optimalen sicheren Schließzeitpunkt für die Bahnübergangsanlage 13. Dieser ermittelte Schließzeitpunkt wird anschließend von der Recheneinrichtung 8 an die Bahnübergangsanlage 13 übermittelt. Dies geschieht vorzugsweise per kabelloser Funkübertragung, beispielsweise per WLAN oder LTE. Alternativ kann natürlich auch der aktuelle Wert für die Notbremsverzögerungsrate für das heranfahrende Schienenfahrzeug 3 an die Bahnübergangsanlage 13 geschickt werden. Die Bahnübergangsanlage 13 oder deren Steuerung kann dann den aktuellen Schließzeitpunkt für das heranfahrende Schienenfahrzeug 3 ermitteln. Ferner kann auch die Fahrzeugeinrichtung 6 den aktuellen Schließzeitpunkt berechnen und an die Bahnübergangsanlage 13 übermitteln.The railway system 1 according to the invention in the exemplary embodiment in 1 also includes a level crossing system 13. According to the invention, it is provided that a closing time of the level crossing system 13 is determined taking into account the updated value for the emergency braking deceleration rate. The closing time of the level crossing 13 is thus dynamically calculated as a function of the currently determined value for the emergency braking deceleration rate. This has the advantage that the level crossing is closed for a shorter period of time in good conditions than in bad ones, meaning that road traffic has to be blocked for a shorter period of time. The arithmetic unit 8 determines the current value for the emergency braking deceleration rate and uses this to calculate the optimal, safe closing time for the level crossing system 13, possibly including other measured variables. This determined closing time is then transmitted by the arithmetic unit 8 to the level crossing system 13. This is preferably done via wireless radio transmission, for example via WLAN or LTE. Alternatively, of course, the current value for the emergency braking deceleration rate for the approaching rail vehicle 3 can also be sent to the level crossing system 13 . The level crossing system 13 or its controller can then determine the current closing time for the approaching rail vehicle 3 . Furthermore, the vehicle device 6 can also calculate the current closing time and transmit it to the level crossing system 13 .

Da die Ermittlung der Notbremsverzögerungsrate eine sicherheitskritische Funktion der Zugsicherungseinrichtung 4 ist, ist ein redundanter Aufbau in der beispielhaften Ausführungsform in 1 vorgesehen. Hierfür sind die Sensoreinrichtung 7, die Recheneinrichtung 8 und die Fahrzeugeinrichtung 6 redundant ausgeführt und mit einem redundanten zweikanaligen Aufbau versehen. Beispielsweise können die Sensoreinrichtung 7 und die Recheneinrichtung 8 jeweils doppelt vorgesehen sein und unabhängig voneinander einen aktuellen Wert für die Notbremsverzögerungsrate ermitteln. Die ermittelten Werte werden anschließend beispielsweise von der Fahrzeugeinrichtung 6 verglichen und nur verwendet, wenn sie im Wesentlichen gleich sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein Fehler von einer der Komponenten durch die redundante Ausführung und den Vergleich der Ergebnisse bemerkt wird und nicht zu einer Gefahr in der eisenbahntechnischen Anlage 1 führen kann.Since the determination of the emergency braking deceleration rate is a safety-critical function of the train protection device 4, a redundant structure in the exemplary embodiment in 1 intended. For this purpose, the sensor device 7, the computing device 8 and the vehicle device 6 are redundant and provided with a redundant two-channel structure. For example, the sensor device 7 and the computing device 8 can each be provided in duplicate and determine a current value for the emergency braking deceleration rate independently of one another. The determined values are then compared, for example, by the vehicle device 6 and only used if they are essentially the same. This ensures that an error in one of the components is noticed by the redundant design and the comparison of the results and cannot lead to a hazard in the railway system 1 .

Durch die erfindungsgemäße Zugsicherungseinrichtung 4 und das darin angewendete erfindungsgemäße Verfahren können beispielsweise auch das Parken von Fahrzeugen oder der Halt von Fahrzeugen in den Stationen der eisenbahntechnischen Anlage 1 optimal durchgeführt werden. Jeweils wird ein zeitlich optimiertes Annähern an den jeweiligen Betriebshaltepunkt bzw. den Gefahrenhaltepunkt ermöglicht.The train protection device 4 according to the invention and the method according to the invention used therein can, for example, also be used to optimally park vehicles or stop vehicles in the stations of the railway system 1 . In each case, a time-optimized approach to the respective operating stopping point or the dangerous stopping point is made possible.

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

DE 102018209920 B3 [0009]
DE 102011079186 A1 [0011]

Claims

Method for train protection in a railway system (1), in which at least one value for an emergency braking deceleration rate (EBR) is taken into account during operation of at least one rail vehicle (3) of the railway system (1), characterized in that the value taken into account for the emergency braking deceleration rate (EBR) is determined and updated during operation of the rail vehicle (3).

procedure after claim 1 , characterized in that the value for the emergency braking deceleration rate (EBR) is determined taking into account variable parameters that are independent of the rail vehicle (3).

procedure after claim 2 , characterized in that the parameters used are air temperature, humidity, precipitation, time of day, season, structural surroundings of a measuring point, rail age, rail head shape or the height of a measuring point above sea level.

Method according to one of the above claims, characterized in that the value for the emergency braking deceleration rate (EBR) is taken into account for driving in a moving spatial distance.

Method according to one of the above claims, characterized in that at least one point in time at which a level crossing system (13) for the rail vehicle (3) should be closed is determined on the basis of the value taken into account for the emergency braking deceleration rate (EBR).

Method according to one of the above claims, characterized in that the value for the emergency braking deceleration rate (EBR) is determined on the vehicle side.

Method according to one of the above claims, characterized in that the value for the emergency braking deceleration rate (EBR) is determined on the track side.

Method according to one of the above claims, characterized in that the value for the emergency braking deceleration rate (EBR) is determined redundantly.

Train protection device (4) for a railway system (1), with at least one vehicle device (6) which is designed for installation in a rail vehicle (3) of the railway system (1), the vehicle device (6) being designed for train protection at least one value for an emergency braking deceleration rate (EBR) of the rail vehicle (3) to be taken into account, and with at least one computing device (8) connected to the vehicle device (6), characterized in that the computing device (8) for determining the at least one value for the emergency braking deceleration rate (EBR) of the rail vehicle (3) and the vehicle device (6) is designed to update the value taken into account for the emergency braking deceleration rate (EBR) during operation of the rail vehicle (3).

Train protection device (4) after claim 9 , characterized in that the train protection device (4) has at least one sensor device (7) arranged on the track side, which is designed to determine flexible parameters that are independent of the rail vehicle (3).

Train protection device (4) according to one of claims 9 until 10 , characterized in that the train protection device (4) is designed to use the value taken into account for the emergency braking deceleration rate (EBR) to determine at least one point in time at which a level crossing system (13) for the rail vehicle (3) should be closed.

Railway technical installation (1), characterized in that this has a train protection device (4) according to one of the above claims 9 until 11 having.

Railway technical system (1) after claim 12 , characterized in that the system (1) has at least one level crossing system (13) which is designed to close at a point in time determined by the train protection device (4).

Computer program product with program instructions for carrying out the method according to one of Claims 1 until 8th .

Provisioning device for the computer program product Claim 14 , wherein the provision device stores and/or provides the computer program product.