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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung einer Zugsteuerung.
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Das Fahrverhalten bzw. Bremsverhalten eines Zugs, der aus einem Triebfahrzeug und daran angekoppelten Wagen besteht, wird mit Hilfe einer Zugsteuerung beeinflusst, wobei Sicherungsvorgaben zu gewährleisten sind.
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Für die Erstellung bzw. Konfiguration der Zugsteuerung werden auf dem Triebfahrzeug (z.B. auf einer Lokomotive) Daten zu Eigenschaften des Zugs, des Triebfahrzeugs und der angekoppelten Wagen benötigt.
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Dazu zählen beispielsweise:
- - eine Gesamtmasse des Zugs,
- - eine Bremsart, die vom Triebfahrzeug und von vorbestimmten Wagen zu verwenden ist, z.B.:
- - Bremsart „Güterzugbremse, G“ - langsam wirkend, dadurch ergeben sich längere Bremswege,
- - Bremsart „Personenzugbremse, P“ - schnell wirkend, dadurch ergeben sich kürzere Bremswege,
- - Bremsart „Hochleistungsbremse, R (rapid)“ - optimiert für höhere Zug-Geschwindigkeiten,
- - andere Bremsarten, die ggf. länderspezifisch vorgegeben sind,
- - ein Bremsvermögen des Zugs, beschrieben durch
- - einen Wert „Bremshundertstel“: das sind dimensionslose Zahlen zur Bewertung des Bremsvermögens eines Zugs, die eine zulässige Streckengeschwindigkeit in einem Streckenabschnitt bestimmen, und
- - einen Wert „Bremsgewicht“: das ist eine in der Einheit „Tonne, t“ (=1000 kg) angegebene Gewichtsgröße zur Bewertung des Bremsvermögens eines Zugs; das Bremsgewicht gibt an, welche Fahrzeugmasse von den Bremsen innerhalb eines vorgegebenen Bremswegs und ausgehend von einer vorgegebenen Geschwindigkeit zum Stillstand gebracht werden kann,
- - eine Zuglänge,
- - eine zulässige Maximalgeschwindigkeit des Zuges,
- - eine Zugart (z.B. Güterzug, Personenzug, Zug im Nahverkehr, Zug im Fernverkehr, etc.)
- - einen Typ der im Zug vorhandenen Bremsen (z. B. Scheibenbremse, etc.)
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Zur Erstellung der Zugsteuerung werden diese Daten in eine elektronische Leittechnik im Triebfahrzeug eingegeben, die unter Verwendung von Algorithmen die Zugsteuerung dann konfiguriert bzw. erstellt.
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Da diese Daten von der Zusammenstellung des Zuges und den dabei verwendeten Wagentypen abhängig sind, müssen sie bei jeder erfolgenden bzw. neuen Zug-Zusammenstellung dem Triebfahrzeugführer manuell zur Verfügung gestellt werden.
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Für einen betrachteten Wagen des Zugs wird von der Zugsteuerung in Abhängigkeit von der Wagen-Position im Zug eine Bremsart ermittelt, die dann am Wagen vor Beginn der Fahrt manuell eingestellt werden muss.
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Die oben genannten Daten werden bei jeder Zug-Zusammenstellung von einer Leitstelle bzw. von einer Fahrzeugdisposition für den Zug gesammelt und dem Triebfahrzeugführer mit einem Handzettel oder auch in elektronischer Form zur Verfügung gestellt.
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Der Triebfahrzeugführer gibt diese Daten vor Fahrtbeginn über ein Führerstands-Display in die Leittechnik des Triebfahrzeugs ein.
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Der Triebfahrzeugführer muss sich durch eine manuell durchgeführte Sichtkontrolle davon überzeugen, dass die elektronische Fahrzeugleittechnik die Daten korrekt übernommen hat.
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Zukünftig sollen Züge automatisiert und damit ohne aktive Beteiligung eines Triebfahrzeugführers bewegt werden, so dass dessen Mitwirkung bei der Erstellung der Zugsteuerung entfallen wird.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erstellung einer Zugsteuerung anzugeben, das in einem automatisierten Betrieb eines Zugs und damit ohne Beteiligung eines Triebfahrzeugführers anwendbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Erstellung einer Zugsteuerung, mit der das Fahrverhalten und Bremsverhalten eines Zugs beeinflusst wird, besteht der Zug aus einem Triebfahrzeug und zumindest einem daran angekoppelten Wagen.
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Bei der Zusammenstellung des Zugs wird jeder Wagen mit dem Triebfahrzeug über eine Datenverbindung verbunden.
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Relevante Daten, die seitens der Wagen vorliegen und zur Erstellung der Zugsteuerung benötigt werden, werden von jedem Wagen über die Datenverbindung zu einer elektronischen Leittechnik des Triebfahrzeugs übertragen.
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Die Leittechnik verwendet die relevanten Daten der Wagen und relevante Daten, die seitens des Triebfahrzeugs vorliegen und zur Erstellung der Zugsteuerung benötigt werden, dazu, um die Zugsteuerung automatisiert zu erstellen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beschreiben die relevanten Daten jeweilige spezifische Eigenschaften des zugeordneten Wagens und beschrieben diesen damit spezifisch.
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In einer bevorzugten Weiterbildung sind bzw. werden die spezifischen Daten eines betrachteten Wagens seitens des Wagens elektronisch abgespeichert. Bevorzugt erfolgt die Abspeicherung der Daten derart, dass diese dort vor unbefugtem Zugriff gesichert abgespeichert sind.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beschreiben die relevanten Daten des Triebfahrzeugs dieses spezifisch.
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In einer bevorzugten Weiterbildung sind bzw. werden die spezifischen Daten seitens des Triebfahrzeugs elektronisch abgespeichert. Bevorzugt erfolgt die Abspeicherung der Daten derart, dass diese dort vor unbefugtem Zugriff gesichert abgespeichert sind.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beschreiben die relevanten Daten eine Reihung der Wagen bzw. eine Position eines Wagens im Zug.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beschreiben die relevanten Daten eine Gesamtmasse eines Wagens bzw. des Triebfahrzeugs.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beschreiben die relevanten Daten eine Länge des Wagens bzw. des Triebfahrzeugs.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beschreiben die relevanten Daten eine Wagenart des Wagens bzw. eine Art des Triebfahrzeugs.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beschreiben die relevanten Daten eine vorhandene Bremsvorrichtung im Wagen bzw. im Triebfahrzeug.
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In einer bevorzugten Weiterbildung beschreiben die relevanten Daten ein Bremshundertstel und ein Bremsgewicht.
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In einer bevorzugten Weiterbildung errechnet die Leittechnik aus den Daten eine Gesamtmasse des Zugs und/oder eine Gesamtlänge des Zugs.
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In einer bevorzugten Weiterbildung legt die Leittechnik basierend auf den Daten und basierend auf einer Reihung der Wagen im Zug eine Bremsart für jeden einzelnen Wagen fest.
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In einer bevorzugten Weiterbildung bestimmt die Leittechnik für den Zug eine zulässige Maximalgeschwindigkeit.
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In einer bevorzugten Weiterbildung legt die Leittechnik basierend auf den Daten für einen spezifischen Wagen eine spezifische Bremsart fest.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird die spezifische Bremsart vom Triebfahrzeug über die Datenverbindung zum spezifischen Wagen übertragen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird die spezifische Bremsart am zugeordneten spezifischen Wagen automatisiert eingestellt.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird die Übertragung der Daten zwischen dem Wagen und dem Triebfahrzeug bzw. der dortigen Leittechnik mit einem sicheren Datenübertragungsverfahren durchgeführt, um die Daten gegen unbeabsichtigte oder unberechtigte Datenverfälschungen abzusichern.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird bei einem auftretenden Fehler während der Datenübertragung mit einer einstellbaren Anzahl an Wiederholungen eine wiederholte Datenübertragung durchgeführt, um die relevanten Daten erneut und fehlerfrei zu übertragen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung liest die Leittechnik des Triebfahrzeugs zur Prüfung und Absicherung aus allen Wagen des Zugs die dort jeweils eingestellte Bremsart über die Datenverbindung aus und vergleicht diese mit den Vorgaben der Leittechnik.
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In einer bevorzugten Weiterbildung wird bei einem detektierten Fehler bei der rückgemeldeten Bremsart oder bei einer fehlenden Rückmeldung der Bremsart an das Triebfahrzeug mit einer einstellbaren Anzahl an Wiederholungen eine wiederholte Bremsart-Übertragung an einen betroffenen Wagen und nachfolgender Rückmeldung der Bremsart durchgeführt, bis deren korrekte Einstellung durch die Rückübertragung und den Vergleich seitens des Triebfahrzeugs festgestellt wird.
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In einer bevorzugten Weiterbildung speichert die Leittechnik des Triebfahrzeugs alle berechneten Werte ab und übermittelt diese an eine Landseite bzw. Leitstelle.
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In einer bevorzugten Weiterbildung erfolgt durch die Leittechnik eine Parametrierung von fahrzeugseitigen Subsystemen, insbesondere von Zugsicherungssystemen.
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In einer bevorzugten Weiterbildung werden nach Erhalt einer Freigabe durch die Leittechnik die für den Zug ermittelten Daten für Steuerungsaufgaben verwendet.
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Durch die vorliegende Erfindung werden bisher notwendige, manuelle Vorgänge (z.B. manuelle Berechnung der Bremsart der Wagen, manuelle Einstellung der Bremsart an den Wagen, manuelle Dateneingabe durch den Triebfahrzeugführer am Triebfahrzeug) eingespart und damit zusammenhängende Fehlerquellen bzw. Fehler vermieden.
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Durch die vorliegende Erfindung werden Daten des Zugs (z.B. Gesamtlänge, Gesamtgewicht) basierend auf Daten, die in den jeweiligen Wagen und im Triebfahrzeug vorgegeben sind, seitens des Triebfahrzeugs automatisch berechnet und damit Fehler vermieden.
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Durch die vorliegende Erfindung entfallen bislang benötigte Arbeitsschritte des Bedienpersonals, so dass ein automatisierter bzw. autonomer Betrieb des Zugs unterstützt bzw. realisierbar wird.
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Durch die vorliegende Erfindung werden Aufrüstzeiten des Zugs reduziert und damit erhebliche Kosteneinsparungen erreicht.
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Durch die vorliegende Erfindung wird erreicht, dass für eine Leitstelle zu jedem Zeitpunkt die Möglichkeit besteht, aktuell verwendete Daten zu überprüfen und für spätere Verwendungszecke zu archivieren.
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Damit werden bei gleichbleibenden betrieblichen Abläufen bzw. Zugzusammenstellungen Einsparungen an Arbeitszeit erreicht, Fehlerquellen eliminiert und Betriebskosten des Zugs reduziert.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 eine Übersicht zum erfindungsgemäßen Verfahren,
- 2 zeigt Details des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines prinzipiellen Ablaufplans, und
- 3 mit Bezug auf die vorstehenden Figuren weitere Details zu den Schritten, die in 2 beschrieben sind.
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1 zeigt eine Übersicht zum erfindungsgemäßen Verfahren.
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Ein Triebfahrzeug TFZ wird mit Wägen WA1 bis WA4 gekoppelt, um einen Zug ZG zu bilden.
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Dabei wird zwischen dem Triebfahrzeug TFZ und den Wägen WA1 bis WA4 eine Datenverbindung DV derart eingerichtet und initialisiert, dass Daten DAT-WA1 bis DAT-WA4 von jedem der Wägen WA1 bis WA4 zu einer elektronischen Leittechnik LEIT des Triebfahrzeugs TFZ übertragbar sind.
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Zugleich sind seitens des Triebfahrzeugs TFZ ebenfalls Daten DAT-TFZ vorhanden, die bevorzugt ebenfalls über die Datenverbindung DV zur elektronischen Leittechnik LEIT des Triebfahrzeugs TFZ übertragbar sind.
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Die Daten DAT-WA1 bis DAT-WA4 und DAT-TFZ sind dazu geeignet, als relevante Daten des Zuges ZG dessen Eigenschaften zu beschreiben bzw. um basierend darauf eine Zugsteuerung ZG-STG zu erstellen.
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Dies erfolgt durch die elektronische Leittechnik LEIT des Triebfahrzeugs TFZ mit Hilfe bekannter Algorithmen und Funktionalitäten.
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Die Daten DAT-WA1 bis DAT-WA4 sind spezifisch für jeden der Wagen WA1 bis WA4 und werden entsprechend seitens der Wagen WA1 Bis WA4 jeweils dort abgesichert bzw. abgespeichert.
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Die Daten DAT-TFZ sind spezifisch für das Triebfahrzeug TFZ und werden entsprechend dort abgesichert bzw. abgespeichert.
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Beispielsweise beschreiben die Daten DAT-WA1 bis DAT-WA4 die Reihung bzw. Reihenfolge oder Position der Wagen WA bis WA4 im Zug ZG.
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Beispielsweise beschreiben die Daten DAT-WA1 bis DAT-WA4 und DAT-TFZ eine Gesamtmasse jedes einzelnen Wagens WA1 bis WA4 und eine Gesamtmasse des Triebfahrzeugs TFZ.
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Das ermöglicht es der Leittechnik LEIT, daraus eine Gesamtmasse des Zugs ZG zu errechnen bzw. herzuleiten.
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Beispielsweise beschreiben die Daten DAT-WA1 bis DAT-WA4 und DAT-TFZ eine Länge jedes einzelnen Wagens WA1 bis WA4 und eine Länge des Triebfahrzeugs TFZ.
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Das ermöglicht es der Leittechnik LEIT, daraus eine Gesamtlänge des Zugs ZG zu errechnen bzw. herzuleiten.
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Beispielsweise beschreiben die Daten DAT-WA1 bis DAT-WA4 und DAT-TFZ eine Wagenart jedes einzelnen Wagens WA1 bis WA4 und eine Bauart des Triebfahrzeugs TFZ.
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Das ermöglicht es der Leittechnik LEIT, daraus eine Zugart (z.B. Güterzug, Personenzug, Zug im Nahverkehr, Zug im Fernverkehr, etc.) für den Zug ZG herzuleiten bzw. zu erstellen.
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Beispielsweise beschreiben die Daten DAT-WA1 bis DAT-WA4 und DAT-TFZ einen Typ der in jedem einzelnen Wagen WA1 bis WA4 vorhandenen Bremsen und einen Typ der im Triebfahrzeug TFZ vorhandenen Bremsen.
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Aufgrund der Reihung der Wagen im Zugverband wird über die Leittechnik die Bremsart für jeden einzelnen Wagen festgelegt, an die jeweiligen Wagen übertragen und dort bevorzugt automatisiert eingestellt.
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Das ermöglicht es der Leittechnik LEIT, darauf basierend ein für den Zug ZG optimiertes Bremsverfahren bzw. die Bremsart herzuleiten, um ein optimiertes Bremsvermögen des Zugs ZG zu erreichen.
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Dabei werden seitens der Leittechnik LEIT auch Werte für „Bremshundertstel“ und „Bremsgewicht“ berücksichtigt, die seitens der Wägen WA1 bis WA4 und/oder des Triebfahrzeugs TFZ vorgegeben sind bzw. vorgegeben werden.
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Anhand der Daten wird seitens der Leittechnik LEIT für den Zug ZG auch eine zulässige Maximalgeschwindigkeit bestimmt bzw. festgelegt.
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Für die Übertragung der Daten zwischen den Wagen WA1 bis WA4 und dem Triebfahrzeug TFZ bzw. dessen Leittechnik LEIT wird ein sicheres Datenübertragungsverfahren verwendet, das die Übertragung der Daten ausreichend gegen unbeabsichtigte oder unberechtigte Datenverfälschung sichert und zugleich ausreichend ausfallsicher ist.
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2 zeigt Details des erfindungsgemäßen Verfahrens aus 1 anhand eines prinzipiellen Ablaufplans.
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In einem ersten Schritt S1 wird der Zug zusammengestellt, indem das Triebfahrzeug mit Wagen gekoppelt wird.
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Dabei wird zwischen dem Triebfahrzeug und den Wagen die Datenverbindung eingerichtet und initialisiert.
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In einem dem ersten Schritt S1 nachfolgenden zweiten Schritt S2 liest das Triebfahrzeug über die Datenverbindung aus den einzelnen Wagen die relevanten Daten aus, die zur Berechnung bzw. Festlegung der Bremsart der Wagen und für die Erstellung der Zugsteuerung seitens der Leittechnik des Triebfahrzeugs benötigt werden.
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Tritt ein Fehler FEH während der Datenübertragung über die Datenverbindung auf, wird mit einer einstellbaren Anzahl an Wiederholungen versucht, die relevanten Daten aus den Wagen auszulesen bzw. erneut zu übertragen.
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Führt dies zu keinem Erfolg, wird in einem Schritt MANB die Bremsart gemäß dem eingangs beschriebenen Stand der Technik manuell eingestellt.
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Gleiches gilt für die relevanten Daten, die dann gemäß dem eingangs beschriebenen Stand der Technik manuell gesammelt und am Triebfahrzeug durch einen Triebfahrzeugführer eingegeben werden.
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In einem dem zweiten Schritt S2 nachfolgenden dritten Schritt S3 berechnet bzw. bestimmt das Triebfahrzeug aus den übertragenen relevanten Daten der einzelnen Wagen und aus den relevanten Daten des Triebfahrzeugs die Gesamtmasse, die Länge und die maximale Geschwindigkeit des Zugs, unter Bestimmung der Bremshundertstel, und bestimmt die Bremsart jedes einzelnen Wagens, die in Abhängigkeit der jeweiligen Position bzw. in Abhängigkeit der Wagen-Reihung innerhalb des Zugs festgelegt wird.
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In einem dem dritten Schritt S3 nachfolgenden vierten Schritt S4 überträgt das Triebfahrzeug in Form von Daten die Einstellung der Bremsart an jeden einzelnen Wagen im Zug. Die zugehörige Datenübertragung erfolgt bevorzugt wieder unter Verwendung der bestehenden Datenverbindung.
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Die jeweilige Bremsart wird in jedem Wagen entsprechend den Daten-basierten Vorgaben eingestellt, wobei diese Einstellung automatisiert erfolgt.
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Tritt ein Fehler FEH während der Datenübertragung über die Datenverbindung auf, wird wieder mit einer einstellbaren Anzahl an Wiederholungen versucht, die Daten zu den Wagen erneut zu übertragen.
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Führt dies zu keinem Erfolg, wird wieder der vorstehend beschriebene Schritt MANB ausgeführt.
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In einem dem vierten Schritt S4 nachfolgenden fünften Schritt S5 liest das Triebfahrzeug zur Prüfung und Absicherung aus allen Wagen die eingestellte Bremsart über die Datenverbindung aus und vergleicht sie mit den Vorgaben.
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Wurde die Bremsart in einem der Wagen nicht korrekt eingestellt, wird wieder mit einer einstellbaren Anzahl an Wiederholungen versucht, die Bremsart-Daten zum Wagen erneut zu übertragen, bis deren korrekte Einstellung durch die Rückübertragung und den Vergleich seitens des Triebfahrzeugs festgestellt wird.
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Führt dies zu keinem Erfolg, wird wieder der vorstehend beschriebene Schritt MANB ausgeführt.
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Konnte die Bremsart eines Wagens aufgrund eines Kommunikationsproblems nicht an das Triebfahrzeug zurück übermittelt werden, wird wieder mit einer einstellbaren Anzahl an Wiederholungen versucht, die Bremsart-Daten zum Triebfahrzeug zu übertragen, um den dortigen Vergleich ausführen zu können.
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Führt dies zu keinem Erfolg, wird wieder der vorstehend beschriebene Schritt MANB ausgeführt.
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In einem dem fünften Schritt S5 nachfolgenden sechsten Schritt S6 speichert die Leittechnik des Triebfahrzeugs alle berechneten Werte und übermittelt diese an eine Landseite bzw. Leitstelle.
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In einem dem sechsten Schritt S6 nachfolgenden siebten Schritt S7 erfolgt durch die Leittechnik eine Parametrierung von fahrzeugseitigen Subsystemen (zum Beispiel von Zugsicherungssystemen) .
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In einem dem siebten Schritt S7 nachfolgenden achten Schritt S8 werden durch die Leittechnik für den Zug ermittelte Zugdaten für Steuerungsaufgaben verwendet. Der Verwendung geht eine Freigabeinformation voraus, die seitens der Leitstelle erteilt wird.
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3 zeigt mit Bezug auf die vorstehenden Figuren weitere Details zu den Schritten, die in 2 beschrieben sind.
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Die Schritte S2 bis S8 werden seitens des Triebfahrzeugs TFZ durchgeführt.
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Im zweiten Schritt S2 werden aus den gekoppelten Wagen WA1 bis WAn des Zugs ZG automatisch die relevanten Daten DAT-WA1 bis DAT-WAn über die Datenverbindung DV ausgelesen und zum Triebfahrzeug TFZ übertragen.
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In einem Teilschritt S21 werden die übertragenen Daten seitens des Triebfahrzeugs TFZ auf ihre Plausibilität geprüft.
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Beispielsweise werden zugehörige maximale Wertebereiche überprüft, insbesondere die Zugmasse, die Zuglänge, etc.
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Im dritten Schritt S3 werden auf Basis der ausgelesenen Parameter bzw. Daten der Wagen und der Parameter bzw. Daten des Triebfahrzeugs TFZ die einzelnen, Wagen-spezifischen Einstellungen für die Bremsart berechnet.
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Anschließend erfolgt im vierten Schritt S4 die Übertragung der berechneten Bremsart für jeden einzelnen Wagen WA1 bis WAn des Zugs ZG.
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Nach erfolgter Einstellung der Bremsart in den Wagen WA1 bis WAn wird die Einstellung, welche über externe Sensorik erfasst wurde, wieder zurückgelesen und mit den Vorgaben verglichen - Schritte S5 und S6.
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Sind die Einstellung korrekt erfolgt, werden in einem siebten Schritt S7 Zugsicherungssysteme im Triebfahrzeug TFZ entsprechend der berechneten Einstellung vorgenommen.
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Nach erfolgreicher Einstellung der Wagen und der Zugsicherungssysteme werden in einem achten Schritt S8 die Zug- und Wagendaten an die Landseite für eine weitere Verarbeitung übermittelt.
