DE19653728A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Betriebsüberwachung eines spurgeführten Fahrzeugs - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Betriebs­ überwachung eines spurgeführten Fahrzeugs, insbesondere eines Schwebefahrzeugs. Sie richtet sich weiter auf eine Vorrich­ tung zur Durchführung des Verfahrens. Unter Schwebefahrzeug wird hierbei insbesondere eine Magnetschwebebahn verstanden.

Bei einem spurgeführten oder spurgebundenen Schwebefahrzeug, insbesondere bei einer Magnetschwebebahn, ist üblicherweise dessen Antrieb fahrstreckenseitig angeordnet, während eine Not- oder Zusatzbremse auf dem Fahrzeug vorgesehen ist. Zur Sicherung und Steuerung sowohl des Fahrzeugs als auch des Fahrweges und zu deren Betriebsüberwachung ist ein vorzugs­ weise automatisiertes Betriebsleitsystem vorgesehen. Inner­ halb des Betriebsleitsystems erfolgt durch z. B. digitale Funkdatenübertragung über eine Koppelstrecke eine Datenüber­ tragung zwischen fahrzeugseitigen wachenden Einrichtungen und fahrwegseitigen ausführenden Einrichtungen.

Dabei wird das Fahrprofil des Schwebefahrzeugs durch eine Ge­ fahrenpunktüberwachung und eine Geschwindigkeitsüberwachung gesichert. Bei Verletzung eines überwachten Fahr- und Ge­ schwindigkeitsprofils beginnt die Betriebsüberwachung im An­ schluß an eine Antriebsabschaltung mit einer Zwangsbremsung zum aktuellen Haltepunkt.

Um bei einem Ausfall oder bei einer Störung der Koppelstrecke zwischen einer Überwachungseinrichtung und einer Ausführungs­ einrichtung eine Geschwindigkeitsüberschreitung des Fahrzeugs sicher zu vermeiden, wird unter bestimmten Voraussetzungen vorbeugend eine Sicherheitsreaktion mit einer Antriebsab­ schaltung und gegebenenfalls einem Zwangshalt ausgelöst. Dabei wird üblicherweise bei jeder Störung, die eine festge­ legte Dauer überschreitet, eine derartige Sicherheitsreaktion ausgelöst.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Betriebsüberwachung eines spurgeführten Fahrzeugs, insbeson­ dere eines Schwebefahrzeugs, anzugeben, mit dem bei gleich­ zeitiger Gewährleistung eines sicheren Fahrbetriebs eine un­ nötige Sicherheitsreaktion aufgrund einer Störung oder eines Ausfalls der Koppelstrecke vermieden wird. Dies soll mit ei­ ner zur Durchführung des Verfahrens geeigneten Vorrichtung mit einfachen Mitteln erreicht werden.

Bezüglich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe erfin­ dungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Dabei wird zusätzlich zu zwischen einer fahrzeugseitigen Überwa­ chungseinrichtung und einer fahrwegseitigen Ausführungsein­ richtung für eine Sicherheitsreaktion übertragenen Daten über dieselbe Koppelstrecke eine veränderbare Überwachungszeit übertragen. Erst nach Ablauf dieser zweckmäßigerweise aus ak­ tuellen Betriebsdaten abgeleiteten Überwachungszeit wird ein Freigabesignal an die Ausführungseinrichtung abgegeben und eine Sicherheitsreaktion ausgelöst.

Dazu wird zweckmäßigerweise die Überwachungszeit anhand eines Vergleichs zwischen Grenzdaten und Ist-Daten der Fahrzeugge­ schwindigkeit ermittelt. Dabei wird die Überwachungszeit der­ art bemessen oder berechnet, daß erst nach Ablauf dieser Zeit mit einer gefährlichen Geschwindigkeitsüberschreitung zu rechnen ist. Grundlage für die Zeitberechnung sind dabei die jeweils aktuellen Zustandsdaten oder Zustandsgrößen des Fahr­ zeugs und des Fahrweges. Mit anderen Worten: Für die Berech­ nung der zulässigen Dauer einer Kopplungsstörung oder eines Kopplungsausfalls werden die zur Sicherung und Steuerung des Fahrzeugs und des Fahrweges vorhandenen Daten verwendet. In einem z. B. in einem Zeittakt von 100 ms übertragenen Funk­ telegrammen sind dann nicht nur die jeweiligen Zustands­ größen, sondern auch eine prognostizierte Überwachungszeit, vorzugsweise in Form eines Triggersignals, bis zur Antriebs­ abschaltung enthalten.

Zweckmäßigerweise wird diejenige Überwachungszeit übertragen, die für eine nachfolgende Störungsdauer prognostiziert worden ist. Es wird somit stets diejenige Überwachungszeit übermit­ telt, die bei Ausbleiben des nachfolgenden Funktelegramms die Dauer bis zur aktuellen Auslösung einer Sicherheitsreaktion angibt. Dadurch wird erreicht, daß der Ausführungseinrichtung auch bei einer vorübergehenden Störung der Koppelstrecke, z. B. bei einem Funkausfall, stets ein aktueller Zeitrahmen vorliegt, innerhalb dessen keine vorbeugende Auslösung einer Sicherheitsreaktion erfolgen soll.

Bezüglich der Vorrichtung zur Betriebsüberwachung eines spur­ geführten Fahrzeugs, insbesondere eines Schwebefahrzeugs, wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 5. Dabei ist einer über eine Koppel­ strecke zur Datenübertragung mit einer fahrzeugseitigen Über­ wachungseinrichtung in Verbindung stehende fahrwegseitige Ausführungseinrichtung für eine Sicherheitsreaktion ein nach­ triggerbares Zeitglied vorgeschaltet.

Vorzugsweise ist das Zeitglied mit variabler Überwachungszeit in unmittelbarer Nähe der Ausführungseinrichtung installiert. Das vorzugsweise sichere und hoch verfügbare Zeitglied wird über die störanfällige Koppelstrecke in einem bestimmten Periodentakt von der Überwachungseinrichtung mit einer an den aktuellen Fahrzeugzustand, insbesondere im Hinblick auf des­ sen Geschwindigkeit, angepaßten und damit flexiblen Überwa­ chungszeit nachgetriggert. Dazu ist dem Zeitglied über die Koppelstrecke zweckmäßigerweise ein veränderliches Trigger­ signal zuführbar.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbeson­ dere darin, daß durch Einführung eines nachtriggerbaren Zeit­ gliedes zwischen einer Überwachungseinrichtung mit nachfol­ gender störanfälliger Kopplungsstrecke und einer Ausführungs­ einrichtung für eine Sicherheitsreaktion eine veränderbare und damit flexible Überwachungszeit übertragen werden kann. Durch eine derartige störungstolerante Auslösung von Sicher­ heitsreaktionen, insbesondere bei der Geschwindigkeitsüber­ wachung, ist in vielen Betriebssituationen bei einer vorüber­ gehenden Störung der Kopplungsstrecke eine unnötige Auslösung einer Sicherheitsreaktion vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

Fig. 1 schematisch Komponenten einer Vorrichtung zur Be­ triebsüberwachung eines Schwebefahrzeugs,

Fig. 2 ein Ablaufdiagramm der Funktion des fahrzeugseitigen Endgeräts der Übertragungsstrecke,

Fig. 3 ein Geschwindigkeits/Weg-Diagramm mit extrapolierter Fahrzeugbewegung und

Fig. 4 ein Ablaufdiagramm der Funktion des fahrwegseitigen Endgeräts der Übertragungsstrecke.

Die Vorrichtung 1 zur Betriebsüberwachung ist Teil eines automatisierten Betriebsleitsystems eines spurgeführten Schwebefahrzeugs 2, z. B. einer Magnetschwebebahn, mit fahr­ zeugseitig einer Überwachungseinrichtung 3 und fahrwegseitig einer Ausführungseinrichtung 4 für Sicherheitsreaktionen. Die Überwachungseinrichtung 3 und die Ausführungseinrichtung 4 bilden die Endgeräte einer Übertragungs- oder Koppelstrec­ ke 5. In der Überwachungseinrichtung 3 werden das Fahrzeug 2 betreffende Grenz- oder Soll-Daten FD, insbesondere Geschwin­ digkeitsgrenzdaten, mit aktuell erfaßten Betriebsdaten oder Ist-Daten ID des Fahrzeugs 2 verglichen. Daraus abgeleitete Zustandsgrößen oder Zustandsdaten ZD werden in Form von Funk­ telegrammen FT durch Funkdatenübertragung über die Koppel­ strecke 5 und über ein Zeitglied 6 an die fahrwegseitig vor­ gesehene Ausführungseinrichtung 4 übermittelt.

Das Zeitglied 6 ist vorzugsweise in unmittelbarer Nähe der Ausführungseinrichtung 4 für Sicherheitsreaktionen instal­ liert und als sicheres und hoch verfügbares Zeitglied 6 mit variabler Überwachungszeit ausgebildet. Das Zeitglied 6 wird über die üblicherweise störanfällige Koppelstrecke 5 regel­ mäßig von der Überwachungseinrichtung 3 mit einer veränder­ lichen Zeit oder Überwachungszeit in Form eines Triggersig­ nals TS nachgetriggert, das in dem jeweiligen Funktele­ gramm FT enthalten ist.

Fig. 2 zeigt den Funktionsablauf innerhalb der fahrzeug- oder sendeseitigen Überwachungseinrichtung 3, in der die zulässige Ausfallzeit der Koppelstrecke 5 ermittelt wird. Während oder nach einer Wartezeit von z. B. 100 ms als Zeitabstand zwi­ schen zwei von der Überwachungseinrichtung 3 über die Koppel­ strecke 5 gesendeten Funktelegrammen FT werden die aktuellen Betriebsdaten, d. h. die Ist-Daten ID des Fahrzeugs 2 erfaßt. Anhand dieser Daten ID wird die zulässige Ausfallzeit progno­ stiziert, die als Triggersignal TS anschließend zusammen mit den Nutzdaten oder Zustandsdaten ZD im Funktelegramm FT über­ tragen wird.

Die Vorgehensweise zur Ermittlung der tolerierbaren Dauer ei­ ner Kopplungsstörung und damit der zulässigen Ausfallzeit ist in Fig. 3 veranschaulicht. Dabei repräsentiert ein Punkt F_ID in dem dargestellten Geschwindigkeits/Weg-Diagramm v(x) bei­ spielhaft die aktuellen Ist- oder Betriebsdaten ID des Fahr­ zeugs 2 innerhalb eines erlaubten Fahrprofils FP, das sich aus einer die Grenz- oder Soll-Daten FD repräsentierenden konstanten Grenzgeschwindigkeit v_max und einer Bremskurve BK zu einem Haltepunkt zusammensetzt. Ausgehend vom die aktuel­ len Betriebsdaten ID charakterisierenden Punkt F_ID wird die unter Annahme der ungünstigsten dynamischen Werte mögliche Fahrzeugbewegung extrapoliert. Dabei wird der Schnitt­ punkt S_FK der sich daraus ergebenden ungünstigsten anzuneh­ menden Fahrkurve FK mit dem erlaubten Fahrprofil FP ermittelt.

Anschließend wird die für diese ungünstigste anzunehmende Fahrkurve FK notwendige Zeit ermittelt, der dann die tole­ rierbare Zeit für eine Kopplungsstörung entspricht. Diese von dem Triggersignal TS repräsentierte Überwachungs- oder Aus­ fallzeit ist somit derart bemessen, daß erst nach deren Ablauf von einer gefährlichen Geschwindigkeitsüberschreitung des Fahrzeugs 2 auszugehen ist.

Fig. 4 zeigt den Funktionsablauf innerhalb der fahrweg- oder empfangsseitigen Ausführungseinrichtung 4 für eine Sicher­ heitsreaktion. Erst nach Ablauf der Überwachungszeit - ge­ gebenenfalls unter Berücksichtigung von Totzeiten oder son­ stigen Sicherheitsabschlägen - wird von dem nachtriggerbaren Zeitglied 6 ein Freigabesignal FS an die Ausführungseinrich­ tung 4 übermittelt. Mit dem Empfang dieses Freigabesignals FS von dem nachtriggerbaren Zeitglied 6 löst die Ausführungsein­ richtung 4 eine Sicherheitsreaktion aus, z. B. eine Abschal­ tung eines Fahrzeugantriebs 7.

Andernfalls werden sowohl die Zustandsdaten ZD als auch das Triggersignal TS empfangen. Mittels des Triggersignals TS wird das Zeitglied 6 auf die prognostizierte Ausfallzeit ein­ gestellt. Dabei gibt das in dem jeweiligen Funktelegramm FT enthaltene und anhand der ermittelten Überwachungszeit erzeugte Triggersignal TS den prognostizierten Zeitraum für eine erlaubte Totzeit bis zum Eintreffen des nächsten Funktelegramms FT an. Erst nach Ablauf dieses Zeitraums, das heißt nach Ablauf der Überwachungszeit, ist mit einer Grenz­ wertverletzung zu rechnen.

Diese flexible Überwachungszeit ermöglicht somit eine stö­ rungstolerante Auslösung von Sicherheitsreaktionen bei der Geschwindigkeitsüberwachung, indem durch Setzen des Freigabe­ signals FS unabhängig vom Eintreffen oder Ausbleiben des nächsten Funktelegramms FT aufgrund einer Störung der Koppel­ strecke 5 erst dann eine Auslösung erfolgt, wenn die Stö­ rungsdauer oder Unterbrechung der Koppelstrecke 5 die Über­ wachungszeit überschreitet.

Claims (7)

1. Verfahren zur Betriebsüberwachung eines spurgeführten Fahrzeugs (2), insbesondere eines Schwebefahrzeugs, bei dem über eine Koppelstrecke (5) Daten (TS, ZD) zwischen einer fahrzeugseitigen Überwachungseinrichtung (3) und einer fahr­ wegseitigen Ausführungseinrichtung (4) für eine Sicherheits­ reaktion übertragen werden, wobei die Ausführungseinrichtung (4) erst bei Überschreiten einer veränderbaren Überwachungs­ zeit (TS) freigegeben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Überwachungszeit fahrzeugseitig anhand eines Vergleichs zwischen Grenzdaten (FD) und Ist-Daten (ID), insbesondere der Fahrzeuggeschwin­ digkeit, ermittelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Überwachungs­ zeit als Triggersignal (TS) in einem Funktelegramm (FT) über­ tragen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die übertragene Überwachungszeit für eine nachfolgende erlaubte Störungsdauer der Koppelstrecke (5) prognostiziert wird.

5. Vorrichtung zur Betriebsüberwachung eines spurgeführten Fahrzeugs (2), insbesondere eines Schwebefahrzeugs, mit einer Koppelstrecke (5) zur Datenübertragung zwischen einer fahr­ zeugseitigen Überwachungseinrichtung (3) und einer fahrweg­ seitigen Ausführungseinrichtung (4) für eine Sicherheits­ reaktion, wobei der Ausführungseinrichtung (4) ein nach­ triggerbares Zeitglied (6) vorgeschaltet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Zeitglied (6) in unmittelbarer Nähe der Ausführungseinrichtung (4) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, wobei dem Zeit­ glied (6) ein von der Überwachungseinrichtung (3) ermitteltes Triggersignal (TS) zuführbar ist.