DE19841246A1 - Zugbegleitende Anlage zur aktuellen Analyse von Streckengefahren vor dem Zug - Google Patents

Abstract

Die beschriebene "Zugbegleitende Anlage zur aktuellen Analyse von Streckengefahren" erweitert den Zug um eine rechnergesteuerte Leitspitze zur Erkennung von Streckengefahren, wodurch ein quasi mitgeführter überwachter Streckenabschnitt gewonnen wird, der an jeder Situation gemäßigte Bremsvorgänge vor unerwarteten Streckengefahren ermöglicht und wodurch weitere Betriebsvorteile für den allgemeinen Zugverkehr, wie z. B. sichere Autopilotfunktionen auf den verschiedensten Streckenarten zur Verfügung gestellt werden können. DOLLAR A Stichpunkte: Streckengefahren, Bremsweg, Sicherheit, Geschwindigkeitsoptimierung, Reisekomfort, Hinderniserkennung, Simulation, Onlinetestverfahren, Extrembremsvorrichtungen, Schienenfahrzeuge, künstliche Intelligenz.

Description

1) Problembeschreibung

Die Verbesserung der Antriebsmaschinen und der Waggons für schnellere Züge muß in gleicher Weise von einer anspruchsvolleren Sicherheitstechnik begleitet werden, um auch in Zukunft im Zug besonders sicher und angenehm reisen zu können.

Die alleinige Entwicklung stärkerer Bremsen an den Zügen, um notfalls bei hohen Geschwindigkeiten auf kürzerer Strecke zum Stehen zu kommen, wäre der falsche Weg, da dies aus Sicherheitsgründen Maßnahmen in den Abteilen erfordern würde, die für den Reisenden umständlich und unbequem sind. Das beschleunigungsarme gefahrenlose Fahren ist Grundlage der wichtigsten Vorteile einer Zugreise.

Nur wenn abrupte Geschwindigkeitsänderungen und Notbremsungen ausgeschlossen sind, ist z. B. das freie Abstellen von Gepäck, das bequeme Entspannen auf Liegen, das freie Füßevertreten während der Fahrt durch Hinundherlaufen, sind Restaurantbesuche, freie Kommunikation mit anderen Reisenden auf Gängen, sichere Aufenthalte in Erfrischungsräumen usw. ohne Gefahr möglich. Auch die Praxis bei besonderen Terminen den Zug wie üblich bis auf den letzten Stehplatz ohne unverantwortliche Gefährdung der Reisenden zu überfüllen ist von Bedeutung.

Um diese Optionen bei einer allg. Geschwindigkeitserhöhung auf allen Strecken weiterhin erhalten zu können, ist neben einer verbesserten Fahrzeugtechnik des Zuges, insbesondere die genaue Kenntnis von der vor dem Zug liegenden Strecke wichtig, so daß starke Bremsmanöver wegen unerwartet auftretender Steckenstörungen auch bei höheren Reisegeschwindigkeiten nicht erforderlich sind.

2) Bekannte Vorrichtungen zur Überwachung der Sicherheit auf den Strecken

Bekannte Maßnahmen zur Verbesserung der Sicherheit im Zugverkehr wie die LBZ Linienzugbeeinflussung, dienen in erster Linie der Vermeidung von Kollisionen mit anderen Zügen im Streckennetz. Diese im modernen Schnellzugverkehr selbstverständlichen Sicherheitseinrichtungen reichen besonders auf wenig ausgebauten Strecken allein nicht aus, da Fremdeinwirkungen auf die Strecke dabei nicht erkannt werden.

Eine durchgehende Information über den aktuellen Zustand eines Streckenabschnittes, zumindest in der Größenordnung des Bremsweges vor einem schnellen Zug, ist bei durchgehenden Prüfanlagen entlang der Strecken mit einem enormen Aufwand verbunden.

Alle Streckenabschnitte müssen im dichten Abstand periodisch mit einer Vielzahl hochwertiger Meßanlagen entlang der ganzen Strecke wetterunabhängig ausgerüstet, zuverlässig gewartet, gegen Sabotage gesichert und mit Übertragungssystemen ausgestattet werden, um eine kontiuierliche Überprüfbarkeit der Strecke im Zug zu erreichen. Dabei sind bei unterschiedlichen Bahnsystemen auf international befahrenen Strecken schwierige Koordinationsmaßnahmen zu bewältigen, die wegen der länderspezifischen Interessen, wenn überhaupt, nur sehr umständlich und langsam erreicht werden können.

Aus obigen Gründen wäre es daher wünschenswert die Streckenerkundung mit dem Zug mitzuführen, um die unmittelbar vor dem Zug liegende Strecke ständig möglichst autark zu überprüfen.

Moderne elektronische und optische Meßverfahren wie Funkmeßsysteme u. ä. direkt auf den Loks ermöglichen zwar Fernvermessungen bei günstigen Bedingungen, versagen aber im unübersichtlichen Gelände (Kuppen, Kurven, Gebirge, Tunnels) wenig ausgebauter Strecken oder bei sehr schlechten Wettersituationen (Unwetter). Gerade in solchen Situationen sind jedoch die Sicherheitsdaten der Strecke für den Zug am wichtigsten, so daß der Wert solcher Anlagen auf Spezialzüge und dafür geeignete geradlinige Strecken begrenzt ist. Außerdem sind derartige Fernmessungen nicht in der Lage Stabilitätsfehler und verdeckte Fehler am Schienenweg zu erkennen.

Werden durch eine verbesserte Fahrzeugmechanik (z. B. Neigetechnik) schnellere Reisegeschwindigkeiten im allg. Zugverkehr eingeführt, so potenziert sich das Problem, die Züge vor einer Streckengefahr rechtzeitig zum Stehen zu bringen, so erheblich, daß eine neuartige Absicherung gegen Streckenunfallgefahren nicht vermeidbar erscheint.

3) Beschreibung der Erfindung

Die neuartige Anlage dient einer besseren Berechenbarkeit der unmittelbar vor dem Zug liegende Strecke als sie dem derzeitigen Stand der Technik im Zugreiseverkehr entspricht. Das Wesentlichste an der Erfindung ist eine ständig optimal nachgeregelte Position von Geräten, um moderne Meßverfahren, Testverfahren, Beobachtungsverfahren und eine KI-Rechnertechnik zur Überwachung der Strecke vor dem Zug einsetzen zu können.

Die beschriebene "Zugbegleitende Anlage zur aktuellen Analyse von Strecken vor schnellen Zügen" arbeitet dabei wie folgt (siehe Bild 1-3):

Aufteilung und Positionierung der zweiteiligen Sicherheitsanlage

Der zu sichernde Reisezug wird an seiner Spitze um einen rechnerkontrollierten Streckenanalysegeräteträger der Anlage - genannt AGT - erweitert. Dieser unbemannte, schnell beschleunigbare und extrem abbremsbare, im Vergleich zu den schweren Zugmassen leichte Geräteträger, wird von der Kontrolleinheit MK der Anlage an Bord der Antriebsmaschine des Zuges (Lok) dieser und den Waggons mit den Passagieren oder dem sonstigen Transport mit Hilfe eines starken Eigenantriebes abstandsgesteuert vorausgeschickt.

Die vorgesehene Ausstattung des Geräteträgers AGT mit Analysegeräten für den Gleisweg und für die Beurteilung der Streckenfreihiet, wird je nach geplanter Anwendung so vorgenommen, so daß sowohl kostengünstig erstellte Mindestausstattungen für den alltäglichen Schutz von Normalzügen auf allen Strecken in großer Anzahl, wie auch hochtechnische Spezialausrüstungen für Sondertransporte für besonder kritische Aufgaben möglich sind.

Zur Grundausstattung des AGT gehört eine rechnerunterstütze Hinderniserkennung, eine rechnergesteuerte Stabilitätsanalyse des Schienenweges, die Ausstattung mit entsprechenden Bilderfassungsgeräten (Kameras), der leistungsfähige schnelle Rechner für Steuerungs- und Auswertungsaufgaben an Bord des AGT, sowie die Datenverbindungen zum Leitrechner in der Monitor/Kontrolleinheit MK der Anlage.

Näheres zur MK:
Die Monitor- und Kontrolleinheit MK der beschriebenen Anlage befindet sich im Führerstand der Antriebsmaschine (LOK) des Zuges, wo sie in der Regel fest installiert wird oder auch nur zeitweise angebracht werden kann, um mit einem AGT zu kommunizieren. Sie enthält den übergeordneten Koordinierungsrechner der Sicherheitsanlage. Dieser sorgt für die optimale Darstellung der aktuellen Bilder von der Strecke, präsentiert die errechneten Überwachungsergebnisse des AGT anwendungsgerecht und dient über ein Bedienungsinterface der Einflußnahme des Lokführers auf die Anlage. Einige Funktionen der Anlage können bei entsprechender Ausrüstung der LOK über ein entsprechendes Interface bei entsprechender Programmierung der MK für die Funktion eines Autopiloten genutzt werden.

Nachrichtenverbindung zwischen den beiden Einheiten AGT und MK

Beide Rechner der Anlage, der Rechner an Bord des Zuges und der Rechner an Bord des Geräteträgers AGT sind ständig über zwei unabhängige Nachrichtenverbindungen verkoppelt, einmal breitbandig für den Normalbetrieb mit einem hohen Datenfluß für Bildübertragungen Meßwerte usw. und zusätzlich über einen ständig bestehenden interaktiven Datenbus für die schmalbandige Notübertragung der wichtigsten Sicherheitsanalyseergebnisse bei extrem ungünstigen Verbindungsbedingungen für den Breitbandbus zur MK im Zugführerstand.

Neue Zuglänge

Betrachtet man den Geräteträger AGT vor dem Zug als neue, mechanisch getrennte, aber an den Zug gekoppelte Spitze, so ergibt sich eine neue geschwindigkeitsabhängige Zuglänge, innerhalb der ein von der Anlage optimal überwachter (s. u.) Sicherheitsweg "mitgeführt" wird (Bild 1). Die Waggons mit den Reisenden befinden sich am Ende dieser überwachten Sicherheitsstrecke, deren Länge im Normalfall dem aktuellen Weg für einen zügigen Haltevorgang s_halten aus der momentanen Reisegeschwindigkeit V_ZUG heraus entspricht. Die Länge dieses Abstandes ist somit geschwindigkeitsabhängig und wird vom System ständig nachgeführt.

Eine Abweichung S_Zusatz des Abstandes d_AGT vom Halteweg s_halten wird abhängig von der momentanen Kenntnis über die Strecke, sowie aus den erforderlichen Rechenzeiten addiert.

Bei jeder unerwartet auftretenden Streckengefahr, die eine Abbremsung erfordert, kann nun der Zug, ohne daß eine Entwicklung gefährlicher Kräfte auf die Personen in den Abteilen geschieht, auf dieser bereits geprüften Strecke d_AGT = s_halten + s_Zusatz sicher abgebremst werden.

Eigenschutz der sensiblen Spitze sowie Schutz von Personen auf der Strecke

Um Kollisionen der neuen Zugspitze, des AGT, mit unerwarteten Hindernissen zu vermeiden, prüft diese rechnergesteuert die vor dem AGT liegende Strecke auf Hindernisse und führt entsprechende ständig wirksame oder gesteuerte Warneinrichtungen (Licht, Hupen usw.) mit sich.

Da der unbemannte AGT im Gegensatz zum schweren Zug eine geringe Masse hat, sind auch bei hohen Geschwindigkeiten des AGT extrem kurze Bremswege möglich, so daß er vor Hindernissen auf der Strecke abrupt abbremsen kann (s. u.).

Bei Unwettern oder Nebel mit schlechten Bedingungen für die Auswertung von übermittelten Kamerabildern im Zug oder im AGT selbst (KI-Programme) ist daher ein übliches Kurzstreckenradarvefahren an Bord des AGT einsetzbar. Es dient lediglich dem Schutz von ev. Personen auf der Strecke und dem AGT selbst. Die Personen im Zug würden nicht gefährdet werden, da eine entsprechende Kollision des AGT mit dem Hindernis auf jeden Fall einen Bremsvorgang des Zuges bewirken würde. Die schweren Waggons mit den Passagieren laufen in solchen Situationen normal abgebremst in den langen mitgeführten Sicherheitsbereich d_AGT ein.

Einstellungsvarianten der mitgeführten Sicherheitsstreckenlänge für einen optimalen Reiseverkehr

Der Abstand des AGT zum Zug wird im Regelfall größer eingestellt, als es der Länge für eine abrupte Totalbremsung des Zuges entspricht s. o. Bei mittleren Gefahrenmeldungen über die Verbindung zum AGT, wird der Zug lediglich entsprechend dem Haltevorgang an den Stationen abgebremst. Da eine Falschmeldung nun nur einen Standardabbremsvorgang einleitet, bedeutet sie keine ungewöhnlichen Auswirkungen auf die Passagiere, so daß eine Korrektur einer falsch beurteilten Hindernissituation z. B. nach einer genaueren Analyse der Verhältnisse im AGT nach einer weiteren Annäherung ohne größere Störung der Reise möglich ist.

Beispiel einer relativ häufig möglichen Gefahrenmeldung

Ein typischer Fall wäre z. B. ein visuell über die Kameras festgestelltes aber nicht näher erkanntes großes Hindernis auf der Strecke vor dem AGT, z. B. ein im Sturm während eines Unwetters angewehter Baumast oder ein leichtes Bauteil, das aber bei der weiteren vorsichtig gesteuerten Annäherung des AGT ev. als problemlos erkannt wird und somit den Zug nicht stark gefährdet.

Sinnvolle Zusatzgeräte auf dem AGT

Das vor das Hindernis gefahrene AGT kann gesteuerte Manöver durchführen, um ein Hindernis genauer zu untersuchen und es ev. bei einer entsprechenden Zusatzausstattung mit einfachen rechnergesteuerten Geräten von der Strecke zu räumen. Hindernisse die bei hohen Geschwindigkeiten für den Zug gefährlich sind, könnten auf diese Weise von einem stehenden oder langsam fahrenden AGT von der Strecke geschoben werden.

Die bei einer Gefahrenmeldung eingeleitete Abbremsung des Zuges wird bei Erfolg aufgehoben, so daß der Zug vorteilhaft nicht völlig zum Stehen kommt. Der entsprechend stark dimensionierte Antrieb des AGT stellt danach den systemgewollten Abstand vor dem Zug wieder ein, dessen Passagiere zu keiner Zeit gefährdet waren.

Weitere Beschreibungen

Im Gegensatz zu den vielen vorgeschlagenen elektronischen Streckenerkundungsverfahren von der Lokomotive eines Zuges aus, die üblicher Weise nach dem RADAR-Prinzip elektrische oder sonare Impulsantworten auswerten (vergl. Eigenabsicherung des AGT), benutzt das AGT die Strecke wie der übrige Zug als Schienenfahrzeug im Voraus, wodurch allein durch dieses Abfahren Informationen gewonnen werden, die bei gleicher Qualität anderweitig kaum möglich sind. Wird die Fahrt des AGT durch gefährliche Streckenfehler stark gestört, wäre eine Benachrichtigung in den Zug bereits die einfachste Absicherung eines Reisezuges, die allein jedoch nicht in Betracht kommt, da eine leistungsfähige elektronische Analysegeräteausstattung heute sehr wirtschaftlich eingerichtet werden kann.

Die neue Zugspitze untersucht daher stets mit ihren mitgeführten elektronischen Geräten an Bord, die vor dem Zug liegende Strecke auf Hindernisse und kritische Materialfehler und liefert zusätzlich aus ihrer günstigen Position TV- und Infrarotkamerabilder und übermittelt sie über eine Breitbandverbindung an die Lok.

Um den Unterschied der Benutzung der Schienen durch den relativ leichten AGT, zu der Belastung durch den Zug mit den schweren Massen, zu untersuchen, werden Testgeräte im AGT eingesetzt, aus deren Meßdaten das Verhalten des Gleisweges bei der Befahrung der Strecke mit dem Zugwaggons und der Lok simuliert werden kann. Derartige Geräte müßten ev. für den schnellen Onlinebetrieb noch umentwickelt werden.

Eigenschaften eines Zuges nach der Ausrüstung mit der Anlage

Der vom gesamten Zug inklusive des AGT zusätzlich beanspruchte Teil der Strecke dehnt sich im Wesentlichen auf den momentan erforderlichen Streckenbereich bei einem üblichen Anhaltevorgang aus (s. o). Da Zügen ohnehin ein entsprechender Streckenabschnitt freigehalten werden muß, stellt diese Verlängerung des Zuges keine erhebliche Veränderung der Netzbelastung ohne diese Anlage dar, sie muß nur konsequenter eingehalten werden, was der Sicherheit der Passagiere zu Gute kommt.

Der zusätzlich erforderliche Weg für die Notbremsung des AGT vor Hindernissen kann extrem kurz gehalten werden. Im Gegensatz zu den schweren Massen einer Lokomotive mit Waggons ist der Geräteträger wegen seiner vergleichsweise geringen Masse und weil er nicht bemannt ist, sehr schnell zum Stehen zu bringen. Im Gefahrenfall setzt das AGT zusätzlich zum leistungsfähigen Bremssystem der Räder abrupt einsetzende Notbremsvorrichtungen für extreme Verzögerungen (z. B. Schienenanker usw.) ein. Vor akuten Hindernissen an Straßenübergängen (z. B. stehendes Unfallauto), vor unerwartet auf den Gleisen befindlichen Personen, Streckenarbeitern usw. wird das AGT daher wegen des guten Verhältnisses der Erkennungsbereiche der Kameras und des Hindernisradars an Bord des AGT (s. o.) zum kurzen Notbremsweg des AGT auf jeden Fall ohne Auffahrunfall zum Stehen gebracht. Die geringe Zusatzlänge für den Notbremsweg des AGT fällt daher im Streckenbelegungsplan nicht ins Gewicht. Die Größe S_Zusatz in d_AGT = s_halten + s_Zusatz (siehe oben) muß dagegen durch entsprechende Optimierungen der Rechenleistungen im AGT minimiert werden.

Verteilung der Rechenleistung in der Anlage

Um auch bei sehr ungünstigen Ausbreitungsbedingungen für breitbandige Datenbus- und TV-Signale die erforderlichen Sicherheitsinformationen vom AGT zur Kontrolleinheit im Führerhaus der Lokomotive zu übertragen, findet schon im Rechner an Bord des AGT eine Online-Auswertung der Meßdaten mit KI Programmen (künstl. Intelligenz) statt.

Diese Berechnungen ermöglichen eine Reduzierung des unverzichtbaren Informationsflusses zwischen der Lok des Zuges und dem AGT auf einig Bits/sec.

Die Ergebnisse können bei dieser geringen physikalischen Informationsrate sicher über eine hochredundante Schmalbandverbindung auf verschiedenen Wegen an den Führerstand des Zuges (z. B. durch besondere Verfahren entlang der Schienen) übermittelt werden. Im Extremfall würde ein ausreichend codiertes Wort für "Streckensicherheit = o.k" ausreichen (Totmannschaltung). Wird das Wort empfangen, kann unverändert weiter gefahren werden, ist es für eine bestimmte Zeit nicht verfügbar wird ein Haltevorgang eingeleitet bis das Freigabesignal wieder verfügbar ist. Da keine Notbremsung erforderlich ist wird der Zugverkehr selbst bei kurzen Aussetzern dieses Überalles-Signals kaum gestört.

Im Führerstand eines mit der Anlage abgesicherten Reisezuges stehen somit, im Gegensatz zu den heutigen Bedingungen, während der gesamten Fahrt bei allen Bedingungen ständig die notwendigsten Informationen über die Befahrbarkeit der vor dem Zug liegenden Strecke zur Verfügung.

Arbeitsweise der Anlage bei einer typischen Fahrt des Zuges

Bei der Abfahrt des Zuges entfernt sich der vor dem Zug stehende Geräteträger AGT zunehmend mit der Geschwindigkeitserhöhung von der Lok und nimmt seine Erkundungsarbeit der Strecke im jeweils optimal errechneten Abstand d_AGT = s_halten + s_Zusatz vor dem Zug auf. Diese momentane Distanz hängt im Wesentlichen vom Bremsweg für einen normalen Haltevorgang an den Stationen aus der momentanen Geschwindigkeit des Reisezuges ab.

Ihr momentaner Istwert kann auf einfache Weise aus der Differenz der zurückgelegten Wege von AGT und Lokomotive nach dem letzten Haltepunkt des Zuges bestimmt werden.

Ein Vergleich der beiden einfach zu messenden Momentangeschwindigkeiten von Lok und AGT ermöglicht die Einstellung des Sollabstandes z. B. durch eine Korrektur der AGT-Geschwindigkeit.

Da beide Fahrzeuge den gleichen Schienenweg benutzen ist die Messung stets ausreichend genau. Sie kann auch durch GPS Verfahren nachkontrolliert werden.

Bei der höchsten Geschwindigkeit auf freier Strecke hat der gesamte Zug mit dem AGT an der Spitze die längste Ausdehnung, das heißt das AGT eilt dem Zug am weitesten voraus. Es steht jedoch dem Lokführer frei bei Sonderbedingungen den Abstand nach seiner Einschätzung zu verändern. Bremst der Zug vor einer Station ab, so wird der Abstand zunehmend verkürzt und das AGT bei Stillstand des Zuges wieder im unmittelbaren Wartungsabstand d_o vor der Antriebsmaschine oder dem ersten Waggon abgestellt.

Dort können bei jedem Halt automatische Versorgungsvorgänge ablaufen, so daß alle Funktionen der Sicherheitsanlage in relativ kurzen Intervallen an den Stationen bei standardisierten Bedingungen geprüft und das AGT z. B. bei Bedarf mit Energie versorgt und für den nächsten Streckenabschnitt versorgt werden kann.

Ablauf bei einer unerwarteten Störung der befahrenen Strecke

Große Hindernisse (Personen, Steinbrocken, Fahrzeuge, Waggons, Sabotagegegenstände) werden vom Erkundungsfahrzeug durch Video- und Infrarotkameras von der Zugmannschaft an Bord des Zuges und/oder automatisch durch entsprechende Mustererkennungsprogramme und Meßverfahren (RADAR) an Bord des AGT erkannt. Über den Breitband- und den Sicherheitsbus (s. o.) wird die Gefahrenlage an den Zug vermittelt. Der AGT wird rechnerkontrolliert oder per Hand über das Bremssystem und Notbremssystem abgebremst und der nachfolgende Zug zum Stillstand gebracht.

Durch Kameras nicht analysierbare Streckenfehler und Veränderungen am Gleisweg erkennt das AGT bei der eigenen Fahrt über die Gefahrenstelle durch Meß- und Testvorrichtungen aus nächster Nähe also direkt an den Gleisen. Dabei kann er auch Testsignalantworten und Gleisgeräusche spektral auswerten.

Übersteigt bereits eine einzelne Meßwertabweichung vom Normalwert bei der Passage des Erkundungsfahrzeuges ein bestimmtes Mindeslimit, ist z. B. eine Schiene, eine Weiche, die Verschraubung der Schienen, der Gleisunterbau auffällig oder wird der AGT von den Gleisen ungewöhnlich negativ beeinflußt, wird der Zug vorsorglich abgebremst.

Kompliziertere Situationen, deren potentielle Gefahrenlage erst durch das Zusammenspiel mehrerer negativer Faktoren entsteht, werden bei entsprechender Vollausrüstung des AGT nach der Durchführung einer schnellen Online-Rechnersimulation der kommenden Fahrt erkannt und beurteilt. Der Zug wird auch ohne unmittelbare Gefahrenlage entsprechend der berechneten Situation so beeinflußt, daß zu jeder Zeit ein sicherheitsoptimierter Betrieb bei bestmöglichen Reisebedingungen möglich ist.

So werden wegen des guten aktuellen Kenntnisstandes von der Strecke unnötige Überreaktionen durch sichere, den Fahrbetrieb auf nicht optimalen Strecken angepaßte Maßnahmen ersetzbar, die ohne die Anlage nicht verantwortbar wären.

Auf festgestellte kleinere negative Veränderungen der Strecke kann z. B. gezielt durch eine nicht eingeplante angemessene Rücknahme der Reisegeschwindigkeit reagiert werden, die andernorts, durch die Anlage und den Fahrplaneingabedaten in das System überwacht, durch außergewöhnliche Geschwindigkeitssteigerungen andernorts zulässig aufgeholt werden kann. Die erkannten Streckenfehler werden anschließend zur Wartung gemeldet. Regelmäßig mit der Anlage befahrene Strecken werden dadurch in einem guten Zustand gehalten.

Weitere Beschreibungen

Der Geräteträger AGT wird windschnittig und robust mit einer stabilen Karosserie ausgeführt, so daß er kleinere Hindernisse von der Strecke räumt ohne selbst auszufallen. Andererseits wird das AGT so konstruiert, daß er für einen auf ihn auffahrenden schweren Zug keine erhebliche Gefahr darstellt (z. B. schnelle gefahrlose Selbstzerlegung o. ä.).

Auch bei einem falsch gesteuerten Gegenzug auf dem Gleis wird die Gesamtsituation für die Reisenden in beiden Zügen erheblich verbessert, da der Gegenzug und der eigene Zug trotz einer eventuell unvermeidbaren Kollision früh gewarnt sind und abhängig vom Bremsweg des ev. ungeschützten Gegenzuges ein Unfall gemildert oder vermieden wird. Haben beide Züge ein AGT, ist keinerlei Kollision zu befürchten, da sich die beiden AGT auf dem selben Gleis erkennen können.

Je nach Einsatz wird der AGT in verschiedenen anwendungsoptimierten Ausbaustufen gebaut. Als Zugspitze ist er stets mit sehr starken Warnsignalgebern ausgestattet, die ständig, automatisch und/oder von der Antriebsmaschine des Zuges aus auf Grund der Beurteilung von TV Bildern und Auswerteergebnissen bedient werden.

Claims (10)

1. Eine Streckenüberwachungsanlage zweiteilig bestehend aus
einer Kontroll/Monitoreinheit genannt MK angebracht im Führerstand des zu sichernden Zuges,
einem vor dem Zug rechnergesteuert optimal positionierten unbemannten Analysegeräteträger genannt AGT (Analysegeräteträger) vor dem Zug dergestalt,
daß die Kontroll/Monitoreinheit MK dem Zug den extrem abbremsbaren und stark beschleunigbaren Streckenanalysegeräteträger AGT mit eigenen Antrieb über das Hauptprogramm ihres Rechners so weit um einen ständig nachgeregelten Sicherheitsabstand vorausschickt, daß zwischen Zug und AGT ein Abstand d_AGT besteht, der einem zügigen aber beschleunigungskontrollierten Haltevorgang des Zuges an den Stationen aus der momentanen Reisegeschwindigkeit entspricht,
daß der AGT mit Geräten ausgestattet ist,
die mit bordrechnergesteuerten elektronischen Meß- und Testverfahren in unmittelbarer Nähe zu den Schienen vom AGT aus, Schienen, Weichen, Stabilität der Verschraubungen und des Gleisunterbaues, Oberleitungszustand, statische und verkehrsabhängige Nachbargleisbedingungen, Eigenschaften von Gegenzügen, Waggons auf Nachbargleisen, usw. in sehr kurzen periodischen Abständen ständig untersuchen und auffällige Veränderungen des Normalzustandes an den nachkommenden Zug melden,
die mit steuerbaren TV- und lnfrarotkameras die Strecke vor und um den AGT abbilden,
die besonders für Schlechtwetterbedingungen entsprechende Infrarotmeßsysteme und Sonar und/oder EM-Wellen RADAR Verfahren zur Hinderniserkennung vor dem AGT zur Verfügung stellen,
die eine rechnergesteuerte interaktive Breitbandverbindungstechnik zwischen Zug und AGT bereithalten, um während der Fahrt die aktuellen Bilder der auf dem AGT mitgeführten TV- und Infrarotkameras, sowie aufbereitet, alle sicherheitsrelevanten Daten vom vorausliegenden Schienenweg an die Lok zu übertragen,
die einen so schnellen leistungsfähigen Bordrechner verwenden, daß die Ermittlung der Sicherheitssituation auf der Strecke bereits im Rechner an Bord des AGT aus den Daten der Test- und Meßvorrichtungen online errechnet werden kann und dazu dieser Rechner an Bord des AGT mit KI-Programmen zur Online-Gefahrenabschätzung ausgestattet ist,
die wegen der Störanfälligkeit einer breitbandigen Verbindung zwischen AGT und Lok über einige Kilometer eine hochstabile Übertragung weniger Bits/sek über eine zusätzlich bestehende Schmalbandnachrichtenverbindung entlang der Gleise bereitstellen, um die errechnete Beurteilung der Strecke vor dem Zug der Kanzel des Zuges unter allen Umständen zur Verfügung zu haben.

2. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Bedarf die Rechnerfunktion in der Monitorkontrolleinheit MK und die Geräte im AGT so ausgelegt werden, daß über ein geeignetes Interface zum Antrieb der Lok eine vollumfängliche oder teilweise Autopilotfunktion zur Steuerung des Zuges erreicht wird.

3. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinheit im Führerhaus des Zuges fest eingebaut ist oder sie in der Kanzel eines beliebigen Zuges bei Bedarf in kurzer Zeit einfach montiert werden kann, um mit einem AGT zusammen die Funktionen der Anlage für den neu ausgerüsteten Zug zur Verfügung zu haben.

4. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der steuerbare Antrieb des AGT direkt durch einen Verbrennungsmotor mit Tank oder durch einen Elektromotor realisiert wird, wobei der Elektromotor durch einen Generator mit entsprechendem Antrieb oder von Akkumulatoren gespeist wird, die periodisch an den Stationen über einen Anschluß am Zug oder durch eine Verbindung mit einem Oberleitungsnetz nachgeladen werden.

5. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Haltestationen Vorrichtungen und Programme der Anlage wirken, die regelmäßig einen automatisch ablaufenden Eigentest der gesamten Anlage bewirken und die Wartung bzw. die Energieversorgung des AGT kontrollieren.

6. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzlich zu den Radbremsen wirkende Notbremssystem des AGT außer über die Räder anderweitig wesentlich wirksamer durch extrem stark einsetzende Vorrichtungen, die sich im Gleiskörperaufbau verankern, wirkt.

7. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der AGT robust und windschnittig mit starkem Eigenantrieb so ausgeführt wird, daß er kleine Hindernisse die dem Zug selbst nicht schaden durch eine geeignete Formgebung der Karosserie unbeschädigt von der Strecke räumt.

8. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der AGT bei Bedarf ausfahrbare Hebel für Manöver zur Beseitung von kleineren für den Zug gefährlichen Hindernissen auf der Strecke mit sich führt, die er bei einer Positionierung direkt vor dem Hindernis im Stillstand oder beim langsamen Fahren vom Zug aus steuerbar einsetzt.

9. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage bei Bedarf über Interfaces und Adaptionsprogramme mit anderen Zugsicherheitssystemen verkoppelt wird.

10. Streckenüberwachungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsstrecke d_AGT und andere Parameter der Sicherheitsanlage aus übergeordneten Gründen vom Lokführer manuell eingestellt werden können.