DE19900333A1

DE19900333A1 - Unmanned, powered vehicle for ensuring safety of fixed routes detects hazardous damage to route, transmits information to following vehicle so safe halt before reaching damage is guaranteed

Info

Publication number: DE19900333A1
Application number: DE1999100333
Authority: DE
Inventors: Thomas Strothmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-07
Filing date: 1999-01-07
Publication date: 2000-07-13

Abstract

The vehicle (1) detects hazardous damage to the route and transmits this information to a following vehicle (2) that is to be protected so that a safe halt of the following vehicle before reaching the damage point is guaranteed. The vehicle has a controller that automatically maintains a constant or variable distance in front of the following vehicle.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein unbemanntes Fahrzeug zur Absicherung fest geführter Fahrstrecken gemäß den Oberbegriffen des Anspruchs 1.The invention relates to an unmanned vehicle for securing firmly guided Routes according to the preambles of claim 1.

Es ist üblich, Fahrstrecken mittels Signaltechnik abzusichern und damit den ordnungsgemäßen Verkehrsablauf zu gewährleisten. Die Strecke selbst wird durch regelmäßige Begutachtung überprüft, evtl. auftretende Schäden werden im Rahmen des normalen Betriebsablaufs beseitigt. Notwendige Umleitungen, Geschwindigkeits begrenzungen und sonstige Maßnahmen müssen in den Betriebsablauf eingeplant werden, d. h. bis zum Erkennen des Schadens wird die Strecke als ausreichend fehlerfrei eingestuft. Weitere Schäden können z. B. durch den Fahrzeugführer, weiteres Fahrzeugpersonal oder im Fahrzeug installierte Sensorik registriert werden, jedoch ist die Gefahrenstelle dann bereits erreicht. Häufig sind die verwendeten Sicherheitskonzepte darauf angewiesen, daß der Fahrzeugführer unvorhergesehene Schäden oder Hindernisse rechtzeitig erkennt. Bei höheren Geschwindigkeiten ist dies aber nicht mehr möglich. Schäden, besonders Manipulationen an den Fahrstrecken sind mit diesen Verfahren nicht feststellbar. Insbesondere bei häufig befahrenen Hochgeschwindigkeitsstrecken wird angenommen, daß in den kurzen Intervallen zwischen den einzelnen Fahrzeugen keine nennenswerten, nachteiligen Veränderungen an den Strecken auftreten.It is common to secure routes by means of signal technology and thus the to ensure proper traffic flow. The route itself is through Regular assessment is checked, any damage that occurs is dealt with within the scope of the normal operating procedures eliminated. Necessary diversions, speed Limitations and other measures must be included in the operational process become, d. H. until the damage is recognized, the route is considered to be sufficiently error-free classified. Further damage can e.g. B. by the driver, further Vehicle personnel or sensors installed in the vehicle can be registered, however The danger point has already been reached. The security concepts used are common relying on the driver to anticipate unforeseen damage or obstacles recognizes in time. However, this is no longer possible at higher speeds. Damage, especially tampering with the routes, is not possible with these methods noticeable. Especially in the case of frequently used high-speed lines assumed that in the short intervals between the individual vehicles none significant, disadvantageous changes to the routes occur.

Die Probleme an den bestehenden Verfahren sind, daß unvorhersehbare Ereignisse nicht oder zu spät erkannt werden, und ein erhebliches Restrisiko verbleibt. Bestimmte Schäden, besonders Manipulationen können aber derart schnell auftreten, daß ein schwerer Unfall verursacht werden kann, ohne daß die Möglichkeit einer rechtzeitigen Reaktion auf Gefährdungen besteht.The problems with the existing procedures are that unpredictable events do not occur or are recognized too late and there is still a significant residual risk. Certain Damage, especially tampering can occur so quickly that a serious accident can be caused without the possibility of timely There is a reaction to hazards.

Bestehende Systeme, die u. a. zur Erhöhung der Sicherheit beitragen, beschränken sich auf konstruktive Verbesserungen an den Fahrstrecken oder den Fahrzeugen, beispielsweise in Richtung besonderer Vorrichtungen an der Strecke oder den Fahrzeugen (US 5203264, EP 697320 A1, US 5692677), spezieller Bremssysteme (US 5215168, US 5701975) oder vollkommen neuer Fahrzeugkonstruktionen (EP 290930, US 4841873). Andere Ansätze haben lediglich zur Aufgabe, das Transportgut zu sichern, wie z. B. in US 3866542.Existing systems that u. a. contribute to increasing security are limited on constructive improvements to the routes or the vehicles, for example in the direction of special devices on the route or Vehicles (US 5203264, EP 697320 A1, US 5692677), special braking systems (US 5215168, US 5701975) or completely new vehicle designs (EP 290930, US 4841873). Other approaches only have the task of securing the cargo, such as B. in US 3866542.

Diese Systeme lösen jedoch nicht das Kernproblem einer ernsthaften Störung, die unvorhergesehen, kurzfristig und unvermeidlich auftritt, und zu schweren Unfällen führen kann. Mögliche Lösungen betreffen hier die Verkürzung der Serviceintervalle für die Fahrstrecken, die separate Überwachung durch Leerfahrten, oder sogar die optische Begutachtung der Strecken, indem diese z. B. mit Flugzeugen abgeflogen und damit aus der Luft geprüft werden.However, these systems do not solve the core problem of a serious disorder, the unforeseen, short-term and inevitable occurs, and serious accidents can lead. Possible solutions relate to shortening the service intervals for the routes, the separate monitoring by empty runs, or even the visual Assessment of the routes by z. B. flown with airplanes and out be checked in the air.

Alle diese Verfahren haben jedoch den Nachteil, daß die Strecken weder zeitlich noch örtlich lückenlos überwacht werden können.However, all of these methods have the disadvantage that the routes are neither temporal nor can be monitored locally without gaps.

Diese Probleme werden durch das in Patentanspruch 1 beschriebene Fahrzeug gelöst.These problems are solved by the vehicle described in claim 1.

Das Fahrzeug erkennt gefährdende Beeinträchtigungen der Fahrstrecke und übermittelt diese Ereignisse einem folgenden, zu sichernden Fahrzeug derart, daß ein sicheres Abbremsen des folgenden Fahrzeugs vor der Gefahrenstelle möglich ist. The vehicle recognizes dangerous impairments to the route and transmits them these events follow a vehicle to be secured such that a safe It is possible to brake the following vehicle in front of the danger point.

Ein wesentlicher Vorteil dieser Methode ist, daß die Distanz zwischen den beiden Fahrzeugen und somit die Zeit, die zwischen dem Passieren beider Fahrzeuge verstreicht, derart gering ist, daß plötzlich auftretende, unentdeckte Beeinträchtigungen sehr unwahrscheinlich sind.A major advantage of this method is that the distance between the two Vehicles and therefore the time that passes between the passage of both vehicles, is so small that sudden, undetected impairments occur are unlikely.

Das Fahrzeug kann mit Hilfe von Anspruch 2 mit einem Antrieb und einer Steuerung in einer Weise ausgestattet sein, daß es dem folgenden, zu sichernden Fahrzeug selbsttätig in einer sicheren, konstanten oder variablen Distanz vorausfährt.The vehicle can with the help of claim 2 with a drive and a controller be equipped in such a way that it automatically follows the vehicle to be secured drives at a safe, constant or variable distance.

Die auf diese Weise gewonnene Strecke kann dem folgenden Fahrzeug beispielsweise als Bremsweg dienen. Eine variable Distanz hat den Vorteil, daß bei langsamer Fahrt z. B. in Bahnhöfen die Gesamtlänge eines Zuges nur unwesentlich verlängert wird, während bei steigender Geschwindigkeit das vorausfahrende Fahrzeug die Distanz erhöht, um den dann längeren Bremsweg zu kompensieren.The route obtained in this way can be used, for example, as the following vehicle Serve braking distance. A variable distance has the advantage that when driving slowly z. B. in Railway stations the total length of a train is only slightly extended, while at increasing speed the vehicle in front increases the distance then to compensate for longer braking distances.

Die Erkennung der Beeinträchtigung der Strecke erfolgt im einfachsten Falle mit Hilfe von Anspruch 3 durch direkte Einwirkung auf das Fahrzeug. Kleinere Beschädigungen führen meist zu kleineren Funktionsstörungen des Fahrzeugs (z. B. Ausfall der Stromversorgung durch den Stromabnehmer), größere Schäden können aber auch zum Verlust des Fahrzeuges (z. B. durch Entgleisung oder Zerstörung) führen. Der entsprechende Verlust ist aber entsprechend dem Sinn der Erfindung dem Verlust, der Schädigung oder der Gefährdung des folgenden Fahrzeugs auf jeden Fall vorzuziehen. Weiterhin wird das unbemannte Fahrzeug meist sehr viel kleiner und leichter als das nachfolgende Fahrzeug ausgeführt sein, sodaß einerseits dessen Energiebedarf vernachlässigbar ist und andererseits sekundäre Beschädigungen, die z. B. durch den Aufprall des unbemannten Fahrzeugs verursacht werden können, erheblich eingeschränkt werden. Beispiele sind eine Kollision des unbemannten Fahrzeugs mit einem PKW, der die Bahnschranken zu umfahren versucht, oder auch weitere Beschädigungen der Gleis- und Signalanlagen nach einer Entgleisung des unbemannten Fahrzeugs, wobei letztere durch einen zuvor aufgetretenen Gleisschaden ausgelöst sein könnte.In the simplest case, the detection of the impairment of the route is carried out with the help of claim 3 by direct action on the vehicle. Minor damage mostly lead to minor malfunctions of the vehicle (e.g. failure of the Power supply by the pantograph), but major damage can also lead to Cause loss of the vehicle (e.g. due to derailment or destruction). The corresponding loss is, however, according to the spirit of the invention, the loss that In any case, damage or danger to the following vehicle is preferable. Furthermore, the unmanned vehicle is usually much smaller and lighter than that following vehicle to be executed, so that on the one hand its energy requirements is negligible and on the other hand secondary damage such. B. by the Impact of the unmanned vehicle can be caused significantly restricted become. Examples are a collision of the unmanned vehicle with a car tried to drive around the railway barriers, or other damage to the track and signaling systems after derailment of the unmanned vehicle, the latter could have been caused by a previously occurring track damage.

Auch aus Kostengründen ist ein kleiner, leichter Aufbau des Fahrzeugs sinnvoll. In einer Verfeinerung kann das unbemannte Fahrzeug mit Hilfe von Anspruch 4 mit Sensorik oder Meßtechnik ausgestattet werden, die bereits auf kleinere Beeinträchtigungen reagiert, die noch nicht zu einer Funktionsstörung führen.A small, light body of the vehicle is also sensible for cost reasons. In a refinement, the unmanned vehicle can with the help of claim 4 Sensor technology or measuring technology can be equipped that are already on smaller Reacts impairments that do not yet lead to a malfunction.

Die Übermittlung einer einfachen Fahrtfreigabe, weiterer Fahrdaten, oder auch weiterer Meßdaten kann in vorteilhafter Weise anhand von Anpruch 5 mit einer Fernverbindung zum folgenden Fahrzeug oder einer Kontrollstation erfolgen. Vorzugsweise sollte die Reaktion auf diese Ereignisse und Daten selbsttätig erfolgen als Bestandteil eines automatischen Sicherheitssystems.The transmission of a simple trip release, further driving data, or even more Measurement data can advantageously be based on claim 5 with a remote connection to the next vehicle or a control station. Preferably the Reaction to these events and data take place automatically as part of a automatic security system.

Anspruch 7 zeigt die vorteilhafte Möglichkeit auf, das leichte Fahrzeug mit Hilfe einer optimierten Bremsvorrichtung auf kürzerem Wege stoppen zu können, und damit Kollisionsrisiken weiter zu vermindern. Da es sich um ein leichtes, unbemanntes Fahrzeug handelt, sind erheblich höhere Bremsverzögerungen als z. B. bei schweren Güterzügen oder Personenzügen möglich. Hierzu kann beispielsweise die Rad- und Bremsenkonstruktion angepaßt werden, sodaß die Gewichtskraft des Fahrzeugs nicht wie bei gewöhnlichen Schienenfahrzeugen die Bremsverzögerung limitiert. Zu diesem Zweck könnte eine Bremskraft, soweit konstruktiv möglich, seitlich oder von innen auf die Schienen aufgebracht werden, oder auch über eine magnetische Vorrichtung der Andruck der Räder auf die Schienen vergrößert werden. Die zusätzlichen Belastungen können die für das leichte Fahrzeug erheblich überdimensionierten Gleise problemlos aufnehmen.Claim 7 shows the advantageous possibility of using a light vehicle to be able to stop the optimized braking device in a shorter way, and thus Further reduce collision risks. Since it is a light, unmanned Vehicle acts are significantly higher braking decelerations than z. B. for heavy Freight trains or passenger trains possible. For example, the wheel and Brake construction can be adjusted so that the weight of the vehicle is not as with ordinary rail vehicles, the braking deceleration is limited. To this The purpose could be a braking force, as far as constructively possible, from the side or from the inside the rails are applied, or via a magnetic device Pressure of the wheels on the rails can be increased. The additional burdens the tracks, which are considerably oversized for the light vehicle, can easily be used take up.

Anspruch 8 stellt die Möglichkeit vor, auch die Sichtverbindung zwischen beiden Fahrzeugen überwachen zu können, so daß weitere, in diesem Bereich auftretende Hindernisse festgestellt werden können. Vorstellbar sind hier z. B. Tiere, die zwischen den Fahrzeugen die Gleise überqueren. Insbesondere kann es dabei sinnvoll sein, die Sichtverbindung in einer geeigneten Höhe anzubringen, oder auf eine gewisse Mindestbreite der Sichtunterbrechung hin zu überprüfen. Unkritische, kleinere oder vorübergehend auftauchende Objekte, wie z. B. Vögel, lösen auf diese Weise keinen irrtümlichen Nothalt der Fahrzeuge aus.Claim 8 presents the possibility of also the line of sight between the two To be able to monitor vehicles, so that further occurring in this area Obstacles can be identified. Here are conceivable. B. Animals between the vehicles cross the tracks. In particular, it can make sense to use the Line of sight at a suitable height, or at a certain level Check the minimum width of the line of sight. Uncritical, smaller or objects that appear temporarily, such as B. birds, solve no in this way erroneous emergency stop of the vehicles.

Ist die Distanz zwischen den Fahrzeugen groß genug, so kann unter Umständen noch ein rechtzeitiges Bremsmanöver, oder eine niedrige Aufprallgeschwindigkeit auf das Hindernis erreicht werden.If the distance between the vehicles is large enough, you may still be able to timely braking, or a low impact speed on the Obstacle to be reached.

Die Fahrzeuge können hierzu z. B. mit einer einfachen, auf Lichtschranken basierenden Konstruktion versehen werden; dies ist bei allein fahrenden Fahrzeugen nicht möglich.The vehicles can z. B. with a simple, based on light barriers Construction are provided; this is not possible with vehicles traveling alone.

Im folgenden soll die Funktionsweise des beschriebenen Fahrzeugs anhand eines typischen Schadenablaufs an der Fahrstrecke näher beschrieben werden. Es zeigenIn the following, the operation of the vehicle described is based on a typical damage process on the route are described in more detail. Show it

Fig. 1 Langsame Fahrt eines beispielhaften Zuges, bestehend aus dem unbemannten, vorausfahrenden Fahrzeug anhand der Patentansprüche 1 bis 6, sowie einem folgenden Personenzug. Fig. 1 slow travel of an exemplary train, consisting of the unmanned vehicle in front based on claims 1 to 6, and a following passenger train.

Fig. 2 Schnelle Fahrt dieses Zuges, unmittelbar vor einem Hindernis. Fig. 2 Fast travel of this train, immediately before an obstacle.

Fig. 3 Entgleisen des vorausfahrenden Fahrzeugs, Einleitung der automatischen Notbremsung des Personenzuges. Fig. 3 derailing the vehicle in front, initiating the automatic emergency braking of the passenger train.

Fig. 4 Stillstand des Personenzuges. Fig. 4 standstill of the passenger train.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, wie der Zug bei langsamer Fahrt bedingt durch eine geringe Distanz (d) zwischen den beiden Fahrzeugen (1) und (2) eine geringe Länge beansprucht. In Fig. 2 ist die Gesamtlänge des Zuges und die Distanz (d) zwischen den Fahrzeugen vergrößert, bedingt durch die Notwendigkeit größerer Bremswege. Unmittelbar vor dem führenden, unbemannten Fahrzeug (1) befindet sich ein Hindernis (3) auf den Gleisen. In Fig. 3 kollidiert das Fahrzeug mit diesem Hindernis. Der folgende Personenzug wird aufgrund der entsprechenden bzw. fehlenden Datenübermittlung automatisch gebremst. Fig. 4 zeigt schließlich, wie der Personenzug sicher vor der Unfallstelle zum Halt gekommen ist.From Fig. 1 it can be seen how the train takes a short length due to a short distance (d) between the two vehicles ( 1 ) and ( 2 ) when traveling slowly. In Fig. 2 the total length of the train and the distance (d) between the vehicles is increased due to the need for larger braking distances. Immediately in front of the leading, unmanned vehicle ( 1 ) there is an obstacle ( 3 ) on the tracks. In Fig. 3 the vehicle collides with this obstacle. The following passenger train is automatically braked due to the corresponding or missing data transmission. Fig. 4 shows how the passenger is safe come to a stop before the accident site.

Claims

1. Unmanned, powered vehicle to secure permanently guided routes, characterized in that the vehicle recognizes dangerous impairments of the route and this' events a subsequent vehicle to be secured in such a way that a safe stop of the following vehicle is guaranteed in front of the danger point.

2. Vehicle according to claim 1, characterized, that the vehicle is equipped with a controller such that it follows the following Vehicle automatically drives ahead at a constant or variable distance.

3. Vehicle according to claim 1, characterized, that the detection of impairments of the route is done by means of direct Influence on the vehicle up to its derailment or destruction.

4. Vehicle according to claim 3, characterized, that the detection of impairments of the route is carried out by means of the vehicle Contained sensors or measuring technology, the condition of the route even at full Determine the journey.

5. Vehicle according to claim 1, characterized, that a long-distance connection between the vehicle and the following to be secured Vehicle or another control body, and in this way a timely manual or automatic response is enabled.

6. Vehicle according to claim 1, characterized, that the safe distance to the following vehicle to be secured based on the Driving conditions is automatically adjusted.

7. Vehicle according to claim 1, characterized, that the vehicle is equipped with a braking device that increases Allows braking deceleration.

8. Vehicle according to claim 1, characterized, that the line of sight between the vehicle and the following vehicle other obstacles that occur are monitored.