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Die Erfindung betrifft eine Gleisanlage mit mindestens einem Prellbock.
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Aufgabe der Erfindung ist es, das Management einer solchen Gleisanlage und/oder das Rangieren mit Schienenfahrzeugen auf einer solchen Gleisanlage zu vereinfachen und zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Sensorsystem zur Erfassung der Position des Prellbockes relativ zu mindestens einem anderen Objekt, und ein Kommunikationssystem zur Meldung des Erfassungsergebnisses an einen Leitstand.
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Wenn ein Schienenfahrzeug gegen den Prellbock fährt, so kann dieser längs des Gleises verschoben werden. Wenn solche Vorgänge wiederholt auftreten, kann sich die Position des Prellbockes um einen beträchtlichen Betrag ändern, so dass es erforderlich ist, den Prellbock wieder in seine ursprüngliche Position zurückzuziehen. Wenn bei der erfindungsgemäßen Gleisanlage das Sensorsystem die Position des Prellbockes relativ zu einem ortsfesten Referenzpunkt erfasst, so können solche Lageänderungen des Prellbockes erfasst und an den Leitstand gemeldet werden, so dass von dort aus entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden können. In einer anderen Ausführungsform kann das Sensorsystem auch die Lage des Prellbockes relativ zum Schienenfahrzeug erfassen. Insbesondere ist es dann möglich das Aufprallereignis direkt zu erfassen und zu melden. Beim Rangieren auf Abstellgleisen wird das Schienenfahrzeug grundsätzlich manuell gesteuert, wenn der Abstand zum Gleisende (zum Prellbock) auf weniger als 300 m abgenommen hat. Die Erfindung erlaubt es dann, die Annäherung des Schienenfahrzeugs an den Prellbock zu erfassen und an den Lokführer im Leitstand des Schienenfahrzeugs zu melden. Diese Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung können auch vorteilhaft miteinander kombiniert werden.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Im einfachsten Fall erfasst das Sensorsystem mit Hilfe eines Beschleunigungssensors am Prellbock den Aufprall eines Schienenfahrzeugs auf den Prellbock und registriert die Anzahl und gegebenenfalls die Starke solcher Ereignisse. Wenn die Anzahl der Aufprallereignisse, gegebenenfalls gewichtet nach deren Starke, einen gewissen Wert übersteigt, wird automatisch eine Meldung an den Leitstand abgesetzt.
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Gemäß einer Weiterbildung ist das Sensorsystem dazu ausgebildet, die absolute Position des Prellbockes auf dem Gleis zu erfassen, beispielsweise mit Hilfe eines Sensors, der in regelmäßigen Abständen längs des Gleises angebrachte Markierungen erfasst, beispielsweise Markierungen auf den Schwellen des Gleises. In einer anderen Ausführungsform kann der Sensor ein Drehgeber sein, der die Drehung eines auf der Schiene des Gleises abrollenden Messrades erfasst. Weiterhin können zur Positionsbestimmung auch Funk-Ortungssysteme, Laser- oder Radar-Abstandsmeßsysteme, Seilzugmesser und dergleichen eingesetzt werden. Der Sensor braucht in diesem Fall nicht am Prellbock installiert zu sein, sondern kann auch an dem ortsfesten Objekt installiert werden, das als Referenzpunkt dient. Das hat den Vorteil, dass das Kommunikationssystem keine drahtlose Übertragungsstrecke aufzuweisen braucht.
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Abstandsmesssysteme, wie beispielsweise Laser- oder Radar-Abstandssensoren können auch dazu benutzt werden, die Annäherung des Schienenfahrzeugs an dem Prellbock zu überwachen. Wenn der Sensor am Prellbock angeordnet ist, wird der Abstand zwischen Schienenfahrzeug und Prellbock direkt gemessen. Es ist jedoch auch möglich, den Abstand des Schienenfahrzeugs zu einem ortsfesten Referenzpunkt zu messen und den gemessenen Abstand, bevor er an den Lokführer gemeldet wird, um die mit einem anderen Sensor gemessene Lageänderung des Prellbockes zu korrigieren.
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Wenn Sensorkomponenten am Prellbock installiert sind, erfolgt die Kommunikation zwischen Prellbock und Leitstand vorzugsweise drahtlos, und der Prellbock sollte über ein autonomes Energieversorgungssystem verfingen, beispielsweise eine wiederaufladbare Batterie, Solarzellen oder ergleichen. Zur Reduzierung des Energieverbrauchs ist es zweckmäßig, wenn die Sensorik einen Standby-Modus aufweist und nur bei Bedarf aktiviert wird. Es ist auch möglich, die beim Aufprall des Schienenfahrzeugs auf den Prellbock frei werdende Aufprallenergie mit Hilfe eines elektromechanischen Wandlers in elektrische Energie umzuwandeln (energy harvesting), um so die Betriebsenergie für die Sensorik bereitzustellen oder zu ergänzen.
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Das Kommunikationssystem weist in einer bevorzugten Ausführungsform ein GMS-Funkmodem auf, das in der Lage ist, über SMS mit dem Leitstand zu kommunizieren. Als weitere Option ist es möglich, das Funkmodem anzuwählen, um den Zustand (die Position) des Prellbockes abzufragen.
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Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 einen schematischen Grundriss einer erfindungsgemäßen Gleisanlage gemäß einer ersten Ausführungsform; und
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2 bis 9 Darstellungen analog zu 1 für Gleisanlagen gemäß anderen Ausführungsformen.
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In 1 ist als Teil einer Gleisanlage ein Ende eines Abstellgleises 10 dargestellt, auf dem ein Prellbock 12 angeordnet ist. Der Prellbock 12 ist in bekannter Weise mit hohem Reibungswiderstand auf den Schienen 14 des Gleises 10 abgestützt, kann sich jedoch bei einem heftigen Aufprall eines Schienenfahrzeugs längs des Gleises verschieben.
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An dem Prellbock 12 ist ein Beschleunigungssensor 16 angebracht, der die bei einem Aufprall eines Schienenfahrzeugs eintretende Beschleunigung des Prellbockes registriert. Der Beschleunigungssensor 16 kann einen elektromechanischen Wandler enthalten, der die Aufprallenergie in elektrische Energie für den Betrieb eines Kommunikationssystems 18 umwandelt, mit dem das Aufprallereignis an einen Leitstand 20 gemeldet wird. Die Kommunikationseinrichtung 18 kann durch einen Funksender für drahtlose Kommunikation mit dem Leitstand gebildet werden.
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In einer Ausführungsform kann die Kommunikationseinrichtung durch ein GMS-Modem gebildet werden, das über eine autonome Energieversorgung, beispielsweise durch wiederaufladbare Batterien oder Solarzellen verfügt und in der Lage ist, SMS-Meldungen an den Leitstand abzusetzen. Der Beschleunigungssensor 18 kann auch ein elektronischer Sensor sein, dem weitere elektronische Komponenten zur Messung der Starke des Aufpralls, zum Zählen und Speichern der Anzahl der Aufprallereignisse und dergleichen zugeordnet sind. Der Beschleunigungssensor 16 und die Kommunikationseinrichtung 18 befinden sich normalerweise in einem energieverbrauchsarmen Ruhezustand (Stand-by) und werden nur dann aktiviert, wenn der Beschleunigungssensor 16 einen Aufprall registriert oder wenn ein Aktivierungssignal vom Leitstand eintrifft. Die durch ein GMS-Modem gebildete Kommunikationseinrichtung 18 kann auch vom Leitstand 20 her aus angewählt werden, um den Zustand des Prellbocks (Anzahl und akkumulierte Starke der Aufprallereignisse) abzufragen.
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Auf diese Weise kann vom Leitstand aus mühelos kontrolliert werden, ob der Prellbock 12 von einem Schienenfahrzeug angefahren wurde, wie häufig dies geschehen ist und gegebenenfalls mit welcher Stärke. Anhand dieser Informationen lässt sich dann abschätzen, ob damit zu rechnen ist, dass der Prellbock 12 nennenswert in Richtung auf das Ende des Gleises 10 verschoben wurde, und es erforderlich ist, den Prellbock wieder in eine weiter vom Gleisende entfernte Position zurückzuziehen.
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In der in 1 gezeigten Ausführungsform weist der Prellbock 12 zusätzlich einen Näherungssensor 22 auf, der in der Lage ist, eine auf einer Schwelle 24 des Gleises angebrachte Markierung 26 zu erfassen, wenn der Prellbock 12 bis zu dieser Markierung verschoben wurde. Auf diese Weise wird das Personal im Leitstand 20 automatisch informiert, wenn der Prellbock 12 die Position der Markierung 26 erreicht hat und deshalb wieder weiter nach vom gezogen werden sollte.
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2 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform, bei der der Prellbock 12 keinen Beschleunigungssensor, sondern lediglich den Näherungssensor 22 aufweist. In diesem Fall sind Markierungen 26 auf mehreren Schwellen 24 des Gleises angebracht. Der Näherungssensor 22 und eine zugehörige Elektronik erfassen die Markierungen 26 und zählen, über wie viele Schwellen der Prellbock 12 verschoben wurde. Diese Information wird über die Kommunikationseinrichtung 18 an den Leitstand gemeldet und erlaubt so eine Bestimmung der aktuellen Position des Prellbockes. Wahlweise kann der Näherungssensor 22 auch so ausgebildet sein, dass er in der Lage ist, die Schwellen 24 direkt auf mechanischem oder optischem Wege zu erfassen, so dass keine besondere Markierungen 26 erforderlich sind. Anstelle des Näherungssensors 22 kann wahlweise auch eine Reflex- oder Gabellichtschranke vorgesehen sein.
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In einer weiteren Ausführungsform kann die Markierung am Prellbock angeordnet sein, während zugehörige Sensoren längs des Gleises, z. B. auf den Schwellen angeordnet sind. In dem Fall kann die Stromversorgung der Sensoren über Kabel erfolgen.
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In der in 3 gezeigten Ausführungsform weist der Prellbock 12 als Sensor einen Weggeber 28 auf, der mit einer schlupffrei auf einer Schiene 30 des Gleises 10 abrollenden Messrolle den vom Prellbock 12 zurückgelegten Weg erfasst. Das Wegsignal wird über die Kommunikationseinrichtung 18 an den Leitstand 20 gemeldet und erlaubt so eine Bestimmung der Position des Prellbockes.
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4 zeigt eine Ausführungsform, bei der die Position des Prellbockes 12 mit Hilfe eines Funk-Ortungssystems erfasst wird. Es sind Funk-Ortungssysteme bekannt, die eine Anzahl ortsfest installierten Ankerknoten und eine Anzahl beweglicher Knoten (Tags) umfassen, die über Funk miteinander kommunizieren und bei denen anhand der bekannten Positionen der Ankerknoten und anhand der Laufzeiten der Funksignale zwischen Tags und Ankerknoten die Positionen der Tags bestimmt werden können. In 4 ist ein solcher Ankerknoten 30 gezeigt, der zugleich die Kommunikationseinrichtung für den Datenaustausch mit dem Leitstand 20 bildet. Am Prellbock 12 ist ein beweglicher Knoten 32 installiert. Wenn der Knoten 32 und der Ankerknoten 30 wie 4 auf einer zum Gleis 10 parallelen Geraden angeordnet sind, so genügt eine Laufzeitmessung des zwischen dem Knoten 32 und dem Ankerknoten 30 ausgetauschten Signals zur Bestimmung der Position des Prellbockes 12 längs des Gleises 10. Der Knoten 32 kann gegebenenfalls seine Betriebsenergie aus dem vom Ankerknoten gesendeten Funksignal 30 beziehen (wie aus der RFID-Technik bekannt), so dass am Prellbock 12 keine Energieversorgungseinrichtung erforderlich ist.
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Wenn mehrere Prellböcke 12 auf dem Gleis 10 oder auf mehreren parallelen Gleisen angeordnet sind, so können deren Positionen mit Hilfe desselben Ankerknotens 30 erfasst werden.
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In 5 wird ist die Kommunikationseinrichtung 18 in einem Schaltschrank untergebracht, der ortsfest am Ende des Gleises 10 angeordnet ist und deshalb über eine verdrahtete Leitung mit dem Leitstand 20 verbunden sein kann. Der Schaltschrank enthält als Sensor einen Seilzugmesser 34, der über ein Seil 36 mit dem Prellbock verbunden ist. Der Seilzugmesser wist eine Trommel auf, mit der das Seil 36 unter einer gewissen Zugspannung gehalten wird, und einen Drehweggeber zur Messung des Drehweges der Trommel. Wenn der Prellbock 12 längs des Gleises verschoben wird, liefert der Seilzugmesser somit ein Signal, das die Bewegung des Prellbockes anzeigt.
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Das in 6 gezeigte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach 5 nur dadurch, dass anstelle des Seilzugmessers 34 ein Laser-Abstandssensor 38 vorgesehen ist, der es erlaubt, den Abstand zwischen der ortsfesten Kommunikationseinrichtung 18 und einem am Prellbock 12 angebrachten Reflektor 40 optisch zu messen.
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Bei dem in 7 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Prellbock 12 die Kommunikationseinrichtung 18 für drahtlose Kommunikation sowie einen Näherungssensor 42 auf, der auf der dem Schienenfahrzeug zugewandten Seite angebracht ist und dazu dient, die Annäherung eines Schienenfahrzeugs zu erfassen. Beispielsweise kann es sich bei dem Näherungssensor 42 um einen Ultraschallsensor handeln. Der Leitstand 20 befindet sich in diesem Fall an Bord des Schienenfahrzeugs, so dass der Fahrzeugsführer ein Signal enthält, wenn sich das Schienenfahrzeug dem Prellbock 12 auf wenige Meter angenähert hat, und dann laufend über die weitere Abnahme des Abstands unterrichtet wird. Da der Näherungssensor 42 nur eine begrenzte Reichweite hat, sind am Gleis 10 zusätzlich Schienenschalter 44 angebracht, mit denen die Annäherung des Schienenfahrzeugs an den Prellbock bei größeren Abständen verfolgt werden kann. Zwar sind die von den Schienenschaltern 44 gelieferten Abstandsinformationen ungenau, wenn der Prellbock 12 aus seiner ursprünglichen Position verschoben wurde, doch kann diese Ungenauigkeit bei größeren Abständen von 100 m oder mehr toleriert werden. Wenn sich das Schienenfahrzeug dem Prellbock 12 weiter annähert, liefert dann der Näherungssensor 42 genaue Abstandsinformationen, die dem Fahrzeugführer die genaue Steuerung des Fahrzeugs erleichtern.
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8 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Lage des Prellbockes 12 sowie die Annäherung eines Schienenfahrzeugs 46 an diesem Prellbock erfasst werden können. Die Kommunikationseinrichtung 18 ist am oder in einem Mast angebracht, der ortsfest am Ende des Gleises 10 installiert ist und über eine verdrahtete Leitung mit einem ortsfesten Leitstand 20 kommuniziert. Im Schienenfahrzeug 46 ist ein weiterer nicht gezeigter Leitstand vorgesehen, der drahtlos mit dem Leitstand 20 oder direkt mit der Kommunikationseinrichtung 18 kommuniziert. Die Kommunikationseinrichtung 18 ist außerdem mit einem an demselben Mast angebrachten Laser-Abstandssensor 38 verbunden, der einerseits den Abstand zu dem Reflektor 40 am Prellbock 12 und andererseits den Abstand zu einem Reflektor 48 am Schienenfahrzeug 46 misst. Die Differenz der beiden Abstandssignale erlaubt es, die Annäherung des Schienenfahrzeugs an den Prellbock 12 zu verfolgen.
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Bei dem in 9 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die absolute Position des Prellbockes 12 auf dem Gleis 10 auf die gleiche Weise wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen gemessen, beispielsweise wie in 2. Längs des Gleises sind ortsfeste Signalgeber 50 aufgestellt, die dem Fahrer des Schienenfahrzeugs den jeweiligen Abstand zum Prellbock 12 signalisieren, beispielsweise 300 m, 200 m, etc. Die Signalgeber 50 sind hier als Matrix-Signalgeber ausgebildet, deren Anzeigeinhalt durch vom Leitstand 20 übermittelte Befehle verändert werden kann. Wenn die Kommunikationseinrichtung 18 meldet, dass der Prellbock 12 um einen bestimmten Betrag längs des Gleises 10 verschoben wurde, so werden die Anzeigen des Signalgebers 50 um diesen Betrag erhöht, so dass jeder Signalgeber den tatsächlichen Abstand zum Prellbock 12 anzeigt.
