DE2643618B2

DE2643618B2 - Zugsicherungseinrichtung für Bahnanlagen

Info

Publication number: DE2643618B2
Application number: DE2643618A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Dipl.-Ing. Baehker; Dietrich Ing.(Grad.) Stoeckmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1976-09-28
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE2643618C3; DE2643618A1; CH616626A5

Description

tz =

a Vx

bei Verzögerung durch die Formel

tz =

und bei Beschleunigung durch die Formel

bestimmt ist, worin Vxdie Soll-Geschwindigkeit am letzten Empfangsort, ζ die Verzögerung von SoII- und Überwachungsgeschwindigkeit, b die tatsächliche Verzögerung bzw. die Beschleunigung des Fahrzeugs und a der Fußpunktabstand zwischen Zielgeschwindigkeit und uberwachungsgeschwindigkeit sind.

7. Zugsicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Beeinflussungseinrichtungen voneinander abhängig gemacht ist von der an der zuletzt passierten Beeinflussungseinrichtung zulässigen Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeugs, der dort zulässigen Überwachungsgeschwindigkeit, deren Überschreiten die Schnellbremsung des Fahrzeuges bewirken soll, deren Verzögerung und dem zu berücksichtigenden maximalen Beschleunigungsvermögen der die Strecke befahrenden Fahrzeuge.

tz =

. Vj + 2 τ Kv

I b + z

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugsicherungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Bei Eisenbahnanlagen ist es bekannt, von einer Steuerstelle aus auf die die Strecke befahrenden Fahrzeuge einzuwirken und deren Fahrverhalten zu beeinflussen. Hierbei unterscheidet man zwischen der punktförmigen Zugbeeinflussung und der linienförmigen Zugbeeinflussung. Bei der punktförmigen Zugbeeinflussung werden beim Passieren ortsfester Beeinflussungseinrichtungen sogenannte Leitpunktinformationen auf die vorüberlaufenden Fahrzeuge übermittelt, die auf den Fahrzeugen in Fahranweisungen umgesetzt werden; bei der Linienzugbeeinflussung bildet die Steuerstelle meist die Fahranweisungen selbst und übermittelt diese an die Fahrzeuge. Beide Systeme haben ihre Vor- und ihre Nachteile. ι

Ferner ist es bereits begannt (DF.-PS 11 03 379), die Vorteile punkt- und linienförmig wirkender Systeme zu kombinieren; dies soll in der Weise geschehen, daß zuvor punktförmig an ein Fahrzeug übermittelte Leitpunktinformationen von der Steuerstelle aus bedarfsweise aufgehoben und durch aktuelle Fahranweisungen ersetzt werden können. Ein Fahrzeug, das aufgrund von punktförmig übermittelten Leitpunktinformationen seine Fahrgeschwindigkeit herabsetzt, darf beim Empfang einer beispielsweise über Funk übermittelten aktuellen Fahranweisung seine Fahrgeschwindigkeit wieder erhöhen oder zumindest mit konstanter Fahrgeschwindigkeit weiter vorrücken. Bei dieser bekannten Zugsicherungseinrichtung mit punkt- und linienförmiger Signalübertragung ist von Nachteil, daß von der Steuerstelle aus kein sicherungstechnischer Zugriff auf das Fahrzeug gegeben ist. Ist nämlich beispielsweise durch die punktförmige Zugbeeinflussung auf dem Fahrzeug ein Bremsvorgang ausgelöst worden, der zu einem späteren Zeitpunkt durch eine aktuelle Fahranweisung aufgehoben wird, kann es durchaus notwendig werden, zu einem noch späteren Zeitpunkt erneut eine Bremsung, ggf. sogar eine Schnellbremsung vorzunehmen. Kommt dann aber die Verbindung zwischen Steuerstelle und Fahrzeug aus irgendeinem Grunde nicht zustande, so rückt das Fahrzeug mit einer viel zu hohen Fahrgeschwindigkeit auf einen Gefahrenpunkt vor.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zugsicherungseinrichtung für Bahnanlagen mit punkt- und linienförmiger

Signalübertragung zwischen Strecke und Fahrzeug anzugeben, bei der das Zustandekommen und der Fortbestand der linsenförmigen Verbindung Steuerstelle — Fahrzeug laufend geprüft wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst daß das Fahrzeug nach Empfang einer punktförmig übertragenen Orts- und/oder Leitpunktinformation von einer Steuerstelle die Übermittlung aktueller Fah/anweisungen über die Linienzugbeeinflussung anfordert und daß das Fahrzeug beim Nichtzustandekommen der Hnienförmigen Datenübertragung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne oder einer vorgegebenen Fahrstrecke sowie beim Ausbleiben der nächsten Fahranweisung innerhalb dieser Zeitspanne bzw. Fahrstrecke mit der Verminderung seiner Fahrgeschwindigkeit nach einem vorgegebenen Fahrprogramm beginnt

Die vorgegebene Zeitspanne, in der die aktuellen Fahranweisungen empfangen werden müssen, damit nicht nach dem vorgegebenen Fahrprogramm gefahren wertfen muß, kann fest vorgegeben sein oder auf den Fahrzeugen ermittelt werden. Sie kann auui ortsabhängig vorgegeben werden, indem die Anerkennung der aktuellen Fahranweisungen davon abhängig gemacht ist, daß sie vor dem Passieren aufeinanderfolgender Beeinflussungseinrichtungen erneuert werden. Das vorgegebene Fahrprogramm kann die Haltbremsung oder ein Fahren nach gespeicherten Leitpunktinfonnationen beinhalten.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand von in der jo Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert

Die Fig. 1 der Zeichnung zeigt verschiedene für die Fahrzeugsteuerung wichtige Geschwindigkeits-Weg-Diagramme; j-,

die Fig.2 und 3 zeigen Ausschnitte hieraus zur Berechnung maximal zulässiger Folgezeiten für Fahranweisungen und

die Fig.4 zeigt Geschwindigkeits-Weg-Diagramme, die bei unabhängiger Vorgabe der maximal zulässigen Folgezeiten für Fahranweisungen von Bedeutung sind.

F i g. 1 zeigt schematisch einen Streckenausschnitt mit einem Hauptsignal 5, einem zugehörigen Vorsignal 51 und einer sich an das Hauptsignal anschließenden Schutzstrecke a. Es ist angenommen, daß ein die Strecke befahrerides Fahrzeug beim Passieren des Vorsignals 51 durch eine dort angeordnete Beeinflussungseinrichtung P Leitpunktinformationen zur Zielbremsung am Hauptsignal 5empfängt. Diese Leitpunktinformationen beinhalten die am Zielort zulässige Zielgeschwindigkeit, im vorliegenden Beispiel die Zielgeschwindigkeit O, die minimal«; Entfernung zwischen Beeinflussungseinrichtung P und Hauptsignal 5 sowie die ggf. zu berücksichtigenden Streckenneigungen. Aufgrund dieser und eventueller weiterer Angaben ermittelt das Fahrzeug We an jedem Fahrort zwischen der Beeinflussungseinrichtung P und dem Hauptsignal 5 zulässige Soll-Geschwindigkeit Vi, die wesentlich abhängig ist von der d^-m Fahrzeug eigenen Bremsverzögerung z.

Über d^m dargestellten Streckenausschnitt ist die so w) ermittelt«: Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufgetragen. Dßs weiteren ist die Überwachungsgeschwindigkeit Vu aufgetragen. Die Überwachungsgeschwindigkeit stellt diejenige Geschwindigkeit dar, die am jeweiligen Fahiort nicht überschritten werden darf, ti wenn das Fahrzeug vor dem tatsächlichen Gefahrenpunkt auf die dort zuK jsige Zielgeschwindigkeit gerade noch abgebremst werden soll. Der tatsächliche Gefahrenpunkt liegt am Ende der sich an den Haltepunkt anschließenden Schutzstrecke a. In der Zeichnung ist angenommen, daß der Überwachungsgeschwindigkeit Vu die gleiche Verzögerung ζ zu eigen ist wie der Soll-Geschwindigkeit Ks.

Beim Passieren der Beeinflussungseinrichtung P fordert ein die Strecke befahrendes Fahrzeug von einer nicht dargestellten Steuerstelle aktuelle Fahranweisungen an, welche entweder die punktförmig übermittelten Leitpunktinformationen bestätigen oder ersetzen können. Die Anforderung kann dabei über zwischen Beeinflussungseinrichtung und Steuerstelle bestehende Übertragungskanäle oder über Übertragungskanäle zwischen Fahrzeug und Steuerstelle abgesetzt werden. Im letztgenannten Fall kann das Fahrzeug sich beispielsweise mit seiner Zugnummer und/oder einem übermittelten Fahrortkennzeichen bei der Steuerstelle melden; die Steuerstelle ihrerseits übermittelt dem Fahrzeug die ihm zugedachten Fahranweisungen per Zugnummer und/oder Ortskennze; hen.

Damit das Fahrzeug rechtzeitig vor dem Gefahrenpunkt zum Stehen gebracht werden kann, wenn dies erforderlich sein sollte, müssen ihm die aktuellen Fahranweisungen spätestens dann übermittelt worden sein, wenn seine Fahrgeschwindigkeit Vf an einem beliebigen Fahrort ebenso groß ist wie die dort zulässige Überwachungsgeschwindigkeit Vu. Für ein die Beeinflussungseinrichtung P mit der dort zulässigen Soll-Geschwindigkeit Vs passierendes, leicht beschleunigendes Fahrzeug möge dies der Fahrort y sein. Hat es bis zum Passieren dieses Fahrortes von der Steuerstelle über die Linienzugbeeinflussung aktuelle Fahranweisungen empfangen, die die übermittelten Leitpunktinformationen gegenstandslos machen, darf es beispielsweise weiter bis auf eine durch die Fahranweisungen vorgegebene Geschwindigkeit bescheinigen. Hat das Fahrzeug bis zum Passieren des Fahrortes y keine die Leitpunktinformationen ersetzenden akt-ieller Fahranweisungen empfangen, beispielsweise weil das Signal S auf HALT steht oder weil die Verbindung Steuerstel-If - Fahrzeug nicht zustande kommt, wird auf dem Fahrzeug fortan nach einem vorgegebenen Fahrprogramm gefahren.

Dieses vorgegebene Fahrprogramm kann beispielsweise die Haltbremsung des Fahrzeugs bedingen. Wenn die durch die Linienzugbeeinflussung übermittelbaren Fahranweisungen in jedem Fall eine mindestens gleich große Fahrgeschwindigkeit vorschreiben wie die Leitpunktinformationen, ist es auch möglich, daß die vorgegebenen Fahrpiogramme durch die vom Fahrzeug gespeicherte Leitpunktinformation mit der am jeweiligen Fahrort größten Fahrteinschränkung gegeben if t.

Nach der Erfindung soll die Anerkennung der aktuellen Fahranweisungen nur dann ve η Dauer sein, wenn sichergestellt ist, daß das Fahrzeug von der Steuerstelle aus jederzeit zur Einleitung eines Bremsvorganges ansprechbar ist. Um dies zu gewährleisten, übermittelt die S .euerstelle die aktuellen Fahranweisungen dem Fahrzeug über die Linienzugbeeinflussung zyklisch und das Fahrzeug anerkennt jede aktuelle Fahranweisung nur für eine vorgegebene Zeitspanne oder eine vorgegebene Fahrstraße. Beim Ausbleiben der nächsten aktuellen Fahranweisung greift das Fahrzeug auf das vorgegebene Fahrprogramm zurück. Störungen im Übertragungsweg zwischen Steuerstelle und Fahrzeug wirken sich durch Rückgriff auf dieses Fahrprogramm stets zur sicheren Seite hin aus, weil

dieses die am jeweiligen Fahrort geringere Fahrgeschwindigkeit vorgibt.

Die Dauer der Anerkennung einer aktuellen Fahranweisung auf dem Fahrzeug kann konstant sein: dies bedingt den geringsten Aufwand an Schaltmitteln zum Feststellen der zyklischen Übermittlung von Fahranweisungen durch eine Steuerstelle. Es ist aber auch möglich, die Zykluszeit für die Anerkennung einer aktuellen Fahranweisung von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs, von der Oberwachiingsgeschwindigkeit und vom tatsächlichen Fahrverhalten des Fahrzeugs abhängig zu machen. Dabei ist die Zykluszeit so zu wählen, daß sie bei hoher Fahrgeschwindigkeit und Beschleunigung verringert und bei niedriger Fahrgeschwindigkeit und Verzögerung vergrößert wird.

Im nachfolgenden ist anhand der F i g. 2 und 3 die maximal zulässige Zykluszeit in Abhängigkeit vom idiSäCiitiCiicn ΓαιιΓν6Γιι5ΐί€Π uCS iSnFZCügS augCiCiiCi.

Hierzu wird davon ausgegangen, daß das Fahrzeug beim Empfang einer aktuellen Fahranweisung die an seinem jeweiligen Fahrort zulässige Soll-Geschwindigkeit gerade erreicht und daß die nächste aktuelle Fahranweisung so rechtzeitig empfangen wird, daß das Fahrzeug vor dem Gefahrenpunkt noch zum Stillstand kommen kann. Der spätestmögliche Zeitpunkt hierzu ist der Zeitpunkt, an dem das Fahrzeug seine Fahrgeschwindigkeit der Prüfgeschwindigkeit angepaßt hat.

In F i g. 2 ist angenommen, daß das Fahrzeug mit der Verzögerung b abbremst und die Soll-Geschwindigkeitskurve Vs(z)bei der Geschwindigkeit W schneidet; die Überwachungs-Geschwindigkeitskurve Vu (?) schneidet das Fahrzeug bei der Geschwindigkeit Vz. Vereinfachend ist angenommen, daß der Soll- und der Überwachungs-Geschwindigkeit die gleiche Bremsverzögerung ζ zugrunde liegt. Dann gelten:

;i) Ix- - Vr = 2 :.v

b) Iv² - Vr = 2h {a 4 v>

c) h =

Iv - Vz

Iz

Aus c) eraiht sich durch Umstellen

d) Iz =

Vx h

Vz

Vz ersetzt nach Gleichung b) führt zu

e) Iz =

Vx - [Vx² - 2 b (« + x)

Die Größe .x ergibt sich dabei durch Gleichsetzen von a) und b) zu

ab

z-b

hieraus folgt

Vx

g) Iz=-

In Fig. i ist angenommen, daß das Fahrzeug mindestens nach dem Durchbrechen der .Soll-Geschwindigkeitskurve V.s(//beschleunigt. Es gelten:

h! Ir I.v' = 2; In v).
i) Ir' Ir = 2 fYx
und

Ir Iv

Il h

/ Γ

Aus jl ergibt sich durch Umslellcn

I: Iv

kl ir -

Ir ersetzt nach Gleiehung i) führt zu

2hx + \-.\- Iv

I, fr - _h

Die ( irölte ν ergibt sich dabei durch Gleichsetzen \on h) und il /u

ml ν -

hieraus folut

nl fr =

Kv

Würde das Fahrzeug die Soll-Geschwindigkeitskurve Vs (z) mit konstanter Fahrgeschwindigkeit durchbrechen, so ergäbe sich

iz =

a
Iv

Es zeigt sich, daß die Zykluszeit fzum so kürzer ist. je größer die Eigenbeschleunigung eines Fahrzeugs ist. Die gleichen Überlegungen gelten auch für den Fall, daß die Anerkennung aktueller Fahranweisungen davon abhängig gemacht wird, daß diese zwischen dem Passieren aufeinanderfolgender Beeinflussungseinrichtungen stets erneut empfangen werden. Hier isi der Abstand der Beeinflussungseinrichtungen um so enger zu wählen, je höher die zulässige Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeugs, die zulässige Überwachungsgeschwindigkeit, deren Verzögerung und die maximal mögliche Beschleunigung des Fahrzeugs isL

Zur Veranschaulichung dieser Zusammenhänge sei nachfolgend ein Ausführungsbeispiel erläutert, das in Fig.4 dargestellt ist Bei diesem Aasführungsbeispiel fordern die die Strecke befahrenden Fahrzeuge von der Steuerstelle jedesmal dann aktuelle Fahranweisungen an, wenn sie eine ortsfeste Beeinflussungsrichtung passieren. Diese Beeinflussungseinrichtung übermittelt dem Fahrzeug ein Ortskennzeichen, mit dem sich das Fahrzeug bei der Steuerstelle meldet und mit der die Steuerstelle das Fahrzeug anspricht Empfängt ein Fahrzeug die angeforderten Fahranweisungen bevor es die folgende Streckeneinrichtung passiert, so werden die Anweisungen anerkannt, andernfalls wird nach dem

vorgegebenen I ahrprogramin gefahicn. Heim Passieren der folgenden Slreckcncinrichtung werden dann erneut l'ahranweisungen angefordert und das lompfangen dieser I-'ahranweisungen vor dem Passieren der folgenden Streckeneinrichtung wird ebenfalls überwacht. Soll beim Ausbleiben aktueller I ahranweisungcn nach l.eitpunktinformationen gefahren werden, so milden diese zuvor übermittelt we.den. Die Streckeneinrichtungen für die Übermittlung von l.eiipunktinformationcn können die gleichen sein, bei deren Passieren n die Fahrzeuge Fahranw eisungen vom der Sieuerstelle abrufen. Ιλ können liierlnr aK-i ,im h gesonderte Hceinflussungseinrichiungen vorgesehen sein.

Hei dem Ausfuhrungsheispiel n,u Ii I ι g. 4 ist angenommen, dal.) ein Fahrzeug beim Pa^-icren einer ersten Streckeneinrichlung /M die Soll (m-s, h« mdigkeitsktirve V's (/) ger.'.Ie durchbricht und nut maximaler Heschleinigung b seine I'aliiyeschv. ndigkeil V/l erhöht. Is ist nun dafür Sorge zu Ii -gen. dal'i cias Fahrzeug im Bedarfsfall so reeht/eitig abgebremst wird. .-. daß es vor dem Cicfahrenpunkt /um Stillstand kommt. l>er Hremseinsat/punkt M d.imii dern'tiige Fahrort, der durch das Schneiden der I Mierw.u huiigs-Ciesehwindigkeitskurve \'u (/) mit der I ahigeschw mdigkeitskurve IYl gegeben ist. Ist bis /um Passieren dieses F'ahrortes eine aktuelle I iihranweisiinij empfangen worden, die ein Abbremsen auf den (iefahienpunkl nicht mehr erforderlich macht, so kann das !-',ihr/fug weiter beschleunigen b/vv. mit einer durch die l-'ahi ,in« cimihl' bestimmten lahrgeschwiniligkeil weiter von ueketi.

Sind dagegen keine aktuellen I ahraiiweisungen übermittelt worden, so muH .!,■ I ahr/eug im Schnittpunkt der ν(irerwahnten (ieschVMndigkeitskurVen /wangsgebrcmsl werden. Diese: Hremsbefehl wird durch die dem Schnittpunkt /ugeordnete Streekeneinrichtung l'2 aktiviert, die im /usammenwirkcn mit der zuvor passierten Streckeneinriehtung l'i auf dem l'ahr/eug ein Kenn/eichen zur Zwangsbremsung auslöst.

Werden durch die aktuellen l'ahranweisungen l-'ahrgeschw indigkeiten vorgeschrieben, die mindestens ebenso groß sind wie die durch l.eitpunktinformationen vorgeschriebenen f'ahrgescliwindigkeilen und soll im Störungsfall nach diesen l.eitpunktinformationen gefahren werden, dann sind diese für die I ahr/eu;·' ei si dann von liedi lilting, wenn die I ahr/euge mn ihrer [ ahrgcschw indigkcil in den Bereich der Soll-(lescliw in digkeit gelangen. Dies bedeutet, daß ein I ahr/cug mit der (iescliw ituligkeit Vi 2 oder 17 i seine IaIuI nach dem Passieren der Heeinfliissiingseinrichtung /'I und l'2 und b/vv. /'3 selbst dan:i foriset/.en dall, wenn es keine aktuellen I ahranweisungeti erhall. I.ist dann, wenn das iahr/eug (iic Soii-i'ieschwituiigkeiiskurve durchbrochen und vor dem Passieren der folgenden Beeinfliissungseinrichtung keine aktuellen l'ahranweisungen empfangen hat. muH die Zwangsbremsung veranlaßt werden. Die weiteren Beeinllussungseinrich Hingen /'3 b/vv. /'5 dienen ebenfalls der /vklischen Anforderung weiterer aktueller l'ahranweisiniL'en für die Fahrzeuge.

Die F.rfindung beschränkt sich nicht darauf, daß die l-ahr/euire nur kur/ vor Signalen in die linienförmige Datenübertragung einer Steuerstelle aulgenomnien werden. Diese Aufnahme kann /weekmäßigerwcise überall dort erfolgen, wo mit möglichen Geschwindigkeitsbeschränkungen /U rechnen ist. beispielsweise bei I .angsamla'irsiellen "der Rotten.

1 liei/ii 1 Wall Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Zugsicherungseinrichtung für Bahnanlagen mit punkt- und linienförmiger Signalübertragung zwischen Strecke und Fahrzeug zum Obermitteln von Orts- und/oder Leitpunktinformationen und Fahranweisungen von einer Steuerstelle aus an ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug nach Empfang einer punktförmig übertragenen Orts- und/oder Leitpunktinformation von einer Steuerstelle die Übermittlung aktueller Fahranweisungen Ober die Linienzugbeeinflussung anfordert und daß das Fahrzeug beim Nichtzustandekommen der linienförmigen Datenübertragung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne oder einer vorgegebenen Fahrstrecke sowie beim Ausbleiben der nächsten Fahranweisung innerhalb dieser Zeitspanne bzw. Fahrstrecke mit der Verminderung seiner Fahrgeschwindigkeit nach einem vorgegebenen Fahrprogramm beginnt.

2. Zugsicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Fahrprogramm die Haltbremsung des Fahrzeugs bedingt.

3. ZugsicherungseinrichU'ng nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgegebene Fahrprogramm durch die vom Fahrzeug gespeicherte Leitpunktinformation mit der am jeweiligen Fahrort größten Fahrteinschränkung gegeben ist.

4. Zugsldüerungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Beeinflussungseinrichtung eine Kennung an die vorüberlaufenden Fahrzeuge übermittelt, -nit dpr sich die Fahrzeuge bei der Steuerstelle melden und mit der die Steuerstelle aktuelle Fahranweisungen an die Fahrzeuge absetzt.

5. Zugsicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug die maximale Dauer der Anerkennung einer aktuellen Fahranweisung abhängig gemacht ist von der am letzten Empfangsort dieser Fahranweisung zulässigen Soll-Geschwindigkeit (Vs) des Fahrzeugs, der dort zulässigen Oberwachungsgeschwindigkeit (Vu). bei deren Überschreiten eine Schnellbremsung des Fahrzeugs erfolgt, deren Verzögerung (z) und dem tatsächlichen Fahrverhaltendes Fahrzeugs.

6. Zugsicherungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug die maximale Dauer (tz) der Anerkennung einer aktuellen Fahranweisung in Abhängigkeit vom tatsächlichen Fahrverhalten des Fahrzeugs seit Empfang der letzten Fahranweisung bei Beibehaltung der zu diesem Zeitpunkt zulässigen Sollgeschwindigkeit durch die Formel