DE2643618C3

DE2643618C3 - Zugsicherungseinrichtung für Bahnanlagen

Info

Publication number: DE2643618C3
Application number: DE2643618A
Authority: DE
Inventors: Dietrich Ing.(grad.) 3300 Braunschweig Stöckmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-09-28
Filing date: 1976-09-28
Publication date: 1985-11-21
Also published as: DE2643618A1; DE2643618B2; CH616626A5

Description

bei Verzögerung durch die Formel

und bei Beschleunigung durch die Formel

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

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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 punktfOrmigen 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 dis: Fahranweisungen selbst und übermittelt diese an die Fahrzeuge. Beide Systeme

haben ihre Vor- und ihre Nachteile. ι,

Ferner ist es bereits, bekannt (DE-PS 1103 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 I-eitpunktinformationen seine Fahrgeschwindigkeit herabsetzt, darf beim Empfang einer beispielsweise übet Funk übermittelten aktuellen Fahrainweisung 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 eime Bremsung, ggf. sogar eine Schnellbremsung vorzunehmen. Kommt dann aber die Verbindung zwischen Steuerstelle und Fahrzeug aus irgendeinem Grund« 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, weiche eine gesicherte Übernahme eines Fahrzeugs aus dem Betrieb mit punktförmiger Zugbeeinflussung in den Betrieb mit linienförmiger Zugbeeinflussung möglich macht und weiche die anschließende Beibehaltung dieses Betriebes vom Einhalten bestimmter," ein ordnungsgerechtes Betriebs* erhalten gerade noch garantierender Mindestanforderungen an die Übertragungsfolgezeit der übermittelten Daten abhängig macht.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

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

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

Die F i g. 1 der Zeichnung zeigt verschiedene für die Fahrzeugsteuerung wichtige Geschwindigkeits-Weg-Diagramme;

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

die F i g. 4 zeigt Geschwindigkeits-Weg-Diagramme, die bei ortsabhängiger 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 befahrendes Fahrzeug beim Passieren des Vorsignals S t durch eine dort angeordnete Beeinflussungseinrich- *tung P Leitpunktinformationen zur Zielbremsung am Hauptsignal S empfängt Diese Leitpunktinformationen beinhalten die am Zielort zulässige Zielgeschwindigkeit, im vorliegenden Beispiel die Zielgeschwindigkeit O, die minimale Entfernung zwischen Beeinflussungseinrichtung P und Hauptsignal 5 sowie dL· ggf. zu berücksichtigenden Streckenneigungen. Aufgrund dieser und eventueller weiterer Angaben ermittelt das Fahrzeug die an jedem Fahrort zwischen der Beeinflussungseinrichtung P und dem Hauptsignal 5 zulässige Soll-Geschwindigkeit Vs, die wesentlich abhängig ist von der dem Fahrzeug eigenen Bremsverzögei ung ζ

Über dem dargestellten Streckenausschnitt ist die so ermittelte Soll-Geschwindigkeit des Fahrzeugs aufgetragen. Des weiteren ist die Überwachungsgeschwindigkeit Vu aufgetragen. Die Überwachungsgeschwindigkeit stellt diejenige Geschwindigkeit dar, die am jeweiligen Fahrort nicht überschritten werden darf, wenn das Fahrzeug vor dem tatsächlichen Gefahrenpunkt auf die dort zulässige Zielgesohwindigkeit 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 Vs.

Beim Passieren der Beeinflussungseiniichtung P fordert ein die Strecke befahrendes Fahrzeug von einer nicht dargestellten Steuerstelle aktuelle Fahranweisungen an, weiche 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 Ortskennzeichen.

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 Leitpunktiniormationen gegenstandslos machen, darf es beispielsweise weiter bis auf eine durch die Fahranweisungen vorgegebene Geschwindigkeit beschleinigen. Hat das Fahrzeug bis zum Passieren des Fahrortes y keine die Leitpunktinformationen ersetzenden aktuellen Fahranweisungen empfangen, beispielsweise weil das Signal 5 auf HALT steht oder weil die Verbindung Steuerstelle—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 Fahrprogramme durch die vom Fahrzeug gespeicherte Leitpunktinformation mit der am jeweiligen Fahrort größten Fahrteinschränkung gegeben ist

Nach der Erfindung soll die Anerkennung der aktuellen Fahranweisungen nur dann von 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 Steuerstelle die aktuellen Fahranweisungen dem Fahrzeug über die Linienzugbeeinflussung zyklisch und das Fahrzeug anerkennt jede aktuelle Fahranweisung nur für eine vorgegebene Zeitspanne oder eine vorgegebene Fahrstrecke. 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 Überwachungsgeschwindigkeit 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 Fig.2 und 3 die maximal zulässige Zykluszeit in Abhängigkeit vom tatsächlichen Fahrverhalten des Fahrzeugs abgeleitet 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 Prüf geschwindigkeit angepaßt hat

In F i g. 2 ist angenommen, daß das Fahrzeug mit der Verzögerung b abbremst und die Soll-Geschwindigkeitskurve Vs^^{beiderGescnwindi}f^lceit Vx schneidet; die Überwachungs-Geschwindigkeitskurve Vu (z) 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:

a) Kx² - Vt = 2 rx

b) V^-Vz² = 2b (α+ x)

und

Vx-Vz

tz

Aus c) ergibt sich durch Umstellen Kx - Vz

Vz ersetzt nach Gleichung b) führt zu

S)IZ = -

Vx -\Vx^z-2b(a + x)

20

25

30

η χ =

ab

~z-b '

hieraus folgt

s) iz =

-z

h) Vz²- Vx²^

i) Vz² - Kx² = 2 bx

und

Aus j) ergibt sich durch Umstellen

Vz ersetzt nach Gleichung i) führt zu

1) Iz =

Ubx+ Vj?-Vx

Die Größe χ ergibt sich dabei Jurch Gleichsetzen von h) und i) zu

hieraus folgt

n) iz

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

tz-

Vx

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

55

In Fig.3 ist angenommen, daß das Fahrzeug mindestens nach dem Durchbrechen der Soll-Geschwindigkeitskurve Vs/Zy* beschleunigt Es gelten:

65 Es zeiet 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 ist 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 ist

Zur Veranschaulichung dieser Zusammenhänge sei nachfolgend ein Ausführungsbeispiel erläutert, das in Fig.4 dargestellt ist Bei diesem Ausführungsbeispiel 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 Fahrprogramm gefahren. Beim Passieren der folgenden Streckeneinrichtung werden dann erneut Fahranweisungen angefordert und das Empfan-

gen dieser Fahranweisungen vor dem Passieren der folgenden Streckeneinrichtung wird ebenfalls überwacht. Soll beim Ausbleiben aktueller Fahranweisungen nach Leitpunktinformationen , gefahren werden, so •müssen diese zuvor übermittelt werden. Die Streckeneinrichtungen für die Übermittlung von Leitpunktinformationen können die gleichen sein, bei deren Passieren die Fahrzeuge Fahranweisungen von der Steuerstelle abrufen. Es können hierfür aber auch gesonderte Beeinflussungseinrichtungen vorgesehen sein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.4 ist angenommen, daß ein Fahrzeug beim Passieren einer ersten Streckeneinriclitung PX die Soll-Geschwindigkeitskurve Vs (z) gerade durchbricht und mit maximaler Beschleinigung b seine Fahrgeschwindigkeit VfX erhöht. Es ist nun dafür Sorge zu tragen, daß das Fahrzeug im Bedarfsfall so rechtzeitig abgebremst wird, daß es vor dem Gefahrenpunkt zum Stillstand kommt. Der Bremseinsatzpunkt ist damit derjenige Fahrort, der durch das Schneiden der Überwachungs-Geschwindigkeitskurve Vu (z) mit der Fahrgeschwindigkeitskurve VfX gegeben ist. Ist bis zum Passieren dieses Fahrortes eine aktuelle Fahranweisung empfangen worden, die ein Abbremsen auf den Gefahrenpunkt nicht mehr erforderlich macht, so kann das Fahrzeug weiter beschleunigen bzw. mit einer durch die Fahranweisung bestimmten Fahrgeschwindigkeit weiter vorrücken.

Sind dagegen keine aktuellen Fahranweisungen übermittelt worden, so muß das Fahrzeug im Schnittpunkt der vorerwähnten Geschwindigkeitskurven zwangsgebremst werden. Dieser Bremsbefehl wird durch die dem Schnittpunkt zugeordnete Streckeneinrichtung PI aktiviere die im Zusammenwirken mit der zuvor passierten Streckeneinrichtung Pi auf dem Fahrzeug ein Kennzeichen zur Zwangsbremsung auslöst.

Werden durch die aktuellen Fahranweisungen Fahrgeschwindigkeiten vorgeschrieben, die mindestens ebenso groß sind wie die durch Leitpunktinformationen vorgeschriebenen Fahrgeschwindigkeiten und soll im Störungsfall nach diesen Leitpunktinformationen gefahren werden, dann sind diese für die Fahrzeuge erst dann von Bedeutung, wenn die Fahrzeuge mit ihrer Fahrgeschwindigkeit in den Bereich der Soll-Geschwindigkeit gelangen. Dies bedeutet, daß ein Fahrzeug mit der Geschwindigkeit Vf2 oder Vf3 seine Fahrt nach dem Passieren der Beeinflussungseinrichtung PX und P2 und bzw. P3 selbst dann fortsetzen darf, wenn es keine aktuellen Fa'iranweisungen erhält Erst dann, wenn das Fahrzeug die Soll-Geschwindigkeitskurve durchbrochen und vor dem Passieren der folgenden Beeinflussuiigseinrichtung keine aktuellen Fahranweisungen empfangen hat, muß die Zwangsbremsung veranlaßt werden. Die weiteren Beeinflussungseinrichtungen P3 bzw. P5 dienen ebenfalls der zyklischen Anforderung weiterer aktueller Fahranweisungen für die Fahrzeuge.

Die Erfindung beschränkt sich nicht darauf, daß die Fahrzeuge nur kurz vor Signalen in die linienförmige Datenübertragung einer Steuerstelle aufgenommen werden. Diese Aufnahme kann zweckmäßigerweise überall dort erfolgen, wo mit möglichen Geschwindigkeitsbeschränkungen zu rechnen ist, beispielsweise bei Langsamfahrstellen oder Rotten.

^:

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

ί. Zugsicherungseinrichtung für Bahnanlagen mit punkt- und linienförmiger Signalübertragung zwischen Strecke und Fahrzeug zum Übermitteln 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 über die Linienzugbeeinflussung anfordert und daß das Fahrzeug beim Nichtzustandekommen der lmienförmigen Datenübertragung innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne bzw. Fahrstrecke, die im wesentlichen abhängig ist von der Fahrgeschwindigkeit und dem Fahrvernalten des Fahrzeugs, 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. Zugsicherungseinrichtung 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. Zugsicherungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daü jede Beeinflussungseinrichtung eine Kennung an die vorüberlaufenden Fahrzeuge übermittelt, mit der 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 de.n 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 Überwachungsgeschwindigkeit (Vu), bei deren Überschreiten eine Schnellbremsung des Fahrzeugs erfolgt, deren Verzögerung (z) und dem tatsächlichen Fahrverhalten des Fahrzeugs.
6. Zugsicherungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Fahrzeug die maximale Dauer (tz) der Anerkennung einer aktueller Fahranweisung in Abhängigkeit vom tatsächlichen Fahrverhalten des Fahrzeugs seit Empfang der letzten Fahranweisung bei Beibehaltung der zu diesem Zeitpunkt zulässigen Sollgeschwindigkeit durch die Formel