DE4436856C2 - Zugbremseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zugbremseinrichtung und ein Verfahren zum Bremsen eines Zuges.

Aus der DE 26 30 970 C3 ist ein Verfahren zur Überwachung des Verkehrs von Zügen auf einem in Gleisabschnitte unter­ teilten Gleis bekannt geworden, bei dem jeder Gleisab­ schnitt eine Besetztmeldeeinrichtung besitzt, die zur Steuerung eines in Fahrtrichtung vor diesem Gleisabschnitt liegenden Lichtsignals dient. Es ist im Bremswegabstand vor dem Lichtsignal eine punktförmige Signal-Übertragungsein­ richtung vorhanden, die ein Signal entsprechend der Signal­ stellung "Fahrt frei" oder "Fahrt nicht frei" des voraus­ liegenden Licht-Signals auf einen vorbeifahrenden Zug über­ trägt, das dort abgespeichert und angezeigt wird. Auf den Zügen ist in einer Geschwindigkeit-Bremsweg-Überwachungs-Ein­ richtung eine wegabhängige Prüfgeschwindigkeitskurve ge­ speichert, deren Werte nach Einspeicherung eines "Fahrt nicht frei"-Signals laufend mit der Istgeschwindigkeit ver­ glichen werden. Falls die Istgeschwindigkeit die Prüfge­ schwindigkeit überschreitet, wird eine Zwangsbremsung ein­ geleitet.

Aus der Siemens-Druckschrift Punktförmige Zugbeeinflussung, Das Zugbeeinflussungssystem ZUB 100, Best.-Nr. A25090-A543-A116 PA 03931.0 ist ein Zugbeeinflussungssystem bestehend aus einer Fahrzeug- und einer Streckeneinrichtung bekannt geworden, wobei die Streckeneinrichtung eine an einem fe­ sten Signalstandort montierte Gleiskoppelspule und eine Si­ gnalbaugruppe besitzt, die die Signalbegriffe abfragt und die zu übertragenden Informationen auswählt. Die Fahrzeug­ einrichtung umfaßt ein Fahrzeuggerät mit der Verarbei­ tungslogik, eine an einem Drehgestell befestigte Zugkoppel­ spule, die die Daten von der Strecke empfängt, einen an der Achse angebrachten Wegimpulsgeber, der Informationen lie­ fert, aus denen der zurückgelegte Fahrweg und die Istge­ schwindigkeit ermittelt werden, sowie eine im Führerstand des Zuges einbaute Anzeige- und Bedieneinrichtung mit Ge­ schwindigkeitsanzeigen, Kontrollampen und Bedienelementen.

Aus der DE 22 04 947 B2 ist eine Anordnung zur Übertragung einer einem bestimmten Ort einer Strecke zugeordneten In­ formation auf einen auf dieser Strecke befindlichen Zug un­ ter Verwendung von an der Strecke angeordneten passiven Antwortgeräten bekannt geworden, die durch einen auf dem Zug befindlichen Sender aktiviert werden und die Ortsinfor­ mation ausstrahlen, die dann von einer ebenfalls auf dem Zug befindlichen Empfangseinrichtung aufgenommen wird. Je­ dem Antwortgerät ist eine Sicherheitsauslöseeinrichtung zu­ geordnet, die bei Versagen des Antwortgerätes in der Emp­ fangseinrichtung ein Störungssignal auslöst. Weiterhin ist eine zugseitige Programmvorrichtung vorgesehen, in der eine Information über die Lage eines jeden Antwortgerätes ent­ halten ist und die bei Versagen eines Antwortgerätes und damit bei Nichteintreffen einer Ortsinformation an der vor­ gesehenen Stelle ebenfalls ein Störungssignal auslöst.

Aus der EP 0 479 529 A2 ist ein Steuersystem für schienen­ gebundene Fahrzeuge bekannt geworden, welches entlang der Strecke in Abständen angeordnete Transponder besitzt, die der Bestimmung der Fahrzeugposition dienen.

Aus der US 5 129 605 ist ein Positionsbestimmungssystem für Schienenfahrzeuge bekannt geworden, bei dem die Position der X- bzw. der Y-Koordinate eines Zuges durch den Einsatz eines GPS-("global positioning system")-Systems bestimmt wird.

Aus der DE 39 15 466 A1 ist ein Verfahren zur Bestimmung des Abstandes zwischen Fahrzeugen, die in die gleiche Rich­ tung fahren, oder zwischen stehenden und fahrenden Fahrzeu­ gen bekannt geworden. Die Fahrzeuge sind hierzu mit Sende- und Empfangseinrichtungen zum Abstrahlen und Empfangen von Signalen ausgerüstet. Die Sender sind so geschaltet, daß wechselweise auf eine Sendezeit eine Empfangszeit folgt, in der das Fahrzeug selbst fremde Sender empfangen kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Si­ cherheitssysteme für schienengebundene Fahrzeuge dahinge­ hend zu verbessern, daß unter Einsatz vergleichsweise ein­ facherer Mittel eine weitere Erhöhung der Sicherheit im Schienenverkehr gewährleistet werden kann.

Diese Aufgabe wird durch das Zugbremseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zum Brem­ sen eines Zuges mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.

Die Erfindung besteht darin, ein auf einem bestimmten Gleisabschnitt gegebenenfalls vorhandenes Hindernis mittels einer Erkennungseinrichtung automatisch zu erkennen und als Reaktion hierauf unverzüglich eine selbsttätige Bremsung des auf dem Gleisabschnitt fahrenden Zuges auszulösen. Zur selbsttätigen Betätigung der Zugbremse ist eine mit der Er­ kennungseinrichtung gekoppelte Bremssteuereinrichtung vor­ gesehen, beispielsweise ein Rechner oder ein Mikroprozes­ sor. Hierbei ist für einen Gleisabschnitt wenigstens ein Signalgeber vorgesehen, der Signale ausgibt bzw. aussendet, welche anzeigen, ob der Gleisabschnitt frei von Hindernis­ sen ist oder nicht. Der fahrende Zug besitzt einen Empfän­ ger zum permanenten Empfangen der vom Signalgeber ausgege­ benen Signale und eine Steuerschaltung zur Weiterverarbei­ tung der empfangenen Signale. Signalgeber und Empfänger sind somit Teile der Erkennungseinrichtung zur Erkennung des Hindernisses. Der Signalgeber ist als Sender zur Aussendung der Signale in der Form von elektromagnetischen Wellen in jedem Zug vorgesehen, wobei jeder Zug mit einem entsprechenden Empfänger zur Aufnahme und Weiterverarbei­ tung der ausgesandten Signale ausgestattet ist. Die Reich­ weite der ausgesandten Signale ist zum einen zumindest so groß gewählt, daß im Falle zweier auf Kollisionskurs entge­ genkommender Züge eine ausreichend schnelle Erkennung des Hindernisses und unverzügliche selbsttätige Abbremsung der Züge gewährleistet wird, um einen Zusammenstoß sicher zu vermeiden, andererseits soweit begrenzt, daß unnötige Aus­ lösungen der Zugbremseinrichtung vermieden werden. Dem Prinzip der Erfindung folgend ist vorgesehen, daß jeder Gleisabschnitt mit einer eindeutigen Gleisabschnittsnummer bezeichnet ist, die von dem auf dem betreffenden Gleisab­ schnitt fahrenden Zug eingelesen und weiterverarbeitet wer­ den, so daß das Zugbremseinrichtung des fahrenden Zuges stets über die Gleisabschnittsnummer des aktuellen Gleisab­ schnittes informiert ist. Über den im fahrenden Zug vorhan­ denen Sender kann die aktuelle Gleisabschnittsnummer des fahrenden Zuges ausgesandt werden. Ein entgegenkommender Zug empfängt die Signale und vergleicht diese mit seinen derzeitigen Signalen. Wird als Ergebnis des Vergleichs kein Kollisionskurs festgestellt, kann der Zug ohne Probleme weiterfahren. Falls der Vergleich ergibt, daß sich die Züge auf Kollisionskurs befinden, wird sofort eine Bremsung ver­ anlaßt, so daß ein Zusammenstoß der beiden Züge wirksam verhindert werden kann.

Die Kennzeichnung jedes Gleisabschnittes mit der Gleisab­ schnittsnummer kann mit verschiedenen Mitteln bewerkstel­ ligt sein. Bei einem einfachen Fall sind am Beginn des Gleisabschnittes neben dem Gleisabschnitt optische Tafeln aufgestellt, die mit der zugehörigen Gleisabschnittsnummer versehen ist. Zur Erfassung der Gleisabschnittsnummer durch den an dem betreffenden Gleisabschnitt vorbei fahrenden Zug besitzt dieser ein mit der Bremssteuereinrichtung des Zuges gekoppeltes Lesegerät.

Neben optischen Verfahren und Mitteln zur Erfassung der Gleisabschnittsnummer sind weiterhin auch induktiv bzw. ma­ gnetisch arbeitende Systeme denkbar, beispielsweise mittels an dem Gleisabschnitt angebrachter, an sich bekannter Transpondereinrichtungen oder dergleichen und anderer sta­ tionärer Speichereinrichtungen, die die zugehörige Gleisab­ schnittsnummer enthalten, gegebenenfalls in codierter Form.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zur Er­ kennung von Hindernissen auf einem Gleisabschnitt Licht­ schranken vorgesehen, die im Falle eines Vorliegens eines Hindernisses den Lichtstrahl der Lichtschranke unterbre­ chen. Die Lichtschranke ist mit einem Signalgeber, insbe­ sondere einem elektromagnetische Wellen aussendenden Sender gekoppelt, welcher Signale aussendet, die anzeigen, ob der Gleisabschnitt frei ist oder nicht. Des weiteren kann das Aus senden der Signale Informationen über die Identität des Gleisabschnitts oder die Identität der jeweiligen Licht­ schranke enthalten.

Bei dieser Ausgestaltung ist insbesondere eine effektive Überwachung von Bahnübergängen möglich. So kann beispiels­ weise festgestellt werden, ob sich trotz heruntergelassener Bahnschranken sich ein Objekt, etwa ein Kraftfahrzeug, auf dem Bahnübergang befindet. In diesem Fall durchbricht das Objekt quer oder schräg über den Bahnübergang verlaufende Lichtstrahlen von zumindest einer Lichtschranke, so daß von dem mit der Lichtschranke gekoppelten Signalgeber Signale ausgesendet werden, die einen etwaig herankommenden Zug darüber informieren, daß sich auf dem Bahnübergang ein Hin­ dernis befindet und zur Vermeidung eines Zusammenstoßes eine unverzügliche und selbsttätige Bremsung des Zuges ver­ anlaßt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung.

Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Ansicht von Gleisabschnitten mit zugehörenden Gleisabschnittsnummern zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Zugbremseinrichtung;

Fig. 2 eine schematische Detailansicht zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Zugbremseinrichtung;

Fig. 3 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Über­ wachung eines Bahnübergangs gemäß der Erfindung.

Bei den zur Erläuterung von Ausführungsbeispielen der selbsttätigen Zugbremseinrichtung dienenden Figuren ist ein Gleissystem mit Gleisabschnitten 1 bis 6 dargestellt, wobei als Gleisabschnitt jeweils eine zusammenhängende, einspuri­ ge Gleisstrecke zwischen zwei Weichen verstanden wird, und gemäß Fig. 1 Weichen mit Bezugsziffern 7 bis 10 angedeutet sind. An den Enden jedes Gleisabschnittes 1 bis 6 sind op­ tische Tafeln 11 bis 18 aufgestellt, die mit der jeweils zugehörenden Gleisabschnittsnummer c1, c2, c3, usw. verse­ hen sind. Ein fahrender Zug 20 liest permanent mittels (nicht näher dargestellten) Lesegeräten die optischen Ta­ feln 11 bis 18 ab, speichert die gelesenen Gleisabschnitts­ nummern in einem in einer Bremssteuereinrichtung des Zuges vorgesehenen Speicher ab, verarbeitet diese Steuersignale, und sendet elektromagnetische Wellen 22 aus, die neben der Information der aktuellen Gleisabschnittsnummer einen den Zug eindeutig identifizierenden Code enthalten. Ein entge­ genkommender Zug 24, der ebenfalls mit einem Zugbremsein­ richtung gemäß der Erfindung ausgestattet ist und über die dazugehörende Erkennungseinrichtung, Bremssteuereinrich­ tung, Sender und Empfänger verfügt, empfängt die von dem ersten Zug 20 ausgesandten Steuersignale und vergleicht diese mit seinen aktuellen Werten. Besteht eine Überein­ stimmung hinsichtlich der Werte des Gleisabschnittes, d. h. wird in beiden Zügen festgestellt, daß sie auf demselben Gleisabschnitt fahren, wird sofort eine Bremsung der Züge veranlaßt, so daß ein Zusammenstoß wirksam verhindert wer­ den kann.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einer Lichtschranke 25 mit zwei Lichtstrahlen 26 und 27, die schräg über einem Bahnübergang 28 verlaufen, die in bekannter Weise quer zu einer Straße 29 verlaufende Bahn­ schranken 30 und 31 besitzt. In einiger Entfernung zum Bahnübergang 28 sind optische Tafeln aufgestellt, die wie­ derum eine Gleisabschnittsnummer und zusätzlich einen Wert über die Entfernung zum Bahnübergang der jeweiligen opti­ schen Tafel tragen. Der auf den Bahnübergang 28 zufahrende Zug 35 liest die erste optische Tafel und sendet die ent­ sprechenden Daten - wie oben dargestellt - aus. Eine Emp­ fangsstation 36 am Bahnübergang nimmt diese Daten auf und stellt anhand der Entfernungs- bzw. Positionsangabe der Ta­ fel fest, vorzugsweise unter Verwendung eines Mikroprozes­ sors oder eines Rechners, daß der Zug 35 in kurzer Zeit durchfahren wird. Als Reaktion hierauf wird die Licht­ schranke 25 aktiviert und geprüft, ob sich zwischen den heruntergelassenen Bahnschranken 30 und 31 ein Objekt be­ findet, das die Lichtstrahlen 26 und 27 unterbricht. Werden wie im dargestellten Fall die Lichtstrahlen 26 und 27 durch ein Fahrzeug 37 unterbrochen, werden entsprechende Signale durch einen in der Station 36 untergebrachten Sender ausge­ sendet, die den ankommenden Zug 35 darüber informieren, daß der Bahnübergang derzeit nicht für eine Durchfahrt freige­ geben ist. Eine unverzügliche Bremsung des Zuges 35 kann nun auf die obig beschriebene Weise veranlaßt werden, so daß ein Zusammenstoß des Zuges 35 mit dem Hindernis 37 si­ cher vermieden werden kann.

Claims (11)

1. Zugbremseinrichtung,

• - bei der die Gleisstrecke in jeweils zusammenhängende, einspurige Gleisabschnitte (1 bis 6) zwischen zwei Wei­ chen der Fahrstrecke des Zuges (20) unterteilt ist, und jedem Gleisabschnitt (1 bis 6) eine eindeutige Gleisab­ schnittsnummer (c1, c2, c3) zugeordnet ist, die auf ei­ ner Anzeigeeinrichtung angezeigt und von dem auf dem betreffenden Gleisabschnitt (1 bis 6) fahrenden Zug (20) mittels einer Leseeinrichtung gelesen wird,
• - im Zug (20) ein Signalgeber zur Aussendung von Steu­ ersignalen vorgesehen ist, und die vom Zug (20) ausge­ sandten Steuersignale zumindest Daten über die aktuelle Gleisabschnittsnummer (c1, c2, c3) des betreffenden Zu­ ges (20) enthalten,
• - eine Antwortstation am Gleisabschnitt (1 bis 6) oder in einer funktechnisch erreichbaren Zentrale, sowie auf einem anderen Zug (24) angeordnet ist, und der Zug (20) mit einem Signalempfänger ausgestattet ist,
• - in jedem Zug (20, 24) eine auf die Bremsanlage des Zuges wirkende Bremssteuereinrichtung vorgesehen ist, in welcher die von der Leseeinrichtung eingelesenen Gleisabschnittsnummern (c1, c2, c3) weiterverarbeitet sind, wobei
• - die Bremssteuereinrichtung des Zuges über einen Spei­ cher, in dem der planmäßige Streckenverlauf des Zuges (20) abgespeichert ist, und über eine Vergleichsschal­ tung verfügt, die einen Vergleich der Gleisabschnitts­ nummer (c1, c2, c3) desjenigen Gleisabschnitts (1 bis 6), auf dem sich der betreffende Zug (20) aktuell be­ findet, mit dem entsprechenden Soll-Wert der im Spei­ cher abgespeicherten fahrplanmäßigen Zugstrecke ermög­ licht.

2. Zugbremseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vom Zug (20) ausgesandten Steuersi­ gnale Daten über die Identität des betreffenden Zuges (20) enthalten.

3. Zugbremseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß für einen Gleisabschnitt (1 bis 6) wenigstens ein weiterer Signalgeber (z. B. 36) vorgese­ hen ist, welcher Steuersignale ausgibt bzw. aussendet, die anzeigen, ob ein bestimmter Gleisabschnitt (1 bis 6) der Fahrstrecke des Zuges (20) frei von Hindernissen ist oder nicht.

4. Zugbremseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der oder die weiteren Signalgeber (z. B. 36) jeweils ortsfest an einem bestimmten Gleisabschnitt (1 bis 6) vorgesehen ist.

5. Zugbremseinrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der oder die weiteren Signalgeber (z. B. 36) die Steuersignale (22) als elektromagnetische Wellen aussenden.

6. Zugbremseinrichtung nach einem der vorausgehenden An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zumin­ dest eine weitere Signalgeber (z. B. 36) optisch ist und von einem bordeigenen Erkennungsmittel gelesen wird.

7. Zugbremseinrichtung nach einem der vorausgehenden An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zumin­ dest eine weitere Signalgeber (z. B. 36) durch einen Transponder gebildet ist und ein vom Zug (20) abfragba­ res Signal an der Fahrstrecke liefert, wobei der Trans­ ponder gegebenenfalls mit einer Zentraleinheit in Ver­ bindung steht.

8. Zugbremseinrichtung nach einem der vorausgehenden An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der orts­ fest vorgesehene weitere Signalgeber (z. B. 36) von zu­ mindest einer Lichtschranke ansteuerbar ist, die mit einem Lichtstrahl, der zumindest einen Teil eines Gleisabschnitts (1 bis 6) überdeckt und im Falle eines Vorhandenseins eines Hindernisses auf dem Gleisab­ schnitt (1 bis 6), durch welches der Lichtstrahl der zumindest einen Lichtschranke unterbrochen wird, den Signalgeber ansteuert, wobei der Signalgeber insbeson­ dere mit einem elektromagnetische Wellen aussendenden Sender gekoppelt ist.

9. Zugbremseinrichtung nach einem der vorausgehenden An­ sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich die zumindest eine Lichtschranke des weiteren Signalgebers auf oder in der Nähe eines Bahnüberganges befindet.

10. Verfahren zum Bremsen eines auf einer Gleisstrecke ei­ ner Fahrstrecke fahrenden Zuges (20) mit folgenden Schritten:

• - die Gleisstrecke wird in jeweils zusammenhängende, einspurige Gleisabschnitte (1 bis 6) zwischen zwei Wei­ chen der Fahrstrecke des Zuges (20) unterteilt;
• - es wird eine eindeutige Gleisabschnittsnummer (c1, c2, c3) für jeden Gleisabschnitt der Gleisstrecke zuge­ ordnet, welche Gleisabschnittsnummer (c1, c2, c3) auf einer Anzeigeeinrichtung (11 bis 18) für jeden Gleisab­ schnitt (1 bis 6) der Fahrstrecke des Zuges (20) ange­ zeigt wird;
• - es wird die Gleisabschnittsnummer (c1, c2, c3) des betreffenden Gleisabschnitts (1 bis 6), auf dem der Zug (20) fährt, mittels einer in einer Erkennungseinrich­ tung des Zuges (20) vorgesehenen Leseeinrichtung gele­ sen;
• - es werden Steuersignale (22) vermittels eines im Zug (20) vorgesehenen Signalgebers an eine Antwortstation am Gleisabschnitt (1 bis 6) oder in einer funktechnisch erreichbaren Zentrale und auf einem anderen Zug (24) ausgesandt, welche Steuersignale (22) zumindest Daten über die aktuelle Gleisabschnittsnummer (c1, c2, c3) des betreffenden Zuges (20) enthalten;
• - es wird der planmäßige Streckenverlauf des Zuges (20) mittels einer auf die Bremsanlage des Zuges (20) wir­ kenden Bremssteuereinrichtung gespeichert; und
• - es wird die Gleisabschnittsnummer (c1, c2, c3) desje­ nigen Gleisabschnitts (1 bis 6), auf dem sich der Zug (20) aktuell befindet, mit dem entsprechenden Soll-Wert der im Speicher abgespeicherten fahrplanmäßigen Zug­ strecke mittels einer Vergleichsschaltung verglichen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch die Schritte:

• - es werden Steuersignale, welche anzeigen, ob ein be­ stimmter Gleisabschnitt (1 bis 6) der Fahrstrecke des Zuges (20) frei von Hindernissen ist oder nicht, mit­ tels eines weiteren Signalgebers ausgegeben bzw. ausge­ sandt;
• - es wird automatisch ein Signal erkannt, daß sich auf einem bestimmten Gleisabschnitt (1 bis 6) der Fahr­ strecke des Zuges (20) ein Hindernis befindet, mittels einer im Zug (20) vorgesehenen Erkennungseinrichtung;
• - es werden die empfangenen Steuersignale (22) mittels einer Steuerschaltung weiterverarbeitet; und
• - es erfolgt eine selbsttätige Betätigung der Bremsan­ lage des Zuges (20) als Reaktion auf den Empfang eines Signales, daß sich auf der Strecke ein Hindernis befin­ det, mittels einer mit der Erkennungseinrichtung gekop­ pelten Bremssteuereinrichtung.