EP1187750A1

EP1187750A1 - Bahnübergangssicherungsanlage

Info

Publication number: EP1187750A1
Application number: EP00951215A
Authority: EP
Inventors: Hartwig Ohmstede; Klaus Basso; Günther WAHL
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-06-16
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2002-03-20
Anticipated expiration: 2020-06-14
Also published as: CN1358147A; DE19928317A1; DK1187750T3; TR200103628T2; DE50003735D1; WO2000076829A1; CN1172814C; PT1187750E; DE19928317C2; ATE249958T1; EP1187750B1; ES2208386T3

Description

Beschreibung

BahnübergangsSicherungsanlage

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bahnubergangssicherungs- anlage nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Bahnubergangss cherungsanlage ist aus Signal + Draht (88)4/96 Seiten 21 bis 24 bekannt. Dort wird über eine besondere Art der Einschaltung von BU-Sicherungsanlagen bei Straßenbahnen berichtet. Abweichend von der üblichen Einschaltung eines

Bahnüberganges über Gleisschaltmittel und Kabel zwischen den Einschaltkontakten und dem Bahnübergang wird dort die Einschaltung per Funk vorgenommen. Hierzu sendet das Fahrzeuggerat einer die Einschaltung vornehmenden Fahrzeuggarnitur standig ein Infrarotsignal aus. Trifft dieses Signal auf ein am Einschaltpunkt des Bahnüberganges angeordnetes strecken- seitiges Antwortgerat, so wird von dort aus ein spezielles Infrarottelegramm an das Fahrzeug übermittelt, das daraufhin die Einschaltung des Bahnüberganges über ein Funksignal ve- ranlaßt.

Erweiternd wird in Signal + Draht ausgeführt, daß auf die streckenseitige Aktivierung eines Fahrzeugsenders verzichtet werden konnte, wenn die Fahrzeuge beim Passieren des Ein- schaltpunktes einen dort installierten Sender direkt anschalten wurden. Ausdrucklich wird darauf hingewiesen, daß in diesem Fall eine dezentrale Stromversorgung für die streckensei- tigen Gleisschaltmittel, das Funkgerat und ein für die Einschaltung des Bahnüberganges autarkes Funkmodul vorgesehen sein soll. Als Stromversorgung soll insbesondere Solarenergie in Verbindung mit einer Batterie zur Anwendung kommen; nähere Einzelheiten hierzu finden sich in Signal + Draht nicht. In Signal + Draht (88)10/96 Seiten 11 bis 19 wird über em funkbasiertes System zur Steuerung von Bahnanlagen berichtet, bei dem jedem Fahrwegelement eines Bahnüberganges eine intelligente kleine kompakte Rechnereinheit zur Steuerung und U- berwachung des betreffenden Elementes zugeordnet ist. Jedes intelligente Fahrwegelement besitzt ein Kommunikationsmodul, mit dem es mit anderen Fahrwegelementen, mit einer übergeordneten Steuerungsebene oder mit die Strecke befahrenden Fahrzeugen kommunizieren kann. Die Fahrwegelemente von Bahnuber- gangen werden durch Verknüpfen der zugehörigen intelligenten Rechnereinheiten z. B. für Schranken und Signale über ein Bussystem zu einem gemeinsamen Fahrwegelement zusammengezogen. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß es für jeden Bahnübergang eine Rechnereinheit zur Verwaltung von Befah- rungsmeldungen, eine Rechnereinheit zum Steuern und überwachen von Straßenverkehrssignalen und eine Rechnereinheit zur Steuerung und Überwachung von Schrankenanlagen gibt. Diese Rechnereinheiten bilden zusammen die sogenannte Steuerelementlogik, die letztendlich aus den Befahrungsmeldungen die Stellbefehle zum Ein- und Ausschalten der Lichtsignale und zum Heben und Senken der Schranken bildet. Den miteinander verknüpften Rechnereinheiten eines Bahnüberganges ist ein gemeinsames Kommunikationsmodul zur Kommunikation mit einer Leitebene und gegebenenfalls den die Strecke befahrenden Fahrzeugen zugeordnet. Die Kommunikation zwischen den Rech- nereinheiten und den einzelnen Fahrwegelementen des Bahnüberganges geschieht leitungsgebunden, über die elektrische Energieversorgung der Stellelemente des Bahnüberganges und der Rechnereinheiten ist in Signal + Draht nichts ausgesagt; of- fensichtlich werden sie aus einem öffentlichen oder einem bahneigenen Netz gespeist. Bahnübergänge an Strecken mit maßigem Verkehr werden auch heute noch häufig nur durch Andreaskreuze gesichert. Einer der Grunde hierfür ist darin zu sehen, daß vielfach die e- lektπsche Energie zum Betreiben von Schranken und Straßen- Verkehrssignalen nicht verf gbar ist. Erschwerend kommt hinzu, daß die Einschaltung der Bahnubergangssicherungsanlagen rechtzeitig vor dem Befahren des Bahnüberganges veranlaßt werden muß. Dies geschieht überwiegend durch m Fahrrichtung vor dem Bahnübergang angeordnete Sensoranordnungen wie Schie- nenschalter oder Induktionsschleifen. Die durch diese Schaltmittel definierten Einschaltpunkte weisen abhangig von der zulassigen Vorruckgeschwindigkeit auf der Strecke Abstände vom Bahnübergang auf, die in der Größenordnung von 1000 m o- der mehr liegen können. Um einem sich einem Bahnübergang na- hernden Zug die Nachricht zu vermitteln, daß der Bahnübergang gesichert und damit ohne größere Geschwindigkeitsabsenkung befahren werden darf, sind die Bahnanlagen häufig zusatzlich noch mit sogenannten Uberwachungssignalen auszurüsten. Auch diese Uberwachungssignale sind zu steuern und mit Energie zu versorgen. Für solche Bahnübergänge bildet das aus Signal + Draht bekannt funkbasierte Betriebssystem keine brauchbare Losung .

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bahnubergangssicherungsan- läge nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 anzugeben, die es ermöglicht, den Aufwand für die Verkabelung der Stellteile und Sensoranordnungen auf ein Bruchteil des bisherigen Aufwandes zu reduzieren, wobei sich der reduzierte Kabelaufwand insbesondere auf die Verlegung von Kabeln im Erdboden zu den Stellteilen und Sensoranordnungen beziehen soll. Am Bahnübergang soll es keinerlei zentrale Logik mehr geben, die direkt oder über dezentrale Verarbeitungseinrichtungen mit den Stellteilen oder Sensoranordnungen zu kommunizieren hat. Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die Anwendung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 bei einer nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 ausgebildeten Bahnüber- gangssicherungsanlage. Danach sind den Stellteilen und Sensoranordnungen eines Bahnüberganges ausschließlich dezentrale Datenverarbeitungseinrichtungen räumlich eng benachbart zugeordnet, die zur bedarfsweisen Datenübertragung in Verbindung treten können und die Stellbefehle für die Stellteile erar- beiten. Jedwede Verkabelung der dezentralen Datenverarbeitungseinrichtungen untereinander zu Steuerungszwecken erübrigt sich so; auf Tiefbaumaßnahmen für Ring- oder Sternleitungen zur Informationsübermittlung kann vollständig verzichtet werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die dezentrale Datenverarbeitungseinrichtungen sollen nach der Lehre des Anspruches 2 aus Rechnern bestehen, die über

Anpaßschaltungen auf die jeweils zugeordneten Stellteile einwirken; dies ermöglicht die Verwendung weitgehend einheitlicher Steuereinrichtungen für die Stellteile und Sensoranordnungen.

Wenn dabei nach der Lehre des Anspruches 3 die Datenverarbeitungseinrichtungen über ihre Anpaßschaltungen direkt an die Stellteile oder Sensoranordnungen angeflanscht oder mit ihnen über möglichst kurze geschirmte, geschirmt verlegte oder ver- drillte Leitungen verbunden sind, sind EMV-Beeinflussungen weitgehend auszuschließen. Anspruch 4 sieht vor, neben einzelnen Stellteilen auch für die Steuerung von Bahnübergängen vorgesehene gemeinsame Steuereinrichtungen über dafür konzipierte Anpaßschaltungen von einer zugehörigen Datenverarbeitungseinrichtung aus an- bzw. abzuschalten. Damit wird es möglich, bereits m Betrieb befindliche Bahnubergangssicherungsanlagen per Funk von entfernten Sensoranordnungen einzuschalten bzw. wieder auszuschalten, ohne daß es am Bahnübergang selbst größerer Anpaßmaßnahmen bedarf.

In besonders vorteilhafter Weise wird die Versorgungsenergie für die Stellteile und die Sensoranordnungen sowie für die zugehörigen Datenverarbeitungs- und Ubertragungsemrichtungen gemäß Anspruch 5 vor Ort aus dezentralen Stromversorgungsem- πchtungen zur Verfugung gestellt. Hierdurch werden Tiefbaumaßnahmen für die Energiezufuhrung unnötig. Dezentrale Stromversorgungseinrichtungen als solche sind z. B. aus der DE 298 23 233 Ul bekannt.

Nach der Lehre des Anspruches 6 wird dabei als besonders vorteilhaft die Zuordnung einer einzigen dezentralen Stromversorgungseinrichtung zu den auf etwa gleicher Hohe an benachbarten Gleisen angeordneten Sensoranordnungen angesehen, weil dies zu einer deutlichen Reduzierung der Kosten gegenüber ei- ner Anordnung fuhrt, bei der diesen Sensoranordnungen wie den übrigen Stellteilen des Bahnüberganges eigene dezentrale Stromversorgungseinrichtungen zugeordnet werden.

Diese paarweise mit Energie versorgten Sensoranordnungen ge- ben ihre Informationen gemäß Anspruch 7 auf gemeinsame oder separate Funksende-/ und/oder -empfangsemrichtungen zum Bahnübergang. Dadurch wird auf der einen Seite der Aufwand für die Datenübermittlung reduziert und auf der anderen Seite eine vollständige Dezentralisierung der Kommunikation erreicht .

Ähnlich wie bei den auf gleicher Hohe angeordneten Sensoran- Ordnungen kann es nach der Lehre des Anspruches 8 von Vorteil sein, räumlich benachbarte Uberwachungssignale und Sensoranordnungen aus einer gemeinsamen dezentralen Stromversorgungseinrichtung zu betreiben. Voraussetzung ist ein genügend niedriger Energieverbrauch der Komponenten über die Zeit; der Vorteil einer solchen Anordnung liegt darin, daß nur eine anstelle von zwei Stromversorgungseinrichtungen bereitzustel¬

Nach der Lehre des Anspruches 9 sollen die Funksende- und/oder -empfangsemrichtungen auch zur Übermittlung von Daten an Fahrzeuge und/oder an zentrale Einrichtungen und umgekehrt eingerichtet sein; hierfür werden dann keine zusätzlichen Leitungsverbindungen oder zusatzliche Übertragungseinrichtungen benotigt.

Nach der Lehre des Anspruches 10 sollen die dezentralen Stromversorgungsemrichtungen Energiespeicher aufweisen, die über Laderegler aufladbar sind. Durch die Verwendung von Ladereglern wird die Lebensdauer der Energiespeicher angehoben.

Die Energiespeicher sind gemäß Anspruch 11 vorzugsweise als aufladbare Batterien ausgeführt, die m besonders vorteilhafter Weise gemäß Anspruch 12 als Bleigelbatterien ausgeführt sind; diese weisen auch bei sehr tiefen Außentemperaturen noch eine hinreichende Kapazität auf.

Eine bevorzugte Möglichkeit zur Energieversorgung der dezentralen Stromversorgungseinrichtungen besteht gemäß Anspruch 13 der zentralen Bereitstellung dieser Energie am Bahnübergang, z. B. aus dem Bahnnetz oder emem öffentlichen Netz. Von dort aus können die dezentralen Stromversorgungsemrichtungen über auch qualitativ minderwertige und damit kostengünstige Leitungen versorgt werden. Der Vorteil einer solchen netzgespeisten dezentralen Stromversorgung besteht in dem Umstand, daß wegen der standig anstehenden Energie nur geringe Ladestrome zu fließen brauchen, die einen nur geringen Leitungsquerschnitt und einfachste Laderegler bedingen.

Nach der Lehre des Anspruches 14 können den einzelnen Stellteilen bedarfsweise mehrere dezentrale Stromversorgungsemrichtungen zugeordnet werden, wobei die Leistungsfähigkeit der zu installierenden Stromversorgungseinrichtungen im we- sentlichen abhangt von der konkreten technischen Ausgestaltung der Stellelemente und der Anzahl der e Zeiteinheit über den Bahn bergang stattfindenden Zugfahrten.

Als dezentrale Stromversorgungseinrichtungen kommen nach der Lehre der Ansprüche 15, 17 oder 18 insbesondere Solargeneratoren, Windgeneratoren und Brennstoffzellen in Frage.

Nach der Lehre des Anspruches 16 bestehen die Solargeneratoren aus wenigstens einem an einem Mast oder einer Brücke mon- tierten Solarpanel. Dieser Mast oder diese Brücke nimmt gemäß Anspruch 19 m vorteilhafter Weise auch die Funksende- und - empfangsemπchtungen der Stellteile und Sensoranordnungen auf. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Masten dabei gemäß Anspruch 20 durch die ohnehin vorhandenen Masten für die Lichtsignale zur Steuerung des Straßen- oder Bahnverkehrs dargestellt sind, diese Masten also mehrfach genutzt sind. Bei der m Anspruch 21 angegebenen vorteilhafte Ausgestaltung einer Bahnubergangssicherungsanlage ist vorgesehen, daß die Masten so ausgestaltet sind, daß sie die Batterien der dezentralen Stromversorgungseinrichtungen, die Laderegler und die Zuleitungen zu den dezentralen Datenverarbeitungseinrichtungen und den Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen auf- nehmen; die Masten schützen diese Komponenten gegen Beschädigung und gegen Umwelteinflüsse, wie elektrische oder magnetische Felder.

Die Masten können ferner gemäß Anspruch 22 auch die dezentra- len Datenverarbeitungseinrichtungen und gemäß Anspruch 23 die Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen beinhalten; die Antennen sind allerdings außerhalb des Mastinneren anzuordnen .

Die zur Aufnahme der Komponenten in den Masten vorgesehenen

Aufnahmen sollen gemäß Anspruch 23 gegen unbefugtes Öffnen zu verschließen sein.

Für die Energieversorgung der Sensoranordnungen an benachbar- ten Gleisen soll es nach der Lehre des Anspruches 25 in oder unterhalb des Gleisträgers mindestens eines Gleises quer zum Gleis verlegte Leitungen zur gemeinsamen Energieversorgung der etwa auf gleicher Höhe angeordneten Sensoranordnungen geben. Der Aufwand für die Verlegung dieser Leitungen z. B. im Schotterbett ist relativ niedrig, fällt aber auf jeden Fall weniger ins Gewicht als wenn dort ein zweiter Mast und eine zweite dezentrale Stromversorgungseinrichtung installiert würde. Nach der Lehre des Anspruches 26 sollen die Leitungen mechanisch geschützt verlegt sein.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Figur 1 einen zweigleisigen Bahnübergang mit seinen Stellteilen und Sensoranordnungen und m Figur 2 eine schematische Darstellung der für die Steuerung der Stellteile und Senoranordnungen verwendeten Rech- neremheiten.

Bei dem m Figur 1 beispielsweise dargestellten Bahnübergang BU handelt es sich um einen schienengleichen Bahnübergang mit zwei mindestens im Bereich des Bahnüberganges etwa parallel verlaufenden Gleisen Gl und G2. Der kreuzende Straßenverkehr wird durch Schranken oder Halbschranken Sl, S2 sowie Lic t- signale L1.2, L1.2, L2.1, L2.2 gesichert. In einer gewissen Entfernung vor dem Bahnübergang befinden sich Uberwachungs- signale Ul.l, U1.2, U2.1, U2.2, d e einem sich dem Bahnuber- gang nähernden Zug eine Information darüber geben, ob der

Bahnübergang gesichert ist oder zumindest eingeschaltet ist oder nicht. Neben den vorgenannten Stellelementen weist die Bahnubergangssicherungsanlage noch gleisseitige Sensoranordnungen auf, die von den voruberlaufenden Fahrzeugen betätigt werden. Diese Sensoranordnungen sind im vorliegenden Ausfuh- rungsbeispiel als Schienendoppelkontakte ausgeführt, können jedoch auch m jeder anderen gangigen Technik ausgeführt sein, z. B. als Induktionsschleifen, kurze Gleisstromkreise oder als Balisen, z. B. in Gestalt der sogenannten EURO- LOOPs. Bezüglich des Gleises Gl gibt es für die Fahrrichtung von rechts nach links Einschaltsensoren SEI .1 weit vor dem Bahnübergang und Ausschaltsensoren SA1.1 direkt hinter dem Bahnübergang. Ferner gibt es für die Gegenfahrπchtung entsprechende Einschaltsensoren SEI .2 und Ausschaltsensoren SA1.2. Gleichermaßen verhalt es sich mit den Em- und Ausschaltsensoren SE2.1 und SA2.1 bzw. SE2.2 und SA2.2 des Gleises G2. Mit dem Befahren der Einschaltsensoren durch die erste Achse eines Zuges wird die Bahnubergangssicherungsanlage eingeschaltet, mit dem Befahren der zugehörigen Ausschaltsensoren durch die letzte Achse des Zuges wird die Anlage wieder ausgeschaltet .

Der Abstand der Uberwachungssignale vom Bahnübergang ist so gewählt, daß ein mit maximal zulassiger Geschwindigkeit auf den Bahnübergang vorruckender Zug mit Bremsbeginn am Uberwa- chungssignal noch rechtzeitig vor dem Bahnübergang zum Halten kommen kann, falls das Uberwachungssignal anzeigt, daß der Bahnübergang nicht gesichert ist; die Uberwachungssignale können m gleichen oder m unterschiedlichen Abstanden vom Bahnübergang angeordnet sein. Der Abstand der Einschaltsensoren vom jeweiligen Uberwachungssignal ist so gewählt, daß die Zeit, die em Zug vom Betatigen der Einschaltsensoren bis zum Erreichen des zugehörigen Uberwachungssignals benotigt, ausreicht, um den Bahnübergang zu sichern, d. h. die Straßenverkehrssignale auf Halt zu stellen und gegebenenfalls die Schranken abzusenken. Es gibt aber auch andere Sicherungskonzepte, bei denen em Uberwachungssignal bereits dann auf Fahrt gehen kann, wenn der Bahnübergang eingeschaltet wurde und die Sicherungsanforderung lediglich übernommen hat.

In Verbindung mit intelligenten Fahrzeugen kann auf die Bereitstellung von Uberwachungssignalen auch verzichtet werden. Die Fahrzeuge fordern dabei bei Annäherung an den Bahnübergang, ggf. angereizt durch die Strecke, die Sicherung der Bahnübergänge an und die Bahnübergänge übermitteln den Fahrzeugen entsprechende Sicherungsmeldungen auf direktem Wege oder über den Umweg einer Leit- oder Uberwachungsstelle per Funk.

Jedes Stellteil und jede Sensoranordnung benotigt elektrische Energie, um wirksam werden zu können und diese Energie muß auch gesteuert werden. Dies geschieht bislang meist in einem

Betonhauschen in der Nahe des Bahnüberganges. Dort werden die Sensormeldungen bewertet und in Ein- und Ausschaltbefehle für die Komponenten des Bahnüberganges umgesetzt; für die Stell- teile und Sensoreinrichtungen gibt es regelmäßig eine zentrale Stromversorgungseinrichtung, an die die Stellteile und die Sensoren über im Erdboden verlegte Leitungen angeschlossen sind.

Die Kosten für die Verkabelung der Komponenten eines Bahnüberganges sind erheblich und übersteigen die Beschaffungskosten für die technischen Komponenten des Bahnüberganges teilweise erheblich. Die Kosten beziehen sich nicht nur auf die Kosten für die Anbindung der Einschaltkontakte und der Uberwachungssignale an den Bahnübergang, wenngleich diese einen Großteil der Verkabelungskosten ausmachen, sondern auch auf die Verkabelung der Komponenten in unmittelbarer Nähe des Bahnüberganges .

Hier setzt die Erfindung an. Sie stellt die Versorgungsenergie zum Betrieb der Stellelemente und der Sensoranordnungen vor Ort dezentral zur Verfugung, so daß es keiner zentralen Stromversorgung und der damit verbundenen stern- oder ringförmigen Verkabelung der Stellelemente und Sensoranordnungen mehr bedarf. Weil damit ein zentrales Steuern der Stellelemente eines Bahnüberganges durch An- und Abschalten von Versorgungsspannungen an die einzelnen Komponenten nicht mehr möglich ist, sieht die Erfindung vor, den Stellteilen und Sensoranordnungen Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen zur Datenübertragung zuzuordnen, und sie sieht ferner für die einzelnen Stellteile und gegebenenfalls auch die Sensoranordnungen dezentrale Datenverarbeitungseinrichtungen vor, in denen ausgehend von den jeweils zur Verfugung stehenden und den übermittelten Meldungen Stellbefehle für die Stellteile erarbeitet und an die Stellteile ausgegeben werden. Diese Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen und die dezentralen Datenverarbeitungseinrichtungen beziehen ihre Versorgungs- energie m vorteilhafter Weise ebenfalls aus den den Stellteilen und Sensoranordnungen zugeordneten dezentralen Stromversorgungseinrichtungen.

Jede dezentrale Stromversorgungsemrichtung besteht aus einem an sich bekannten Stromerzeuger, der vorzugsweise laufend einen vorzugsweise niedrigen Ladestrom für eine oder mehrere, vorzugsweise als Batterien ausgeführte Energiespeicher zur Verfugung stellt; diese stellen ihrerseits im aufgeladenen Zustand einen zum Betreiben der jeweils angeschlossenen e- lektrischen Verbraucher ausreichenden Speisestrom zur Verfugung. Zum Schutz der Batterien soll die Ladung der Batterien über Laderegler erfolgen, die den Ladestrom in Abhängigkeit vom Ladezustand der Batterien bedarfsweise begrenzen. Die Batterien sind vorzugsweise als Bleigelbatterien auszufuhren, die auch noch bei tiefen Umgebungstemperaturen eine ausreichende Kapazität aufweisen.

Die Ladestrome sollen vorzugsweise durch Solargeneratoren erzeugt werden, die nahe bei den zu betreibenden Stellteilen bzw. Sensoranordnungen anzuordnen sind und mit diesen über vorzugsweise oberirdisch verlegte, EMV-feste vorkonfektionierte Kabel geringer Lange zu verbinden sind. Die Solargeneratoren bestehen m an sich bekannter Weise aus mindestens einem Solarpanel, das vorzugsweise an einem Mast oder einer Brücke befestigt und m Richtung auf das einfallende Sonnenlicht ausgerichtet ist und das möglicherweise durch eine Nachfuhreinrichtung laufend dem Sonnenstand nachgefuhrt werden kann. Für den Betrieb der elektrischen Verbraucher werden unterschiedlich hohe Energien benotigt. Die Energiemengen sind abhangig von der Stromaufnahme der jeweiligen Verbraucher und von den jeweiligen Anschaltzelten. Das bedeutet, daß die er- fmdungsgemaße Bahnubergangssicherungsanlage mit ihren dezentralen Stromversorgungseinrichtungen nur dort zur Anwendung kommen kann, wo nicht mehr als eine bestimmte Anzahl von z. B. 80 Zügen pro Tag verkehrt; andernfalls wäre die Gefahr gegeben, daß die Auslegung der dezentralen Stromversorgungsemrichtungen nicht ausreicht für einen zuverlässigen Betrieb der Bahnubergangssicherungsanlage. Prinzipiell ist es zwar möglich, auch dezentral nahezu beliebig viel elektrische E- nergie zur Verfugung zu stellen; das erfordert jedoch ent- sprechend dimensionierte Batterien und entsprechend aufwendige Energieerzeuger, hier also Solargeneratoren. Die Solarpanels mit den das Tageslicht in elektrische Energie umsetzenden Sonnenkollektoren können jedoch aus Stabilitatsgrunden nicht beliebig groß ausgeführt werden, sondern sie sind m ihrer Große auf etwa lqm begrenzt. Es besteht zwar die Möglichkeit, mehrere große Solarpanels am gleichen Mast übereinander und/oder an benachbarten Masten nebeneinander anzuordnen; dies erhöht jedoch die Kosten für derartige dezentrale Energieversorgungsemrichtungen, so daß dadurch der Vorteil dezentraler Stromversorgungseinrichtungen gegenüber einer kabelgebundenen zentralen Stromversorgung kiemer wird. Aus diesem Grunde wird es für die zu betreibenden Stellteile sowie die Sensoranordnungen Solargeneratoren geben, die eine bestimmte Große und Anzahl und damit eine bestimmte Leistung nicht überschreiten.

Anstelle von Solargeneratoren können aber auch andere Einrichtungen zur dezentralen Energieversorgung verwendet sein, z. B. Windgeneratoren, oder auch Brennstoffzellen. Es ist auch möglich, insbesondere dort, wo die Leistungsaufnahme der zu betreibenden elektrischen Verbraucher besonders hoch ist, mehrere nach gleichen oder unterschiedlichen physikalischen Verfahren betriebene elektrische Stromversorgungseinrichtungen gemeinsam zu betreiben, also z. B. Solaranlagen zusammen mit Windgeneratoren.

Wahrend mindestens einige Stellteile eines Bahnüberganges ei- nen hohen, meist aber nur kurzfristigen Energiebedarf haben, ist dies bei den Sensoranordnungen nicht der Fall. Die Sensoranordnungen müssen zwar st ndig aktiviert sein, d. h. sie benotigen standig einen allerdings nur geringen Speisestrom, aber ihre Leistungsaufnahme ändert sich bei einer Befahrung nicht im gleichen Maß wie die der Stellteile bei deren Aktivierung. Hier sieht eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, für die etwa auf gleicher Hohe an benachbarten Gleisen angeordneten Sensoranordnungen eine gemeinsame dezentrale Stromversorgungseinrichtung vorzusehen. Die ge- memsame Stromversorgungseinrichtung bezüglich der Einschaltkontakte SEI .1 und SEI.2 möge dabei auf der einen Seite des Gleises Gl nahe der Einschaltkontakte SE1.1 angeordnet und mit diesen durch kurze Versorgungsleitungen verbunden sein; für die Speisung der Einschaltkontakte SE2.2 dienen etwas längere ebenfalls standardisierte Versorgungsleitungen Kl, die die Gleise Gl und G2 innerhalb ihrer Schotterbetten oder sonstigen Gleistrager unterkreuzen. Die Versorgungsleitungen mindestens für die Sensoranordnungen sind dabei vorzugweise in Schutzkanalen, Schutzrohren und/oder Schutzschlauchen ge- fuhrt und damit gegen mechanische Einwirkungen und Witte- rungsemflusse weitgehend geschützt. Durch die gemeinsame Speisung aus einer einzigen dezentralen

Stromversorgungseinrichtung werden Kosten für das Aufstellen eines eigenen Mastes und das Vorhalten einer eigenen Versorgungsbatterie und eigener, wenn auch kleinerer, Solarpanels vermieden. Die Kosten für das Durchstechen des Bahndammes o- der das Einbetten der m Schutzrohren geführten Kabel in die Schotterbetten sind überschaubar und betragen nur einen Bruchteil der Kosten für die zusätzliche Installation einer weiteren dezentralen Stromversorgung.

Die Speisung der übrigen, jeweils ebenfalls etwa auf gleicher Hohe angeordneten Sensoranordnungen SA1.2 , SA2.1; SA1.1, SA2.2 sowie SEI.2, SE2.1 kann jeweils ebenfalls aus einer zugehörigen gemeinsamen Stromversorgungseinrichtung über zuge- ordnete Kabel K3, K4 bzw. K2 erfolgen.

Ähnliche Verhaltnisse können vorliegen, wenn Uberwachungssignale und Einschaltkontakte eng benachbart angeordnet sind. In diesem Fall kann es zulassig sein, die Uberwachungssignale und die Einschaltkontakte jeweils aus einer gemeinsamen dezentralen Stromversorgungseinrichtung mit Energie zu versorgen.

Für die Steuerung und Überwachung der Stellelemente eines Bahnüberganges sind den Stellelementen dezentrale Datenverarbeitungseinrichtungen zugeordnet, deren Energiebedarf aus der vor Ort dezentral bereitgestellten Versorgungsenergie gedeckt wird. Diese Datenverarbeitungseinrichtungen sind von ihrem Verarbeitungsvolumen her wenig aufwendig und können daher durch Controller dargestellt sein. Die zu verarbeitenden Daten beziehen sie über einen Standardanschluß und/oder eine Standardverkabelung vom zugehörigen Stellelement und über die Funksende- und/oder -empfangse richtungen von den anderen Stellelementen des Bahnüberganges und den Sensoranordnungen des Bahnüberganges, von den sich nähernden Zügen oder von einer Leit- oder Überwachungseinrichtung. Die Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen beziehen ihre Versorgungs- energie aus der örtlich bereitgestellten dezentralen Stromversorgung des zugehörigen Stellelementes bzw. der zugehörigen Sensoranordnung. Die Antennen der Funksende- und/oder - empfangseinrichtungen befinden sich in vorteilhafter Weise an exponierter Stelle, nämlich an den Masten oder Brücken, an denen auch die Solarpanels für die dezentrale Energieversorgung und gegebenenfalls die Lichtsignale montiert sind.

Die dezentralen Datenverarbeitungseinrichtungen und/oder die Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen können auch mit separaten kleineren Stromversorgungseinrichtungen ausgerüstet sein, um sie unabhängig zu machen von der bei Belastung sich verändernden Spannung der den Stellteilen zugeordneten dezentralen Stromversorgungseinrichtungen .

Es ist vorgesehen, die jedem Stellteil und den Sensoranordnungen jeweils zugeordnete dezentrale Datenverarbeitungseinrichtung in einem Gehäuse, der sogenannten Safety-Box SB, in der Nähe des Stellteils bzw. der Sensoranordnung anzuordnen und zwar vorzugsweise an dem Mast bzw. der Brücke, an dem auch die Solarpanels angeordnet sind, oder im Inneren eines solchen Mastes. Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau einer derartigen Safety-Box. Gespeist wird die Safety-Box SB über mindestens einen Energiespeicher, z. B. eine Batterie B, die über Laderegler von an einem Mast M montierten Solargenerato- ren SG mit einem ständigen Ladestrom versorgt wird. In der Safety-Box wird die vom Energiespeicher zur Verfügung gestellte Energie in einen Energieversorgungsbaustein EV auf bedarfsweise unterschiedlichhohes Niveau eingestellt und den übrigen Komponenten der Safety-Box zugeführt. Em signaltechnisch sicherer Rechnerkern RK bearbeitet die ihm zuganglichen Meldungen der Sensoranordnungen und der Stellteile und leitet daraus Stellbefehle mindestens für das eigene Stellteil ab. Die zu verarbeitenden Meldungen und Stellbefehle anderer Safety-Boxen erhalt der Rechnerkern zum einen über eine peripheriespezifische Hardware HW vom zugehörigen Stellteil und zum anderen über em Kommunikationsmodul KM von den zugehörigen Funksende-/Empfangsemrichtungen F. Die Safety-Boxen der Stellteile sind in aller Regel sowohl mit Funksende- als auch mit Funkempfangseinrichtungen versehen, jedenfalls dann, wenn sie sowohl Meldungen und Stellbefehle oder Kommandos verarbeiten als auch Meldungen und Stellbefehle ausgeben sollen, d. h. die Art der Datenverarbeitung innerhalb der einzelnen Rechnerkerne bestimmt, ob für einen bestimmten Typ von Safety-Boxen neben den Funkempfangseinrichtungen zwingend auch Funksendeeinrichtungen benotigt werden. Bei den Safety-Boxen für die Sensoranordnungen werde lediglich Funksendeeinrichtungen benotigt, weil die Sensoranordnungen selbst keine Stellbefehle auszufuhren haben. Anders kann die Anordnung getroffen sein, wenn die Möglichkeit bestehen soll, die Sensoranordnungen vom Bahnübergang aus oder unabhängig davon z. B. einer Funktionskontrolle zu unterziehen und dabei in vorgegebener Weise auf die Sensoranordnungen einzuwirken. In diesem Falle sind auch die Safety-Boxen der Sensoranordnungen mit entsprechenden Empfangseinrichtungen zu versehen. Entsprechendes gilt für die Safety-Boxen der Stellteile.

Jede Safety-Box weist eine peripheriespezifische Hardware auf, die verschieden ist von der der Safety-Boxen für andere Arten von Stellteilen. So gibt es bei dem vorliegenden Ausfuhrungsbeispiel vier verschiedene peripheriespezifische Hardwareausfuhrungen zur Steuerung von Schranken S, Straßen- verkehrslichtsignalen L oder Uberwachungssignalen U und zum

Einlesen von Sensormeldungen SM der Em- und Ausschaltsensoren. Es ist aber auch möglich, die Safety-Boxen mit der insgesamt zur Steuerung beliebiger Stellteile und Sensoranordnungen erforderlichen Hardware auszurüsten und diese Hardware z. B. vor Ort hard- oder softwaremaßig wirksam bzw. unwirksam zu schalten e nach dem, ob die Safety-Box zur Steuerung des einen oder anderen Stellteiles oder zur Bewertung von Sensormeldungen benotigt wird.

Es ist auch möglich, von einer einzigen Safety-Box aus einen Bahnübergang mit all seinen Stellteilen gemeinsam zu steuern. Das kann vorteilhaft dann der Fall sein, wenn eine Bahnubergangssicherungsanlage bereits vor Ort installiert ist und nurmehr die entfernten Einschaltkontakte und/oder die Uberwachungssignale m die Steuerung einzubinden sind.

D e Safety-Boxen können m vorteilhafter Weise innerhalb der Masten oder Brücken angeordnet sein, an denen die Solarpanels für die dezentrale Stromversorgung zu installieren sind. Sie sind dort gegen Zugriff von außen und gegen Witterungsem- flusse weitgehend geschützt. Die Masten können auch zur Aufnahme der Batterien und Laderegler verwendet sein. Hierzu sind die Masten so auszufuhren, daß sie e entsprechendes Aufnahmevolumen aufweisen und sie sind mit entsprechenden Ausnehmungen zum Einbringen der Batterien und der übrigen Komponenten wie z. B. der Versorgungsleitungen und der Anten- nenleitungen zu versehen. Die Abdeckungen s nd nach außen hm z. B. durch Türen abzudecken und durch Schlosser gegen unbe- fugtes Offnen zu sichern. Die Masten für die Aufnahme der Solarpanels der Stromversorgungseinrichtungen und der Safety- Boxen können dazu verwendet sein, auch die Lichtsignale f r die Steuerung des Straßenverkehrs oder des Bahnverkehrs auf- zunehmen, wobei diese dann möglicherweise über Ausleger an den Masten zu befestigen sind, um nahe genug am Fahrbahnrand bzw. an der Bahnstrecke dargestellt werden zu können.

Die erfmdungsgemaße Bahnubergangssicherungsanlage ist nicht beschrankt auf die Anwendung bei zweigleisigen Strecken, sondern sie ist auch mit Vorteil bei eingleisigen Strecken und bei sonstigen mehrgleisigen Strecken anwendbar.

Dort, wo es darum geht, einen Bahnübergang neu zu installieren oder einen bereits vorhandenen Bahnübergang zu automatisieren, bildet die vorstehend erläuterte Ausgestaltung einer Bahnubergangssicherungsanlage mit völliger Dezentralisierung der Stromversorgung ein Optimum hinsichtlich der Kostenredu- zierung. Dort, wo bereits bestehende automatisierte Bahnübergänge nur erneuert werden sollen, kann es sinnvoll sein, von der absoluten Dezentralisierung der Stromversorgung abzugehen und zwar mindestens hinsichtlich der m absoluter Nahe des Bahnüberganges angeordneten Stellteile. Dort gibt es nämlich m aller Regel bereits eine zentrale Stromversorgungseinrichtung, an die die Stellteile oder zumindest ein Teil davon u- ber bereits verlegte Kabel angeschlossen sind. Die Energieversorgung dieser Stellteile kann dann, sofern die Kabel noch in Ordnung sind, weiterhin aus dem Netz erfolgen und nur die Steuerung der Stellteile erfolgt über die nach der Erfindung ausgebildeten Safety-Boxen, die dezentral organisiert sind und die zur Steuerung eines Bahnüberganges erforderlichen Daten untereinander austauschen. Im Bedarfsfall, nämlich dann, wenn Versorgungsleitungen für die einzelnen Stellteile dem gegebenen Standard nicht mehr entsprechen, können die betreffenden Stellteile dann mit dezentralen Stromversorgungseinrichtungen nachgerustet werden, ohne daß sich an den Safety- Boxen selbst und ihrer Wirkungsweise etwas ändert. Ferner kann es von Vorteil sein, die Energie für den Betrieb der Komponenten eines Bahnüberganges zentral zur Verfugung zu stellen, beispielsweise aus einem öffentlichen oder einem bahneigenen Netz. Von einer zentralen Emspeisestelle aus können die Energiespeicher der dezentralen Stromversorgungsemrichtungen mindestens für die in unmittelbarer Nahe des Bahnüberganges angeordneten Stellelemente und Sensoranordnungen mit Energie versorgt werden. Da die Ladestrome sehr nied- rig sind, können für die Energieübertragung wenig aufwendige Versorgungsleitungen verwendet sein.

Claims

Patentansprüche

1. Bahnubergangssicherungsanlage mit Stellteilen zur Steuerung mindestens des Straßenverkehrs sowie mit gleisseitigen Sensoranordnungen zum Erkennen voruberlaufender Bahnfahrzeuge und zur mindestens mittelbaren Steuerung der Stellteile, unter Verwendung dezentraler Stromversorgungseinrichtungen zum Betrieb der Sensoranordnungen für das Einschalten der Bahnubergangssicherungsanlage und einer Funkanbmdung dieser Sen- soranordnungen an den Bahnübergang, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß den Stellteilen (Sl, S2, Ll.l, L1.2, L2.1, L2.2 , Ul.l, U1.2, U2.1, U2.2) des Bahnüberganges (BU) sowie den Sensoranordnungen (SE1.1, SE2.2; SEI.2, SE2.1, SA1.1, SA2.2, SA1.2, SA2.1) Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen zur Datenübertragung zugeordnet sind und daß mindestens den Stellteilen ferner ausschließlich dezentrale Datenverarbeitungsemrichtungen (SB) zugeordnet sind zum Bewerten, Erarbeiten und Ausgeben von Meldungen und/oder Stellbefehlen.

2. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die dezentralen Datenverarbeitungseinrichtungen (SB) aus einem em- oder mehrkanaligen Rechnerkern (RK) bestehen, der über Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen (F) mit Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen anderer Stellteile o- der Sensoranordnungen zusammenwirkt und mit dem ihm zugeordneten Stellteil oder der mindestens einen ihm zugeordneten Sensoranordnung über eine Anpaßschaltung (HW) verbunden ist.

3. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Datenverarbeitungseinrichtungen an die zugehörigen Stellteile oder Sensoranordnungen direkt oder über vorzugs- weise geschirmte und/oder verdrillte Leitungen angeschlossen sind.

4. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Steuern mehrerer Stellteile eines Bahnüberganges eine gemeinsame Steuereinrichtung vorgesehen ist, die von einer zugeordneten dezentralen Datenverarbeitungseinrichtung über eine spezielle Anpaßschaltung an- und abstellbar ist.

5. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß für die Energieversorgung der Funksende- und/oder -e p- fangseinrichtungen der Sensoranordnungen und der Stellteile, ihrer Datenverarbeitungseinrichtungen sowie der Stellteile und Sensoranordnungen selbst dezentrale Stromversorgungseinrichtungen vorgesehen sind.

6. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß den bei mehrgleisigen Bahnübergängen mindestens annähernd auf gleicher Höhe an benachbarten Gleisen (Gl, G2) angeordneten Sensoranordnungen (SE1.1, SE2.2) jeweils eine gemeinsame dezentrale Stromversorgungseinrichtung zugeordnet ist, die im Nahbereich einer der Sensoranordnungen (SE1.1) auf der einen Gleisseite angeordnet ist und die betreffende Sensoranordnung sowie die auf der anderen Gleisseite angeordnete Sensoranordnung (SE2.2) /Sensoranordnungen über das Gleis kreuzende Leitungen (Kl) speist.

7. Bahnubergangssicherungsanlage nach emem der Ansprüche 1 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei mehrgleisigen Bahnübergängen von den mindestens annähernd auf gleicher Hohe an benachbarten Gleisen angeordneten Sensoranordnungen (SE1.1, SE2.2) mindestens eine über mindestens eine das Gleis kreuzende Leitung mindestens mittelbar entweder auf eine für diese Sensoranordnungen gemeinsame Funksende- und/oder -empfangseinrichtung oder auf gesonderte Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen speist.

8. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß bei Anordnung eines Uberwachungssignals in raumlicher Nahe zu mindestens einer Sensoranordnung für die Energieversorgung dieser Komponenten eine einer dieser Komponenten raumlich zugeordnete gemeinsame dezentrale Stromversorgungseinrichtung vorgesehen ist, die über Leitungen mit der oder den anderen Komponenten verbunden ist.

9. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Anspr che 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zum Übermitteln von Meldungen an Fahrzeuge und/oder an eme Leit- oder Uberwachungsstelle mindestens mittelbar die Funksendeeinrichtungen (F) des betreffenden Stellteiles bzw. der betreffenden Sensoranordnung verwendet sind.

10. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die dezentralen Stromversorgungseinrichtungen über Laderegler aufladbare Energiespeicher (B) aufweisen.

11. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspsruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Energiespeicher als Batterien ausgeführt sind.

12. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Batterien (B) als Bleigelbatterien ausgeführt sind.

13. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 5 oder 10 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Energieversorgung der dezentralen Stromversorgungseinrichtungen im Bereich eines Bahnüberganges aus einer gemeinsamen Stromversorgungseinrichtung erfolgt, an die die de- zentralen Stromversorgungseinrichtungen über Leitungen angeschlossen sind.

14. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Energieversorgung mindestens einiger der Stellteile jeweils mehrere nach dem gleichen oder nach unterschiedlichen physikalischen Verfahren betriebene elektrische Stromversorgungseinrichtungen vorgesehen sind.

15. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stromversorgungseinrichtungen als Solargeneratoren (SG) ausgeführt sind.

16. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Solargeneratoren aus mindestens einem an mindestens einem Mast (M) oder einer Brücke montierten Solarpanel bestehen.

17. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stromversorgungseinrichtungen als Windgeneratoren ausgeführt sind.

18. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Stromversorgungseinrichtungen als Brennstoffzellen ausgeführt sind.

19. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 1, 7 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen (F) an einem Mast (M) oder einer Brücke angeordnet sind.

20. Bahnubergangssicherungsanlage nach den Ansprüchen 16 und 19, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Solargeneratoren und die Funksende- und/oder -empfangseinrichtungen an den Masten oder Brücken für die Lichtsignale (Ll.l, L1.2, L2.1, L2.2, Ul.l, U1.2, U2.1, U2.2) zur Steuerung des Straßen- oder Bahnverkehrs angeordnet sind.

21. Bahnubergangssicherungsanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Masten mit nach außen hin durch Abdeckungen verschließbaren Ausnehmungen zur Aufnahme der Energiespeicher versehen sind und daß sie in ihrem Inneren die Laderegler und die Verkabelung der am Mast oder an der Brücke zu betreibenden elektrischen Verbraucher sowie die mastseitigen Leitungen zu den Stellteilen oder den Sensoranordnungen aufnehmen.

22. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß d e Masten m ihrem Inneren die dezentralen Datenverar- beitungsemrichtungen aufnehmen.

23. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 21 oder 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Masten in ihrem Inneren die Funksende- und/oder -empfangsemrichtungen aufnehmen und daß diese mit mindestens einer Antenne versehen sind, die aus dem jeweiligen Mast herausgeführt ist.

24. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Abdeckungen durch Schlosser gegen unbefugtes Offnen gesichert sind.

25. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 6, 7 oder 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leitungen (Kl) zwischen den etwa auf gleicher Hohe an benachbarten Gleisen angeordneten Sensoranordnungen (SE1.1, SEI.2) oder Sensoranordnungen und Stellteilen mindestens eines der Gleise (Gl, G2) innerhalb seines Schotterbettes oder eines sonstigen Gleistragers unterkreuzen.

26. Bahnubergangssicherungsanlage nach Anspruch 25, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leitungen m Schutzkanalen, Schutzrohren und/oder Schutzschlauchen verlegt sind.