EP1644235B1 - Änderung des betriebsmodus an einem schienenfahrzeug - Google Patents

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EP1644235B1
EP1644235B1 EP03817506A EP03817506A EP1644235B1 EP 1644235 B1 EP1644235 B1 EP 1644235B1 EP 03817506 A EP03817506 A EP 03817506A EP 03817506 A EP03817506 A EP 03817506A EP 1644235 B1 EP1644235 B1 EP 1644235B1
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EP
European Patent Office
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signal
rail vehicle
change
control device
route section
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EP03817506A
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French (fr)
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EP1644235A1 (de
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Wilfried Lettow
Achim Rosenkranz
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Bombardier Transportation PPC Germany GmbH
Original Assignee
Bombardier Transportation PPC Germany GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/30—Trackside multiple control systems, e.g. switch-over between different systems
    • B61L27/37—Migration, e.g. parallel installations running simultaneously
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal
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    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
    • B61L2003/122—German standard for inductive train protection, called "Induktive Zugsicherung"[INDUSI]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal
    • B61L3/16—Continuous control along the route
    • B61L3/22—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation
    • B61L3/225—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation using separate conductors along the route
    • B61L2003/226—German inductive continuous train control, called 'Linienzugbeeinflussung' [LZB]

Definitions

  • the invention is not limited to a transition between the area of the Irish Bru and the area of the German BOStrab.
  • components of the vehicle and the route are coupled together via a multiple handshake mechanism and the route is fully automatically released in the switched mode only when all handshake signals have been clearly recognized by the components in the route and in the vehicle.
  • the above-described actions can be taken.
  • the circuit arrangement of the rail vehicle and the circuit arrangement can form a corresponding system.
  • transponder or transponder loop are used. These terms are not meant to be limiting in the sense that the transmission of a signal in the invention is necessarily triggered by the receipt of a signal. Rather, in another embodiment of the invention, the term transponder or transponder loop can each be replaced by the term transmitter or transmitter.
  • the description of the figures is to be understood as meaning that one or more of the features or measures described there can be combined individually or in combination with the measures or features described above.
  • Step_11 switching from DB to BOstrab or Step_21, switching from BOstrab to DB.
  • step Step_11 the driver is signaled the request to switch from mode DB to BOStrab mode by a flashing indicator light, at the same time to the vehicle control unit 2 via the interface 18, the request for switching the components given and set a timer 20 for monitoring the response time.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die Änderung des Betriebsmodus an einem Schienenfahrzeug.
  • Schienenfahrzeuge im Bereich der Deutschen Bahn (DB) unterliegen bei der Fahrt den Vorschriften der EBO (Eisenbahnbetriebsordnung), im Bereich als Straßenbahn der deutschen BOStrab (Straßenbahn- Bau- und Betriebsordnung). Bei Fahrzeugen, die in beiden Bereichen fahren sollen, müssen mehrere Fahrzeug-Komponenten beim Übergang zwischen den Bereichen (d. h. Einfahrt in einen anderen Betriebsbereich) umgeschaltet werden. Der Betreiber des jeweiligen Bereichs verlangt vom Fahrzeug, dass es seinen Bereich nur befahren darf, wenn alle entsprechenden Komponenten umgeschaltet sind. Bei den Komponenten handelt es sich insbesondere um Funktionen wie Bremse, Licht, Wamsignalerzeugung, Fahrtrichtungskontrolle und elektrische Versorgungsspannung eines Antriebsmotors des Fahrzeugs.
  • Die Erfindung ist jedoch nicht auf einen Übergang zwischen dem Bereich der Deutschen Bahn und dem Bereich der deutschen BOStrab beschränkt.
  • Es sind Umschaltungssysteme bei Fahrzeugen bekannt, die als Mehrsystemfahrzeuge ausgelegt sind. Nachteilig bei solchen Fahrzeugen ist, dass bei kostengünstigen Lösungen die Umschaltung des Betriebsmodus im Stillstand und manuell in Eigenverantwortung des Fahrers erfolgt. Bei Vollbahnfahrzeugen erfolgt die automatische Umschaltung beim Überqueren von Ländergrenzen durch modifizierte Sicherungssysteme, die kostspielig sind und eine Neuzulassung der Sicherungssysteme nach sich ziehen.
  • In "Stadtbahnwagen Karlsruhe für Gleichspannung 750 V und Wechselspannung 15 kV" von Dieter Ludwig und Peter Forcher in eb - Elektrische Bahnen 90 (1992) 4, Seiten 137 - 142, R. Oldenbourg Verlag, wird der Systemwechsel an Trennstellen von Oberleitungsnetzen beschrieben. Beim Übergang der Versorgungsspannung wird von einem Fühlsystem die neue Versorgungsspannung im Fahrzeug automatisch eingestellt.
  • US 4,023,753 beschreibt ein Steuerungssystem zum Steuern fahrerloser Fahrzeuge auf einer festen Führungsstrecke entsprechend einem Fahrplan oder auf Anforderung.
  • Aus der DE 44 35 241 A1 ist eine Vorrichtung zum Erfassen und Auslesen von relativ zu dieser Vorrichtung beweglichen Transponder bekannt. Die Vorrichtung soll verhindern, dass Antwortsignale, die aufgrund von Abfragen anderer Abfrageeinrichtungen abgegeben werden, mitgehört werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, eine gesicherte automatische Änderung eines Betriebsmodus zumindest einer Fahrzeug-Komponente beim Übergang in einen anderen Betriebsbereich zu schaffen. Die automatische Änderung soll kostengünstig realisiert werden können und vorhandene Sicherheitssysteme weder benutzen noch beeinflussen.
  • Es wird vorgeschlagen, dass beim Übergang in einen anderen Betriebsbereich des Schienenfahrzeugs
    1. a) von einer in einem Übergangsbereich an einer Fahrzeugstrecke angeordneten ersten Sendeeinrichtung ein Änderungssignal gesendet und von dem Schienenfahrzeug empfangen wird,
    2. b) der Empfang des Änderungssignals die Änderung des Betriebsmodus einleitet,
    3. c) bei erfolgreich durchgeführter Änderung des Betriebsmodus ein positives Quittungssignal in dem Schienenfahrzeug generiert wird und
    4. d) von einer Steuerungseinrichtung an der Fahrzeugstrecke unter Berücksichtigung des Quittungssignals entschieden wird, ob eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeuges freigegeben wird.
  • insbesondere fährt das Schienenfahrzeug nur dann weiter, wenn es ein Freigabesignal erhält.
  • Diese Verfahrensweise hat den Vorteil, dass die Umschaltung bzw. Änderung des Betriebsmodus von einer Sendeeinrichtung der Fahrzeugstrecke angestoßen wird, die insbesondere an einem festen Ort installiert ist. Damit kann gewährleistet werden, dass die Sendeeinrichtung keine sonstigen sicherheitsrelevanten Einrichtungen stört. Bei einer beweglichen Sendeeinrichtung, etwa einer Sendeeinrichtung, die sich im Schienenfahrzeug befindet, muss berücksichtigt werden, dass systemfremde Empfangseinrichtungen das Änderungssignal empfangen und unter Umständen gestört werden.
  • Bei einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens sendet die Sendeeinrichtung vorzugsweise permanent und/oder wiederholt (z. B. in regelmäßigen Abständen) das Änderungssignal. Es brauchen daher keine Maßnahmen ergriffen zu werden, mit denen festgestellt wird, ob sich ein Schienenfahrzeug im Übergangsbereich befindet. Solche zusätzlichen Maßnahmen könnten eine potenzielle Fehlerquelle beim automatischen Ändern des Betriebsmodus sein.
  • Die erfindungsgemäße Verfahrensweise muss nicht unter Verwendung von sicheren Komponenten durchgeführt werden. Unter sicheren Komponenten werden solche Komponenten verstanden, deren Funktionsweise gesichert ist, beispielsweise durch eine redundante Einrichtung. Dennoch ist die beschriebene Verfahrensweise insgesamt in dem Sinn sicher, dass ein Fehler nicht zu der unbeabsichtigte Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs führen kann. Erst bei dem erfolgreichen Umschalten des Betriebsmodus wird ein positives Quittungssignal erzeugt und das Quittungssignal wiederum von der Steuerungseinrichtung an der Fahrzeugstrecke ausgewertet.
  • Eine optionale Maßnahme kann zusätzliche Sicherheit bieten, indem kein positives Quittungssignal an die Steuerungseinrichtung der Fahrzeugstrecke übermittelt wird, wenn die Änderung des Betriebsmodus nicht innerhalb eines Zeitraumes vorgegebenen Länge durchgeführt werden konnte. Bei dieser Weiterbildung wird eine erst nach Verstreichen des Zeitraumes durchgeführte Änderung des Betriebsmodus als nicht erfolgreich eingestuft. Bei einer konkreten Ausgestaltung wird in diesem Fall ein negatives Quittungssignal der Steuerungseinrichtung der Fahrzeugstrecke zugeführt.
  • Wird die Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs durch die Steuerungseinrichtung der Strecke nicht freigegeben, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden. Eine erste mögliche Maßnahme besteht in der Einleitung einer Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs. Alternativ oder zusätzlich kann ein Warnsignal erzeugt werden, beispielsweise bei dem Fahrer eine rote Lampe aufleuchten und/oder ein akustisches Warnsignal erzeugt werden. Auch ist es möglich, dass der Fahrer kurz vor der Einleitung der Zwangsbremsung gewarnt wird und - bei Bestehen von guten Gründen - die Zwangsbremsung überbrücken kann (etwa durch Betätigung eines Schlüsselschalters).
  • Eine Übermittlung der Freigabe bzw. Nicht-Freigabe der Weiterfahrt an das Schienenfahrzeug kann beispielsweise so ausgestaltet sein, dass von einer zweiten Sendeeinrichtung an der Strecke (insbesondere permanent und/oder wiederholt) ein negatives Freigabesignal gesendet wird, welches nur bei der Freigabe durch die Steuerungseinrichtung in ein positives Freigabesignal geändert wird. Nur wenn das positive Freigabesignal (optional wiederum innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne) von dem Schienenfahrzeug empfangen wird, fährt es weiter. Andernfalls wird automatisch eine Maßnahme ergriffen, z. B. eine Zwangsbremsung und/oder die Ausgabe eines Warnsignals.
  • Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die erste Sendeeinrichtung an der Strecke und eine mit der Steuerungseinrichtung verbundene Empfangseinrichtung zum Empfangen eines Antwortsignal in einem definierten Abstand entlang der Strecke angeordnet. Fährt das Schienenfahrzeug in diesem Abschnitt der Strecke innerhalb eines vorgegebenen Geschwindigkeitsbereiches, steht (unter Einbeziehung der Sende- und Empfangsreichweite) also ein Zeitintervall fest, innerhalb dem das Schienenfahrzeug das Antwortsignal senden muss, das das positive Freigabesignal ist oder aus diesem abgeleitet wurde. Mit anderen Worten: wird das positive Freigabesignal zu spät erzeugt, kann die Steuerungseinrichtung an der Strecke das positive Antwortsignal nicht mehr empfangen und wird die Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs daher nicht freigeben. Aus diesem Grund wird es zwar bevorzugt, dass bereits innerhalb des Schienenfahrzeugs überwacht wird, dass die Änderung des Betriebsmodus innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes erfolgt. Dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich, da auch das Nicht-Empfangen des positiven Antwortsignals bzw. positiven Quittungssignals nicht zu der unbeabsichtigten Freigabe der Weiterfahrt führt.
  • Die Steuerungseinrichtung an der Fahrzeugstrecke kann trotz des Empfangs des positiven Quittungssignals entscheiden, dass die Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs nicht freigegeben wird. Dies ist bei einer Weiterbildung insbesondere dann der Fall, wenn sie ein Signal empfängt, empfangen hat oder entsprechende Informationen vorliegen, dass die Strecke für eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs nicht frei ist (Strecke nicht ok).
  • Die Umschaltung bzw. Änderung des Betriebsmodus für den Betrieb in dem anderen Betriebsbereich kann insbesondere die Umschaltung von einer oder mehreren Fahrzeugkomponenten für Funktionen wie z. B. Bremse, Licht, Horn, Fahrtrichtung, Rückspiegel und/oder elektrische Versorgungsspannung beinhalten.
  • Vorzugsweise ist zumindest eines der Signale Änderungssignal, Quittungssignal und ggf. Freigabesignal ein individuell codiertes und/oder ausgestaltetes Signal. Daher kann das Signal von dem jeweiligen Signalempfänger eindeutig erkannt werden und eine Fehlinterpretation eines anderen Signals ist ausgeschlossen.
  • Dadurch, dass die Änderung des Betriebsmodus durch ein Änderungssignal von der Strecke ausgelöst wird und eine Rückmeldung über eine erfolgreiche Änderung an die Strecke gegeben wird, und weiterhin dadurch, dass wiederum unter Berücksichtigung der Rückmeldung ein Freigabesignal an das Schienenfahrzeug ausgegeben wird, kann man von einem mehrfach Handshake-Mechanismus sprechen.
  • Anders formuliert werden Komponenten des Fahrzeuges und der Strecke über einen mehrfachen Handshake-Mechanismus miteinander verkoppelt und wird die Strecke vollautomatisch nur dann im umgeschalteten Modus freigegeben, wenn alle Handshake-Signale von den Komponenten in der Strecke und im Fahrzeug eindeutig erkannt worden sind. In allen anderen Fällen (z. B. wenn eines der Signale nicht empfangen wird, ein falsches Signal empfangen wird oder wenn ein gestörtes Signal empfangen wird) können die oben beschriebenen Maßnahmen ergriffen werden.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin eine Schaltungsanordnung zur Änderung eines Betriebsmodus eines Schienenfahrzeugs, mit
    1. a) einer Steuerungseinrichtung des Schienenfahrzeugs, die mit einer Änderungseinrichtung zur Änderung eines Betriebsmodus, insbesondere für Funktionen wie z. B. Bremse, Licht, Horn, Fahrtrichtung, Rückspiegel, verbunden ist,
    2. b) einer Änderungssignal-Empfangseinrichtung im Schienenfahrzeug, die mit der Steuerungseinrichtung des Schienenfahrzeugs verbunden ist und die ausgestaltet ist, ein Änderungssignal zur Änderung des Betriebsmodus von einer Fahrstrecke zu empfangen und eine Anforderung zur Änderung des Betriebsmodus an die Steuerungseinrichtung des Schienenfahrzeugs auszugeben,
    wobei die Steuerungseinrichtung des Schienenfahrzeugs einen Signalgenerator aufweist und derart ausgestaltet ist, dass der Signalgenerator bei erfolgreich durchgeführter Änderung des Betriebsmodus ein positives Quittungssignal generiert und für eine Steuerungseinrichtung der Fahrstrecke ausgibt.
  • Die Schaltungsanordnung kann eine Einrichtung zum Auslösen einer Zwangsbremsung des Schienenfahrzeuges aufweisen, die mit der Steuerungseinrichtung des Schienenfahrzeugs verbunden ist und die ausgestaltet ist, bei Empfang eines Signals von der Steuerungseinrichtung des Schienenfahrzeugs eine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs auszulösen.
  • Ferner umfasst die vorliegende Erfindung eine Schaltungsanordnung zum Ändern eines Betriebsmodus an einem Schienenfahrzeug, mit
    1. a) einer ersten Sendeeinrichtung an einer Schienenfahrzeug-Fahrstrecke, die ausgestaltet ist, ein Änderungssignal zur Auslösung der Änderung des Betriebsmodus zu senden,
    2. b) einer Steuerungseinrichtung der Fahrstrecke, die eine Signal-Empfangseinrichtung aufweist oder damit verbunden ist und die ausgestaltet ist, nach Empfang eines Quittungssignals von dem Schienenfahrzeug zu entscheiden, ob eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeuges freigegeben wird, und
    3. c) mit einer zweiten Sendeeinrichtung an der Fahrstrecke, die mit der Steuerungseinrichtung der Fahrstrecke verbunden ist und die ausgestaltet ist, abhängig von der Entscheidung der Steuerungseinrichtung ein Freigabesignal an das Schienenfahrzeug auszusenden.
  • Bei dieser Schaltungsanordnung kann die Steuerungseinrichtung an der Fahrzeugstrecke eine Schnittstelle aufweisen, über die ein Signal empfangen werden kann, welches einen Zustand der Strecke wiedergibt.
  • Die Schaltungsanordnung des Schienenfahrzeugs und die Schaltungsanordnung können ein entsprechendes System bilden.
  • In der folgenden Figurenbeschreibung werden unter anderem die Begriffe Transponder bzw. Transponderschleife verwendet. Diese Begriffe sind nicht in dem Sinne einschränkend zu verstehen, dass das Senden eines Signals bei der Erfindung zwangsläufig durch den Empfang eines Signals ausgelöst wird. Vielmehr kann bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung der Begriff Transponder bzw. Transponderschleife jeweils durch den Begriff Sender bzw. Sendeeinrichtung ersetzt werden. Auch im Übrigen ist die Figurenbeschreibung so zu verstehen, dass eines oder mehrere der dort beschriebenen Merkmale oder Maßnahmen einzeln oder in Kombination mit den zuvor beschriebenen Maßnahmen oder Merkmalen kombiniert werden können.
  • Die Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den Figuren zeigen:
    • Fig.1:
    Handshake im Übergang Bereich DB nach Bereich BOStrab,
    Fig.2:
    Handshake im Übergang Bereich BOStrab nach Bereich DB,
    Fig.3:
    Realisierung der Modus-Umschaltung auf Basis einer vorhandenen Transpondersteuerung, (Fahrzeug und Strecke),
    Fig.4:
    Ablauffolge Steps,
    Fig.5:
    Prinzipzeichnung.
  • Fig. 5c illustriert beispielhaft einen Grundgedanken der vorliegende Erfindung. Eine Sendeeinrichtung 93 an einer Fahrzeugstrecke 91 sendet ein Änderungssignal zur Änderung eines Betriebsmodus eines Schienenfahrzeugs 98 aus, wie durch einen nach unten weisenden Pfeil angedeutet ist. Eine Empfangseinrichtung 95 in dem Fahrzeug 98 empfängt das Änderungssignal und stößt (wie durch einen nach rechts weisenden Pfeil angedeutet ist) die Änderung des Betriebsmodus an. Eine Änderungseinrichtung 96 zur Änderung des Betriebsmodus führt die Änderung durch und sendet insbesondere im Fall einer erfolgreichen Änderung ein Antwortsignal (wie durch einen nach oben weisenden Pfeil angedeutet ist) an eine Steuerungseinrichtung 97 der Strecke 91. Die Steuerungseinrichtung 97 entscheidet, ob eine Weiterfahrt des Fahrzeuges 98 freigegeben wird.
  • Die Umschaltung zwischen den Betriebsmodies ist symmetrisch. Nach Fig.1 besteht die Umschaltstrecke aus zwei Transponderschleifen 3, 4, die zueinander einer definierten Entfernung im Gleisbett installiert sind. Im Fahrzeug befindet sich eine Gegenstation, die mit einem Fahrzeugleitgerät 2 verbunden ist. Die Transponderschleife 3 sendet ständig die Anforderung BOStrab. Überquert das Fahrzeug die Transponderschleife 3, werden das Signal der Transponderschleife 3 erkannt und ein Signal an das Fahrzeugleitgerät 2 gegeben. Das Erkennen einer zu diesem Zeitpunkt nicht erwarteten Transponderschleife 4, 5, 6 (Fig. 2) führt zu einer Zwangsbremse. Ein Transpondersystem 1 im Fahrzeug wartet einen definierten Zeitraum auf die Rückmeldung des Fahrzeugleitgerätes 2, dass insbesondere alle Komponenten (Bremse, Licht, Horn) umgeschaltet sind. Fehlt diese Quittierung nach Ablauf der Wartezeit, wird ein Quittiercode 00 weitergegeben, der ebenfalls zu einer Zwangsbremse führt. Ist der Quittiercode 01, wird dieser gespeichert, bis das Fahrzeug die Transponderschleife 4 erreicht. Die Transponderschleife 4 sendet einen negativen Freigabecode an das Fahrzeug, der durch die Beantwortung mit einem gültigen Quittiercode 01 durch das Fahrzeug aufgehoben werden kann. Fehlt dieser Quittiercode 01 oder gibt es andere Kriterien, die eine Einfahrt in den folgenden Streckenabschnitt nicht zulassen, wird der Freigabecode nicht umgeschaltet und die Strecke sendet weiterhin den negativen Freigabecode. Das Transpondersystem 1 im Fahrzeug wartet eine definierte Zeit auf den Freigabecode. Bleibt die Freigabe negativ oder fehlt die Antwort ganz, wird nach dieser Zeit eine Zwangsbremse eingeleitet.
  • Das Transpondersystem 1 nach Fig. 3 wird durch eine Überwachungseinrichtung 16 überwacht, die bei Fehlen des zyklischen ok-Signals ebenfalls eine Zwangsbremse einleitet. Das Signal der Anforderung Zwangsbremse ist LOWaktiv, d.h., ein Ausfall des gesamten Transpondersystems 1 führt auch zu einer Zwangsbremse, die jedoch durch einen Schlüsselschalter manuell aufgehoben werden kann.
  • Nach Fig. 2 verläuft der Umschaltvorgang sinngemäß wie in Fig. 1 beschrieben.
  • Die Transponderschleifen 5 und 6 übernehmen die bereits geschilderten Funktionen. Zur Unterscheidung der Transponderschleifen 5, 6 wird bei dieser Umschaltung statt des Quittiercodes 01 der Quittiercode 10 genutzt.
  • Der Zug ist als Mehrsystemfahrzeug konzipiert. Grundlage hierfür ist eine Variante, die bisher nur im Bereich der DB als Einsystemfahrzeug zugelassen wurde. Diese Variante für den bekannten Zug Talent 643 erhält zusätzlich die für den Betrieb als Straßenbahn erforderlichen Komponenten sowie eine Umschaltvorrichtung, die einen Wechsel des Betriebsmodus während der Fahrt gestattet.
  • Die Umschaltvorrichtung ist aus nicht sicheren Komponenten aufgebaut, wie sie teilweise bisher im Bereich Straßenbahn im Einsatz sind (Transpondersystem zur Steuerung von Weichen u.ä.).
  • Um den Erfordernissen einer gesicherten Umschaltung zu genügen, werden diese Komponenten über einen mehrfachen Handshake-Mechanismus miteinander verkoppelt, der nur dann die Strecke im umgeschalteten Modus freigibt, wenn alle Handshake-Signale von den Komponenten in der Strecke und im Fahrzeug eindeutig erkannt worden sind. In allen anderen Fällen (kein Signal, falsches Signal oder gestörtes Handshake-Signal) ist die Rückfallebene die Zwangsbremse.
  • Die Umschaltung erfolgt vollautomatisch während der Fahrt und der Umschaltvorgang wird dem Fahrer durch ein Blinklicht signalisiert.
  • Sichere Systeme im Vollbahnbereich, die solche oder ähnliche Umschaltungen beim Überqueren von Landesgrenzen vollziehen, sind wesentlich kostenintensiver.
  • Beispielsweise bei der Umschaltung zwischen dem Betriebsmodus DB und dem Betriebsmodus BOStrab kommen folgende wichtigen Komponenten vor:
    Bereich DB Bereich Straßenbahn
    Sicherheitsverantwortung beim Fahrer, zusätzlich nur beim Fahrer
    durch Einrichtungen wie
    Indusi, LZB
    Beleuchtung: Spitzenlicht, Rücklicht Beleuchtung gemäß
    nach Bahnnorm UIC Straßenverkehrsordnung
    akustische Signalisierung: Horn Glocke
    Fahrtrichtung: vorwärts, rückwärts nur vorwärts
    Sonstiges: kein Rückspiegel Rückspiegel
  • Anhand von Fig. 4 wird nun der Ablauf der Modus-Umschaltung in dem Transpondersystem 1 beschrieben. Der Ablauf der Modus-Umschaltung erfolgt in mehreren Schritten. Es gibt vier Grundzustände der Umschaltung:
    1. 1. Der Fahrzeugteil ist nicht führend, d.h., es wird auf Signale von außen nicht reagiert.
    2. 2. Der Fahrzeugteil ist aktiv, es liegt jedoch keine Anforderung zur Umschaltung vor.
    3. 3. Das Fahrzeug befindet sich im Modus DB und soll in den Modus BOStrab umgeschaltet werden.
    4. 4. Das Fahrzeug befindet sich im Modus BOStrab und soll in den Modus DB umgeschaltet werden.
  • Nach dem Einschalten des Transpondersystems 1 im Fahrzeug erfolgen eine Initialisierung sowie ein Selbsttest. Danach wird der Grundschritt Step_00 ausgeführt. In diesem Schritt wird durch Einlesen mehrerer Steuerleitungen entschieden, in welchem Modus sich das Fahrzeug derzeit befindet, ob noch nicht abgearbeitete Umschaltanforderungen vorliegen (nach Wiederstart) und welcher Schritt als nächstes ausgeführt werden soll.
  • Ist das Fahrzeug nicht führend, wird der Schritt Step_01 ausgeführt. Es werden alle ggf. noch vorhandenen Umschaltanforderungen gelöscht und alle Signale an das Fahrzeugleitgerät 2 auf einen neutralen Wert gesetzt. Als nächstes wird der Schritt Step_00 aufgerufen.
  • Ist das Fahrzeug führend, wird dem Signal auf der Steuerleitung entsprechend im Modus DB im Transpondersystem 1, bestehend aus der Transpondersteuerung 13 und dem Interface 14, auf eine Meldung der Transponderschleife 3 über die Sende-Empfangsantennen 12, 15 gewartet und führt zu einem Schritt Step_10. Ist während eines Prozesszyklusses keine Anforderung aufgetreten und lag kein Start nach einer Unterbrechung vor, wird zum Grundschritt Step_00 zurückgesprungen. Gleiches gilt sinngemäß, wenn sich das Fahrzeug im Modus BOStrab befindet. Hier wird auf die Meldung der Transponderschleife 5 gewartet und führt zu einem Schritt Step_20.
  • Liegt nach dem Einschalten ein noch nicht abgeschlossener Umschaltvorgang an, gespeichert in den Speicherbausteinen 17, wird dieser in den Schritten Step_11, Umschaltung von DB nach BOstrab, bzw. Step_21, Umschaltung von BOstrab nach DB fortgesetzt.
  • Im Schritt Step_11 wird dem Fahrer die Anforderung zur Umschaltung von Modus DB nach Modus BOStrab durch einen blinkenden Leuchtmelder signalisiert, gleichzeitig wird an das Fahrzeugleitgerät 2 über das Interface 18 die Anforderung zur Umschaltung der Komponenten gegeben und ein Timer 20 zur Überwachung der Antwortzeit gesetzt.
  • Im nächsten Schritt Step_12 wird auf die Antwort des Fahrzeugleitgeräts 2 gewartet. Bei positiver Meldung innerhalb der durch den Timer 20 gesetzten Zeit wird der Quittungscode auf 01 gesetzt und in den Schritt Step_13 verzweigt. Ist in der vorgegebenen Zeit kein Signal vom Fahrzeugleitgerät 2 empfangen worden, wird der Quittungscode auf 00 gesetzt und im nächsten Schritt Step_19 eine Zwangsbremse eingeleitet.
  • Schritt Step_13 wartet auf das Erreichen der zweiten Transponderschleife 4. Beim Erreichen der Transponderschleife 4 wird nach Aufforderung durch diese der vorher generierte Quittungscode 00 oder 01 gesendet, gleichzeitig ein Timer 21 gestartet. In der durch den Timer 21 vorgegebenen Zeit muß eine Rückmeldung durch den Streckenanteil des Transponders 7 erfolgen, der die Transpondersteuerung 10 und das Interface 11 aufweist. Ist dies der Fall, wird dem Fahrer im Schritt Step_14 die erfolgreiche Umschaltung durch Wechseln des Blinklichts in ein Dauerlicht signalisiert. Danach werden alle Umschaltanforderungen zurückgesetzt und die Steuerung geht wieder in den Grundzustand.
  • Gab es auf Grund eines negativen Quittungscodes 00 oder eine nicht-ok Meldung der Strecke keine Freigabe durch einen Transponder 7, wird im nächsten Schritt Step_19 eine Zwangsbremse eingeleitet. Dies geschieht ebenfalls nach Ablauf des Timers 21 ohne Rückmeldung.
  • Im Schritt Step_19 wird die vorher erwähnte Zwangsbremse angefordert. Dieses LOW-aktive Signal bleibt solange bestehen, bis das Fahrzeugleitgerät 2 es gezielt zurücknimmt. Ein Fehler in dem Transpondersystem 1, wie Ansprechen der Systemüberwachung, Drahtbruch usw. führt ebenfalls zu einer Anforderung der Zwangsbremse.
  • Da die Umschaltung symmetrisch ist, werden die oben beschriebenen Vorgänge auch bei der Umschaltung Modus BOstrab nach Modus DB durchlaufen. Da es an einigen Stellen geringe Unterschiede gibt (Transponderschleifen 5, 6, Transponder 8 der Strecke, Timer 22, Timer 23), sind die Abläufe statt mit Step_10 bis Step_19 mit Step_20 bis Step_29 nummeriert.
    • Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
    • 1
    Transpondersystem (im Fahrzeug)
    2
    Fahrzeugleitgerät
    3
    Transponderschleife (im Gleisbett für Umschaltung Modus DB => Modus BO)
    4
    Transponderschleife (im Gleisbett für Umschaltung Modus DB => Modus BO)
    5
    Transponderschleife (im Gleisbett für Umschaltung Modus BO => Modus DB)
    6
    Transponderschleife (im Gleisbett für Umschaltung Modus BO => Modus DB)
    7
    Transponder (an der Strecke für die Transponderschleifen 3, 4)
    8
    Transponder (an der Strecke für die Transponderschleifen 5, 6)
    10
    Transpondersteuerung der Strecke (Sender, Empfänger)
    11
    Erweiterung (der Transpondersteuerung 10 für die Modus-Umschaltung)
    12
    Sende-/Empfangsantenne (im Gleisbett)
    13
    Transpondersteuerung im Fahrzeug (Sender, Empfänger)
    14
    Erweiterung (der Transpondersteuerung 13 für die Modus-Umschaltung)
    15
    Sende-/Empfangsantenne (im Fahrzeug)
    16
    Überwachungseinrichtung
    17
    Speicherbausteine
    18
    Interface (zum Fahrzeugleitgerät 2)
    20
    Timer_20
    21
    Timer_21
    22
    Timer_22
    23
    Timer_23
    91
    Strecke
    93
    Sendeeinrichtung
    95
    Empfänger
    96
    Betriebsmodus-Änderungseinrichtung
    97
    Steuerungseinrichtung der Strecke
    98
    Schienenfahrzeug
    Erläuterung der Schritte (Steps):
    • Step_00
    Entscheidung: Fahrstand aktiv/passiv, DB-Modus, BO-Modus, Fortsetzung nach Unterbrechung
    Step_01
    Zweiter Zug bei Doppeltraktion mit passiven Fahrständen, Rücksetzen alle Anforderung der Schleifen
    Step_10
    DB Modus, Schleifenerkennung
    Step_11
    DB Modus, Anforderung Modus-Umschaltung durch Transponderschleife 3
    Step_12
    DB Modus, Quittierung Modusumschaltung durch das FLG Vorbereiten Senden an Transponderschleife 4
    Step_13
    DB Modus, Empfang Daten von Transponderschleife 4, Senden Daten an Transponderschleife 4
    Step_14
    DB Modus, Umschalten nach Modus BO erfolgreich beendet
    Step_19
    DB Modus, Auslösen und Halten Zwangsbremse während der Umschaltung nach Modus BO
    Step_20
    BO Modus, Schleifenerkennung
    Step_21
    BO Modus, Anforderung Modus-Umschaltung durch Transponderschleife 5
    Step_22
    BO Modus, Quittierung Modus-Umschaltung durch das Fahrzeugleitgerät, Vorbereiten Senden an Transponderschleife 6
    Step_23
    BO Modus, Empfang Daten von Transponderschleife 6, Senden Daten an Transponderschleife 6
    Step_24
    BO Modus, Umschalten nach Modus DB erfolgreich beendet
    Step_29
    BO Modus, Auslösen und Halten Zwangsbremse während der Umschaltung nach Modus DB

Claims (9)

  1. Verfahren zur Änderung eines Betriebsmodus an einem Schienenfahrzeug beim Übergang in einen anderen Betriebsbereich des Schienenfahrzeugs, wobei
    a) von einer in einem Übergangsbereich an einer Fahrstrecke angeordneten ersten Sendeeinrichtung (3, 5) ein Änderungssignal gesendet und von dem Schienenfahrzeug empfangen wird,
    b) der Empfang des Änderungssignals die Änderung des Betriebsmodus einleitet,
    c) ein negatives Freigabesignal von der Fahrstrecke an das Schienenfahrzeug gesendet wird,
    d) bei erfolgreich durchgeführter Änderung des Betriebsmodus ein positives Quittungssignal in dem Schienenfahrzeug generiert wird,
    e) von einer Steuerungseinrichtung (10, 11) an der Fahrstrecke unter Berücksichtigung des Quittungssignals entschieden wird, ob eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeuges freigegeben wird, wobei bei positivem Quittungssignal das negative Freigabesignal in ein positives Freigabesignal geändert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei eine Steuerungseinrichtung (1; 13) des Schienenfahrzeuges einen vorgegebenen Zeitraum auf eine Rückmeldung über die Änderung des Betriebsmodus wartet und wobei eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeugs nicht freigegeben wird, insbesondere von der Steuerungseinrichtung (1; 13) eine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeuges ausgelöst wird, wenn die Rückmeldung nach Ablauf des vorgegebenen Zeitraumes fehlt,
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei von der Steuerungseinrichtung (10, 11) an der Fahrstrecke ein Streckensignal empfangen wird, das einen Zustand der Fahrstrecke wiedergibt, und wobei von der Steuerungseinrichtung (10, 11) unter Berücksichtigung des Streckensignals und/oder des Nicht-Vorliegens des Streckensignals und/oder eines Zustandes des Quittungssignals entschieden wird, ob eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeuges freigegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Sendeeinrichtung (3, 5) der Fahstrecke ständig oder wiederholt das Änderungssignal sendet.
  5. Schaltungsanordnung eines Schienenfahrzeugs zur Änderung eines Betriebsmodus des Schienenfahrzeugs, mit
    a) einer Steuerungseinrichtung (1; 13, 14) des Schienenfahrzeugs, die mit einer Änderungseinrichtung zur Änderung eines Betriebsmodus, insbesondere für Funktionen wie z. B. Bremse, Licht, Horn, Fahrtrichtung, Rückspiegel, verbunden ist,
    b) einer Änderungssignal-Empfangseinrichtung im Schienenfahrzeug, die mit der Steuerungseinrichtung (1; 13, 14) des Schienenfahrzeugs verbunden ist,
    wobei
    c) die Änderungssignal-Empfangseinrichtung ausgestaltet ist, ein Änderungssignal zur Änderung des Betriebsmodus von einer Fahrstrecke zu empfangen und eine Anforderung zur Änderung des Betriebsmodus an die Steuerungseinrichtung (1; 13, 14) des Schienenfahrzeugs auszugeben,
    d) die Schaltungsanordnung ausgestaltet ist, ein von der Fahrstrecke empfangenes Freigabesignal zu empfangen, das ein negatives Freigabesignal oder ein positives Freigabesignal sein kann und das zunächst das negative Freigabesignal ist,
    e) die Steuerungseinrichtung (1; 13, 14) des Schienenfahrzeugs einen Signalgenerator aufweist und derart ausgestaltet ist, dass der Signalgenerator bei erfolgreich durchgeführter Änderung des Betriebsmodus ein positives Quittungssignal generiert und für eine Steuerungseinrichtung (10, 11) der Fahrstrecke ausgibt, und
    f) die Schaltungsanordnung so ausgestaltet ist, dass das Schienenfahrzeug nur dann weiterfährt, wenn es das durch Auswertung des positiven Quittungssignals erzeugte positive Freigabesignal empfängt.
  6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, mit einer Einrichtung zum Auslösen einer Zwangsbremsung des Schienenfahrzeuges, die mit der Steuerungseinrichtung (1; 13, 14) des Schienenfahrzeugs verbunden ist und die ausgestaltet ist, bei Empfang eines Signals von der Steuerungseinrichtung (1; 13, 14) eine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeuges auszulösen.
  7. Schaltungsanordnung einer Fahrstrecke zum Ändern eines Betriebsmodus an einem Schienenfahrzeug, wobei
    a) die Schaltungsanordnung eine erste Sendeeinrichtung (3, 5) an einer Fahrstrecke des Schienenfahrzeugs aufweist, die ausgestaltet ist, ein Änderungssignal zur Auslösung der Änderung des Betriebsmodus zu senden,
    b) die Schaltungsanordnung ausgestaltet ist, zunächst ein negatives Freigabesignal an das Schienenfahrzeug zu senden,
    c) die Schaltungsanordnung eine Steuerungseinrichtung (10, 11) der Fahrstrecke aufweist, die eine Signal-Empfangseinrichtung aufweist oder damit verbunden ist und die ausgestaltet ist, nach Empfang eines Quittungssignals von dem Schienenfahrzeug zu entscheiden, ob eine Weiterfahrt des Schienenfahrzeuges freigegeben wird, und
    d) die Schaltungsanordnung eine zweite Sendeeinrichtung (8) an der Fahrstrecke aufweist, die mit der Steuerungseinrichtung (10, 11) verbunden ist und die ausgestaltet ist, abhängig von der Entscheidung der Steuerungseinrichtung (10, 11) ein Freigabesignal an das Schienenfahrzeug auszusenden, und
    e) die Schaltungsanordnung ausgestaltet ist, das negative Freigabesignal bei Empfang eines positiven Quittungssignals von dem Schienenfahrzeug in ein positives Freigabesignal zu ändern.
  8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, wobei die Steuerungseinrichtung (10, 11) an der Fahrstrecke eine Schnittstelle (11) aufweist, über die ein einen Zustand der Fahrstrecke wiedergebendes Signal empfangen werden kann.
  9. System mit einer Schaltungsanordnung des Schienenfahrzeugs nach Anspruch 6 oder 7 und mit einer Schaltungsanordnung der Fahrstrecke nach Anspruch 8 oder 9.
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