Beschreibung
ETCS-Streckenausrüstung Die Erfindung betrifft eine ETCS-Streckenausrüstung .
Das "European Train Control System" (ETCS) ist eine Komponente eines einheitlichen europäischen Eisenbahnverkehrsleitsystems, das unter dem Buchstabenkürzel ERTMS entwickelt wurde. Die zweite technische Komponente dieser digitalen Bahntechnologie ist das Bahn-Mobilfunksystem GSM-R. ETCS soll die Vielzahl der in den Ländern eingesetzten Zugsicherungssysteme ablösen, mittelfristig im Hochgeschwindigkeitsverkehr Verwendung finden und langfristig im gesamten europäischen Schie- nenverkehr umgesetzt werden.
Eine ETCS-Fahrzeugeinrichtung umfasst z.B. einen ETCS-Rechner (EVC, European Vital Computer) , eine Führerstandsanzeige (DMI, Driver Machine Interface), eine Wegmesseinrichtung, ei- ne GSM-R-Übertragungseinrichtung (einschließlich Euroradio) , einen Baiisenleser und einen Bremszugriff
(http : //de . wikipedia . org/wiki/ETCS) .
ETCS Level 1 benutzt Balisen als Übertragungsmedium. Die von den Balisen übermittelten Informationen sind Streckengradienten, Streckenhöchstgeschwindigkeiten und der Punkt, an dem das Fahrzeug wieder stehen soll. Zusammen mit dem Modus bilden diese die Movement Authority (MA) , übersetzt etwa "Berechtigung zur Bewegung" oder "Fahrerlaubnis" . Damit kann die fahrzeugseitige ETCS-Ausrüstung kontinuierlich die Einhaltung der erlaubten Geschwindigkeit (und Richtung) überwachen und rechtzeitig eine Zwangsbremsung auslösen, unabhängig von national definierten Streckengeometrien und Signalabständen. Am Ende der MA ("End of Authority", EoA) - klassischerweise ein auf HALT zeigendes Signal - soll das Schienenfahrzeug zum Stehen kommen.
Bei ETCS Level 2 werden nahezu alle Informationen mittels Euroradio von der Streckenzentrale (Radio Block Center, RBC) zum Fahrzeug übertragen. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, Informationen vom Zug an die Strecke zu übertragen und die Informationen können auch im Stillstand ausgetauscht werden. Damit kann die Streckenauslastung und in bestimmten Fällen auch die Sicherheit gegenüber Level 1 etwas erhöht werden. Bevor vom RBC die für eine Fahrerlaubnis (MA) notwendigen Informationen berechnet werden können, muss dieses wissen, wo genau sich der Zug befindet und in welche Richtung er fährt. Die Ermittlung von Position und Richtung obliegt dabei dem Fahrzeugrechner, dieser übermittelt diese regelmäßig über GSM-R an die Strecke. Zur Bestimmung werden jedoch Referenzpunkte auf der Strecke benötigt. Hierfür werden Eurobaiisen benutzt, welche beispielsweise in Ausfahrgleisen von Bahnhöfen sowie in unregelmäßigen Abständen auf freier Strecke angebracht sind. Zwischen diesen Referenzpunkten wird die Position odometrisch mittels Doppler-Radar am Triebfahrzeugboden und Radimpulsgebern an den Triebfahrzeugachsen ermittelt. Teilweise werden auch Beschleunigungssensoren verwendet.
Die Information über freie Gleisabschnitte wird wie in ETCS Level 1 über die ortsfeste Gleisfreimeldung vom Stellwerk ermittelt und an die Streckenzentrale übergeben: Die Strecke ist - wie bei konventioneller Sicherungstechnik - in Abschnitte ("Blöcke") geteilt, und der Zug darf in den nächsten Abschnitt nur einfahren, wenn dieser nicht von einem anderen Zug belegt, sondern als , frei' gemeldet ist. (Quelle:
http : //de . wikipedia . org/wiki/European_Train_Control_System . )
Fig.l zeigt eine beispielhafte Anordnung einer Strecke 101, auf der sich ein Schienenfahrzeug 102 auf ein Signal 103 zubewegt. An dem Signal 103 endet beispielhaft die Fahrerlaubnis (MA) des Schienenfahrzeugs 102.
In unregelmäßigen Abständen vor dem Signal 103 sind Balisen 104 bis 106 angeordnet. Hierbei sei angemerkt, dass der Begriff Balise hier auch mehrere hintereinander vorgesehene
Balisen einer sogenannten Baiisengruppe umfasst. Bei den Balisen 104 bis 106 handelt es sich um Odometrie-Balisen (auch "Odometrie-Korrektur-Balisen" ) , die zur Korrektur der Odometrie des Schienenfahrzeugs verwendet werden (sogenannte ODCs, odometry correction balise) .
Je geringer der Abstand zu dem Signal 103 wird, desto kürzer wird der Abstand zwischen den Balisen 104 bis 106. Beispielsweise gelten die folgenden Abstände:
- zwischen der Balise 104 und der Balise 105: 900m,
- zwischen der Balise 105 und der Balise 106: 400m,
- zwischen der Balise 106 und dem Signal 103: 100m.
Damit kann die Positionsbestimmung des Schienenfahrzeugs 102 umso öfter anhand der Odometrie-Balisen 104 bis 106 korrigiert werden, je näher das Schienenfahrzeug dem Signal 103 kommt .
Hierbei ist es von Nachteil, dass eine Vielzahl von Odo- metrie-Balisen vor dem Ende der Fahrerlaubnis installiert werden müssen.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine kosten- effiziente Lösung anzugeben, anhand derer ein Teil der Balisen eingespart werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesonde- re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Zur Lösung der Aufgabe wird eine ETCS-Streckenausrüstung vorgeschlagen
- mit einer Mehrzahl von Odometrie-Korrektur-Balisen, wobei die Odometrie-Korrektur-Balisen in vorgebbaren
Abständen entlang eines Streckenabschnitts angeordnet sind,
- wobei eine der Odometrie-Korrektur-Balisen in Fahrtrichtung hinter einem Punkt oder Bereich, der das Ende einer Fahrerlaubnis kennzeichnet, angeordnet ist. Somit wird insbesondere eine der Odometrie-Korrektur-Balisen des Streckenabschnitts hinter dem Punkt oder Bereich der Fahrerlaubnis für diesen Streckenabschnitt (EOA) verlegt.
Hierbei ist es von Vorteil, dass eine große Zahl ansonsten zusätzlich benötigter Odometrie-Korrektur-Balisen entfallen kann und dass trotzdem keine unnötigen Warnungen an einem Führerstand eines Schienenfahrzeugs ausgegeben bzw. keine unnötigen Bremsvorgänge durchgeführt werden. Bei der Odometrie-Korrektur-Balise handelt es sich um eine einzelne Balise oder um eine Baiisengruppe . Die Odometrie- Korrektur-Balise übermittelt z.B. eine Information an ein sie überfahrendes Schienenfahrzeug, anhand derer die Position des Schienenfahrzeugs bestimmt und/oder kalibriert werden kann. Diese übermittelte Information kann die Position der
Odometrie-Korrektur-Balise umfassen .
Eine Weiterbildung ist es, dass der Streckenabschnitt konform zu ETCS Level 2 oder ETCS Level 3 ist und/oder betrieben wird.
Eine andere Weiterbildung ist es, dass die Odometrie- Korrekur-Balisen in einem gleichen Abstand zueinander oder in einem in etwa gleichen Abstand zueinander angeordnet sind.
Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass die Odometrie- Korrektur-Balisen in einem vorgebbaren Abstand voneinander angeordnet sind, wobei der vorgebbare Abstand zwischen 1,5km und 2,5km beträgt.
Insbesondere ist der vorgebbare Abstand zwischen den Odometrie-Korrektur-Balisen eines Streckenabschnitts gleich bzw. in etwa gleich.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass bei Überfahren der
Odometrie-Korrektur-Balise , die hinter dem Ende der Fahrerlaubnis angeordnet ist, ein vorgegebener stärkerer Bremsvor- gang einleitbar ist, falls ein Schienenfahrzeug noch schneller als eine vorgegebene Geschwindigkeit ist.
Ferner ist es eine Weiterbildung, dass in der Nähe des Punkts oder Bereichs, der das Ende der Fahrerlaubnis kennzeichnet, eine Streckenkomponente installiert ist.
Bei der Streckenkomponente kann es sich z.B. um ein Signal, eine Bake oder eine Markierung handeln. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert wird. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Es zeigt:
Fig.2 ein beispielhaftes Schaubild mit einem Schienenfahrzeug, das sich auf einer Bahnstrecke auf ein Ende der Fahrerlaubnis (EOA) zubewegt, wobei Odometrie-Balisen vorgesehen sind, die eine Positionsbestimmung des Schienenfahrzeugs bzw. eine Korrektur eines Fehlers der Positionsbestimmung ermöglichen.
Hierbei sei angemerkt, dass das Schienenfahrzeug (auch bezeichnet als "Zug") mindestens einen, insbesondere mindestens zwei Wagen aufweist, wobei der Wagen ein Triebfahrzeug, ein
Reisewagen, ein Güterwagen oder eine Kombination aus derartigen Abteilen oder Funktionen sein kann. Das Triebfahrzeug weist eine Führerkabine (auch bezeichnet als Bedienplatz) auf
und kann mit oder ohne Antrieb ausgeführt sein. Das Triebfahrzeug kann insbesondere eine Lokomotive sein. Jeder Wagen des Schienenfahrzeugs kann mit einem Fahrzeugrechner ausgestattet sein; stellt der Fahrzeugrechner (ggf. mit der mobi- len Kommunikationsschnittstelle) eine ETCS-Funktion bereit, wird dieser hier auch als ETCS-Wagen bezeichnet. Grundsätzlich ist es möglich, dass nur die Triebfahrzeuge je einen Fahrzeugrechner (ggf. mit der mobilen Kommunikationsschnittstelle) bzw. dass auch einzelne Wagen, die keine Triebfahr- zeuge sind, derartige Fahrzeugrechner (ggf. mit der mobilen Kommunikationsschnittstelle) aufweisen .
Es wird insbesondere eine ETCS-Streckenausrüstung vorgeschlagen, beispielsweise für ETCS Level 2 Anwendungen, bei der ei- ne Odometrie-Balise (ggf. auch eine Odometrie-Balisengruppe) hinter dem Bereich einer gültigen Fahrerlaubnis (auch bezeichnet als EOA: "End of MA") platziert ist. Damit wird vermieden, dass eine Vielzahl zusätzlicher Odometrie-Balisen gestaffelt, d.h. mit abnehmendem Abstand vor dem Ende der gül- tigen Fahrerlaubnis verlegt werden müssen.
Insbesondere kann die Odometrie-Balise hinter einer Streckenkomponente platziert sein, wobei die Streckenkomponente mit dem Ende der gültigen Fahrerlaubnis assoziiert ist. Bei der Streckenkomponente handelt es sich z.B. um ein Signal, eine Bake oder Markierung.
Somit können die Odometrie-Balisen beispielsweise in einem weiten Abstand voneinander, z.B. alle 2,5km, angeordnet sein anstatt (gestaffelt) wenige hundert Meter vor einem Signal oder einer Signalbake.
Fig . 2 zeigt ein beispielhaftes Szenario mit einer Strecke 201, auf der ein Schienenfahrzeug 202 in Richtung eines Sig- nals 203 fährt. An dem Signal 203 endet die Fahrerlaubnis für den Teilbereich der Strecke, das Schienenfahrzeug 202 soll dort stehen bleiben. Weiterhin sind Balisen 204 bis 206 vorgesehen, die Positionsinformationen bereitstellen, anhand de-
rer das Schienenfahrzeugs 202 die eigene Position bestimmen bzw. die eigene Positionsbestimmung kalibrieren kann. Zwischen den Balisen 204 bis 206 bestimmt das Schienenfahrzeug 202 die aktuelle Position mittels geeigneter Odometrie, um- fassend z.B. eine Messung der gefahrenen Wegstrecke mittels Sensoren an den Rädern des Schienenfahrzeugs 202. Nun steigt der Fehler der von dem Schienenfahrzeug 202 durchgeführten Positionsbestimmung mit zunehmender Entfernung von der zuletzt gelesenen Balise allmählich an. Wenn das Schienenfahr- zeug 202 sich dem Signal 203 nähert (wo es beispielsweise zum Stehen kommen soll) , weiß es nur im Rahmen des Messfehlers der Positionsbestimmung, wie weit das Signal 203 noch entfernt ist bzw. wie entsprechend der Bremsvorgang durchzuführen ist, so dass das Schienenfahrzeug 202 am Signal 203 zum Stehen kommt.
Da jedoch das Schienenfahrzeug den maximal zulässigen Fehler der aktuellen Positionsbestimmung kennt, kann ein entsprechender Bremsvorgang eingeleitet werden. Insbesondere kann der Bremsvorgang so eingeleitet werden, dass von einem Fehler der Positionsbestimmung ausgegangen wird, der kleiner oder gleich dem maximal zulässigen Fehler der Positionsbestimmung ist. So ist sichergestellt, dass das Schienenfahrzeug 202 an dem Signal 203 anhalten kann, ohne dass es zu für die Fahr- gäste unerwünscht starken Bremsvorgängen kommt.
Sollte der unwahrscheinliche Fall eintreten, dass der Bremsvorgang nicht ausreicht, können zusätzliche verfügbare Sicherheitsmechanismen ein rechtzeitiges Anhalten des Schienen- fahrzeugs 202 vor einem Gefährdungspunkt sicherstellen. Beispielsweise kann hierzu die Information des Signals 203 oder der Balise 206 genutzt werden, um einen (stärkeren) Bremsvorgang einzuleiten und ein Abbremsen des Schienenfahrzeugs 202 ohne Sicherheitsgefährdung zu ermöglichen.
Der vorliegende Ansatz erlaubt es, Kosten für zusätzlich zu installierende Odometrie-Balisen einzusparen. Weiterhin wer-
den unnötige Warnungen, z.B. für einen Zugführer, und unnötige Bremsvorgänge vermieden.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das mindestens eine ge- zeigte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.