EP4019368A2 - Verfahren, system und zug für eine zugintegritätsüberwachung - Google Patents

Verfahren, system und zug für eine zugintegritätsüberwachung Download PDF

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EP4019368A2
EP4019368A2 EP21215697.0A EP21215697A EP4019368A2 EP 4019368 A2 EP4019368 A2 EP 4019368A2 EP 21215697 A EP21215697 A EP 21215697A EP 4019368 A2 EP4019368 A2 EP 4019368A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
train
rail vehicle
main conductor
electrical
main
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21215697.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4019368A3 (de
Inventor
Kai Zingler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Holdings SA
Original Assignee
Bombardier Transportation GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bombardier Transportation GmbH filed Critical Bombardier Transportation GmbH
Publication of EP4019368A2 publication Critical patent/EP4019368A2/de
Publication of EP4019368A3 publication Critical patent/EP4019368A3/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0054—Train integrity supervision, e.g. end-of-train [EOT] devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0072—On-board train data handling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0081—On-board diagnosis or maintenance
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/028—Determination of vehicle position and orientation within a train consist, e.g. serialisation

Definitions

  • the invention relates to a method, a system and a train for train integrity monitoring.
  • a train can have several train parts, which in turn can consist of a number of individual cars. Different train lengths can be provided by coupling several train parts together. All of these variants of rail vehicles and trains can also be provided within the scope of the present disclosure.
  • train integrity For a safe operation of trains it is known to monitor the so-called train integrity. This relates to monitoring as to whether all the rail vehicles or wagons and/or train parts coupled to one another to form the train are still coupled to one another. If a coupling detaches and individual carriages tear off, they can remain on the route as an obstacle and jeopardize operational safety.
  • train integrity has mainly been checked by trackside devices that record a length and/or number of axles of a passing train.
  • Such trackside devices are costly and allow train integrity to be monitored only at the moment of passing.
  • control systems can cooperate with one another and, more precisely, communicate with one another over the entire length of the train.
  • These control systems can be part of a so-called TCMS (Train Control and Management System).
  • TCMS Train Control and Management System
  • the communication can take place in a known manner by connecting data lines of the control systems via the couplings of the individual rail vehicles.
  • SIL safety integrity level
  • the invention provides a solution with which a type of closed monitoring circuit (or also a monitoring loop) is preferably formed when the individual rail vehicles of a train are connected.
  • the solution preferably has at least one main conductor per car, which is connected to a voltage source in at least one of the cars.
  • the main conductor is preferably connected to the voltage source in a train part (located at the front or rear of the train in the direction of travel).
  • the main conductors are advantageously conductively connected to one another when they are coupled to adjacent carriages.
  • the train parts which preferably forms a train end or a train head, it can be checked whether an expected voltage level is present on the main conductor there and preferably not fed from any other source.
  • the main conductor which is connected to the voltage source, of the other rail vehicle, which preferably forms a front end of the train.
  • this check can be carried out across several rail vehicles of the train positioned between them. If the voltage level is present, the train integrity is present. Otherwise it can be detected as not present.
  • the monitoring of the train integrity is not carried out solely on the basis of at least one main line, but is also monitored as to whether at least one other line, which extends beyond the coupling connections in the train and which may be used for communication between the software-controlled facilities of each part of the train has been unintentionally interrupted. If this is the case, a train integrity violation is detected.
  • At least two main conductors can be provided per car, one of which is connected to a voltage source in a rail vehicle (preferably at the head of the train).
  • the main conductors in another of the rail vehicles may be interconnectable to form a monitoring loop. From there, one of the main conductors can return a current to the rail vehicle at preferably the remote head of the train.
  • a main conductor in particular the returning main conductor in one of the rail vehicles
  • an electrical variable with a specific value for example too little or no voltage or too little or no current flow
  • the voltage is applied as DC voltage to the main line and is therefore checked to monitor train integrity whether the voltage on the main line is at a sufficient voltage level to indicate an uninterrupted main line or uninterrupted chain of main lines.
  • a DC current can be injected into the main line and it can be monitored whether the current is flowing through the line with sufficient amperage.
  • an alternating voltage that is constant over time or an alternating current that is constant over time can be applied to the main line without the need for monitoring for specific signal forms. Fluctuations in the two respective alternating variables, which can typically occur in practice, preferably do not lead to this being interpreted as a break in a clutch connection after the voltage or the current has been recorded.
  • a level of safety can be improved, for example, by electrically monitoring the integrity of the train, with the signals and/or variables monitored for this purpose being able to be reliably recorded accordingly.
  • a desired safety integrity level of 4 can be reliably achieved for current loops (e.g. in the form of the monitoring circuit disclosed herein), in particular when clocked signals are used, i.e. the current loop changes its potential or polarity at regular intervals and this change occurs elsewhere (e.g. a monitoring unit) is detected with the same clocking.
  • the same safety level (SIL 4) applies to both the safe clock generator and the safe clocked detection.
  • This type of implementation may be technically complex, but it is still possible within the scope of the present invention, as explained by way of example at the end of the description of the figures.
  • safety can be significantly improved in particular if the disclosed solution (then advantageously without the above clocking) is used in addition to other approaches to train integrity monitoring and in particular in addition to train integrity monitoring using the above control systems or TCMS, which the invention provides according to exemplary embodiments.
  • the solution presented here can be used redundantly for further monitoring, in particular to achieve the desired safety integrity level of at least 4.
  • the electrical quantity of the main conductor can be measured directly on it or on a further conductor connected to it (i.e. can be measured indirectly).
  • the electrical variable is preferably measured on a main conductor of another (second) rail vehicle, in particular on a remote end of the train or a remote front of the train.
  • the main conductor can be connected to a second (in particular low voltage level) in the other (second) rail vehicle. If there is no current flow or if there is a voltage drop in particular on this main conductor, it can be concluded that the connection of this main conductor to the main conductor of the first rail vehicle is interrupted.
  • a return electrical connection to the first rail vehicle e.g. by means of subsequent return main conductors, can be omitted in this embodiment.
  • a single-strand electrical connection can be established between the rail vehicles at preferably distant ends of a train by connecting the respective (preferably single) main conductor to one another and to the voltage levels described.
  • a method for monitoring the train integrity of a train with (or, in other words, from) several rail vehicles coupled to one another is proposed, the rail vehicles each comprising an electrical arrangement with a feeding main conductor and a returning main conductor (which correspond to the at least one main conductor above correspond to the embodiment) and the respective feeding and returning main conductors of rail vehicles coupled to one another are connected to one another in an electrically conductive manner (i.e. a feeding main conductor of a first rail vehicle with a feeding main conductor of another rail vehicle coupled to it and a returning main conductor of the first rail vehicle with the returning main conductor of the other rail vehicle).
  • connection of electrical components here can generally be understood to mean an electrically conductive connection or, in other words, a connection to one another, so that an electrically conductive connection is produced.
  • a train can move up to, preferably, a distant end of the train and back to the first rail vehicle extending back electrical line arrangement are provided, which enables a particularly reliable train integrity monitoring.
  • connection points and/or connections can be provided in the couplings of the rail vehicles.
  • the couplings can also enable the known establishment of a pneumatic and/or data-transmitting connection between the rail vehicles. Appropriate connections can also be provided in the couplings for this purpose.
  • the couplings can be automatic couplings, e.g. requiring no manual intervention to establish a coupling, or at least no corresponding intervention on the coupling components themselves (e.g. manual operations at most in or on a driver's cab of the train). They are preferably couplings that are provided for varying a train length for frequent coupling and decoupling, for example to connect two railcars, two train parts and/or two cars, each with a driver's cab, to one another. This can be distinguished from what are known as car couplings, with which the cars of a rail vehicle are combined to form a unit which, as a rule and in particular in normal operation, cannot be easily separated. Such couplings can, for example, only be opened and/or closed manually and/or be designed as so-called hook couplings.
  • the main conductors can generally be cables.
  • feeding and “returning” designate functions that these main conductors can assume in the monitoring circuit.
  • feeding and “returning” designate functions that these main conductors can assume in the monitoring circuit.
  • feeding and "returning” designate functions that these main conductors can assume in the monitoring circuit.
  • from the point of view of the connection of these main conductors which can optionally only be produced selectively, in one of the rail vehicles and in particular in a rail vehicle forming the end of the train, there can be a corresponding feeding and returning function of these main conductors.
  • the first rail vehicle can have a vehicle battery for connecting to the different voltage levels.
  • the first or the feeding main conductor can be connected to a first pole of the battery and/or indirectly connected to it via other conductors.
  • the second or the returning main conductor can be connected to the corresponding other pole of the voltage source and/or indirectly connected thereto. The latter can be done in particular by having a ground line to which both the returning main conductor and the corresponding other pole of the voltage source are connected.
  • the electrical variable can relate in particular to a current carried by the monitoring circuit and in particular by a returning main conductor or to a voltage present thereon. It can be recorded directly or also only indirectly, for example by detecting an electrical unit connected to the monitoring circuit or returning main conductor, the state of which depends on the electrical size of the monitoring circuit or this main conductor.
  • this unit can be a switching element and in particular a relay, the operating state of which can change as a function of the values of the electrical variable.
  • one variant provides that the state of at least one electrical element and/or one electrical unit, in particular a relay, is determined, the state of which changes in a defined manner and as a function of values of the electrical variable of the monitoring circuit or the returning main conductor, and that based thereon a train integrity state of the train is determined.
  • a lack of train integrity is detected when a voltage or a current (or generally a value of the electrical variable) of the monitoring circuit is below a defined threshold value.
  • the threshold value can be zero, which means that if there is no voltage or no current, it can be concluded that there is a lack of train integrity. Then, for example, an electrical unit connected to the monitoring circuit can change its state and/or carry out a defined switching process, which can be detected to determine the train integrity state.
  • At least one further electrical element and in particular a switching element within the electrical arrangement of the rail vehicle concerned can be actuated as a function of this change in state.
  • a switching element for example, a warning device can be energized, which signals a train driver or another technical unit of the train that a lack of train integrity has been detected.
  • the warning device can be set up, for example, to emit acoustic or visual warning signals.
  • the further technical unit can, in particular, be a Act control computer or other control device of the train and in particular that rail vehicle with the main conductor whose electrical size is detected.
  • this control device can be set up to transmit a status of the train integrity and in particular the lack of train integrity to an external device and in particular to a control center.
  • the control device can be an ETCS vehicle device or a component thereof (European Train Control System). In particular, it can be a so-called EVC (European Vital Computer).
  • EVC European Vital Computer
  • This or the ETCS vehicle device in general can be set up to communicate with a so-called radio block center (RBC) or also an ETCS route control center and to transmit the status of the train integrity to them.
  • RBC radio block center
  • the first rail vehicle preferably forms a head of the train and the second rail vehicle forms a tail of the train.
  • Any number of other rail vehicles can be coupled between the two rail vehicles described, which continue the main ladder. They cannot provide any necessary function for the monitoring circuit (e.g. do not feed or close it). However, their coupling points can be included in the surveillance. This makes it possible for the main conductors to be able to extend through all the rail vehicles in the train and are preferably only electrically connected to one another at the end of the train. In this way, faults in the monitoring circuit can be detected at any other point, in particular over the entire length of the train and over all of its couplings.
  • the front of the train and the rear of the train are variable, depending on the direction of travel selected, ie one and the same rail vehicle can form both a front of the train and a rear of the train depending on the direction of travel. Provision is preferably made for that rail vehicle whose driver's desk is activated to form the head of the train.
  • the electrical variable is detected by the returning main conductor of the first rail vehicle. Since the feeding main conductor is preferably also connected to the voltage source in this first rail vehicle, the monitoring circuit according to Art a monitoring loop from the first rail vehicle through the other rail vehicles and preferably through all other rail vehicles of the rail vehicle and back to the first rail vehicle. If, for example, the electrical value of the returning main conductor is recorded there, all faults in the monitoring circuit occurring in the other rail vehicles and thus also any breaks in coupled couplings, through which the monitoring circuit is routed by connecting the main conductors there, of the train can be detected.
  • a development provides that there is at least one additional rail vehicle that is positioned between the first and the second rail vehicle, with no electrical connection being made in the additional rail vehicle between the feeding main conductor there and the returning main conductor there.
  • the same preferably applies to all rail vehicles that are positioned between the first and the second rail vehicle. This makes it possible for the electrical connection to be established only at the end of the train or in the second rail vehicle, which makes it possible to detect faults over a correspondingly large train length and large number of couplings.
  • the electrical connection in the second rail vehicle is established (and in particular also maintained) when the second rail vehicle is not coupled to another rail vehicle via a defined coupling device.
  • the defined clutch device can be an automatic clutch. However, it is preferably not a car clutch of the type mentioned above.
  • the electrical connection can comprise at least one controllable element and in particular a switching element whose state changes according to a clutch state of the defined clutch device. If there is a coupling, which can be determined, for example, via known diagnostic systems of the train and/or the coupling device, the element can, for example, open and interrupt the connection. If, on the other hand, there is no coupling, it can close the connection.
  • this makes it possible for the two main conductors to be selectively connectable to form the monitoring circuit, although they preferably extend into the coupling device or are connected to it, in order to be connected to another rail vehicle that may follow.
  • one variant provides for the electrical connection in the second rail vehicle to be automatically canceled when the second rail vehicle is coupled to another rail vehicle via a defined coupling device (in particular of the type described above and in particular in the form of an automatic coupling).
  • a coupling device in particular of the type described above and in particular in the form of an automatic coupling.
  • an electrical element and in particular a switching element can again be controlled in the manner described above or open and/or close depending on the operating state.
  • a further development provides that a targeted uncoupling of at least two rail vehicles of the train is determined and in response to this the electrical connection in at least one of these rail vehicles whose coupling devices are to be uncoupled is established by the feeding main conductor there and the returning main conductor there. Failure to make such a connection can result in a voltage drop in the monitor circuit and particularly on the return main conductor. As a result, a lack of train integrity can be incorrectly detected, although the train length and thus integrity is changed consciously and in a controlled manner by decoupling. This erroneous detection is preferably prevented in that a specific desire to uncouple is detected and as a result the electrical main conductor connection is established in at least one of the rail vehicles whose coupling devices are to be uncoupled.
  • decoupling request can be recognized, for example, by a corresponding driver input and/or control input to the clutch devices.
  • uncoupling valves of conventional clutch devices can be controlled in a targeted manner in order to initiate a controlled uncoupling, which can be detected as a corresponding uncoupling request.
  • At least one switching element can be actuated in a conductor section connecting the main conductors (in particular of the type described above) depending on a detected desire to uncouple. If this wish is present, it can close and thus enable the connection. Otherwise the switching element can be open and separate the connection. With this switching element it is in particular the switching element explained above, which can be actuated as a function of a stored clutch state.
  • each rail vehicle preferably includes at least one relay (clutch storage relay).
  • This can preferably change its state depending on whether a coupled state is stored or should be stored or not.
  • This change of state can be achieved by applying different voltages and in particular by selectively switching off the voltage or by applying a voltage with a minimum value.
  • These voltage changes can be achieved by at least one switch arrangement that can be actuated in accordance with the operating and/or system states of the rail vehicle and/or the electrical arrangement.
  • a hardware-implemented digital memory device is used to store the respective state. The state is therefore not only saved by software.
  • the coupling status is preferably determined automatically with the activation of a car in the train, without the need for manual setup or configuration. Furthermore, the coupling status is preferably also maintained automatically when the train is strengthened (adding train parts) or weakened (uncoupled at the automatic coupling and removing train parts) without the need for special measures to reconfigure the monitoring.
  • the clutch memory relay can be de-energized when a separate driver's desk is active or when the car is stationary and there is also a request to decouple it, or no engaged state is currently stored.
  • a further switch arrangement can be provided, by means of which the same clutch storage relay, which is preferably the same, can also be switched to be live or dead depending on the operating state.
  • This switch arrangement can preferably be connected in parallel with the switch arrangement mentioned above. It can thus be sufficient if only one of the switch arrangements is conductive in order to energize the clutch memory relay. On the other hand, both switch arrangements are preferably to be put into a non-current-carrying state in order not to energize the clutch storage relay either.
  • This further switch arrangement can be conductive when a driver's desk in one of the coupled rail vehicles is active and either an electrical coupling or a mechanical coupling is registered. A non-conductive state can be reached if either there is no active driver's desk within the train or if both no electrical coupling and no mechanical coupling are detected.
  • this switch arrangement enables automatic reconfiguration of the electrical arrangement and/or the clutch memory relay. If another rail vehicle is coupled to a rail vehicle that is currently not coupled, this switch arrangement can be switched to a live state due to the coupling of an active rail vehicle and the then detected electrical and/or mechanical coupling and the coupling memory relay can then be energized and thus change its state. In particular, it can then indicate a coupled state. If it was previously closed, any connection between the main conductors can then be opened, in particular via a switching element that can be actuated according to the stored clutch state.
  • the clutch memory relay can generally continue to be active and, in particular, be energized. This can be done by the above-described first switch arrangement is conductive because the decoupling request is then not present and because the state is still stored as coupled.
  • the optional further switch arrangement can open due to the loss of the clutch, but this has no effect on the voltage present at the clutch storage relay in the preferred parallel circuit. Since the clutch storage relay is kept active in this way when a train breaks away, the connection between the main conductors in this rail vehicle is then preferably not closed either.
  • the switching element explained above and which can be actuated in accordance with the stored clutch state can remain open in this connection/this conductor section due to the storage that is still present.
  • the voltage supply can be specifically interrupted, in particular as part of a function test or as a function test, and at least one electrical variable of the monitoring circuit is then detected.
  • the functionality of the monitoring circuit is preferably determined on the basis of this variable.
  • this variable can be a voltage applied to the monitoring circuit and/or a current carried by it.
  • this electrical variable assumes impermissibly high values, although the power supply is interrupted, it can be concluded that there is an undesired external feed into the monitoring circuit. This can mean that voltage drops occurring as a result of train integrity are at least partially compensated for by the external power supply. As a result, a loss of train integrity may no longer be reliably detectable.
  • the interruption of the power supply described above can be carried out as part of a separate test method. This can be done manually (e.g. by actuating a switch in the driver's cab) or automatically and, for example, at regular intervals. If the monitoring circuit is functioning correctly, a loss of train integrity should be indicated as a result of the interrupted power supply.
  • the solutions disclosed herein based on a monitoring circuit are preferably provided in addition to and/or redundantly with other approaches to train integrity monitoring. Consequently, one development provides that the train integrity is monitored using at least one additional system and the train integrity is determined on the basis of monitoring results obtained both with the additional system and with the electrical arrangement.
  • the overall train integrity can be evaluated as non-existent. In this way, the probability of missed detections of train integrity loss is reduced.
  • the total safety integrity level can be 4, which is preferred in the present case.
  • the system can be set up to carry out a method according to any of the variants disclosed herein.
  • it can have all other units, components, switching elements and lines that were explained above in the context of the method and/or that are required to provide the steps and/or effects of the method described herein. All explanations for and developments of features of the method can also apply to the identical system features or be provided for them.
  • the rail vehicles coupled to one another can comprise electrical arrangements of a comparable and, in particular, identical type.
  • Identity may refer to the elements, units, switch assemblies, wire routing and connections, functions, and the like disclosed herein. It is not absolutely necessary that units of this type or the arrangements as a whole are arranged or positioned identically in the rail vehicles. In other words, the identity can in particular relate to and/or be limited to the type of components used and/or the hardware structure of the arrangement and/or the functionalities or operating states that can be achieved with it.
  • a monitoring circuit of the type described herein and with the properties described herein can also be provided in any configuration of a train with rail vehicles in any order.
  • Particularly advantageous in this context are the options explained above for establishing an automatic reconfigurability of a clutch memory relay when a clutch is established and/or the only selective establishment and in particular automatic establishment of the connection of the two main conductors, in particular only in one of the rail vehicles, by means of any of the switching elements described herein.
  • the invention is directed to a train comprising a plurality of rail vehicles coupled together, which train includes a system according to any aspect disclosed herein.
  • train parts that each have a plurality of train parts (hereinafter also referred to as rail vehicles).
  • the train parts are coupled to each other via an automatic coupling. This does not rule out the possibility of wagons or other rail vehicles being coupled to one another within at least one part of the train via a non-automatic coupling.
  • a main conductor used independently for monitoring extends through all rail vehicles of the train, which can be coupled to another rail vehicle by means of at least one automatic coupling.
  • more than one main conductor extends through these rail vehicles of the train, in particular two main conductors, it also being possible for more than two main conductors to extend through these rail vehicles of the train.
  • main conductors are thus used for train integrity monitoring, while the two main conductors have a single electrical connection throughout the train, or the more than two main conductors have a multi-extension extending through the train between each two of the main conductors due to a single electrical connection throughout the train Form Executive Chain.
  • main conductor for monitoring the train integrity extends through the train parts (rail vehicles) that are coupled to another rail vehicle by means of at least one automatic coupler (or if a main conductor is used independently without using other main conductors for monitoring the train integrity), then the main conductor is on to be connected to the electrical supply at one end of the train and to record the electrical condition of the main conductor at the other end of the train.
  • An end of the train is understood here and below to mean that the end is in the last or first rail vehicle, i.e. no other vehicle is coupled to the (automatic) coupling at this end of the train and forms a further extension of the main conductor via this clutch out.
  • a wagon or a locomotive for example, can still be manually coupled to the rail vehicle at the end of the train, which, however, is not relevant in relation to the completeness of the train, since these do not lead on to a main conductor.
  • a main conductor may always have a particular train part, such as a locomotive, regardless of the number of train parts in the train, and this train part may always have the electrical supply of the main conductor or the main conductor detection device activated. Since this train part is always present, it is not necessary to check or change the activation status of this always-activated device after coupling or uncoupling another train part.
  • This device which is always activated (in this embodiment) is therefore also not dependent on the predefined assignment, so that the predefined assignment does not relate to this device which is always activated either.
  • no traction part always has the active electrical supply or the active main conductor detection device for any number of traction parts that are automatically coupled to one another.
  • these main conductors are to be electrically connected to one another at one end of the train or are permanently electrically connected to one another and one of the main conductors at the opposite end of the train is connected to the electrical to be connected to the supply or permanently connected to it.
  • the electrical state of the other main conductor can in principle be detected at any point on the other main conductor, since the integrity of the electrical connection of one main conductor can be determined in this way.
  • the electrical condition of the other main conductor is sensed at the same end of the train where the electrical supply takes place.
  • a rail vehicle can optionally always be present and can be located in this rail vehicle e.g. B. are always the activated electrical supply of the main conductor and the activated main conductor detection device.
  • the electrical connection between the two main conductors or between two of the several main conductors can always be located in this rail vehicle, but not the electrical supply of the main conductors and, for example, also not the main conductor detection device.
  • the rail vehicle condition can only depend on the coupling condition or also on the active or passive driver's cab in depend on the rail vehicle.
  • a train train parts i.e. rolling stock
  • the rolling stock state also depends on the active or passive state of the driver's cab in the relevant rolling stock and that this information also is taken into account by the specified assignment.
  • rail vehicles can only be coupled and uncoupled at one end of the train, the rail vehicle status can also depend on the active or passive status of the driver's cab in the respective rail vehicle.
  • the specified assignment takes into account the respective configuration with regard to the number of main conductors and, in the case of more than one main conductor, optionally takes into account a specification with regard to the location of the detection of the electrical state.
  • the specified assignment takes into account the state of the rail vehicle (depending on the configuration, determined by the coupling state and optionally also determined by the passive or active state of the driver's cab in the rail vehicle) and assigns activation or non-activation to the rail vehicle state, depending on the configuration. Activation of one, two or all three of the aforementioned devices (electrical supply of the main conductor, main conductor detection device and electrical connection between two main conductors).
  • the predetermined assignment for the rail vehicle state can be defined at both ends of a rail vehicle. In this case, the activation or non-activation of one, two or all three of the aforementioned devices can be assigned to the rail vehicle state at the respective end, depending on the design.
  • a coupled state between two rail vehicles is established or released via at least one automatic coupling, at least this change in the coupling state is to be determined in each of these two rail vehicles. If, as a result of the change in the coupling state, a different driver's cab in the train than before is activated, this can also be determined depending on the design, possibly also in a rail vehicle of the train that is not involved in the coupling process.
  • changing the train configuration by automatically coupling or automatically uncoupling a rail vehicle therefore means that in each rail vehicle of the newly configured train it is determined whether a driver's cab of the rail vehicle is active or passive.
  • This determination can also be carried out in that, as is preferred, information about the active or inactive state of the driver's cab is stored in the respective rail vehicle and this does not change. For example, prior to assembling a train by means of automatic coupling of a plurality of rail vehicles, each of the rail vehicles may have stored that the driver's cab is not active. Once the train has been assembled, it can be determined automatically or specified manually which cab is activated in the train. Then the stored information only has to be changed to "cab active" in that rail vehicle in which the activated or to be activated driver's cab is located.
  • the determination of whether a driver's cab is active or passive can be based on the reception of a signal generated by a person and/or the automatic determination based on an operation of the driver's cab.
  • a vehicle operator may activate a cab by inserting a key into a lock on the cab and turning it about a pivot to the "cab on" position.
  • Contactless keys can also be used to switch on the driver's cab.
  • the operation of the driver's cab can be determined automatically, for example when parts of the driver's cab are used by the vehicle driver, such as a controller for rigging a rail vehicle.
  • the rail vehicles can also be determined in at least one of the rail vehicles and in this case preferably in all of the rail vehicles of a train for both ends of the rail vehicle whether the end of the rail vehicle is coupled to another rail vehicle via at least one automatic coupling and/or whether the end of the rail vehicle has an active or non-active driver's cab.
  • a main conductor can be connected to the electrical supply (or to the main conductor detection device) at both ends of a rail vehicle, this determination makes sense and the connection to the electrical supply can then be made or not made according to the predetermined assignment (or the trunk detector activated).
  • the result of the predetermined assignment can optionally also depend on which driver's cab in the rail vehicle is active or whether both driver's cabs in the rail vehicle are passive. In general, only one driver's cab may be active in a train.
  • the information about the clutch status is preferably stored in the rail vehicle. This has the advantage that the stored information can be used at any time to configure the arrangement for testing the train integrity. Furthermore, the information need not be repeatedly re-determined, although occasional verification is preferred.
  • information about the passive or active state of the driver's cab can be stored in the respective rail vehicle, optionally separately for each end of the rail vehicle. This too has the advantage that the stored information can be used in a simple manner to configure the arrangement.
  • the storage of the information about the coupling state has the advantage during operation of the train that an unintentional tearing off of the connection between two train parts is not mistakenly interpreted as an intentional uncoupling.
  • the implementation of the configuration of the devices of the train, which are used to monitor the integrity of the train depend on receiving a signal which indicates the desire for configuration or at least the possibility of configuration.
  • the signal can be generated manually, for example by a driver inside the train or by a control center outside the train, or it can be generated automatically.
  • the automatic generation of the signal may require the train to be stationary.
  • the automatically generated signal can also depend on other conditions, such as the specified course of a process when two rail vehicles are automatically uncoupled.
  • this information can be stored in a memory device of the rail vehicle. As described elsewhere in this specification in relation to specific embodiments, the use of hardware storage devices is preferred.
  • the memory device can store the state in such a way that an electrical connection between two connection contacts is either established or disconnected, depending on the state. This is the case, for example, with the latching relays mentioned elsewhere in this specification.
  • Other hardware memory devices can also be used such that an electrical connection is either made or broken depending on their memory state.
  • the configuration of the arrangement for checking the train integrity depending on the respective state can therefore be carried out in that the electrical connection between the two connection contacts or the electrical separation of the two connection contacts brings about or contributes to the configuration.
  • one memory device or two or more memory devices can be provided (e.g.
  • the second connection contact is permanently electrically connected to the third connection contact.
  • the electrical connection between the first connection contact and the fourth connection contact is therefore only present if the states of both storage devices are corresponding and therefore both the electrical connection between the first and the second connection contact (according to the state of the first storage device) is made as well as the electrical Connection between the third and fourth connection contact (according to the state of the second memory device) is made. If only the state of one of the two memory devices changes, the electrical connection between the first connection contact and the fourth connection contact is not established.
  • connection contacts can lead directly to the activation or non-activation of at least one of the three devices mentioned. This is particularly evident in the case of the electrical connection between two main conductors.
  • the electrical connection between the two connection contacts can be part of the electrical connection between the two main conductors. The same applies to the electrical supply of the main conductor.
  • the electrical connection between the connection contacts can be used as an electrical line that is used for the operation itself, such as a power supply for the main conductor detection device.
  • each train part is interchangeable or removable. If the rail vehicle with the central control device were to be removed if the configuration were controlled centrally, the function would no longer be provided.
  • a central controller with all the necessary electrical connections to all other rolling stock of the train must be present in all rolling stock. According to the invention, only the specified assignment is required to configure the arrangement for monitoring the train integrity in each rail vehicle.
  • figure 1 shows a schematic representation of parts of a rail vehicle in the form of a car 81. This is part of a below with reference to figure 2 explained train 1. In particular, an electrical arrangement 2 is shown, with which a train integrity can be monitored.
  • the carriage 81 shown in a schematic cut-away plan view, includes an automatic clutch 12 of conventional design.
  • This comprises two coupling elements 13, which can be automatically mechanically and electrically connected or coupled to correspondingly designed coupling elements 13 of another rail vehicle. This is done by making all the desired line connections to the other rail vehicle, in particular by making pneumatic connections, data-transmitting connections and electrical connections.
  • carriage 81 has a conventional carriage coupling 10 to an adjacent carriage 82 (see below figure 2 ).
  • this is a clutch that is permanently maintained during normal operation and preferably cannot be actuated automatically.
  • the carriage coupling 10 a type of integrated or, in other words, continuous train part 8 can be formed from the carriages 81, 82.
  • This train part 8 can be coupled with any number of other train parts to form a train with a desired length.
  • a voltage supply 24 is also shown. This can be, for example, a conventional voltage source and in particular a car battery.
  • One pole of the power supply 24 is connected to the vehicle ground 25, for example (see DC 0V).
  • a first live conductor section 27 extends from another pole of the voltage supply 24 (see DC 110 V). It should be pointed out that the level of the voltage can also be chosen differently. It is selected in such a way that the switching elements can be controlled reliably, it can be safely routed across all couplings and connections and, despite line resistance, can be reliably detected across the entire loop.
  • the conductor section 27 is connected at a feeding point 28 to a first main conductor 20 (feeding main conductor).
  • the conductor section 27 has a plurality of series-connected electrical switching elements 101-103.
  • the switching element 101 is opened (ie not conductive) when the monitoring circuit 4 is to be tested, either via a mechanical Switch 152 or via control by a TCMS via connections 207, 208, ie when a test-active relay 150 has been activated. This is explained below.
  • the switching element 102 is also opened when a clutched state is noted as stored via a switching element 110, i.e. a clutch storage relay 110 explained below is active, see below.
  • the switching element 103 opens when the driver's desk of the car 81 is stored as inactive. Since three switching elements 101-103 are connected in series, if no test is carried out and since the coupling point 12 of the car 81 is not saved as coupled and its own driver's desk is active (or the last active driver's desk was) the feeding main conductor 20 via the Conductor section 27 supplied with voltage. Since this state can preferably only be produced on a non-coupled train front with an active or last active driver's desk, it is ensured that the monitoring circuit 4 is advantageously fed at only one point.
  • Another return main conductor 22 is connected to a return connection point 30 .
  • a train integrity relay 100 which is also connected to the ground line 25 .
  • a differently designed switching element could also be used. If this main conductor 22 carries a voltage (in particular above a defined minimum value), the train integrity relay 100 switches to a first (preferably active) state. On the other hand, if the main conductor 22 is not live, the train integrity relay 100 switches to a second (preferably inactive) state.
  • the main conductors 20, 22 extend into the coupling parts 13 of the automatic clutch 12, respectively.
  • the main conductors 20, 22 of the coupled carriages are electrically connected to one another (see also the following figure 2 ).
  • the main conductors 20 , 22 and their connection points 28 , 30 in the example shown are connected to one another via a second conductor section 32 .
  • This also includes a plurality of switching elements 104-107 explained below.
  • the conductor section 27 and the ground connection 25 are connected via switch arrangements 40, 42 connected in parallel.
  • a clutch memory relay 110 is connected in series with these switch assemblies 40, 42. The latter can indicate a noted or stored state of the automatic coupling 12 and in particular whether it is currently (or was last) coupled to a coupling of another car or not.
  • the first switch arrangement 40 is generally in a live or current-conducting state when there is an electrical or mechanical coupling to another rail vehicle and any driver's desk of the train in which the car 81 is integrated is active.
  • the switch arrangement 40 has a switching element 112 which switches and in particular closes depending on whether any driver's desk of the train is active or not.
  • Two further parallel switching elements 113, 115 are connected in series, the switching element 113 switching depending on whether an electrical coupling or an electrical connection via the automatic coupling 12 of the carriage 81 to an adjacent carriage is established or not.
  • the switching element 115 switches depending on whether a mechanical clutch is detected via this automatic clutch 13 or not.
  • all switching elements 112-115 of the first switching arrangement 40 are make contacts or normally open switching elements (NO).
  • Couplings that have taken place can be registered by means of the first switch arrangement 40 and the clutch memory relay 110 can then be set to a state which represents the presence of a coupling.
  • the second switch arrangement 42 includes switching elements 116-119. It is generally in a live or conductive state when the driver's desk (of this car 81 and/or on the side of the rail vehicle with the automatic coupling 12 under consideration) is inactive (switching element 116); and no uncoupling process is registered or requested (eg by generating corresponding control signals for coupling valves of the automatic clutch 12, see switching element 117) or no standstill is registered (switching element 118); and if a coupled state (switching element 119) is currently stored. Consequently, the Switching elements 118, 117 are connected parallel to one another and in series with the switching elements 116, 119.
  • switching elements 104-107 (normally closed, NC) which are configured as break contacts and are connected in series. These can also be switched depending on the operating status. In particular, this can be used to close a connection between the main conductors 20, 22 when the carriage 81 is at one end of the train (and thus the active driver's desk is on the opposite side of the train or the towing vehicle). How based on 2 explained, this can be used to close a monitoring circuit.
  • Switching elements 104-107 switch to a non-conductive state when the car's own driver's desk 81 is stored as active (switching element 104), when an electrically coupled state (switching element 105) and also when a mechanically coupled state (switching element 106) of the Automatic clutch 12 is present and if the clutch memory relay 110 has registered a coupled state (switching element 107).
  • the present example preferably provides that the status "local or own driver's desk active" is stored as a continuation of the last active status. I.e. even if this driver's desk is deactivated again and no new/other driver's desk of a train has been activated, the location or car of the last active driver's desk is saved.
  • the connection of the main conductors 20 and 22 via the conductor section 32 at one end of the train remains active for the duration of the (own) driver's desk activation, as does the feed via the switching element 103 of the conductor section 27 at the front of the train, see above.
  • the driver's desk of a car 81 there is active, so that the second conductor section 32 is open and not conducting. This is desired so that the main conductors 20, 22 can be routed through the entire train to the end of the train without a direct electrical connection to one another and integrate all of the train's couplings into the monitoring circuit.
  • a third conductor section 44 parallel to the first and second conductor sections 27, 32 comprises a switching element 130 (for example an opener), by means of which the third conductor section 44 can be switched to be live when the train integrity is absent or inactive. This switching process takes place depending on the state of the train integrity relay 100. If this is inactive because the returning main conductor 22 suffers a voltage loss, the switching element 130 closes. This activates an optional signal lamp 136 or another type of warning device. It is not shown separately that signals can then also be transmitted to a control device of the car 81 and/or to a control system of the train, e.g. via the train integrity relay 100 or the digital connection or input 200.
  • a switching element 130 for example an opener
  • multiple digital ports 200-208 are provided. This gives a control system, in particular in the form of a TCMS, access to status information from switching elements of the electrical arrangement 2 and individual line sections for the purpose of fault diagnosis and monitoring.
  • Terminals 200-206 are digital inputs readable by the control system (for diagnostics) and terminals 207, 208 are digital outputs writable by the control system (to activate the loop test).
  • a first digital connection 200 can be used to monitor whether the returning main conductor 22 is live or not.
  • the digital connections 201-206 are each preceded by switching elements which switch in the same states as the switching elements already discussed. Analogous reference symbols are therefore used for these switching elements as in the cases already discussed. Consequently, the terminals 201-202 serve to monitor whether a clutched or a non-clutched state is stored, i.e. they reflect the state of the clutch memory relay 110 again via contacts or switching elements 107 and 119, the switching element 107 opening and the switching element 119 closing in the “coupled stored” state.
  • connections 203-204 are used to monitor whether train integrity is detected or not (corresponding to train integrity relay 100), the switching element 132 closing when the train integrity is detected or active and the switching element 130 opening.
  • Connections 205-206 are used to monitor whether a test mode, explained below, is activated.
  • the switching element 101 opens accordingly when this is the case, whereas the switching element 134 closes.
  • the oppositely switching switching elements in front of the connections 201-206 which enable a kind of antivalent control of these connections 201-206, it can be ensured that the state to be mapped in each case is clearly identified.
  • a single fault can be reliably detected by the reading unit (in particular the TCMS), in particular since both an external power supply and a cable break can be detected.
  • the relays 100, 110 used to switch these switching elements advantageously have forcibly guided contacts or switching elements, so that when one switching element is switched it is ensured that the contacts or the other switching element in front of the associated connection 201-206 have also switched.
  • the arrangement 2 has a test function. In this way, the feeding main conductor 20 can be separated from the voltage supply 24 in a targeted manner. If the monitoring circuit is functioning correctly, a lack of train integrity should then be detected. If this is not the case, this indicates an unwanted external feed, e.g. due to a cable break, which makes such a detection impossible.
  • the test function is implemented by means of the switch 101 already mentioned, which opens the first conductor section 27 and in particular its connection to the feed point 28 when the test is to be carried out.
  • the latter can be detected by means of a test relay 150, the state of which can be changed by actuating a manual switch 152 or by activating the connections 207, 208 by TCMS.
  • the shown optional plurality and in particular series connection of the connections 207, 208 improves reliability.
  • the test function can only be activated if both connections 207, 208 can be activated. Failure of either terminal 207, 208 such that it remains switched on, although no longer driven, does not allow the test function to be inadvertently activated.
  • figure 2 shows a rail vehicle combination in the form of a train 1 with two train parts 8, 9.
  • Each train part 8, 9 has two individual cars 81, 82, 91, 92.
  • the carriages 81, 82, 91, 92 of a train part 8, 9 are coupled to one another by means of a carriage coupling 10.
  • the train parts 8,9 are coupled to each other via the automatic couplings 12 of the adjacent carriages 82,91 of the train parts 8,9 facing each other. This also includes the closing of all lines running between the train parts 8, 9, in particular electrical lines, data lines and pneumatic lines.
  • the inside 2 leftmost carriage 81 corresponds to that of FIG 1 and forms the Switzerlandspitze.
  • the driver's desk of this car 81 is considered to be switched on in the following discussion.
  • the rule preferably applies that only those cars 81-92 can have an active driver's desk whose automatic coupling 12 is not connected to another car 81-92.
  • the driver's desks of all other cars 82-92 are inactive.
  • the inside 2 right-most positioned car 92 forms an end of train in the following discussion.
  • the carriages 81-92 each have a similar electrical arrangement 2, as for the carriage 81 on the basis of figure 1 was explained.
  • the arrangements 2 together form a (monitoring) system 3 for train integrity monitoring.
  • they form a monitoring circuit 4 of the type described below.
  • the alignments of the electrical assembly 2 in the individual carriages 81-92 depend on the position of the automatic coupling 12.
  • the carriages 81, 91 accordingly have an alignment of the electrical assembly 2 in accordance with figure 1 and the carriages 82, 92 have a mirrored orientation thereto. But this is not mandatory.
  • the alignments of individual components and the courses of lines of the arrangements 2 within the carriages 81, 92 can differ. However, they preferably enable identical functionalities, as is the case above with reference to FIG figure 1 was explained.
  • each car 81-92 to have a train end with a closed connection 32 between the main conductors 20, 22 there, a front end with connection of the conductors 20, 22 there to a power supply 24 or a carriage 82-91 between the head of the train and the end of the train, through which the main conductors 20, 22 pass without deliberately changing their respective voltage level and/or connection to one another.
  • the electrical arrangements 2 of the carriages 81-92 are each shown in a schematically simplified manner, so that in particular not all switching elements, relays and optional digital connections are entered there.
  • the circuit in cars 81-82 or 91-92 can also be implemented in one car (without coupler 10), eg a locomotive with two driver's cabs at each end of the vehicle.
  • a monitoring circuit 4 is formed in that adjacent feeding main conductors 20 and returning main conductors 22 of each electrical arrangement 2 of the carriages 81-92 are electrically conductively connected to one another via the couplings 10, 13. Furthermore, the electrically conductive connection of the main conductors 20, 22 in the last carriage 92, as described below, takes place via the second conductor section 32 there.
  • the feeding main conductor 20 is connected to a pole of the local voltage source 24, which has a high voltage level, and the returning main conductor 20 is connected to the ground line 25 (low voltage level).
  • the second conductor section 32 is open in the carriage 81 and also in the following carriages 82, 91 and is not conductive.
  • the switching element 104 is off figure 1 opens.
  • the switches 105, 106 are open due to the electrical and mechanical coupling being established.
  • both of these switch arrangements 40, 42 are live, in particular because the driver's desk is not actively switched (affects switching element 116), no decoupling is requested (affects switching element 117), another driver's desk is active within train 1 (from carriage 81, affects switching elements 112) and there is a mechanical/electrical clutch (affects switching elements 113, 115). Consequently, there is always a voltage on the clutch memory relay 110 and the clutch is stored as present.
  • a train control system 300 is also shown schematically. This consists of a plurality of TCMS controllers 301 of known design in each of the cars 81-92.
  • the TCMS control devices 301 communicate with one another via data connections indicated by dashed lines, which can also be established via the clutches 12, 10.
  • the data connections can be implemented, for example, as Ethernet or MVB/WTB connections (MVB: Multifunction Vehicle Bus; WTB: Wire Train Bus).
  • a train integrity check can be carried out by the train control system 300 in such a way that it is checked whether all TCMS control devices 301 can communicate with one another. If this is not the case, the data connection is interrupted, which is most likely caused by a loosening of one of the clutches 12, 10.
  • a train control computer 302 is also indicated, for example in the form of a known European Vital Computer. This is entered as an example only for the first car 81, which forms the head of the train.
  • the train control computer 302 receives the results of the respective integrity monitoring both from the train control system 300 and from the monitoring circuit 4 formed by the electrical arrangements 2 or the corresponding monitoring system 3 .
  • a connection between the warning device 136 of at least the first car 81 and the train control computer 302 is shown as an example.
  • the train control computer 302 can take a predetermined countermeasure. In particular, it can communicate the train integrity loss to trackside and/or external facilities.
  • the train control system 300 can only achieve a safety integrity level of SIL 2 due to the limited capabilities of standard TCMS control devices 301 used.
  • the monitoring system 3 can also achieve a safety integrity level of at least SIL 2. Since both monitoring results are taken into account in the manner described above, the overall safety integrity level for the train integrity monitoring is 4.
  • a clock can switch the feeding main conductor 20 from 0 to 1 and back or from logical -1 to +1, eg +110V to -110V, at a fixed rate.
  • logic with, for example, four counters can be provided, which are counted down with their own fixed cycle, for example from a start value to 0 or, in the case of an upward count, from 0 to a limit value counting. As long as the pulse of the clock is detected, train integrity is reported.
  • Two counters each are restarted when the received level changes from 0 to 1 or alternatively from logical -1 to +1 and the other two counters when the opposite level change takes place, ie from 1 to 0 or alternatively from logical +1 to - 1.
  • the shorter counter which runs out slightly faster than the clock change, suppresses the detection of the clock change as long as it has not yet expired.
  • the second counter is longer than the clock change time and, if expired, will indicate loss of train integrity.
  • the tolerance ranges of the counters can be chosen to be correspondingly generous in order to tolerate fluctuations in the clock generator.
  • the clock of the counters can also be derived from the level or phase of the information read from the evaluation device and compared with a reference clock, for example comparing two counters or time units from the reference clock and the clock read.
  • the test is triggered manually by mechanical switch 152, the result is to be displayed to the testing person, for example by displaying the information from the TCMS.
  • the TCMS can determine the result at the other end of the train because it has communication between the cars.
  • a train control line shall be routed to transmit the train integrity status across the entire train back to the other end of the train, to propagate the train integrity status from the active driver's desk throughout the train, or to start the test at non-coupled ends of the train without an active driver's desk, see above that the activating person can read the result of the test directly on the active driver's desk.
  • FIG 3 shows one to 2 basically analogous view, but the electrical arrangements 2 of the carriages 81-92 are designed according to a different embodiment. With the exception of the deviations explained below, however, the electrical arrangements 2 are preferably analogous to the variants from FIG Fig.1 constructed so that on the 1 also referred to below. However, a simplified or generally different configuration is also possible 1 be provided, in particular not all switching elements and / or switch assemblies 40, 42 from figure 1 having.
  • the switching elements 105, 106 are open due to the existing coupling of the automatic clutches 12 (see Fig. 1 ), so that there is no additional feeding of the main conductor 22 there.
  • car 81 at the head of the train in which the switching element 103 is open due to the driver's desk being active there.
  • a voltage is therefore present at the respective train integrity relays 100 of the carriages 81-92 and, more precisely, the voltage level of the main conductor 22 there and fed from the end of the train in relation to the ground line 25.
  • the train integrity can again be additionally monitored by means of the train control system 300 .
  • the train monitoring is advantageously carried out by means of the train integrity relay 100 of the car 81 at the head of the train in order to be able to detect train integrity losses over the entire length of the train.
  • the power supply at the end of the car (car 92) should be interrupted (eg using one of the elements 207-208, 152).
  • the voltage drop should then be registered at the train integrity relay 100 to rule out an external supply.
  • test result determined at the tip can be transmitted and/or displayed to a person who actuates the switch 152 at the end of the train.
  • FIG. 4 shows in an even more simplified form than in the in 1 shown embodiment an arrangement with a device 405, which can be activated in the configuration to prepare for the monitoring of the train integrity.
  • the device 405 is electrically connected to one of two opposing contact points 407, 408 of an electrical connection, namely to the second contact point 408.
  • the first contact point 407 is connected to a power supply 424.
  • the electrical connection has two electrical switching elements 402, 403, which can in particular be memory relays and which, for example, have the function corresponding to the 1 have shown electrical switching elements 102, 103. Therefore, for example, the electrical switching element 402 is closed when an associated coupling connection to an adjacent rail vehicle is not established in the rail vehicle, namely when the automatic coupling is not connected to another coupling, ie no other vehicle is coupled.
  • the electrical switching element 403 is closed when an assigned driver's cab is active in the rail vehicle. In another configuration, the electrical switching element 403 may not be present if the configuration does not depend on the active or passive state of the driver's cab.
  • the electrical connection is made in this case and the device 405 is supplied with electrical power from the power source 424.
  • device 405 is the main conductor detection device mentioned above, which measures, for example, the voltage present on the main conductor in order to monitor train integrity.
  • the electrical connection between the two contact points 407, 408 could be part of the device 405.
  • the device 405 can be, for example, the electrical connection between two main conductors or the electrical supply of a main conductor.
  • figure 5 shows schematically two rail vehicles 410, 411, which are coupled to each other via an automatic coupling 412. The mechanical part of the coupling is not shown, but the electrical part of the electrical connections made by the existing coupling connection is shown.
  • two electrical connections are shown, one each between one of the main conductors 420, 422, which extend continuously through the two rail vehicles 410, 411 due to the electrical connection.
  • an electrical connection between line sections of an electrical supply line 423 is shown.
  • a line section of the supply line 423 is located in each of the two rail vehicles 410, 411. Also located in the left in figure 5 rail vehicle 410 shown has a voltage source 424.
  • a switching device 440 is shown at each end of each of the two rail vehicles 410, 411.
  • the respective switching device 440 establishes the electrical connection between the first main conductor 420 and the electrical supply line 423 .
  • the first main conductor 420 is connected to the voltage source 423 at the location of the switched-through switching device 440 via the electrical supply line.
  • the switching device 440 shown furthest to the left is switched through. All other switching devices 440 are not switched through.
  • the only electrical connection 450 between the first main conductor 420 and the second main conductor 422 is made.
  • the electrical connection 450 is also realized by a (preferably storing) switching element 451, which is figure 5 is shown schematically as a rectangular block.
  • switching elements 440 which switch through the supply voltage 424 from line 423 to the main conductor 420 when the switching device is active, there is a switching element 451 on each rail vehicle near each automatic coupling, which is located between the first main conductor 420 and the second main conductor 422 closed switching element produces an electrical connection.
  • these other switching elements 451 are in the in figure 5 state shown open.
  • a second switching device 441 is shown at each end of each of the two rail vehicles 410, 411.
  • Each of these switching devices 441 connects the second main conductor 422 to a signal line 425 in the switched-through state.
  • a line section of the signal line 425 is located in each of the rail vehicles 410, 411. These two line sections are connected to one another by the coupling connection that has been produced.
  • the signal line 425 is connected to a voltage and/or current measuring device, not shown.
  • a measuring device can also be located in each of the rail vehicles 410, 411. In this case, the connection of the line sections of the signal line 425 to the coupling connection can also be omitted.
  • the main conductor detection device is connected to the signal line 425 at the respective point at which the second switching device 441 is switched through. As shown by hatching, the one on the left is in figure 5 illustrated end of the rail vehicle 410 arranged second switching device 441 is switched through as the only one of these second switching devices.
  • the electrical voltage of the supply line 423 is therefore present at the same end of the train on the first main conductor 420 on which the main conductor detection device with the second Main conductor 422 is connected.
  • the switching device 441 could be omitted and the measuring device in each rail vehicle or at each end of a rail vehicle 410, 411 could be permanently connected to the main conductor 422 (in which case 441 can be interpreted as measuring device).
  • each of the rail vehicles is a detection device that detects the coupling status there and preferably also detects whether a driver's cab is active or passive at this end of the rail vehicle 410, 411.
  • the driver's cab is on the left in figure 5 illustrated end of the rail vehicle 410 active.
  • all other driver's cabs at the other ends of the rail vehicles 410, 411 are passive.
  • the first switching device 440 is switched through at that end of the respective rail vehicle 410, 411 at which the only active driver's cab of the train is located. Furthermore, the main conductor detection device is also connected to the other main conductor 422 at this end of the rail vehicle 410, 411, in that the corresponding second switching device 441 is switched through. Also, according to the predetermined assignment, at the opposite end of the train, in this case the right in figure 5 shown end of the rail vehicle 111, the electrical connection between the two main conductors 420, 422 via the switching element 451 automatically made.
  • the predetermined assignment accordingly defines, for example, that there must be no active driver's cab at this end and there must be no coupling connection via an automatic coupling to another rail vehicle at this end.
  • the specified assignment for the further ends of rail vehicles of the train defines that if there is an automatically generated coupling connection at the end, no electrical connection between the two main conductors 420, 422 may be established and neither the first and second switching devices 440, 441 are switched through may.
  • FIG. 6 Another embodiment is now based on 6 described. This embodiment differs from that in figure 5 shown in that only one main line 420 is present. This main line 420 is thus a main line used independently for monitoring the train integrity. she will in not electrically connected to a further main line extending through the train in any operating condition.
  • both the first and second switching devices 440, 441 are connected to the same main line 420.
  • the configuration of the train integrity monitoring arrangement according to the predetermined mapping is therefore different from that in the case of figure 5 .
  • the predetermined assignment defined in the embodiment of 6 that at the end of the train with the active driver's cab (for example, again the end of the rail vehicle 410 shown on the left in the figure), the second switching device 441 is switched through, which connects the main line 420 to the signal line 425.
  • the first switching device 440 there is to be activated In this way, the electrical voltage is applied to the main line there.
  • the entire main line 420 which extends throughout the train, contributes to the monitoring of train integrity.
  • connection to the supply line 423 and also the connection to the signal line 425 can be made at any point in the rail vehicle, since monitoring the unintentional break-off of two rail vehicles of the train that are coupled to one another is only dependent on the electrical connection of the main line or the electrical connections of the main lines arrive at the coupling connections.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Zug (1), ein System (3) und ein Verfahren zur Überwachung einer Zugintegrität eines Zuges (1) mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen (81-92), wobei die Schienenfahrzeuge (81-92) jeweils eine elektrische Anordnung (2) mit wenigstens einem Hauptleiter (20, 22) umfassen, und die Hauptleiter (20, 22) miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge (81-92) elektrisch leitend miteinander verbunden sind,wobei das Verfahren umfasst:- Verbinden, in wenigstens einem ersten Schienenfahrzeug (81), eines dortigen Hauptleiters (20, 22) mit einem ersten Spannungsniveau; und- Ermitteln eines Zugintegritätszustandes des Zuges (1) in Abhängigkeit einer elektrischen Größe wenigstens eines Hauptleiters (20, 22) in einem anderen der Schienenfahrzeuge (81-92).Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Konfigurieren einer Anordnung zur Überwachung einer Zugintegrität eines Zuges (1) mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein System und einen Zug für eine Zugintegritätsüberwachung.
  • Es ist bekannt, einzelne Schienenfahrzeuge (insbesondere Lokomotiven, Wagen und/oder Triebwägen) miteinander mechanisch zu einem Zug zu kuppeln. Ein Zug kann mehrere Zugteile aufweisen, welche wiederum aus einer Mehrzahl von einzelnen Wagen bestehen können. Durch Kuppeln mehrerer Zugteile aneinander sind unterschiedliche Zuglängen bereitstellbar. Auch im Rahmen der vorliegenden Offenbarung können sämtliche dieser Varianten von Schienenfahrzeugen und Zügen vorgesehen sein.
  • Für einen sicheren Betrieb von Zügen ist es bekannt, die sogenannte Zugintegrität zu überwachen. Dies betrifft eine Überwachung dahingehend, ob sämtliche zum Ausbilden des Zuges aneinander gekuppelten Schienenfahrzeuge bzw. Wagen und/oder Zugteile noch miteinander gekuppelt sind. Löst sich eine Kupplung und kommt es zum Abreißen einzelner Wagen, können diese als Hindernis auf der Strecke verbleiben und die Betriebssicherheit gefährden.
  • Bisher wird die Zugintegrität hauptsächlich durch streckenseitige Vorrichtungen überprüft, die eine Länge und/oder Achsanzahl eines vorbeifahrenden Zuges erfassen. Derartige streckenseitige Vorrichtungen sind kostenanfällig und ermöglichen nur im Moment der Vorbeifahrt eine Überwachung der Zugintegrität.
  • Es sind auch Lösungen bekannt, die mittels Steuersystemen die Zugintegrität überprüfen. Hierbei können insbesondere Steuersysteme der einzelnen Wagen miteinander kooperieren und genauer gesagt über die gesamte Zuglänge miteinander kommunizieren. Diese Steuersysteme können Bestandteil eines sogenannten TCMS sein (Train Control and Management System). Die Kommunikation kann in bekannter Weise durch Verbinden von Datenleitungen der Steuersysteme über die Kupplungen der einzelnen Schienenfahrzeuge erfolgen.
  • Erfindungsgemäß wurde aber erkannt, dass sich mit einer Zugintegritätsüberwachung mittels der geschilderten Steuersysteme und insbesondere per TCMS nicht immer ein ausreichend hohes Sicherheitsniveau erreichen lässt.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht folglich darin, das Sicherheitsniveau der Überwachung der Zugintegrität zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die beigefügten unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass eine Zugintegritätsüberwachung per TCMS oder vergleichbarer Steuersysteme ein begrenztes Sicherheitsniveau aufweist, da die hierfür standardmäßig verwendeten Computereinrichtungen (beispielsweise herkömmliche TCMS-Rechner) hinsichtlich ihrer Fehlerfreiheit begrenzt sind.
  • Genauer gesagt ist mit diesen Lösungen meist nur ein Sicherheitsniveau in Form eines Sicherheit-Integritätslevels (SIL) von 2 erreichbar. Dies wird insbesondere für einen zunehmend autonomen Betrieb von Schienenfahrzeugen als zu gering eingestuft. Wünschenswert wäre ein höheres Sicherheit-Integritätslevels (SIL) von zum Beispiel 4.
  • Die Erfindung stellt zur Erhöhung des Sicherheitsniveaus eine Lösung bereit, mit der bei Verbinden der einzelnen Schienenfahrzeuge eines Zuges bevorzugt eine Art geschlossener Überwachungsstromkreis (oder auch eine Überwachungsschleife) gebildet wird. Die Lösung weist bevorzugt wenigstens einen Hauptleiter je Wagen auf, der in zumindest einem der Wagen mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Vorzugsweise ist der Hauptleiter in einem (in Fahrtrichtung vorne oder hinten im Zug angeordneten) Zugteil mit der Spannungsquelle verbunden. Die Hauptleiter werden bei einem Kuppeln mit benachbarten Wagen vorteilhafterweise leitend miteinander verbunden. In einem der Schienenfahrzeuge, d.h. der Zugteile, welches vorzugsweise ein Zugende oder einen Zuganfang bildet, kann überprüft werden, ob an dem dortigen und bevorzugt nicht anderweitig gespeisten Hauptleiter ein erwartetes Spannungsniveau anliegt. Insbesondere kann überprüft werden, ob die elektrische Verbindung zu dem an die Spannungsquelle angeschlossenen Hauptleiter des anderen Schienenfahrzeugs besteht, welches bevorzugt eine Zugspitze bildet. Vorteilhafterweise kann diese Überprüfung über mehrere dazwischen positionierte Schienenfahrzeuge des Zuges hinweg erfolgen. Liegt das Spannungsniveau an, liegt die Zugintegrität vor. Andernfalls kann diese als nicht vorhanden detektiert werden.
  • Vorzugsweise aber optional wird die Überwachung der Zugintegrität jedoch nicht allein auf Basis zumindest einer Hauptleitung durchgeführt, sondern wird zusätzlich auch überwacht, ob zumindest eine weitere Leitung, die sich über die Kupplungsverbindungen in dem Zug hinweg erstreckt, und die ggfs. für die Kommunikation zwischen den softwaregesteuerten Einrichtungen jedes Zugteils genutzt wird, unbeabsichtigt unterbrochen worden ist. Ist dies der Fall, wird eine Verletzung der Zugintegrität festgestellt.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können je Wagen wenigstens zwei Hauptleiter vorgesehen sein, von denen einer in einem Schienenfahrzeug (bevorzugt an der Zugspitze) mit einer Spannungsquelle verbunden ist. Die Hauptleiter in einem anderen der Schienenfahrzeuge (bevorzugt am Zugende) können zum Ausbilden einer Überwachungsschleife miteinander verbindbar sein. Von dort ausgehend kann einer der Hauptleiter einen Strom zu dem Schienenfahrzeug an bevorzugt der entfernten Zugspitze rückführen.
  • Wird festgestellt, dass ein Hauptleiter (insbesondere der rückführende Hauptleiter in einem der Schienenfahrzeuge) eine gewünschte elektrische Eigenschaft und insbesondere eine elektrische Größe mit einem bestimmten Wert nicht aufweist (beispielsweise eine zu geringe oder auch keine Spannung oder einen zu geringen oder keinen Stromfluss), kann darauf geschlossen werden, dass die Überwachungsschleife und/oder dass allgemein die Verbindung zu dem Hauptleiter eines anderen Schienenfahrzeugs unterbrochen ist. Mit überwiegender Wahrscheinlichkeit ist hierfür ein Lösen von wenigstens einer Kupplung und somit ein Verlust der durchgehenden Verbindung der benachbarten Hauptleiter innerhalb des Zuges verantwortlich, wobei ein solches Kupplungslösen einen Verlust der Zugintegrität bedeutet.
  • Insbesondere wird die Spannung als Gleichspannung an die Hauptleitung angelegt und wird daher zur Überwachung der Zugintegrität geprüft, ob die Spannung an der Hauptleitung ein ausreichendes Spannungsniveau hat, dass auf eine ununterbrochene Hauptleitung oder ununterbrochene Kette von Hauptleitungen schließen lässt.
  • Alternativ zum Anlegen und Überprüfen einer Gleichspannung kann ein Gleichstrom in die Hauptleitung eingespeist werden und kann überwacht werden, ob der Strom mit einer ausreichenden Stromstärke durch die Leitung fließt.
  • Alternativ kann, ohne dass es einer Überwachung auf bestimmte Signalformen bedarf, eine zeitlich konstante Wechselspannung an die Hauptleitung angelegt werden oder ein zeitlich konstanter Wechselstrom. Schwankungen der beiden jeweiligen Wechselgröße, die typischerweise in der Praxis vorkommen können, führen nach der Erfassung der Spannung bzw. des Stromes vorzugsweise nicht dazu, dass dies bereits deshalb als Abriss einer Kupplungsverbindung interpretiert wird.
  • Alle vier Lösungen (Nutzung von Gleichspannung und Nutzung von Gleichstrom, Nutzung von zeitlich konstanter Wechselspannung und Nutzung von zeitlich konstantem Wechselstrom) zeichnen sich durch ihre Robustheit aus. Auch sind diese Lösungen auf einfache Weise realisierbar. Insbesondere sind keine Abschlusswiderstände zwischen parallelen Hauptleitungen erforderlich und müssen keine Signale mit vorgegebenen Signalformen auf die Hauptleitung gegeben und dann auch erkannt werden.
  • Prinzipiell könnte die hierin vorgestellte Lösung alleinstehend für eine ZugintegritätsÜberwachung verwendet werden. Ein Sicherheitsniveau kann z.B. dadurch verbessert werden, dass die Zugintegrität elektrisch überwacht wird, wobei die hierfür überwachten Signale und/oder Größen entsprechend zuverlässig erfassbar sind. Ein angestrebtes Sicherheitsintegritätslevel von 4 ist für Stromschleifen (z.B. in Form des hierin offenbarten Überwachungsstromkreises) insbesondere dann zuverlässig zu erreichen, wenn getaktete Signale genutzt werden, d.h. die Stromschleife in regelmäßigen Abständen ihr Potential oder die Polung ändert und diese Änderung an anderer Stelle (z.B. einer überwachenden Einheit) gleich getaktet erkannt wird. Dabei kommt dem sicheren Taktgeber als auch der sicheren getakteten Detektion das gleiche Sicherheitsniveau (SIL 4) zu. Diese Art der Realisierung ist unter Umständen technisch komplex, aber dennoch im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, wie zum Abschluss der Figurenbeschreibung beispielhaft erläutert.
  • Die Sicherheit lässt sich aber besonders dann deutlich verbessern, wenn die offenbarte Lösung (dann vorteilhafterweise bevorzugt ohne obige Taktung) zusätzlich zu weiteren Ansätzen der Zugintegritätsüberwachung und insbesondere zusätzlich zu einer Zugintegritätsüberwachung mittels obiger Steuersysteme bzw. TCMS verwendet wird, was die Erfindung gemäß Ausführungsbeispielen vorsieht. Anders ausgedrückt kann die hier vorgestellte Lösung redundant zu weiteren Überwachungen verwendet werden, insbesondere um das gewünschte Sicherheitsintegritätslevel von wenigstens 4 zu erreichen.
  • Insbesondere wird ein Verfahren zur Überwachung einer Zugintegrität eines Zuges mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen vorgeschlagen, wobei die Schienenfahrzeuge jeweils eine elektrische Anordnung mit wenigstens einem Hauptleiter umfassen, und die Hauptleiter miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
    wobei das Verfahren umfasst:
    • Verbinden, in wenigstens einem ersten Schienenfahrzeug, eines dortigen Hauptleiters mit einem ersten (insbesondere hohen) Spannungsniveau; und
    • Ermitteln eines Zugintegritätszustandes des Zuges in Abhängigkeit einer elektrischen Größe wenigstens eines Hauptleiters in einem (bevorzugt anderem) der Schienenfahrzeuge (bevorzugt am anderen Zugende).
  • Die elektrische Größe des Hauptleiters kann direkt an diesem gemessen werden oder an einem hiermit verbundenen weiteren Leiter (d.h. kann mittelbar gemessen werden). Bevorzugt wird die elektrische Größe an einem Hauptleiter eines anderen (zweiten) Schienenfahrzeugs gemessen, insbesondere an einem entfernten Zugende oder einer entfernten Zugspitze. Der Hauptleiter kann in dem anderen (zweiten) Schienenfahrzeug mit einem zweiten (insbesondere niedrigen Spannungsniveau) verbunden sein. Bleibt also ein Stromfluss aus oder erfolgt ein Spannungsabfall insbesondere an diesem Hauptleiter, kann darauf geschlossen werden, dass die Verbindung dieses Hauptleiters zu dem Hauptleiter des ersten Schienenfahrzeugs unterbrochen ist. Eine rückführende elektrische Verbindung zu dem ersten Schienenfahrzeug z.B. mittels nachstehender rückführender Hauptleiter kann bei dieser Ausführungsform unterbleiben. Stattdessen kann gemäß dieser Variante eine einsträngige elektrische Verbindung zwischen den Schienenfahrzeugen an bevorzugt entfernten Enden eines Zuges durch Verbinden der jeweiligen (bevorzugt einzigen) Hauptleiter miteinander und mit den geschilderten Spannungsniveaus erfolgen.
  • In Rahmen dieses ersten Ausführungsbeispiels ist es nicht zwingend erforderlich, eine Art Überwachungs-Stromschleife und insbesondere einen Überwachungsstromkreis der hierin offenbarten Art auszubilden, die durch den gesamten Zug verläuft (insbesondere ausgehend von einem Schienenfahrzeug und bis zu diesem zurück). Sofern nicht anders ersichtlich, können aber sämtliche nachstehenden und im Kontext des Überwachungsstromkreises erläuterten Varianten und Weiterbildungen auch für die vorangehende Lösung Gültigkeit besitzen und dort optional ebenfalls vorgesehen sein.
  • Ferner insbesondere wird ein Verfahren zur Überwachung einer Zugintegrität eines Zuges mit (oder, mit anderen Worten, aus) mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen vorgeschlagen, wobei die Schienenfahrzeuge jeweils eine elektrische Anordnung mit einem speisenden Hauptleiter und einem rückführenden Hauptleiter umfassen (die dem wenigstens einen Hauptleiter obiger Ausführungsform entsprechen), und die jeweiligen speisenden und rückführenden Hauptleiter miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge elektrisch leitend miteinander verbunden sind (also ein speisender Hauptleiter eines ersten Schienenfahrzeugs mit einem speisenden Hauptleiter eines weiteren, hiermit gekuppelten, Schienenfahrzeugs und ein rückführender Hauptleiter des ersten Schienenfahrzeugs mit dem rückführenden Hauptleiter des weiteren Schienenfahrzeugs).
  • Das Verfahren umfasst:
    • Bereitstellen bzw. Ausbilden eines Überwachungsstromkreises durch Verbinden, in einem ersten Schienenfahrzeug, des dortigen speisenden Hauptleiters mit einem ersten (bevorzugt höheren) Spannungsniveau und des dortigen rückführenden Hauptleiters mit einem zweiten (bevorzugt niedrigeren) Spannungsniveau und durch Verbinden, in einem zweiten Schienenfahrzeug (welches das andere Schienenfahrzeug der obigen Ausführungsform sein kann), des dortigen speisenden Hauptleiters mit dem dortigen rückführenden Hauptleiter; und
    • Ermitteln eines Zugintegritätszustandes des Zuges in Abhängigkeit einer elektrischen Größe des Überwachungsstromkreises und insbesondere eines rückführenden Hauptleiters von wenigstens einem der Schienenfahrzeuge.
  • Es versteht sich, dass unter einem Verbinden elektrischer Bauteile hierin allgemein ein elektrisch leitendes Verbinden verstanden werden kann oder, mit anderen Worten, ein Anschließen aneinander, sodass eine elektrisch leitende Verbindung entsteht.
  • Bei dieser Varianten kann folglich ausgehend von dem ersten Schienenfahrzeug eine sich bis zu bevorzugt einem entfernten Zugende und wieder bis in das erste Schienenfahrzeug zurück erstreckende elektrische Leitungsanordnung bereitgestellt werden, was eine besonders zuverlässige Zugintegritätsüberwachung ermöglicht.
  • Um die speisenden Hauptleiter und die rückführenden Hauptleiter miteinander zu verbinden, können in den Kupplungen der Schienenfahrzeuge entsprechende elektrische Kontaktstellen und/oder Anschlüsse vorgesehen sein. Prinzipiell ist es bekannt, Kupplungen von Schienenfahrzeugen mit derartigen elektrischen Anschlussbereichen auszubilden, die bei einem Kuppeln mit einer Kupplung eines anderen Schienenfahrzeugs in elektrisch leitenden Kontakt mit einem dortigen Anschluss- oder Kontaktbereich treten. Zusätzlich können die Kupplungen auch das bekannte Herstellen einer pneumatischen und/oder datenübertragenden Verbindung zwischen den Schienenfahrzeugen ermöglichen. Auch hierfür können entsprechende Anschlüsse in den Kupplungen vorgesehen sein.
  • Allgemein kann es sich bei den Kupplungen um automatische Kupplungen handeln, die z.B. keine manuellen Eingriffe zum Herstellen eines Kuppelns erfordern oder zumindest keine entsprechenden Eingriffe an den Kupplungsbauteilen selbst (beispielsweise allenfalls manuelle Bedienungen in oder an einem Führerstand des Zuges). Vorzugsweise handelt es sich um Kupplungen, die zum Variieren einer Zuglänge für ein häufiges Kuppeln und Entkuppeln vorgesehen sind, beispielsweise um zwei Triebwagen, zwei Zugteile und/oder zwei Wagen mit jeweils einem Führerstand miteinander zu verbinden. Hiervon unterschieden werden können sogenannte Wagenkupplungen, mit denen Wagen eines Schienenfahrzeugs zu einer im Regelfall und insbesondere im Normalbetrieb nicht ohne Weiteres auflösbaren Einheit zusammengefasst sind. Derartige Kupplungen können z.B. lediglich manuell öffnen- und/oder sind manuell schließbar und/oder als sogenannte Hackenkupplungen ausgebildet sein.
  • Das Zusammenstellen von Kompositionen aus verschiedenen Wagen wird bei Wagen- bzw. Hackenkupplung typischerweise an jeder Kupplungsstelle manuell hergestellt oder wieder aufgelöst. Dabei werden neben der mechanischen Verbindung bevorzugt auch pneumatische Verbindungen über Schläuche und elektrische Verbindungen über Kabelpeitschen, zum großen Teil über genormte Verbindungen (siehe entsprechende UIC 558 und parallele Normen), hergestellt. Die hier für die Lösung aufgeführten zusätzlichen Leitungen bzw. Hauptleiter können über zusätzliche Kabel an der Kupplungsstelle zwischen den Wagen geführt werden. An einem Zugende kann die Kabelpeitsche nicht an den nächsten, nicht vorhandenen Wagen, geführt werden, sondern wieder an den gleichen Wagen zurück, um den spannungsführenden Hauptleiter mit dem rückführenden Hauptleiter dieses Wagens zu verbinden. Diese Verbindung ist bevorzugt nur am Zugende mit einem nicht aktiven Führerstand durchzuführen. Ein entsprechendes Kurzschließen direkt an der Zugspitze mit der Speisung der Schleife würde hingegen keine Funktion besitzen.
  • Auch bei den genannten Wagenkupplungen ist es möglich, Anschlüsse, Kontakte oder anderweitige elektrische Verbindungen bereitzustellen, um die Hauptleiterabschnitte benachbarter Schienenfahrzeuge elektrisch miteinander zu verbinden. Auch ein Abreißen aneinander gekuppelter Wagenkupplungen ist mit der offenbarten Lösung bevorzugt detektierbar.
  • Bei den Hauptleitern kann es sich allgemein um Kabel handeln. Die Begriffe "speisend" und "rückführend" bezeichnen dabei Funktionen, die diese Hauptleiter im Überwachungsstromkreis einnehmen können. Insbesondere kann aus Sicht der optional lediglich selektiv herstellbaren Verbindung dieser Hauptleiter in einem der Schienenfahrzeuge und insbesondere in einem das Zugende bildenden Schienenfahrzeug eine entsprechende speisende und rückführende Funktion dieser Hauptleiter vorliegen. Alternativ kann auch von einem ersten Hauptleiter und zweiten Hauptleiter gesprochen werden.
  • Zum Verbinden mit den unterschiedlichen Spannungsniveaus kann das erste Schienenfahrzeug eine Fahrzeugbatterie aufweisen. Der erste bzw. der speisende Hauptleiter kann an einem ersten Pol der Batterie angeschlossen und/oder mittelbar über weitere Leiter mit diesem verbunden werden. Der zweite bzw. der rückführende Hauptleiter kann an den entsprechenden anderen Pol der Spannungsquelle angeschlossen und/oder mittelbar hiermit verbunden sein. Letzteres kann insbesondere dadurch erfolgen, dass eine Masseleitung existiert, an die sowohl der rückführende Hauptleiter als auch der entsprechende andere Pol der Spannungsquelle angeschlossen sind.
  • Die elektrische Größe kann insbesondere eine von dem Überwachungsstromkreis und insbesondere von einem rückführenden Hauptleiter geführten Strom oder eine daran anliegende Spannung betreffen. Sie kann direkt erfasst werden oder auch lediglich mittelbar, z.B. durch Erfassen einer mit dem Überwachungsstromkreis oder rückführenden Hauptleiter verbundenen elektrischen Einheit, deren Zustand von der elektrischen Größe des Überwachungsstromkreises bzw. dieses Hauptleiters abhängt. Beispielsweise kann es sich bei dieser Einheit um ein Schaltelement und insbesondere um ein Relais handeln, dessen Betriebszustand sich in Abhängigkeit von Werten der elektrischen Größe ändern kann. In diesem Zusammenhang ist es auch nicht erforderlich, die elektrische Größe als solche zu erfassen und/oder zu quantifizieren. Stattdessen können Zustände des Hauptleiters und/oder hiermit verbundener Elemente der geschilderten Art erfasst werden, die einen definierten Zusammenhang zu dieser elektrischen Größe aufweisen.
  • Zusammengefasst sieht eine Variante vor, dass der Zustand wenigstens eines elektrischen Elements und/oder einer elektrischen Einheit, insbesondere eines Relais, ermittelt wird, dessen/deren Zustand sich in definierter Weise und in Abhängigkeit von Werten der elektrischen Größe des Überwachungsstromkreises oder rückführenden Hauptleiters ändert, und dass darauf basierend ein Zugintegritätszustand des Zuges ermittelt wird.
  • Allgemein kann vorgesehen sein, dass bei einer Spannung oder einem Strom (oder allgemein einem Wert der elektrischen Größe) des Überwachungsstromkreises unterhalb eines definierten Schwellenwertes eine fehlende Zugintegrität detektiert wird. Insbesondere kann der Schwellenwert null betragen, kann also bei ausbleibender Spannung oder ausbleibendem Strom auf eine fehlende Zugintegrität geschlossen werden. Dann kann beispielsweise eine mit dem Überwachungsstromkreis verbundene elektrische Einheit ihren Zustand verändern und/oder einen definierten Schaltvorgang durchführen, was zum Ermitteln des Zugintegritätszustandes erfasst werden kann.
  • Zusätzlich oder alternativ ist es möglich, dass in Abhängigkeit dieser Zustandsänderung wenigstens ein weiteres elektrisches Element und insbesondere ein Schaltelement innerhalb der elektrischen Anordnung des betroffenen Schienenfahrzeugs betätigt wird. Mit diesem Schaltelement kann beispielsweise eine Warneinrichtung bestromt werden, die einem Zugführer oder auch einer anderen technischen Einheit des Zuges die Detektion einer fehlenden Zugintegrität signalisiert. Die Warneinrichtung kann beispielsweise dazu eingerichtet sein, akustische oder optische Warnsignale auszugeben. Bei der weiteren technischen Einheit kann es sich insbesondere um einen Steuercomputer oder eine anderweitige Steuereinrichtung des Zuges und insbesondere desjenigen Schienenfahrzeugs mit dem Hauptleiter handeln, dessen elektrischen Größe erfasst wird.
  • Beispielsweise kann diese Steuereinrichtung eingerichtet sein, einen Status der Zugintegrität und insbesondere die fehlende Zugintegrität an eine externe Einrichtung und insbesondere an eine Leitstelle zu übermitteln. Beispielsweise kann es sich bei der Steuereinrichtung um eine ETCS-Fahrzeugeinrichtung oder einen Bestandteil hiervon handeln (European Train Control System). Insbesondere kann es sich um einen sogenannten EVC handeln (European Vital Computer). Dieser oder allgemein die ETCS-Fahrzeugeinrichtung kann dazu eingerichtet sein, mit einem sogenannten Radio Block Center (RBC) oder auch einer ETCS-Streckenzentrale zu kommunizieren und an diese den Status der Zugintegrität zu übermitteln.
  • Bevorzugt bildet das erste Schienenfahrzeug eine Zugspitze und das zweite Schienenfahrzeug ein Zugende. Zwischen den beiden beschriebenen Schienenfahrzeugen können beliebig viele weitere Schienenfahrzeuge gekuppelt sein, die die Hauptleiter weiterführen. Sie können für den Überwachungsstromkreis keine notwendige Funktion bereitstellen (diesen z.B. nicht speisen oder schließen). Ihre Kuppelstellen können aber in der Überwachung eingeschlossen sein. Hierdurch wird ermöglicht, dass sich die Hauptleiter durch sämtliche Schienenfahrzeuge des Zuges erstrecken können und bevorzugt erst am Zugende miteinander elektrisch verbunden sind. Somit können an beliebigen anderen Stellen insbesondere über die Gesamtzuglänge und über sämtliche von dessen Kupplungen hinweg Störungen im Überwachungsstromkreis detektiert werden.
  • Es versteht sich, dass je nach Wahl der Fahrtrichtung die Zugspitze und das Zugende variabel sind, also ein und dasselbe Schienenfahrzeug je nach Fahrtrichtung sowohl eine Zugspitze als auch ein Zugende bilden kann. Bevorzugt ist vorgesehen, dass dasjenige Schienenfahrzeug, dessen Führerpult aktiviert ist, die Zugspitze bildet.
  • Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass die elektrische Größe von dem rückführenden Hauptleiter des ersten Schienenfahrzeugs erfasst wird. Da in diesem ersten Schienenfahrzeug bevorzugt auch der speisende Hauptleiter mit der Spannungsquelle verbunden wird, kann somit der Überwachungsstromkreis nach Art einer Überwachungsschleife von dem ersten Schienenfahrzeug aus durch die weiteren Schienenfahrzeuge und bevorzugt durch sämtliche weiteren Schienenfahrzeuge des Schienenfahrzeugs verlaufen und bis zu dem ersten Schienenfahrzeug zurück. Wird dort z.B. die elektrische Größe des rückführenden Hauptleiters erfasst, können sämtliche in den anderen Schienenfahrzeugen auftretenden Störungen des Überwachungsstromkreises und somit auch sämtliche etwaigen Abrisse gekuppelter Kupplungen, durch die der Überwachungsstromkreis durch dortiges Verbinden der Hauptleiter geführt wird, des Zuges detektiert werden.
  • Unter Erzielung vergleichbarer Vorteile sieht eine Weiterbildung vor, dass wenigstens ein weiteres Schienenfahrzeug existiert, das zwischen dem ersten und dem zweiten Schienenfahrzeug positioniert ist, wobei in dem weiteren Schienenfahrzeug keine elektrische Verbindung des dortigen speisenden Hauptleiters und des dortigen rückführenden Hauptleiters hergestellt wird. Bevorzugt gilt gleiches für sämtliche Schienenfahrzeuge, die zwischen dem ersten und dem zweiten Schienenfahrzeug positioniert sind. Dies ermöglicht, dass die elektrische Verbindung erst am Zugende bzw. in dem zweiten Schienenfahrzeug hergestellt wird, was die Störungserfassung über eine entsprechend große Zuglänge und hohe Anzahl von Kupplungen hinweg ermöglicht.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird die elektrische Verbindung in dem zweiten Schienenfahrzeug hergestellt (und insbesondere auch aufrechterhalten), wenn das zweite Schienenfahrzeug über eine definierte Kupplungseinrichtung nicht mit einem weiteren Schienenfahrzeug gekuppelt ist. Bei der definierten Kupplungseinrichtung kann es sich um eine automatische Kupplung handeln. Es handelt sich aber bevorzugt nicht um eine Wagenkupplung der vorstehend genannten Art. Beispielsweise kann die elektrische Verbindung wenigstens ein ansteuerbares Element und insbesondere ein Schaltelement umfassen, dessen Zustand sich nach Maßgabe eines Kupplungszustandes der definierten Kupplungseinrichtung ändert. Liegt ein Kuppeln vor, was beispielsweise über bekannte Diagnosesysteme des Zuges und/oder der Kupplungseinrichtung feststellbar ist, kann das Element z.B. öffnen und die Verbindung unterbrechen. Liegt hingegen keine Kupplung vor, kann es die Verbindung schließen.
  • Insbesondere kann hierdurch ermöglicht werden, dass die beiden Hauptleiter zum Ausbilden des Überwachungsstromkreises selektiv verbindbar sind, obwohl sie sich bevorzugt in die Kupplungseinrichtung hineinerstrecken bzw. mit dieser verbunden sind, um hierüber an ein unter Umständen folgendes weiteres Schienenfahrzeug angeschlossen zu werden.
  • Zusätzlich oder alternativ sieht eine Variante das automatische Aufheben der elektrischen Verbindung in dem zweiten Schienenfahrzeug vor, wenn das zweite Schienenfahrzeug über eine definierte Kupplungseinrichtung (insbesondere der vorstehend geschilderten Art und insbesondere in Form einer automatischen Kupplung) mit einem weiteren Schienenfahrzeug gekuppelt ist. Erneut kann hierfür ein elektrisches Element und insbesondere Schaltelement in der vorstehend geschilderten Weise angesteuert werden bzw. betriebszustandsabhängig öffnen und/oder schließen.
  • Gemäß einer weiteren Variante ist vorgesehen, dass die Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Hauptleiter über einen Leiterabschnitt herstellbar ist, der wenigstens eines der folgenden Schaltelemente umfasst:
    • Ein Schaltelement, das nach Maßgabe der Aktivierung eines Führerpults des zweiten Schienenfahrzeugs betätigbar ist und insbesondere geschlossen ist, wenn keine solche Aktivierung vorliegt. Als ein allgemeiner Aspekt ist vorzugsweise vorgesehen, dass nur solche Führerpulte von Schienenfahrzeugen aktivierbar sind, bei denen keine Kupplung mit einem weiteren Schienenfahrzeug vorliegt. In dem Fall, dass das eigene Führerpult des betrachteten (zweiten) Schienenfahrzeugs aktiv ist, erfolgt bevorzugt dort auch die Anbindung an die Spannungsquelle. Entsprechend soll dort keine elektrische Verbindung zwischen den Hauptleitern hergestellt werden, sondern vorzugsweise erst an einem entfernten Zugende.
    • Ein Schaltelement, das in Abhängigkeit eines vorliegenden elektrischen Kuppelns (über die definierte Kupplungseinrichtung) mit einem weiteren Schienenfahrzeug betätigbar ist. Insbesondere kann dieses öffnen, wenn ein solches Kuppeln detektiert wird (beispielsweise da dann eine Verbindung der Hauptleiter mit den entsprechenden Hauptleitern des angekoppelten weiteren Schienenfahrzeugs bevorzugt wird und nicht eine Verbindung der Hauptleiter untereinander in dem zweiten Schienenfahrzeug).
    • Ein Schaltelement, das in Abhängigkeit eines festgestellten mechanischen Kuppelns (über die definierte Kupplungseinrichtung) mit einem weiteren Schienenfahrzeug betätigbar ist. Insbesondere kann dieses öffnen, wenn ein solches Kuppeln festgestellt wird. Es ergeben sich die gleichen Vorteile, wie zum vorangehenden Schaltelement betreffend das elektrische Kuppeln erläutert.
    • Ein Schaltelement, das in Abhängigkeit davon betätigbar ist, ob ein vorliegender Kupplungszustand der definierten Kupplungseinrichtung gespeichert ist oder nicht. Insbesondere kann dieses öffnen, wenn ein solcher Kupplungszustand (d.h. das Vorliegen eines Kuppelns) gespeichert ist. Auch in diesem Fall ergeben sich die gleichen Vorteile, wie vorliegend zu den Schaltelementen betreffend das elektrische und mechanische Kuppeln erläutert.
  • Eine Weiterbildung sieht vor, dass ein gezieltes Entkuppeln von wenigstens zwei Schienenfahrzeugen des Zuges ermittelt wird und in Reaktion darauf die elektrische Verbindung in wenigstens einem dieser Schienenfahrzeuge, deren Kupplungseinrichtungen entkuppelt werden sollen, von dem dortigen speisenden Hauptleiter und dem dortigen rückführenden Hauptleiter hergestellt wird. Wird keine solche Verbindung hergestellt, kann es zu einem Spannungsabfall in dem Überwachungsstromkreis kommen und insbesondere an dem rückführenden Hauptleiter. Daraufhin kann eine fehlende Zugintegrität fälschlicherweise detektiert werden, obwohl die Zuglänge und somit -integrität durch das Entkoppeln bewusst und kontrolliert verändert wird. Bevorzugt wird diese Fehldetektion dadurch verhindert, dass ein gezielter Entkuppelwunsch erfasst und infolgedessen die elektrische Hauptleiter-Verbindung in zumindest einem der Schienenfahrzeuge hergestellt wird, deren Kupplungseinrichtungen entkuppelt werden sollen. Dass ein solcher Entkuppelwunsch vorliegt, kann beispielsweise an einer entsprechenden Fahrereingabe und/oder Steuervorgabe an die Kupplungseinrichtungen erkannt werden. Insbesondere können Entkuppelventile herkömmlicher Kupplungseinrichtungen gezielt angesteuert werden, um eine kontrollierte Entkupplung einzuleiten, was als entsprechender Entkuppelwunsch erfassbar ist.
  • Gemäß einer Variante ist zum Bereitstellen der vorstehenden Funktionalität bei einem gezielten Entkuppeln vorgesehen, dass wenigstens ein Schaltelement in einen die Hauptleiter verbindenden Leiterabschnitt (insbesondere der vorstehend geschilderten Art) in Abhängigkeit eines detektierten Entkuppelwunsches betätigbar ist. Liegt dieser Wunsch vor, kann es schließen und somit die Verbindung ermöglichen. Andernfalls kann das Schaltelement geöffnet sein und die Verbindung trennen. Bei diesem Schaltelement kann es sich insbesondere um das vorstehend erläuterte Schaltelement handeln, das in Abhängigkeit eines gespeicherten Kupplungszustandes betätigbar ist.
  • Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die elektrische Anordnung bevorzugt eines jeden Schienenfahrzeugs wenigstens ein Relais (Kupplungsspeicherrelais) umfasst. Dieses kann vorzugsweise seinen Zustand in Abhängigkeit davon ändern, ob ein gekuppelter Zustand gespeichert ist bzw. werden soll oder nicht. Diese Zustandsänderung kann durch Anlegen unterschiedlicher Spannungen erreicht werden und insbesondere dem gezielten Spannungsfrei-Schalten oder dem Anlegen einer Spannung mit einem Mindestwert. Diese Spannungswechsel können durch wenigstens eine Schalteranordnung erreicht werden, die nach Maßgabe von Betriebs- und/oder Systemzuständen des Schienenfahrzeugs und/oder der elektrischen Anordnung betätigbar ist. Grundsätzlich, nicht nur in Bezug auf die hier beschriebene Ausführungsform und nicht nur bezogen auf die Speicherung des Kupplungszustandes, wird es bevorzugt, dass zur Speicherung des jeweiligen Zustands eine durch Hardware realisierte digitale Speichereinrichtung verwendet wird. Der Zustand wird daher nicht lediglich durch Software gespeichert. Außer Speicherrelais kommen andere elektrische, elektromechanische und/oder elektronische Einrichtungen infrage, wie zum Beispiel bistabile Kippstufen, oder als Hardware programmierbare Einrichtungen wie FPGAs oder andere Anordnungen oder Einrichtungen mit programmierbaren logischen Gattern. Hardware-Lösungen haben den Vorteil, dass ein gewünschtes Sicherheitslevel einfacher herzustellen ist und nicht wie bei der Aktualisierung von Software erneut eine Zulassung beantragt werden muss bzw. eine Zertifizierung stattfinden muss. Es ist hervorzuheben, dass der Kuppelzustand vorzugsweise mit der Aktivierung einer Kabine im Zug automatisch ermittelt wird, ohne dass eine manuelle Einrichtung oder Konfiguration notwendig ist. Weiterhin wird der Kuppelzustand vorzugsweise auch beim Stärken (hinzufügen von Zugteilen) oder Schwächen (Entkuppeln an der automatischen Kupplung und Entfernen von Zugteilen) des Zuges automatisch gepflegt, ohne dass es gesonderter Maßnahmen bedarf, um die Überwachung zu rekonfigurieren.
  • Beispielsweise kann eine Schalteranordnung dann das Kupplungsspeicherrelais spannungsführend schalten, wenn wenigstens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:
    • ein eigenes Führerpult ist inaktiv (und bevorzugt zusätzlich),
    • es liegt kein Stillstand vor oder kein Entkuppelwunsch (und bevorzugt zusätzlich),
    • es ist aktuell ein Kupplungszustand gespeichert.
  • In umgekehrter Weise kann das Kupplungsspeicherrelais spannungsfrei geschaltet werden, wenn ein eigenes Führerpult aktiv ist oder ein Stillstand und zusätzlich ein Entkuppelwunsch vorliegt oder aktuell kein eingekuppelter Zustand gespeichert ist.
  • Zusätzlich oder alternativ zu dieser Schalteranordnung kann eine weitere Schalteranordnung vorgesehen sein, mittels derer das bevorzugt selbe Kupplungsspeicherrelais ebenfalls betriebszustandsabhängig spannungsführend oder spannungsfrei geschaltet werden kann. Diese Schalteranordnung kann zu der vorstehend genannten Schalteranordnung bevorzugt parallelgeschaltet sein. Somit kann es ausreichend sein, wenn lediglich eine der Schalteranordnungen stromleitend ist, um das Kupplungsspeicherrelais zu bestromen. Andererseits sind bevorzugt beide Schalteranordnungen in einen nichtstromführenden Zustand zu versetzen, um auch das Kupplungsspeicherrelais nicht zu bestromen.
  • Diese weitere Schalteranordnung kann dann stromleitend sein, wenn ein Führerpult in einem der gekuppelten Schienenfahrzeuge aktiv ist und entweder ein elektrisches Kuppeln oder ein mechanisches Kuppeln registriert wird. Ein nichtstromleitender Zustand ist dann erreichbar, wenn entweder kein aktives Führerpult innerhalb des Zuges vorliegt oder sowohl keine elektrische Kupplung als auch keine mechanische Kupplung festgestellt wird. Diese Schalteranordnung ermöglicht insbesondere eine automatische Rekonfiguration der elektrischen Anordnung und/oder des Kupplungsspeicherrelais. Wird an ein aktuell nichtgekuppeltes Schienenfahrzeug ein weiteres angekuppelt, kann diese Schalteranordnung aufgrund des Ankuppelns eines aktiven Schienenfahrzeugs sowie des dann festgestellten elektrischen und/oder mechanischen Kuppelns in einen stromführenden Zustand versetzt werden und kann daraufhin das Kupplungsspeicherrelais bestromt werden und somit seinen Zustand ändern. Insbesondere kann es dann einen gekuppelten Zustand anzeigen. Daraufhin kann, sofern vorher geschlossen, eine etwaige Verbindung zwischen den Hauptleitern insbesondere über ein nach Maßgabe des gespeicherten Kupplungszustandes betätigbares Schaltelement geöffnet werden.
  • Andererseits kann dann, wenn ein unerwarteter Zugabriss und somit Zugintegritätsverlust bei gespeichertem gekuppelten Zustand erfolgt, das Kupplungsspeicherrelais allgemein weiter aktiv sein und insbesondere bestromt werden. Dies kann dadurch erfolgen, dass die vorstehend erläuterte erste Schalteranordnung aufgrund des dann nicht vorliegenden Entkuppelwunsches und des nach wie vor als gekuppelt gespeicherten Zustandes stromleitend ist. Die optionale weitere Schalteranordnung kann aufgrund des Kupplungsverlustes hingegen öffnen, was jedoch bei der bevorzugten Parallelschaltung keinen Einfluss auf die an dem Kupplungsspeicherrelais anliegende Spannung hat. Da das Kupplungsspeicherrelais also bei einem Zugabriss auf diese Weise weiter aktiv gehalten wird, wird dann bevorzugt auch die Verbindung zwischen den Hauptleitern in diesem Schienenfahrzeug nicht geschlossen. Insbesondere kann das vorstehend erläuterte und nach Maßgabe des gespeicherten Kupplungszustandes betätigbare Schaltelement in dieser Verbindung/diesem Leiterabschnitt aufgrund der nach wie vor vorliegenden Speicherung geöffnet bleiben. Dies führt allerdings zu einem Spannungsabfall in dem rückführenden Hauptleiter, was als Zugintegritätsverlust detektierbar ist.
  • Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Spannungsversorgung insbesondere im Rahmen eines Funktionstests oder als ein Funktionstest gezielt unterbrechbar ist und wenigstens eine elektrische Größe des Überwachungsstromkreises daraufhin erfasst wird. Auf Basis dieser Größe wird vorzugsweise die Funktionsfähigkeit des Überwachungsstromkreises ermittelt. Insbesondere kann es sich bei dieser Größe um eine an dem Überwachungsstromkreis anliegende Spannung und/oder einen hiervon geführten Strom handeln. Insbesondere dann, wenn detektiert wird, dass diese elektrische Größe unzulässig hohe Werte annimmt, obwohl die Spannungsversorgung unterbrochen ist, kann darauf geschlossen werden, dass es zu einer unerwünschten Fremdeinspeisung in den Überwachungsstromkreis kommt. Dies kann bedeuten, dass infolge einer Zugintegrität entstehende Spannungsabfälle durch die Fremdeinspeisung zumindest teilweise kompensiert werden. Folglich kann ein Zugintegritätsverlust unter Umständen nicht mehr zuverlässig erfassbar sein.
  • Das vorstehend geschilderte Unterbrechen der Spannungsversorgung kann im Rahmen eines gesonderten Testverfahrens durchführbar sein. Dieses kann manuell (z.B. per Betätigung eines Schalters im Führerstand) oder automatisch und beispielsweise in regelmäßigen Abständen durchgeführt werden. Bei korrekter Funktionsweise des Überwachungsstromkreises müsste infolge der unterbrochenen Spannungsversorgung ein Verlust der Zugintegrität angezeigt werden.
  • Wie bereits erwähnt, sind die hierin offenbarten Lösungen auf Basis eines Überwachungsstromkreises (oder der elektrischen Größe des wenigstens einen Hauptleiters in einem der Schienenfahrzeuge) bevorzugt zusätzlich zu anderweitigen Ansätzen der Zugintegritätsüberwachung vorgesehen und/oder redundant hierzu. Folglich sieht eine Weiterbildung vor, dass die Zugintegrität mittels wenigstens eines weiteren Systems überwacht wird und die Zugintegrität auf Basis von sowohl mit dem weiteren System als auch mit der elektrischen Anordnung gewonnenen Überwachungsergebnissen ermittelt wird.
  • Insbesondere kann dann, wenn eines dieser Überwachungsergebnisse einen Zugintegritätsverlust anzeigt, insgesamt die Zugintegrität als nicht vorhanden bewertet werden. Auf diese Weise wird die Wahrscheinlichkeit von ausbleibenden Erkennungen eines Zugintegritätsverlustes verringert. Weisen beispielsweise die überwachenden Systeme jeweils ein Sicherheits-Integritätslevel von 2 auf, kann sich in der Summe ein Sicherheits-Integritätslevel von 4 ergeben, was vorliegend bevorzugt wird.
  • Die Erfindung betrifft außerdem ein System zum Überwachen der Zugintegrität für einen Zug mit mehreren aneinander gekuppelten oder aneinander kuppelbaren Schienenfahrzeugen, wobei das System aufweist:
    • eine erste elektrische Anordnung, die in einem ersten Schienenfahrzeug anordenbar oder angeordnet ist;
    • eine zweite elektrische Anordnung, die in einem zweiten Schienenfahrzeug anordenbar oder angeordnet ist;
    wobei die erste und zweite elektrische Anordnung jeweils wenigstens einen Hauptleiter umfassen;
    wobei zumindest die erste elektrische Anordnung an eine Spannungsversorgung anschließbar ist und mit einem Hauptleiter der zweiten Anordnung verbindbar ist;
    wobei das System eingerichtet ist, einen Zugintegritätszustand des Zuges in Abhängigkeit einer elektrischen Größe von wenigstens einem der Hauptleiter (bevorzugt im miteinander verbundenen Zustand der Hauptleiter und ferner bevorzugt von einem Hauptleiter der zweiten Anordnung) zu ermitteln.
  • Die Erfindung betrifft auch ein System zum Überwachen der Zugintegrität für einen Zug mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen, wobei das System aufweist:
    • eine erste elektrische Anordnung, die in einem ersten Schienenfahrzeug anordenbar oder angeordnet ist;
    • eine zweite elektrische Anordnung, die in einem zweiten Schienenfahrzeug anordenbar oder angeordnet ist;
    wobei die erste und zweite elektrische Anordnung jeweils einen speisenden Hauptleiter und einen rückführenden Hauptleiter umfassen und die jeweiligen speisenden Hauptleiter und die jeweiligen rückführenden Hauptleiter der Anordnungen miteinander verbunden oder verbindbar sind;
    wobei ein Überwachungsstromkreis herstellbar ist durch Anschließen zumindest der ersten elektrischen Anordnung an eine Spannungsversorgung und durch elektrisch leitendes Verbinden, innerhalb der zweiten Anordnung, des dortigen speisenden Hauptleiters und des dortigen rückführenden Hauptleiters;
    wobei das System eingerichtet ist, einen Zugintegritätszustand (z.B. eine vorliegende oder fehlende Zugintegrität) des Zuges in Abhängigkeit einer elektrischen Größe des Überwachungsstromkreises und insbesondere eines rückführenden Hauptleiters von wenigstens einem der Schienenfahrzeuge zu ermitteln.
  • Allgemein kann das System dazu eingerichtet sein, ein Verfahren gemäß jeglichen der hierin offenbarten Varianten auszuführen. Hierfür kann es sämtliche weiteren Einheiten, Bauteile, Schaltelemente und Leitungen aufweisen, die vorstehend im Kontext des Verfahrens erläutert wurden und/oder die erforderlich sind, um die hierin geschilderten Schritte und/oder Effekte des Verfahrens bereitzustellen. Sämtliche Erläuterungen zu und Weiterbildungen von Merkmalen des Verfahrens können auf die gleichlautenden Systemmerkmale ebenso zutreffen bzw. bei diesen vorgesehen sein.
  • Allgemein können die miteinander gekuppelten Schienenfahrzeuge elektrische Anordnungen vergleichbarer und insbesondere identischer Art umfassen. Die Identität kann sich dabei auf die hierin offenbarten Elemente, Einheiten, Schalteranordnungen, Leiterführungen und -verbindungen, Funktionen und dergleichen beziehen. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass derartige Einheiten oder die Anordnungen insgesamt identisch in den Schienenfahrzeugen angeordnet bzw. positioniert sind. Anders ausgedrückt kann die Identität insbesondere die Art der verwendeten Komponenten und/oder den Hardware-Aufbau der Anordnung und/oder die hiermit erzielbaren Funktionalitäten oder Betriebszustände betreffen und/oder darauf beschränkt sein.
  • Auf diese Weise ist gewährleistet, dass auch bei beliebigen Zusammenstellungen eines Zuges mit Schienenfahrzeugen in beliebiger Reihenfolge ein Überwachungsstromkreis der hierin geschilderten Art und mit den hierin geschilderten Eigenschaften bereitstellbar ist. Vorteilhaft sind in diesem Zusammenhang insbesondere die vorstehend erläuterten Möglichkeiten zum Herstellen einer automatischen Rekonfigurierbarkeit eines Kupplungsspeicherrelais bei Herstellen einer Kupplung und/oder das nur selektive Herstellen und insbesondere automatische Herstellen der Verbindung der beiden Hauptleiter insbesondere nur in einem der Schienenfahrzeuge mittels jeglicher der hierin geschilderten Schaltelemente.
  • Ebenso richtet sich die Erfindung auf einen Zug mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen, wobei dieser Zug ein System nach jeglichem hierin offenbarten Aspekt aufweist.
  • Die folgenden Ausgestaltungen können optional eines der Merkmale oder eine beliebige Kombination der Merkmale aufweisen, die zuvor beschrieben wurden und/oder die später in der Beschreibung der Figuren beschrieben werden.
  • Diese Ausgestaltungen beziehen sich auf Züge, die jeweils eine Mehrzahl von Zugteilen (im Folgenden auch als Schienenfahrzeuge bezeichnet) aufweisen. Die Zugteile sind jeweils über eine automatische Kupplung miteinander gekuppelt. Dies schließt nicht aus, dass innerhalb zumindest eines Zugteils Wagen oder andere Schienenfahrzeuge über eine nicht automatische Kupplung miteinander gekoppelt sind.
  • Da jeweils zwei Zugteile automatisch miteinander gekuppelt oder gekuppelte Zugteile automatisch voneinander abgekuppelt werden, um eine Zugkonfiguration herzustellen oder zu verändern, wird vorgeschlagen, die für die Zugintegritätsüberwachung genutzten Einrichtungen automatisch dann zu konfigurieren, wenn eine Zugkonfiguration vorgenommen wurde. Spätestens mit Aktivierung des Führerpultes durch den Triebfahrzeugführer, ggfs. inklusive Bestätigung der Zugkonfiguration durch den Triebfahrzeugführer, bevor der Zug nach dem Start sich das erste Mal in Bewegung setzt, muss die Konfiguration der Zugintegritätsüberwachung abgeschlossen sein, da ja gerade während der Fahrt die Vollständigkeit des Zuges überwacht werden soll. Ein ruhendes Fahrzeug kann nicht auseinandergerissen werden, da keine ausreichende Kräfte wirken. Insbesondere wird vorgeschlagen: Ein Verfahren zum Konfigurieren einer Anordnung zur Überwachung einer Zugintegrität eines Zuges mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen, wobei die Schienenfahrzeuge jeweils über automatische Kupplungen miteinander kuppelbar und/oder entkuppelbar sind, wobei die Schienenfahrzeuge jeweils eine elektrische Anordnung mit wenigstens einem Hauptleiter umfassen, und die Hauptleiter miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
    wobei nach einer Betätigung zumindest einer der automatischen Kupplungen zur Herstellung oder Lösung einer Verbindung zwischen zwei Schienenfahrzeugen, automatisch von jeweils einer Ermittlungseinrichtung in jedem der beiden Schienenfahrzeuge ein Schienenfahrzeug-Zustand des Schienenfahrzeugs ermittelt wird und eine entsprechende Zustands-Information erhalten/hergestellt wird, wobei der Schienenfahrzeug-Zustand bestimmt ist
    • zumindest durch einen durch die Betätigung der zumindest einen der automatischen Kupplungen entstandenen Kupplungs-Zustand
    • und optional, bei einer anderen Ausgestaltung, auch durch einen bezüglich des Führens des gesamten Zuges passiven oder aktiven Zustand eines Führerstandes in dem Schienenfahrzeug,
    wobei gemäß einer für jedes Schienenfahrzeug des Zuges vorgegebenen Zuordnung zwischen
    • dem Schienenfahrzeug-Zustand und
    • der Aktivierung oder Nicht-Aktivierung einer elektrischen Versorgung des Hauptleiters oder eines der Hauptleiter und/oder
      • der Aktivierung oder Nicht-Aktivierung einer Hauptleiter-Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines elektrischen Zustandes des Hauptleiters oder eines der Hauptleiter und/oder
      • der Aktivierung und/oder nicht-Aktivierung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Hauptleitern,
    unter Berücksichtigung der Zustands-Information gemäß der vorgegebenen Zuordnung die elektrische Versorgung des Hauptleiters oder eines der Hauptleiter in dem jeweiligen Schienenfahrzeug aktiviert wird oder nicht aktiviert wird und/oder
    die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung aktiviert wird oder nicht aktiviert wird und/oder die elektrische Verbindung zwischen den zwei Hauptleiter in dem jeweiligen Schienenfahrzeug aktiviert wird oder nicht aktiviert wird. In Bezug auf die elektrische Versorgung und die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung bedeutet die Aktivierung, dass der aktivierte Zustand beibehalten wird oder hergestellt wird. In Bezug auf die Nicht-Aktivierung bedeutet dies, dass der nicht aktivierte Zustand beibehalten wird oder hergestellt wird. In Bezug auf die elektrische Verbindung der zwei Hauptleiter bedeutet die Aktivierung, dass die elektrische Verbindung hergestellt wird oder bestehen bleibt. Die Nicht-Aktivierung bedeutet dagegen, dass die nicht bestehende elektrische Verbindung getrennt bleibt oder die bestehende elektrische Verbindung getrennt wird.
  • Wie bereits erwähnt, gibt es in Bezug auf die Anzahl der Hauptleiter zwei Ausgestaltungen der elektrischen Anordnung des Schienenfahrzeugs hinsichtlich der Überwachung der Zugintegrität. Entweder erstreckt sich ein eigenständig für die Überwachung genutzter Hauptleiter durch sämtliche Schienenfahrzeuge des Zuges, die mittels zumindest einer automatischen Kupplung mit einem weiteren Schienenfahrzeug gekuppelt werden können. Alternativ erstreckt sich mehr als ein Hauptleiter durch diese Schienenfahrzeuge des Zuges, insbesondere zwei Hauptleiter, wobei sich auch mehr als zwei Hauptleiter durch diese Schienenfahrzeuge des Zuges erstrecken können. Diese Hauptleiter werden so für die Überwachung der Zugintegrität genutzt, während die zwei Hauptleiter eine einzige elektrische Verbindung im gesamten Zug aufweisen bzw. die mehr als zwei Hauptleiter aufgrund einer einzigen elektrischen Verbindung im gesamten Zug jeweils zwischen zwei der Hauptleiter eine sich mehrfach durch den Zug erstreckende Hauptleiter-Kette bilden.
  • Wenn sich lediglich ein Hauptleiter zur Überwachung der Zugintegrität durch die mittels zumindest einer automatischen Kupplung mit einem weiteren Schienenfahrzeug gekuppelten Zugteile (Schienenfahrzeuge) erstreckt (oder wenn ein Hauptleiter eigenständig ohne Nutzung weiterer Hauptleiter für die Überwachung der Zugintegrität genutzt wird), dann ist der Hauptleiter an dem einen Ende des Zuges an die elektrische Versorgung anzuschließen und an dem anderen Ende des Zuges ist der elektrische Zustand des Hauptleiter zu erfassen. Unter einem Ende des Zuges wird hier und im Folgenden verstanden, dass sich das Ende in dem letzten oder ersten Schienenfahrzeug befindet, d.h. an diesem Ende des Zuges ist kein weiteres Fahrzeug an der (automatischen) Kupplung angekuppelt und bildet eine weitere Verlängerung des Hauptleiters über diese Kupplung hinaus. Mit dem Schienenfahrzeug am Ende des Zuges kann aber noch zum Beispiel ein Wagen oder eine Lokomotive manuell gekoppelt sein/werden, welche(r) jedoch nicht im Bezug auf die Zugvollständigkeit relevant ist, da diese keinen Hauptleiter weiterführen.
  • In manchen Fällen kann bei einem Hauptleiter unabhängig von der Anzahl der Zugteile des Zuges immer ein bestimmter Zugteil vorhanden sein, wie zum Beispiel eine Lokomotive, und kann in diesem Zugteil immer die elektrische Versorgung des Hauptleiters oder die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung aktiviert sein. Da dieser Zugteil immer vorhanden ist, ist es nicht erforderlich, nach Ankuppeln oder Abkuppeln eines anderen Zugteils den Aktivierungszustand dieser immer aktivierten Einrichtung zu prüfen oder zu ändern. Diese (in dieser Ausgestaltung) immer aktivierte Einrichtung ist daher auch nicht von der vorgegebenen Zuordnung abhängig, sodass die vorgegebene Zuordnung auch nicht diese immer aktivierte Einrichtung betrifft. Wie auch bei mehreren Hauptleitern gibt es aber auch Ausgestaltungen, bei denen kein Zugteil bei jeder Anzahl von einander automatisch gekuppelten Zugteile immer die aktive elektrische Versorgung oder die aktive Hauptleiter-Erfassungseinrichtung aufweist.
  • Wenn dagegen zum Beispiel genau zwei Hauptleiter sich parallel durch diese automatisch miteinander gekuppelten Zugteile erstrecken, sind diese Hauptleiter an dem einen Ende des Zuges elektrisch miteinander zu verbinden oder sind dauerhaft elektrisch miteinander verbunden und ist einer der Hauptleiter an dem entgegengesetzten Ende des Zuges an die elektrische Versorgung anzuschließen oder dauerhaft daran angeschlossen. In diesem Fall kann die Erfassung des elektrischen Zustandes des anderen Hauptleiters grundsätzlich an jeder Stelle des anderen Hauptleiters stattfinden, da dadurch die Integrität der elektrischen Verbindung des einen Hauptleiters ermittelbar ist. Es wird jedoch bevorzugt, dass der elektrische Zustand des anderen Hauptleiters an demselben Ende des Zuges erfasst wird, an dem auch die elektrische Versorgung stattfindet.
  • Auch in dem Fall von mehr als zwei Hauptleitern, die für die Überwachung der Zugintegrität genutzt werden, kann optional ein Schienenfahrzeug immer vorhanden sein und können sich in diesem Schienenfahrzeug z. B. immer die aktivierte elektrische Versorgung der Hauptleiter und die aktivierte Hauptleiter-Erfassungseinrichtung befinden. Im Fall von mehr als zwei Hauptleitern kann sich dort auch eine elektrische Verbindung zwischen zwei der Hauptleiter befinden. Alternativ kann sich in diesem Schienenfahrzeug immer die elektrische Verbindung zwischen den zwei Hauptleitern oder zwischen zwei der mehreren Hauptleiter befinden, aber nicht die elektrische Versorgung der Hauptleiter und zum Beispiel auch nicht die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung.
  • Bezüglich der vorgegebenen Zuordnung kann in beiden Fällen, einem eigenständig (ohne weitere Hauptleiter) für die Überwachung der Zugintegrität genutzten Hauptleiter und mehr als einem Hauptleiter, der Schienenfahrzeug-Zustand lediglich von dem Kupplungs-Zustand abhängen oder zusätzlich auch von dem aktiven oder passiven Führerstand in dem Schienenfahrzeug abhängen. Wenn allerdings an beiden Enden eines Zuges Zugteile (d. h. Schienenfahrzeuge) über automatische Kupplungen angekuppelt und abgekuppelt werden können, dann wird es bevorzugt, dass der Schienenfahrzeug-Zustand auch von dem aktiven oder passiven Zustand des Führerstandes in dem jeweiligen Schienenfahrzeug abhängt und dass diese Information auch von der vorgegebenen Zuordnung berücksichtigt wird. Auch wenn nur an einem Ende des Zuges Schienenfahrzeuge angekuppelt und abgekuppelt werden können, kann der Schienenfahrzeug-Zustand auch von dem aktiven oder passiven Zustand des Führerstandes in dem jeweiligen Schienenfahrzeug abhängen. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn ein Zug sowohl in eine Richtung als auch die entgegengesetzte Richtung fahren kann und abhängig davon ein Führerstand an dem einen Ende des Zuges oder dem anderen Ende des Zuges aktiv ist. Allerdings ist es auch in diesem Fall möglich, dass die Aktivierung oder Nicht-Aktivierung der jeweiligen Einrichtung oder Einrichtungen unabhängig von der Frage ist, welcher von mehreren Führerständen in dem Zug aktiv ist. Insbesondere hängen der Schienenfahrzeug-Zustand und die vorgegebene Zuordnung nicht von der Frage ab, ob ein Führerstand in dem jeweiligen Schienenfahrzeug aktiv oder passiv ist, wenn nur ein Führerstand in dem Schienenfahrzeug vorhanden ist. Dies ist der triviale Fall. Aber auch wenn mehr als ein Führerstand in dem Zug vorhanden ist und nur an einem Ende des Zuges Schienenfahrzeuge angekuppelt oder abgekuppelt werden können, kann es sinnvoll sein, den Schienenfahrzeug-Zustand unabhängig von einem aktiven oder passiven Führerstand zu ermitteln und die vorgegebene Zuordnung entsprechend auszugestalten. Zum Beispiel kann dann eine Aktivierung oder Nicht-Aktivierung zumindest einer der drei genannten Einrichtungen an dem Ende des Zuges, an dem Schienenfahrzeuge automatisch angekuppelt werden können, aus dem Kupplungs-Zustand an beiden Enden des Schienenfahrzeugs oder aus dem Kupplungs-Zustand an einem eindeutig am Ende des Zuges liegenden Ende des Schienenfahrzeugs ermittelt werden. Auch diese Information über den Kupplungs-Zustand bedeutet eindeutig, dass sich das Schienenfahrzeug am Ende des Bezuges oder nicht am Ende des Zuges befindet.
  • Die genannte vorgegebene Zuordnung berücksichtigt in jedem Fall die jeweilige Ausgestaltung bezüglich der Anzahl der Hauptleiter und berücksichtigt im Fall von mehr als einem Hauptleiter optional eine Vorgabe bezüglich des Ortes der Erfassung des elektrischen Zustandes.
  • Außerdem berücksichtigt die genannte vorgegebene Zuordnung den Schienenfahrzeug-Zustand (je nach Ausgestaltung bestimmt durch den Kupplungs-Zustand und optional auch bestimmt durch den passiven oder aktiven Zustand des Führerstandes in dem Schienenfahrzeug) und ordnet dem Schienenfahrzeug-Zustand je nach Ausgestaltung die Aktivierung oder Nicht-Aktivierung einer, zweier oder aller drei der zuvor genannten Einrichtungen (elektrische Versorgung des Hauptleiters, Hauptleiter-Erfassungseinrichtung und elektrische Verbindung zwischen zwei Hauptleitern) zu. Wie noch näher ausgeführt wird, kann die vorgegebene Zuordnung für den Schienenfahrzeug-Zustand jeweils an beiden Enden eines Schienenfahrzeugs definiert sein. In diesem Fall kann dem Schienenfahrzeug-Zustand an dem jeweiligen Ende je nach Ausgestaltung die Aktivierung oder Nicht-Aktivierung einer, zweier oder aller drei der zuvor genannten Einrichtungen zugeordnet sein.
  • Wenn nun über zumindest eine automatische Kupplung ein gekuppelter Zustand zwischen zwei Schienenfahrzeugen hergestellt oder gelöst wird, ist zumindest diese Änderung des Kupplungs-Zustandes in jedem dieser beiden Schienenfahrzeuge zu ermitteln. Wenn infolge der Änderung des Kupplungs-Zustandes auch ein anderer Führerstand in dem Zug als zuvor aktiviert wird, kann dies je nach Ausgestaltung auch ermittelt werden, gegebenenfalls auch in einem solchen Schienenfahrzeug des Zuges, das an dem Kupplungsvorgang nicht beteiligt ist. Die Änderung der Zugkonfiguration durch automatisches Ankuppeln oder automatisches Abkuppeln eines Schienenfahrzeugs führt daher je nach Ausgestaltung dazu, dass in jedem Schienenfahrzeug des neu konfigurierten Zuges ermittelt wird, ob ein Führerstand des Schienenfahrzeugs aktiv ist oder passiv ist. Diese Ermittlung kann auch dadurch ausgeführt werden, dass wie bevorzugt eine Information über den aktiven bzw. nicht aktiven Zustand des Führerstandes in dem jeweiligen Schienenfahrzeug gespeichert ist und sich dieser nicht ändert. Zum Beispiel kann vor der Zusammenstellung eines Zuges mittels automatischer Kupplung einer Mehrzahl von Schienenfahrzeugen in jedem der Schienenfahrzeuge gespeichert sein, dass der Führerstand nicht aktiv ist. Wenn der Zug dann zusammengestellt ist kann automatisch ermittelt oder manuell vorgegeben werden, welcher Führerstand in dem Zug aktiviert wird. Dann muss die gespeicherte Information lediglich in demjenigen Schienenfahrzeug, in dem sich der aktivierte oder zu aktivierende Führerstand befindet, in "Führerstand aktiv" geändert werden. Grundsätzlich kommt für die Feststellung, ob ein Führerstand aktiv oder passiv ist, der Empfang eines von einer Person erzeugten Signals infrage und/oder die automatische Feststellung anhand eines Betriebs des Führerstandes. Zum Beispiel kann ein Fahrzeugführer einen Führerstand aktivieren, indem ein Schlüssel in ein Schloss am Führerstand eingeführt wird und um eine Drehachse in die Stellung "Führerstand Ein" gedreht wird. Auch kontaktlos verwendbare Schlüssel können zum Einschalten des Führerstandes genutzt werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Betrieb des Führerstandes automatisch festgestellt werden, zum Beispiel wenn Teile des Führerstandes vom Fahrzeugführer genutzt werden, wie zum Beispiel eine Steuerung zum Aufrüsten eines Schienenfahrzeugs.
  • Optional kann außerdem in zumindest einem der Schienenfahrzeuge und in diesem Fall vorzugsweise aber in allen der Schienenfahrzeuge eines Zuges für beide Enden des Schienenfahrzeugs ermittelt werden, ob das Ende des Schienenfahrzeugs über zumindest eine automatische Kupplung mit einem anderen Schienenfahrzeug gekuppelt ist und/oder ob das Ende des Schienenfahrzeugs einen aktiven oder nicht aktiven Führerstand aufweist. Zum Beispiel wenn an beiden Enden eines Schienenfahrzeugs eine Verbindung eines Hauptleiters zu der elektrischen Versorgung (oder zu der Hauptleiter-Erfassungseinrichtung) hergestellt werden kann, ist diese Feststellung sinnvoll und kann dann gemäß der vorgegebenen Zuordnung die Verbindung zu der elektrischen Versorgung hergestellt werden oder nicht hergestellt werden (oder die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung aktiviert werden). Dabei kann das Ergebnis der vorgegebenen Zuordnung optional auch davon abhängen, welcher Führerstand in dem Schienenfahrzeug aktiv ist oder ob beide Führerstände in dem Schienenfahrzeug passiv sind. Generell gilt, dass in aller Regel nur ein Führerstand in einem Zug aktiv sein darf.
  • Die Information über den Kupplungs-Zustand wird vorzugsweise in dem Schienenfahrzeug gespeichert. Dies hat den Vorteil, dass die gespeicherte Information zur Konfiguration der Anordnung zur Prüfung der Zugintegrität jederzeit genutzt werden kann. Ferner muss die Information nicht wiederholt neu ermittelt werden, auch wenn eine gelegentliche Überprüfung bevorzugt wird. Zusätzlich kann eine Information über den passiven oder aktiven Zustand des Führerstandes in dem jeweiligen Schienenfahrzeug gespeichert werden, optional separat für jedes Ende des Schienenfahrzeugs. Auch dies hat den Vorteil, dass die gespeicherte Information auf einfache Weise zur Konfiguration der Anordnung genutzt werden kann. Insbesondere die Speicherung der Information über den Kupplungs-Zustand hat während des Betriebes des Zuges noch den Vorteil, dass ein unbeabsichtigter Abriss der Verbindung zwischen zwei Zugteilen nicht fälschlicherweise als beabsichtigtes Entkuppeln aufgefasst wird. Insbesondere kann daher die Durchführung der Konfiguration der Einrichtungen des Zuges, die der Überwachung der Zugintegrität dienen, davon abhängen, dass ein Signal empfangen wird, welches den Wunsch zur Konfiguration oder zumindest die Möglichkeit zur Konfiguration anzeigt. Das Signal kann manuell zum Beispiel von einem Fahrzeugführer innerhalb des Zuges oder von einer Leitstelle außerhalb des Zuges erzeugt werden oder es kann automatisch erzeugt werden. Zum Beispiel kann es für die automatische Erzeugung des Signals erforderlich sein, dass der Zug stillsteht. Das automatisch erzeugte Signal kann aber noch von weiteren Bedingungen abhängen, wie zum Beispiel dem vorgegebenen Ablauf eines Prozesses beim automatischen Entkuppeln zweier Schienenfahrzeuge.
  • Nach Ermittlung der jeweiligen Information über den Kupplungs-Zustand bzw. optional über den aktiven oder passiven Führerstand kann diese Information in einer Speichereinrichtung des Schienenfahrzeugs gespeichert werden. Wie an anderer Stelle in dieser Beschreibung in Bezug auf konkrete Ausgestaltungen beschrieben, wird die Verwendung von Hardware-Speichereinrichtungen bevorzugt.
  • Insbesondere kann die Speichereinrichtung den Zustand in der Weise speichern, dass eine elektrische Verbindung zwischen zwei Anschlusskontakten je nach Zustand entweder hergestellt oder getrennt ist. Dies ist zum Beispiel bei den an anderer Stelle in dieser Beschreibung erwähnten Speicherrelais der Fall. Auch andere Hardware-Speichereinrichtungen können so verwendet werden, dass abhängig von ihrem Speicherzustand eine elektrische Verbindung entweder hergestellt oder getrennt ist. Die von dem jeweiligen Zustand abhängige Konfiguration der Anordnung zur Prüfung der Zugintegrität kann daher vorgenommen werden, indem die elektrische Verbindung zwischen den zwei Anschlusskontakten oder die elektrische Trennung der zwei Anschlusskontakte die Konfiguration herbeiführt oder dazu beiträgt. Insbesondere kann eine Speichereinrichtung oder können zwei oder mehrere Speichereinrichtungen vorgesehen sein (wie zum Beispiel die Speichereinrichtung zur Speicherung der Information über den Kupplungs-Zustand und die Speichereinrichtung zur Speicherung der Information über den aktiven oder passiven Zustand des Führerstandes) und kann dementsprechend eine elektrische Verbindung zwischen einem ersten und einem zweiten Anschlusskontakt sowie eine elektrische Verbindung zwischen einem dritten und einem vierten Anschlusskontakt jeweils hergestellt oder getrennt sein. Dabei ist der zweite Anschlusskontakt dauerhaft mit dem dritten Anschlusskontakt elektrisch verbunden. Die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlusskontakt und dem vierten Anschlusskontakt ist daher nur vorhanden, wenn die Zustände beider Speichereinrichtungen entsprechend sind und daher sowohl die elektrische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Anschlusskontakt (gemäß dem Zustand der ersten Speichereinrichtung) hergestellt ist als auch die elektrische Verbindung zwischen dem dritten und vierten Anschlusskontakt (gemäß dem Zustand der zweiten Speichereinrichtung) hergestellt ist. Ändert sich auch nur der Zustand einer der beiden Speichereinrichtungen, ist die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Anschlusskontakt und dem vierten Anschlusskontakt nicht hergestellt.
  • Die jeweilige elektrische Verbindung zwischen den Anschlusskontakten kann unmittelbar zur Aktivierung oder Nicht-Aktivierung zumindest einer der genannten drei Einrichtungen führen. Insbesondere im Fall der elektrischen Verbindung zwischen zwei Hauptleitern ist dies offensichtlich. Die elektrische Verbindung zwischen den zwei Anschlusskontakten kann Teil der elektrischen Verbindung zwischen den zwei Hauptleitern sein. Entsprechendes gilt für die elektrische Versorgung des Hauptleiters. Aber auch bei Aktivierung der Hauptleiter-Erfassungseinrichtung kann die elektrische Verbindung zwischen den Anschlusskontakten als elektrische Leitung genutzt werden, die für den Betrieb selbst genutzt wird, wie zum Beispiel eine Stromversorgung der Hauptleiter-Erfassungseinrichtung.
  • Die Tatsache, dass sich in jedem der über zumindest eine automatische Kupplung mit einem anderen Schienenfahrzeug des Zuges gekuppelten Schienenfahrzeug zumindest eine Ermittlungseinrichtung befindet, die den Kupplungs-Zustand ermittelt und die optional auch den aktiven oder passiven Zustand des Führerstandes ermittelt, hat den Vorteil, dass vor Ort in jedem der Schienenfahrzeuge automatisch und auf zuverlässige Weise derjenige Teil der Konfiguration der Anordnung zur Überwachung der Zugintegrität ausgeführt werden kann, der vor Ort auszuführen ist. Es bedarf keiner zentralen Steuerung der Konfiguration für den gesamten Zug. Außerdem ist jeder Zugteil austauschbar oder entfernbar. Würde bei einer zentralen Steuerung der Konfiguration das Schienenfahrzeug mit der zentralen Steuerungseinrichtung entfernt, wäre die Funktion nicht mehr gegeben. Alternativ müsste eine zentrale Steuerung mit allen erforderlichen elektrischen Verbindungen zu allen anderen Schienenfahrzeugen des Zuges in allen Schienenfahrzeugen vorhanden sein. Gemäß der Erfindung wird zur Konfiguration der Anordnung zur Überwachung der Zugintegrität in jedem Schienenfahrzeug lediglich die genannte vorgegebene Zuordnung benötigt.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten schematischen Figuren erläutert.
    • Fig. 1
    zeigt eine schematisch stark vereinfachte Darstellung eines Schienenfahrzeugs mit einem System gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
    Fig. 2
    zeigt einen Zug, der aus zu Fig. 1 analogen Schienenfahrzeugen zusammengesetzt ist.
    Fig. 3
    zeigt einen Zug gemäß einer alternativen Ausführungsform.
    Fig. 4
    zweigt eine gegenüber Fig. 1 noch weiter vereinfachte elektrische Schaltungsanordnung zur Überwachung der Zugintegrität.
    Fig. 5
    zeigt zwei Schienenfahrzeuge, die zu einem Zug gekuppelt sind, wobei zwei Hauptleitungen vorgesehen sind.
    Fig. 6
    zeigt zwei Schienenfahrzeuge, die zu einem Zug gekuppelt sind, wobei eine Hauptleitung vorgesehen ist.
  • Anhand der Figuren 1 und 2 werden zunächst Varianten mit einem Überwachungsstromkreis samt speisenden und rückführenden Hauptleitern in jedem Wagen eines Zuges erläutert. Anhand von Figur 3 wird eine alternative Variante mit einer einsträngigen Leitungsanordnung in jedem Wagen eines Zuges und ohne Rückführung zum Ausbilden eines Überwachungsstromkreises erläutert.
  • Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen eines Schienenfahrzeugs in Form eines Wagens 81. Dieser ist Bestandteil eines nachstehend anhand von Figur 2 erläuterten Zuges 1. Insbesondere ist eine elektrische Anordnung 2 gezeigt, mit der eine Zugintegrität überwachbar ist.
  • Der Wagen 81, der in einer Art schematisch freigeschnittenen Draufsicht abgebildet ist, weist eine automatische Kupplung 12 herkömmlicher Bauart auf. Diese umfasst zwei Kupplungselemente 13, die mit korrespondierend ausgebildeten Kupplungselementen 13 eines anderen Schienenfahrzeugs automatisch mechanisch und elektrisch verbindbar bzw. kuppelbar sind. Dies erfolgt unter Herstellung sämtlicher gewünschten Leitungsverbindungen zu dem anderen Schienenfahrzeug, insbesondere unter Herstellung pneumatischer Verbindungen, datenübertragender Verbindungen und elektrischer Verbindungen.
  • An einem gegenüberliegenden Ende weist der Wagen 81 eine herkömmliche Wagenkupplung 10 zu einem benachbarten Wagen 82 auf (siehe nachstehende Figur 2). Im Unterschied zur automatischen Kupplung 12 handelt es sich hierbei um eine im Normalbetrieb dauerhaft aufrechterhaltene und bevorzugt nicht automatisch betätigbare Kupplung. Mittels der Wagenkupplung 10 kann eine Art integrierter oder, mit anderen Worten, zusammenhängender Zugteil 8 aus den Wagen 81, 82 gebildet werden. Dieser Zugteil 8 ist mit einer beliebigen Anzahl weiterer Zugteile kuppelbar, um einen Zug mit einer gewünschten Länge auszubilden.
  • Gezeigt ist auch eine Spannungsversorgung 24. Hierbei kann es sich zum Beispiel um eine herkömmliche Spannungsquelle und insbesondere um eine Wagenbatterie handeln. Ein Pol der Spannungsversorgung 24 ist beispielhaft mit der Fahrzeugmasse 25 verbunden (sh. DC 0V). Von einem anderen Pol der Spannungsversorgung 24 (sh. DC 110V) erstreckt sich ein erster spannungsführender Leiterabschnitt 27. Darauf hinzuweisen ist, dass die Höhe der Spannung auch anders gewählt sein kann. Sie ist derart gewählt, dass die Schaltelemente zuverlässig gesteuert werden können, sie über alle Kupplungen und Verbindungen sicher geführt und trotz Leitungswiderständen sicher über die gesamte Schleife detektiert werden kann.
  • Der Leiterabschnitt 27 ist an einem Einspeisepunkt 28 mit einem ersten Hauptleiter 20 verbunden (speisender Hauptleiter). Der Leiterabschnitt 27 weist eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten elektrischen Schaltelementen 101-103 auf.
  • Das Schaltelement 101 wird geöffnet (d.h. nicht leitend), wenn der Überwachungsstromkreis 4 getestet werden soll, entweder über einen mechanischem Schalter 152 oder über Ansteuerung durch ein TCMS mittels Anschlüssen 207, 208, d.h. wenn ein Test-aktiv Relay 150 aktiviert wurde. Dies wird nachstehend noch erläutert.
  • Ebenso wird das Schaltelement 102 geöffnet, wenn über ein Schaltelement 110 ein gekuppelter Zustand als gespeichert vermerkt ist, d.h. ein nachfolgend erläutertes Kupplungsspeicherrelais 110 aktiv ist, siehe unten.
  • Weiter öffnet das Schaltelement 103 wenn das eigene Führerpult des Wagens 81 als inaktiv gespeichert ist. Da drei Schaltelemente 101-103 in Reihe geschaltet sind, wird wenn kein Test durchgeführt wird, und da die Kuppelstelle 12 des Wagens 81 nicht als gekuppelt gespeichert und das eigene Führerpult aktiv ist (oder das letzte aktive Führerpult war) der zuführende Hauptleiter 20 über den Leiterabschnitt 27 mit Spannung versorgt. Da sich dieser Zustand bevorzugt nur an einer nicht gekuppelten Zugfront mit aktivem oder zuletzt aktivem Führerpult herstellen lässt, ist sichergestellt, dass der Überwachungsstromkreis 4 vorteilhafterweise nur an einem Punkt gespeist wird.
  • Ein weiterer rückführender Hauptleiter 22 ist mit einem Rückführverbindungspunkt 30 verbunden. Auch besteht eine elektrische Verbindung zu einem Zugintegritätsrelais 100, das ferner mit der Masseleitung 25 verbunden ist. Statt eines Relais 100 wäre auch ein andersartig ausgebildetes Schaltelement verwendbar. Führt dieser Hauptleiter 22 eine Spannung (insbesondere oberhalb eines definierten Mindestwertes) schaltet das Zugintegritätsrelais 100 in einen ersten (bevorzugt aktiven) Zustand. Führt der Hauptleiter 22 keine Spannung, schaltet das Zugintegritätsrelais 100 hingegen in einen zweiten (bevorzugt inaktiven) Zustand.
  • Die Hauptleiter 20, 22 erstrecken sich jeweils in die Kupplungsteile 13 der automatischen Kupplung 12 hinein. Bei dem Ankoppeln eines weiteren Wagens mit analog ausgebildeten Kupplungsteilen 13 und Hauptleitern 20, 22 werden die Hauptleiter 20, 22 der gekoppelten Wagen elektrisch leitend miteinander verbunden (siehe auch nachstehende Figur 2). Gleiches gilt für miteinander gekuppelte Wagenkupplungen 10, in die sich die Hauptleiter 20, 22 auch jeweils hinein erstrecken.
  • Die Hauptleiter 20, 22 und im gezeigten Beispiel deren Verbindungspunkte 28, 30 sind über einen zweiten Leiterabschnitt 32 miteinander verbunden. Auch dieser umfasst eine Mehrzahl von nachstehend erläuterten Schaltelementen 104-107.
  • Der Leiterabschnitt 27 und die Masseverbindung 25 sind über parallel geschaltete Schalteranordnungen 40, 42 verbunden. In Reihe mit diesen Schalteranordnungen 40, 42 ist ein Kupplungsspeicherrelais 110 geschaltet. Letzteres kann einen gemerkten oder gespeicherten Zustand der automatischen Kupplung 12 anzeigen und insbesondere, ob diese aktuell mit einer Kupplung eines weiteren Wagens gekuppelt ist (oder zuletzt war) oder nicht.
  • Die erste Schalteranordnung 40 befindet sich allgemein dann in einem spannungsführenden bzw. stromleitenden Zustand, wenn eine elektrische oder mechanische Kupplung zu einem anderen Schienenfahrzeug vorhanden ist und ein beliebiges Führerpult des Zuges, in den der Wagen 81 eingebunden ist, aktiv ist. Hierfür weist die Schalteranordnung 40 ein Schaltelement 112 auf, das in Abhängigkeit davon schaltet und insbesondere schließt, ob ein beliebiges Führerpult des Zuges aktiv ist oder nicht. In Reihe hierzu sind zwei parallele weitere Schaltelemente 113, 115 geschaltet, wobei das Schaltelement 113 in Abhängigkeit davon schaltet, ob eine elektrische Kupplung bzw. eine elektrische Verbindung über die automatische Kupplung 12 des Wagens 81 zu einem benachbarten Wagen festgestellt wird oder nicht. Das Schaltelement 115 schaltet hingegen in Abhängigkeit davon, ob eine mechanische Kupplung über diese automatische Kupplung 13 festgestellt wird oder nicht. In dem gezeigten Beispiel sind alle Schaltelemente 112-115 der ersten Schaltanordnung 40 Schließer bzw. normal geöffnete Schaltelemente (NO).
  • Mittels der ersten Schalteranordnung 40 können erfolgte Ankupplungen registriert werden und kann daraufhin das Kupplungsspeicherrelais 110 in einen Zustand versetzt werden, der das Vorliegen eines Ankuppelns repräsentiert.
  • Die zweite Schalteranordnung 42 umfasst Schaltelemente 116-119. Sie befindet sich allgemein dann in einem spannungsführenden bzw. stromleitenden Zustand, wenn das eigene Führerpult (dieses Wagens 81 und/oder an der Schienenfahrzeugseite mit der betrachteten automatischen Kupplung 12) inaktiv ist (Schaltelement 116); und kein Entkuppelvorgang registriert wird oder angefordert ist (z.B. durch Generieren entsprechender Steuersignalen für Kuppelventile der automatischen Kupplung 12, sh. Schaltelement 117) oder kein Stillstand registriert wird (Schaltelement 118); und wenn aktuell ein gekuppelter Zustand (Schaltelement 119) gespeichert ist. Folglich sind die Schaltelemente 118, 117 parallel zueinander geschalt und in Reihe mit den Schaltelementen 116, 119. Hierdurch können insbesondere Fehldetektionen einer vermeintlich fehlenden Zugintegrität vermieden werden, wenn der Wagen 81 bewusst von einem anderen entkuppelt werden soll. Eine gültige Ansteuerung zur Öffnung der automatischen Kupplung 12 darf vorliegend vorteilhafterweise nur im Fahrzeugstillstand erfolgen.
  • Zurückkommend auf den zweiten Leiterabschnitt 32 weist dieser beispielhaft als Öffner ausgebildete und in Reihe geschaltete Schaltelemente 104-107 auf (normal geschlossen, NC). Diese sind ebenfalls betriebszustandsabhängig schaltbar. Insbesondere kann hierüber eine Verbindung der Hauptleiter 20, 22 geschlossen werden, wenn sich der Wagen 81 an einem Zugende befindet (und somit das aktive Führerpult an der gegenüberliegenden Zugseite bzw. der Zugspritze). Wie anhand von Fig. 2 erläutert, kann hierdurch ein Überwachungsstromkreis geschlossen werden.
  • Die Schaltelemente 104-107 schalten in einen nicht-leitenden Zustand, wenn das eigene Führerpult des Wagens 81 als aktiv gespeichert ist (Schaltelement 104), wenn ein elektrisch gekuppelter Zustand (Schaltelement 105) und auch wenn ein mechanisch gekuppelter Zustand (Schaltelement 106) der automatischen Kupplung 12 vorliegt sowie wenn das Kupplungsspeicherrelais 110 einen gekuppelten Zustand (Schaltelement 107) registriert hat.
  • Das vorliegende Beispiel sieht dabei vorzugweise vor, dass der Zustand "lokales bzw. eigenes Führerpult aktiv" als eine Weiterführung des letzten aktiven Zustandes gespeichert wird. D.h. selbst wenn dieses Führerpult wieder de-aktiviert und kein neues/anderes Führerpult eines Zuges aktiviert wurde, wird der Ort oder Wagen des letzten aktiven Führerpults gespeichert. Die Verbindung der Hauptleiter 20 und 22 über den Leiterabschnitt 32 an einem Zugende bleibt also über die Zeitdauer der (eigenen) Führerpultaktivierung aktiv, ebenso die Einspeisung über das Schaltelement 103 des Leiterabschnitts 27 an der Zugspitze, siehe oben.
  • An einem Zugende ist das Führerpult eines dortigen Wagens inaktiv und es liegt keine elektrische/mechanische Kupplung vor. Auch ist kein gekuppelter Zustand einer dortigen automatischen Kupplung gespeichert (sh. Fig. 2). Folglich ist ein dortiger zweiter Leiterabschnitt 32 geschlossen und stromleitend.
  • An einem Zuganfang (mit anderen Worten Zugspitze) ist jedoch das Führerpult eines dortigen Wagens 81 aktiv, sodass der zweite Leiterabschnitt 32 geöffnet und nicht stromleitend ist. Dies ist gewünscht, damit die Hauptleiter 20, 22 ohne unmittelbare elektrische Verbindung miteinander durch den gesamten Zug bis zu dessen Zugende führbar sind und sämtliche Kupplungen des Zuges in den Überwachungsstromkreis einbinden.
  • Ein zu dem ersten und zweiten Leiterabschnitt 27, 32 paralleler dritter Leiterabschnitt 44 umfasst ein Schaltelement 130 (beispielhaft einen Öffner), mittels dem der dritte Leiterabschnitt 44 stromführend schaltbar ist, wenn die Zugintegrität ausbleibt bzw. inaktiv ist. Dieser Schaltvorgang erfolgt in Abhängigkeit des Zustands des Zugintegritätsrelais 100. Ist dieses inaktiv, da der rückführende Hauptleiter 22 einen Spannungsverlust erleidet, schließt das Schaltelement 130. Dies aktiviert eine optionale Signallampe 136 oder eine andersartige Warneinrichtung. Nicht gesondert gezeigt ist, dass dann auch z.B. über das Zugintegritätsrelais 100 oder den digitalen Anschluss bzw. Eingang 200 Signale an eine Steuereinrichtung des Wagens 81 übermittelbar sind und/oder an ein Steuersystem des Zuges.
  • Als ein optionales Merkmal sind mehrere digitale Anschlüsse 200-208 vorgesehen. Hierüber erhält ein Steuersystem, insbesondere in Form eines TCMS, Zugang zu Statusinformationen von Schaltelementen der elektrischen Anordnung 2 sowie einzelner Leitungsabschnitte zwecks Fehlerdiagnose und Überwachung. Die Anschlüsse 200-206 sind von dem Steuersystem lesbare digitale Eingänge (zur Diagnose) und die Anschlüsse 207, 208 sind von dem Steuersystem beschreibbare digitale Ausgänge (zur Aktivierung des Schleifentests).
  • Mit einem ersten digitalen Anschluss 200 ist überwachbar, ob der rückführende Hauptleiter 22 spannungsführend ist oder nicht. Den digitalen Anschlüssen 201-206 sind jeweils Schaltelemente vorgeschaltet, die in gleichen Zuständen wie bereits diskutierte Schaltelemente schalten. Für diese Schaltelemente werden daher analoge Bezugszeichen wie in den bereits diskutierten Fällen verwendet. Folglich dienen die Anschlüssen 201-202 der Überwachung, ob ein gekuppelter oder ein nicht-gekuppelter Zustand gespeichert ist, d.h. sie spiegeln den Zustand des Kupplungsspeicherrelais 110 über Kontakte bzw. Schaltelemente 107 und 119 wieder, wobei im Zustand "gekuppelt gespeichert" das Schaltelement 107 öffnet und das Schaltelement 119 schließt.
  • Die Anschlüsse 203-204 dienen zur Überwachung, ob eine Zugintegrität detektiert wird oder nicht (entsprechend Zugintegritätsrelais 100), wobei das Schaltelement 132 bei detektierter bzw. aktiver Zugintegrität schließt und das Schaltelement 130 öffnet.
  • Mit den Anschlüssen 205-206 wird überwacht, ob ein nachstehend erläuterter Testbetrieb aktiviert ist. Das Schaltelement 101 öffnet entsprechend, wenn dies der Fall ist, wohingegen das Schaltelement 134 schließt.
  • Mittels der gegenläufig schaltenden Schaltelemente vor den Anschlüssen 201-206, die eine Art antivalente Ansteuerung dieser Anschlüsse 201-206 ermöglichen, kann sichergestellt werden, dass der jeweils abzubildende Zustand eindeutig erkannt wird. Ein Einfachfehler ist mit dieser Art der Schaltung von der lesenden Einheit (insbesondere dem TCMS) zuverlässig erfassbar, insbesondere da sowohl eine Fremdbestromung als auch ein Kabelbruch detektierbar sind. Die zum Schalten dieser Schaltelemente gelesenen Relais 100, 110 haben vorteilhafterweise zwangsgeführte Kontakte bzw. Schaltelemente, so dass bei deren Schaltung eines Schaltelements sichergestellt ist, dass der Kontakte bzw. das andere Schaltelement vor dem dazugehörigen Anschluss 201-206 ebenso geschaltet haben.
  • Gemäß einem weiteren optionalen Merkmal weist die Anordnung 2 eine Testfunktion auf. Hierdurch kann der speisende Hauptleiter 20 gezielt von der Spannungsversorgung 24 getrennt werden. Bei korrekter Funktion des Überwachungsstromkreises sollte daraufhin eine fehlende Zugintegrität detektiert werden. Ist dies nicht der Fall, deutet dies auf eine unerwünschte Fremdeinspeisung z.B. infolge eines Kabelbruches hin, die eine solche Detektion unmöglich macht.
  • Die Testfunktion wird mittels des bereits erwähnten Schalters 101 realisiert, der den ersten Leiterabschnitt 27 und insbesondere dessen Verbindung zum Einspeisepunkt 28 öffnet, wenn der Test durchgeführt werden soll. Letzteres kann mittels eines Testrelais 150 detektiert werden, dessen Zustand durch Betätigen eines manuellen Schalters 152 oder der Ansteuerung der Anschlüsse 207, 208 durch TCMS veränderbar ist. Die gezeigte optionale Mehrzahl und insbesondere Reihenschaltung der Anschlüsse 207, 208 verbessert die Zuverlässigkeit. Nur wenn beide Anschlüsse 207, 208 ansteuerbar sind, ist die Testfunktion aktivierbar. Der Ausfall von einem der Anschlüsse 207, 208 in der Art, dass dieser durchgeschaltet bleibt, obwohl nicht länger angesteuert, ermöglicht keine unbeabsichtigte Aktivierung der Testfunktion.
  • Figur 2 zeigt ein Schienenfahrzeugverbund in Form eines Zuges 1 mit zwei Zugteilen 8, 9. Jeder Zugteil 8, 9 weist zwei einzelne Wagen 81, 82, 91, 92 auf. Die Wagen 81, 82, 91, 92 eines Zugteils 8, 9 sind untereinander mittels einer Wagenkupplung 10 gekuppelt. Die Zugteile 8, 9 sind miteinander über die einander zugewandten automatischen Kupplungen 12 der benachbarten Wagen 82, 91 der Zugteile 8, 9 gekuppelt. Dies umfasst auch das Schließen sämtlicher zwischen den Zugteilen 8, 9 verlaufender Leitungen, insbesondere elektrischer Leitungen, Datenleitungen und pneumatischer Leitungen.
  • Der in Fig. 2 am weitesten links positionierte Wagen 81 entspricht demjenigen aus Fig. 1 und bildet die Zugspitze. Das Führerpult dieses Wagens 81 ist in der folgenden Diskussion als eingeschaltet betrachtet. Es gilt bevorzugt die Regel, dass nur solche Wagen 81-92 ein aktives Führerpult aufweisen können, deren automatische Kupplung 12 nicht mit einem anderen Wagen 81-92 verbunden ist. Die Führerpulte sämtlicher weiteren Wagen 82-92 sind inaktiv. Der in Fig. 2 am weitesten rechts positionierte Wagen 92 bildet in der folgenden Diskussion ein Zugende.
  • Die Wagen 81-92 weisen jeweils eine gleichartige elektrische Anordnung 2 auf, wie sie für den Wagen 81 anhand von Figur 1 erläutert wurde. Die Anordnungen 2 bilden gemeinsam ein (Überwachungs-) System 3 zur Zugintegritätsüberwachung. Insbesondere bilden sie einen Überwachungsstromkreis 4 der nachstehend geschilderten Art.
  • Die Ausrichtungen der elektrischen Anordnung 2 in den einzelnen Wagen 81-92 richten sich jeweils nach der Position der automatischen Kupplung 12. Entsprechend weisen die Wagen 81, 91 eine Ausrichtung der elektrischen Anordnung 2 gemäß Figur 1 auf und die Wagen 82, 92 eine hierzu gespiegelte Ausrichtung. Dies ist aber nicht zwingend. Allgemein können sich die Ausrichtungen einzelner Komponenten und Verläufe von Leitungen der Anordnungen 2 innerhalb der Wagen 81, 92 unterscheiden. Bevorzugt ermöglichen sie aber identische Funktionalitäten, wie dies vorstehend anhand von Figur 1 erläutert wurde. Dies ermöglicht, dass prinzipiell jeder Wagen 81-92 ein Zugende mit geschlossener Verbindung 32 zwischen den dortigen Hauptleitern 20, 22, eine Zugspitze mit Verbindung der dortigen Leiter 20, 22 mit einer Spannungsversorgung 24 oder einen Wagen 82-91 zwischen der Zugspitze und dem Zugende bilden kann, den die Hauptleiter 20, 22 ohne gezielte Änderung ihres jeweiligen Spannungsniveaus und/oder Verbindung miteinander durchlaufen.
  • In Figur 2 sind die elektrischen Anordnungen 2 der Wagen 81-92 jeweils schematisch vereinfacht dargestellt, sodass insbesondere nicht sämtliche Schaltelemente, Relais und optionalen digitalen Anschlüsse dort eingetragen sind. Die Schaltung in Wagen 81-82 oder 91-92 kann auch in einem Wagen (ohne Kupplung 10), z.B. einer Lokomotive mit zwei Führerständen an jedem Fahrzeugende, realisiert werden.
  • Zunächst ausgehend von dem Zustand einer vorliegenden Zugintegrität wird ein Überwachungsstromkreis 4 dadurch ausgebildet, dass benachbarte speisenden Hauptleiter 20 als auch rückführende Hauptleiter 22 einer jeden elektrischen Anordnung 2 der Wagen 81-92 über die Kupplungen 10, 13 elektrisch leitend miteinander verbunden sind. Ferner erfolgt eine nachstehend geschilderte elektrisch leitende Verbindung der Hauptleiter 20, 22 im letzten Wagen 92 über den dortigen zweiten Leiterabschnitt 32.
  • Im Wagen 81 (Zugspitze) wird der speisende Hauptleiter 20 mit einem hohen Spannungsniveau aufweisenden Pol der dortigen Spannungsquelle 24 und der rückführende Hauptleiter 20 mit der Masseleitung 25 (niedriges Spannungsniveau) verbunden. Der zweite Leiterabschnitt 32 ist jedoch im Wagen 81 und auch in den folgenden Wägen 82, 91 jeweils geöffnet bzw. nicht stromleitend. Im Fall von Figur 1 ist hierfür insbesondere ursächlich, dass das eigene Führerpult aktiv ist, also das Schaltelement 104 aus Figur 1 öffnet. Im Fall der Wagen 82 und 91 sind hingegen die Schalter 105, 106 aufgrund der hergestellten elektrischen und mechanischen Kupplung geöffnet.
  • Im Wagen 92 (Zugende) bleibt, analog wie beim Wagen 81, eine Kupplung über die dortige automatische Kupplung aus. Allerdings ist in diesem Fall nicht das eigene Führerpult aktiv und ist ferner keine vorliegende Kupplung gespeichert. Sämtliche Schalter 104-107 (nicht gezeigt in Figur 2) des Leiterabschnitts 32 sind daher geschlossen. Dies ermöglicht eine stromleitende Verbindung des speisenden Hauptleiters 20 in den rückführenden Hauptleiter 22 über diesen Leiterabschnitt 32.
  • Da der Hauptleiter 22 von Wagen 92 mit den rückführenden Hauptleitern 22 der benachbarten Wagen 81, 91 elektrisch leitend verbunden ist, liegt auch an dem Zugintegritätsrelais 100 des ersten Wagens 81 eine Spannung an. Die Zugintegrität wird folglich festgestellt und sämtliche Schalter 130 in den jeweiligen dritten Leiterabschnitten 44 verbleiben, wie dargestellt, in geöffnetem Zustand.
  • Darauf hinzuweisen ist, dass in den Wagen 82-91 der dortige erste Hauptleiter 20 jeweils nicht mit der Spannungsversorgung 24 verbunden ist, da der Schalter 103 im ersten Leitabschnitt 27 aufgrund eines dort jeweils inaktiven eigenen Führerpults geöffnet ist.
  • Bezüglich der Schaltanordnungen 40, 42 gilt in den einzelnen Wagen 81-92 folgendes: Im Wagen 81 sind keine dieser Schalteranordnungen 40, 42 stromführend, insbesondere da das eigene Führerpult aktiv geschaltet ist (betrifft Schaltelement 116) und keine mechanische/elektrische Kupplung vorliegt (betrifft Schaltelemente 113, 115). Das Kupplungsspeicherrelais 110 ist daher unbestromt und inaktiv und es wird kein gekuppelter Zustand angezeigt bzw. gespeichert.
  • In den Wagen 82, 91 sind hingegen beide dieser Schalteranordnungen 40, 42 stromführend, insbesondere da das eigene Führerpult nicht aktiv geschaltet ist (betrifft Schaltelement 116), kein Entkoppeln angefordert ist (betrifft Schaltelemente 117), innerhalb des Zuges 1 ein anderes Führerpult aktiv ist (von Wagen 81, betrifft Schaltelemente 112) und eine mechanische/elektrische Kupplung vorliegt (betrifft Schaltelemente 113, 115). Folglich liegt an dem Kupplungsspeicherrelais 110 jeweils eine Spannung an und das Kuppeln wird als vorhanden gespeichert.
  • Im Wagen 92 gilt hingegen analoges zum Wagen 81, wobei jedoch das Schaltelement 116 geschlossen, dafür aber mangels vorhandener Kupplung das Schaltelement 119 geöffnet ist. Folglich wird hier, wie auch im Wagen 81, kein Vorhandensein eines Kuppelns durch das Kupplungsspeicherrelais 110 registriert.
  • Im Folgenden wird der Fall geschildert, dass die Zugintegrität aufgrund einer sich unbeabsichtigt lösenden Verbindung der automatischen Kupplungen 12 der Wagen 82, 91 verlorengeht. Hierdurch wird auch die elektrisch leitende Verbindung zwischen den speisenden Hauptleitern 20 und somit auch die Verbindung mit den rückführenden Hauptleitern 22 aufgehoben, selbst wenn der Leiterabschnitt 32 des Wagens 92 geschlossen bleibt. Im Wagen 81 erfolgt daraufhin ein Spannungsverlust an dem Zugintegritätsrelais 100. Daraufhin schließt der dortige Schalter 130 und wird über den dritten Leiterabschnitt 44 der Verbraucher (Warneinrichtung) 136 bestromt.
  • In Fig. 2 ist auch schematisch ein Zugsteuersystem 300 gezeigt. Dieses besteht aus einer Mehrzahl von TCMS-Steuereinrichtungen 301 bekannter Bauart in jedem der Wagen 81-92. Die TCMS-Steuereinrichtungen 301 kommunizieren untereinander über gestrichelt angedeutete Datenverbindungen, welche auch über die Kupplungen 12, 10 hergestellt werden können. Die Datenverbindungen können zum Beispiel als Ethernet- oder MVB/WTB-Verbindungen realisiert sein (MVB: Multifunction Vehicle Bus; WTB: Wire Train Bus).
  • Eine Zugintegritätsprüfung kann durch das Zugsteuersystem 300 in der Weise erfolgen, dass überprüft wird, ob sämtliche TCMS-Steuereinrichtungen 301 miteinander kommunizieren können. Ist dies nicht der Fall, ist die Datenverbindung unterbrochen, wofür mit hoher Wahrscheinlichkeit ein Lösen von einer der Kupplungen 12, 10 ursächlich ist.
  • Nicht gesondert in Figur 2 dargestellt ist, dass mittels der TCMS-Steuereinrichtungen 301 sämtliche der Anschlüsse 200-208 (siehe Figur 1) eines jeweils zugeordneten Wagens 81-92 auslesbar bzw. beschreibbar sind.
  • Angedeutet ist auch ein Zugsteuerrechner 302, beispielsweise in Form eines bekannten European Vital Computers. Dieser ist beispielhaft nur für den ersten Wagen 81 eingetragen, der die Zugspitze bildet. Der Zugsteuerrechner 302 erhält sowohl von dem Zugsteuersystem 300 als auch von dem durch die elektrischen Anordnungen 2 gebildeten Überwachungsstromkreis 4 bzw. dem entsprechenden Überwachungs-System 3 die Ergebnisse der jeweiligen Integritätsüberwachung. Beispielhaft ist hierfür eine Verbindung zwischen der Warneinrichtung 136 zumindest des ersten Wagens 81 und dem Zugsteuerrechner 302 gezeigt.
  • Bevorzugt sobald einer von Zugsteuersystem 300 und Überwachungs-System 3 einen Zugintegritätsverlust ermittelt, kann der Zugsteuerrechner 302 eine vorbestimmte Gegenmaßnahme ergreifen. Insbesondere kann er den Zugintegritätsverlust an eine streckenseitige und/oder externe Einrichtungen kommunizieren.
  • Vorteilhaft ist die gezeigte Lösung insbesondere dahingehend, als dass das Zugsteuersystem 300 aufgrund der begrenzten Fähigkeiten standardgemäß verwendeter TCMS-Steuereinrichtungen 301 nur ein Sicherheits-Integritätslevel von SIL 2 erreichen kann. Auch das Überwachung-System 3 kann aber ein Sicherheits-Integritätslevel von wenigstens SIL 2 erreichen. Da beide Überwachungsergebnisse in der vorstehend geschilderten Weise berücksichtigt werden, ergibt sich für die Überwachung der Zugintegrität insgesamt ein Sicherheits-Integritätslevel von 4.
  • Unter Nutzung der Option einer getakteten Bestromung und Auswertung des Taktes an z.B. der Auswerteeinrichtung 100, wie nachstehend erläutert, reicht die Weiterleitung der Zustandsinformation aus dem Überwachungs-System 3, bevorzugt jeweils getrennt für jede nachstehende Zähleinrichtung, an den Zugsteuerrechner 302 um den notwendigen Sicherheits-Integritätslevel von 4 zur Auswertung zu erlangen.
  • Beispielsweise kann für eine solche getaktete Bestromung am Punkt Einspeisepunkt 28 aus Figur 1 ein Taktgeber in einem festen Takt den speisende Hauptleiter 20 von 0 nach 1 und zurück oder von logisch -1 auf +1, z.B. +110V zu -110V, umschalten. Auf der Empfängerseite z.B. bei dem Relais 100 kann eine Logik mit bspw. vier Zählern vorgesehen sein, die mit einem festen eigenen Takt herunter gezählt werden, bspw. von einem Startwert bis 0 oder, im Fall eines aufwärts Zählens, von 0 bis zu einem Grenzwert zählen. Solange der Takt des Taktgebers erkannt wird, wird die Zugintegrität gemeldet. Jeweils zwei Zähler werden neu gestartet, wenn der empfangene Pegel von 0 nach 1 oder alternativ von logisch -1 auf +1 wechselt und die anderen beiden Zähler, wenn der gegenläufige Pegelwechsel stattfindet, d.h. von 1 nach 0 oder alternativ von logisch +1 nach -1. Der kürzere Zähler, der geringfügig schneller ausläuft als der Taktwechsel, unterdrückt die Erkennung des Taktwechsels solange er noch nicht abgelaufen ist. Der zweite Zähler ist länger als die Taktwechselzeit des Taktgebers und führt, wenn er ausläuft, zur Anzeige des Verlustes der Zugintegrität. Die Toleranzbereiche der Zähler können entsprechend großzügig gewählt werden, um Schwankungen des Taktgebers zu tolerieren. Sollte während der erste kürzere Zähler noch läuft ein Pegel oder Wechsel des Logik-Wertes erkennt werden, so ist zwar kein Verlust der Zugintegrität direkt zu erwarten, aber die Schaltung erscheint korrumpiert und nicht mehr zuverlässig, daher sollte auch in diesem Fall der Verlust der Zugintegrität oder ein parallel gemeldeter Fehler an die auszuwertenden Einheiten weitergegeben werden. Neben den angedachten 4 Zählern sind auch Schaltungen mit 2 Zählern denkbar, wenn für jeden Logik-Zustand (0 oder 1, -1 oder +1) immer das gleiche Zählerpaar gestartet wird. Neben dem Wechsel der Pegel können die Zähler auch abhängig vom Pegel direkt laufen, d.h. ein Zähler-Paar läuft mit Pegel 0 oder -1 und das andere Paar bei 1 oder +1. Alternativ zu Pegel können auch verschiedene Frequenzen oder Amplituden den Logikzustand anzeigen. Alternativ zu Zählern mit einem Takt können auch andere zeitabhängige Logikbausteine, z.B. Zeitrelais, Zeitabhängige Flip-Flop, Frequenzgeneratoren ähnlich dem generierenden Model, Logikschaltungen mit zeitabhängig geladenen Kapazitäten, usw. zur Messung der abgelesenen Frequenz-, Amplituden- oder Pegel -Wechsel genutzt werden. Der Takt der Zähler kann auch von dem Pegel oder Phase der gelesenen Information der Auswerteeinrichtung abgeleitet werden und mit einem Referenztakt verglichen werden, z.B. Vergleich zweier Zähler oder Zeiteinheiten aus Referenztakt und gelesenem Takt.
  • Es gibt noch eine Variante der Schaltung, in der der speisenden Hauptleiter (20) entfällt und das Element 103 schließt wenn das eigene Führerpult des Wagens als inaktiv gespeichert ist. Damit wird immer am Wagenende mit nicht aktivem (gespeichertem) Führerpult die verbleibende Zugsteuerleitung (rückführende Hauptleiter 22) gespeist und es kann am Wagenende mit aktivem Führerpult (am Punkt 30 bzw. Schaltelement 100) die Zugintegrität erkannt werden. Diese Schaltung erspart eine Zugsteuerleitung, limitiert die Erkennung der Vollständigkeit des Zuges auf die Elemente des Wagens mit aktivem Führerpult, da die anderen Wagen nur den Zustand von der speisenden Stelle (Zugende ohne aktivem Führerpult) bis zur eigenen Position im Wagenverband erkennen können. Weiterhin ist die Prüfung der Zugsteuerleitung auf Fremdbestromung erschwert, da die Auslösung des Tests auf der speisenden Seite erfolgen muss und die Erkennung am anderen Wagenende erfolgt. Sollte manuell durch mechanischem Schalter 152 der Test ausgelöst werden, so ist das Ergebnis, z.B. durch Anzeige der Informationen des TCMS, der testenden Person anzuzeigen. Bei Aktivierung über Schaltelement 207 und 208 auf dem Zugende ohne aktivem Führerpult kann das TCMS das Ergebnis am anderen Zugende ermitteln, da es über Kommunikation zwischen den Wagen verfügt. Alternativ ist eine Zugsteuerleitung für die Übertragung des Zustands der Zugintegrität über den gesamten Zug zurück an das andere Zugende zu führen, um den Zustand der Zugintegrität vom aktiven Führerpult im gesamten Zug zu verbreiten oder den Test an nicht gekuppelten Zugende ohne aktivem Führerpult zu starten, so dass die aktivierende Person am aktiven Führerpult das Ergebnis des Tests direkt ablesen kann.
  • Fig. 3 zeigt eine zu Fig. 2 prinzipiell analoge Ansicht, wobei jedoch die elektrischen Anordnungen 2 der Wagen 81-92 gemäß einer anderen Ausführungsform ausgebildet sind. Mit Ausnahme nachstehend erläuterter Abweichungen sind die elektrischen Anordnungen 2 jedoch bevorzugt analog zur Varianten aus Fig.1 aufgebaut, sodass auf die Fig. 1 im Folgenden ebenfalls Bezug genommen wird. Es kann aber auch eine vereinfachte oder allgemein abweichende Konfiguration zu Fig. 1 vorgesehen sein, die insbesondere nicht sämtliche Schaltelemente und/oder Schalteranordnungen 40, 42 aus Figur 1 aufweist.
  • Fig. 3 zeigt, dass der speisenden Hauptleiter 20 der vorigen Variante nicht vorhanden ist. Stattdessen ist nur der vormals die Funktion des rückführenden Hauptleiters 22 bereitstellende Hauptleiter 22 vorgesehen. Zudem ist der Schalter 103, der analog zu Fig. 1 vorgesehen aber in der vereinfachten Darstellung von Fig. 3 nicht gesondert gezeigt ist, andersartig betreibbar. So schließt dieser in jedem Wagen 81-92 dann, wenn das eigene Führerpult eines jeweiligen Wagens 81-92 inaktiv ist und insbesondere als inaktiv gespeichert ist.
  • Dies führt dazu, dass am Zugende (d.h. im Wagen 92) der einzig verbleibende Hauptleiter 22 der Anordnung 2 mit der Spannungsquelle 24 (und insbesondere deren hohem Spannungsniveau) verbunden ist und von dieser gespeist wird. In den beiden darauffolgenden Wage 82, 91 sind aufgrund der bestehenden Kupplung der automatischen Kupplungen 12 hingegen die Schaltelementen 105, 106 geöffnet (sh. Fig. 1), sodass eine zusätzliche Speisung des dortigen Hauptleiters 22 unterbleibt. Gleiches gilt für den Wagen 81 an der Zugspitze, bei dem das Schaltelement 103 aufgrund des dortigen aktiven Führerpults geöffnet ist.
  • An den jeweiligen Zugintegritätsrelais 100 der Wagen 81-92 liegt somit jeweils eine Spannung an und genauer gesagt das Spannungsniveau des dortigen und ausgehend von dem Zugende gespeisten Hauptleiters 22 gegenüber der Masseleitung 25.
  • Fällt die Spannung am Zugintegritätsrelais 100 insbesondere des Wagens 81 ab, deutet dies darauf hin, dass infolge eines Zugintegritätsverlustes die Verbindung zu den weiteren Hauptleitern 22 anderer Wagen 82-92 und insbesondere des speisenden Wagens 92 am Zugende unterbrochen ist. Es können daraufhin dieselben Maßnahmen ergriffen werden, wie zu Fig. 1 erläutert.
  • Allgemein kann erneut eine zusätzliche Überwachung der Zugintegrität mittels des Zugsteuersystems 300 erfolgen.
  • Bei der Variante von Fig. 3 erfolgt die Zugüberwachung vorteilhafterweise mittels des Zugintegritätsrelais 100 des Wagens 81 an der Zugspitze, um Zugintegritätsverluste über die gesamte Zuglänge detektieren zu können. Zum Erzielen besonders aussagekräftiger Testergebnisse sollte die Speisung am Wagenende (Wagen 92) unterbrochen werden (z.B. mittels einem der Elemente 207-208, 152). Am entfernten Ende (Wagen 81) sollte daraufhin der Spannungsabfall am Zugintegritätsrelais 100 registriert werden, um eine Fremdspeisung auszuschließen. Hierfür kann z.B. vorgesehen sein, das Testergebnis per TCMS oder einem anderen Kommunikationsweg (z.B. einer gesonderten Zugsteuerleitung) zwischen den Wagen 81-92 des Zuges auszutauschen. So kann einer Person, die den Schalter 152 am Zugende betätigt, das an der Zuspitze ermittelte Testergebnis übermittelt und/oder angezeigt werden. Zusätzlich oder alternativ möglich ist auch, ggf. per gesonderter Zugsteuerleitung, das Unterbrechen der Speisung am Zugende von dem aktiven Führerpult der Zugspitze aus.
  • Fig. 4 zeigt in noch weiter vereinfachter Form als bei der in Fig. 1 dargestellten Ausgestaltung eine Anordnung mit einer Einrichtung 405, die bei der Konfiguration zur Vorbereitung der Überwachung der Zugintegrität aktiviert werden kann. Die Einrichtung 405 ist elektrisch mit einem von zwei einander gegenüberliegenden Kontaktpunkten 407, 408 einer elektrischen Verbindung verbunden, nämlich mit dem zweiten Kontaktpunkt 408. Der erste Kontaktpunkt 407 ist mit einer Stromversorgung 424 verbunden.
  • Die elektrische Verbindung weist in dem Ausführungsbeispiel zwei elektrische Schaltelemente 402, 403 auf, die insbesondere Speicherrelais sein können und die beispielsweise die Funktion entsprechend den in Fig. 1 dargestellten elektrischen Schaltelementen 102, 103 haben. Daher ist zum Beispiel das elektrische Schaltelement 402 geschlossen, wenn in dem Schienenfahrzeug eine zugeordnete Kupplungsverbindung zu einem benachbarten Schienenfahrzeug nicht hergestellt ist, nämlich wenn die automatische Kupplung nicht mit einer anderen Kupplung verbunden ist, d.h. kein anderes Fahrzeug gekuppelt ist. Das elektrische Schaltelement 403 ist geschlossen, wenn in dem Schienenfahrzeug ein zugeordneter Führerstand aktiv ist. Bei einer anderen Ausgestaltung kann das elektrische Schaltelement 403 nicht vorhanden sein, wenn es für die Konfiguration nicht auf den aktiven oder passiven Zustand des Führerstandes ankommt.
  • Da die beiden elektrischen Schaltelemente 402, 403 die beiden einander gegenüberliegenden Kontaktpunkte 407, 408 elektrisch miteinander verbinden, wenn sie beide geschlossen sind, ist die elektrische Verbindung in diesem Fall hergestellt und wird die Einrichtung 405 mit elektrischem Strom aus der Stromquelle 424 versorgt. Beispielsweise handelt es sich bei der Einrichtung 405 um die oben erwähnte Hauptleiter-Erfassungseinrichtung, die zum Beispiel die an dem Hauptleiter anliegende Spannung misst, um die Zugintegrität zu überwachen. Alternativ könnte die elektrische Verbindung zwischen den beiden Kontaktpunkten 407, 408 Teil der Einrichtung 405 sein. In diesem Fall kann die Einrichtung 405 zum Beispiel die elektrische Verbindung zwischen zwei Hauptleitern oder die elektrische Versorgung eines Hauptleiters sein.
  • Fig. 5 zeigt schematisch zwei Schienenfahrzeuge 410, 411, die über eine automatische Kupplung 412 miteinander gekuppelt sind. Der mechanische Teil der Kupplung ist nicht dargestellt, jedoch ist der elektrische Teil der durch die bestehende Kupplungsverbindung hergestellten elektrischen Verbindungen dargestellt. Auf mittlerer Höhe der Fig. 5 sind zwei elektrische Verbindungen dargestellt, jeweils eine zwischen einem der Hauptleiter 420, 422, die sich aufgrund der elektrischen Verbindung durchgehend durch die beiden Schienenfahrzeuge 410, 411 erstrecken. Im oberen Teil der Fig. 5 ist eine elektrische Verbindung zwischen Leitungsabschnitten einer elektrischen Versorgungsleitung 423 dargestellt. In jedem der beiden Schienenfahrzeuge 410, 411 befindet sich ein Leitungsabschnitt der Versorgungsleitung 423. Ferner befindet sich in dem links in Fig. 5 dargestellten Schienenfahrzeug 410 eine Spannungsquelle 424.
  • Oberhalb des ersten Hauptleiters 420 ist in Fig. 5 an jedem Ende von jedem der beiden Schienenfahrzeuge 410, 411 eine Schalteinrichtung 440 dargestellt. Im durchgeschalteten, elektrisch verbundenen Zustand stellt die jeweilige Schalteinrichtung 440 die elektrische Verbindung zwischen dem ersten Hauptleiter 420 und der elektrischen Versorgungsleitung 423 her. Dadurch wird der erste Hauptleiter 420 am Ort der durchgeschalteten Schalteinrichtung 440 über die elektrische Versorgungsleitung an die Spannungsquelle 423 angeschlossen. In dem in Fig. 5 dargestellten Zustand ist die am weitesten links dargestellte Schalteinrichtung 440 durchgeschaltet. Alle anderen Schalteinrichtungen 440 sind nicht durchgeschaltet.
  • Am anderen Ende des durch die beiden Schienenfahrzeuge 410, 411 gebildeten Zuges, nämlich am rechts in Fig. 5 dargestellten Ende des Schienenfahrzeugs 411, ist die einzige elektrische Verbindung 450 zwischen dem ersten Hauptleiter 420 und dem zweiten Hauptleiter 422 hergestellt. Auf diese Weise ist eine Hauptleiter-Kette vom Kontaktpunkt des ersten Hauptleiters 420 zu der links in Fig. 5 dargestellten Schalteinrichtung 440 über die elektrische Verbindung 450 zu dem links in Fig. 5 dargestellten Ende des zweiten Hauptleiters 422 hergestellt. Die elektrische Verbindung 450 wird ebenso durch ein (vorzugsweise speicherndes) Schaltelement 451 realisiert, das in Fig. 5 schematisch als rechteckiger Block dargestellt ist. Wie die Schalteinrichtungen 440, die die Versorgungspannung 424 aus Leitung 423 nach Hauptleiter 420 durchschalten, wenn die Schalteinrichtung aktiv ist, existiert an jedem Schienenfahrzeug, nahe jeder automatischen Kupplung, ein solches Schaltelement 451, das zwischen dem ersten Hauptleiter 420 und dem zweiten Hauptleiter 422 bei geschlossenem Schaltelement eine elektrische Verbindung herstellt. Diese anderen Schaltelemente 451 sind jedoch in dem in Fig. 5 dargestellten Zustand geöffnet.
  • Unterhalb der beiden Hauptleiter 420, 422 ist in Fig. 5 an jedem Ende von jedem der beiden Schienenfahrzeuge 410, 411 eine zweite Schalteinrichtung 441 dargestellt. Jede dieser Schalteinrichtungen 441 verbindet den zweiten Hauptleiter 422 im durchgeschalteten Zustand mit einer Signalleitung 425. In jedem der Schienenfahrzeuge 410, 411 befindet sich ein Leitungsabschnitt der Signalleitung 425. Durch die hergestellte Kupplungsverbindung sind diese beiden Leitungsabschnitte miteinander verbunden. Die Signalleitung 425 ist mit einer nicht dargestellte Spannungs- und/oder Strom-Messeinrichtung verbunden. Optional kann sich auch in jedem der Schienenfahrzeuge 410, 411 eine solche Messeinrichtung befinden. In diesem Fall kann auch die Verbindung der Leitungsabschnitte der Signalleitung 425 an der Kupplungsverbindung entfallen. Da bereits die zweiten Schalteinrichtungen 441 als Teil der Hauptleiter-Erfassungseinrichtung aufgefasst werden können, ist die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung an der jeweiligen Stelle mit der Signalleitung 425 verbunden, an der die zweite Schalteinrichtung 441 durchgeschaltet ist. Wie durch eine Schraffur dargestellt ist, ist die am links in Fig. 5 dargestellten Ende des Schienenfahrzeugs 410 angeordnete zweite Schalteinrichtung 441 als einzige dieser zweiten Schalteinrichtungen durchgeschaltet. Die elektrische Spannung der Versorgungsleitung 423 liegt daher an demselben Ende des Zuges an dem ersten Hauptleiter 420 an, an dem auch die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung mit dem zweiten Hauptleiter 422 verbunden ist. Weiterhin könnte sogar die Schalteinrichtung 441 entfallen und die Messeinrichtung in jedem Schienenfahrzeug oder an jedem Ende eines Schienenfahrzeugs 410, 411 permanent mit dem Hauptleiter 422 verbunden werden (in diesem Fall kann 441 als Messeinrichtung interpretiert werden).
  • Nicht dargestellt aber vorhanden ist an jedem Ende von jedem der Schienenfahrzeuge eine Erfassungseinrichtung, die den dortigen Kupplungszustand erfasst und vorzugsweise auch erfasst, ob an diesem Ende des Schienenfahrzeugs 410, 411 ein Führerstand aktiv oder passiv ist. In der dargestellten Ausführungsform ist beispielsweise der Führerstand am links in Fig. 5 dargestellten Ende des Schienenfahrzeugs 410 aktiv. Dagegen sind alle anderen Führerstände an den anderen Enden der Schienenfahrzeuge 410, 411 passiv.
  • Gemäß einer vorgegebenen Zuordnung wird die erste Schalteinrichtung 440 an demjenigen Ende des jeweiligen Schienenfahrzeugs 410, 411 durchgeschaltet, an dem der einzige aktive Führerstand des Zuges liegt. Ferner wird an diesem Ende des Schienenfahrzeugs 410, 411 auch die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung an den anderen Hauptleiter 422 angeschlossen, indem die entsprechende zweite Schalteinrichtung 441 durchgeschaltet wird. Außerdem wird gemäß der vorgegebenen Zuordnung an dem entgegengesetzten Ende des Zuges, in diesem Fall das rechts in Fig. 5 dargestellte Ende des Schienenfahrzeugs 111, die elektrische Verbindung zwischen den beiden Hauptleitern 420, 422 über das Schaltelement 451 automatisch hergestellt. Durch die vorgegebene Zuordnung ist dementsprechend beispielsweise definiert, dass sich an diesem Ende kein aktiver Führerstand befinden darf und an diesem Ende keine Kupplungsverbindung über eine automatische Kupplung zu einem weiteren Schienenfahrzeug bestehen darf. Dagegen definiert die vorgegebene Zuordnung für die weiteren Enden von Schienenfahrzeugen des Zuges, dass bei Bestehen einer automatisch erzeugten Kupplungsverbindung an dem Ende keine elektrische Verbindung zwischen den beiden Hauptleiter 420, 422 hergestellt werden darf und auch keine der ersten und zweiten Schalteinrichtungen 440, 441 durchgeschaltet werden darf.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel wird nun anhand von Fig. 6 beschrieben. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Fig. 5 dargestellten dadurch, dass lediglich eine Hauptleitung 420 vorhanden ist. Diese Hauptleitung 420 ist somit eine eigenständig für die Überwachung der Zugintegrität genutzte Hauptleitung. Sie wird in keinem Betriebszustand mit einer weiteren sich durch den Zug erstreckenden Hauptleitung elektrisch verbunden.
  • Alle Bezugszeichen, die in den Figuren 5 und 6 übereinstimmen, haben die gleiche Bedeutung und werden im Folgenden nicht näher erläutert.
  • Da jedoch nur eine Hauptleitung 420 vorhanden ist, sind sowohl die ersten als auch die zweiten Schalteinrichtungen 440, 441 mit derselben Hauptleitung 420 verbunden.
  • Die Konfiguration der Anordnung zur Überwachung der Zugintegrität gemäß der vorgegebenen Zuordnung unterscheidet sich daher von der im Fall der Fig. 5. Die vorgegebene Zuordnung definiert in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 6, dass an dem Zugende mit dem aktiven Führerstand (zum Beispiel wiederum das links in der Figur dargestellte Ende des Schienenfahrzeugs 410) die zweite Schalteinrichtung 441 durchgeschaltet ist, welche die Verbindung der Hauptleitung 420 zu der Signalleitung 425 herstellt. Im Unterschied zu Fig. 5 ist jedoch gemäß der vorgegebenen Zuordnung im Fall der Fig. 6 definiert, dass an dem aktiven Führerstand entgegengesetzten Ende des Zuges die dortige erste Schalteinrichtung 440 zu aktivieren ist. Auf diese Weise wird dort die elektrische Spannung an die Hauptleitung angelegt. Im Ergebnis trägt die gesamte Hauptleitung 420, welche sich durch den gesamten Zug erstreckt, zu der Überwachung der Zugintegrität bei.
  • Auch wenn nicht bevorzugt, könnte von den zuvor erläuterten Vorgehensweisen abgewichen werden, und zwar sowohl im Fall der Fig. 5 bei Vorhandensein zweier Hauptleitungen als auch im Fall der Fig. 6 bei Vorhandensein einer einzigen Hauptleitung. Jedenfalls in den Schienenfahrzeugen an den Enden des Zuges (in den vereinfachten Ausführungsbeispielen der Fig. 5 und Fig. 6 sind lediglich solche Schienenfahrzeuge vorhanden) kann die Verbindung zur Versorgungsleitung 423 und auch die Verbindung zur Signalleitung 425 an irgendeiner Stelle in dem Schienenfahrzeug hergestellt werden, da es für die Überwachung des unbeabsichtigten Abrisses zweier miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge des Zuges nur auf die elektrische Verbindung der Hauptleitung oder die elektrischen Verbindungen der Hauptleitungen an den Kupplungsverbindungen ankommt.
  • Die in Fig. 5 und Fig. 6 beschriebene Zuordnung der Speisung und Auswerteeinheit zum Ende des Schienenfahrzeugs mit dem aktiven Führerstand ist als Beispiel zu verstehen und nicht zwingend, die Anordnung kann auch vertauscht werden, d.h. die Verbindung zwischen Hauptleiter 420 und 422 in Fig. 5 kann auch am Schienfahrzeugende mit dem aktiven Führerstand geschaltet werden (links in Fig. 5) und die Speisung auf der Seite (rechts) ohne aktivem Führerstand. Gleiches gilt für Fig. 6, in dem die Speisung des Hauptleiters 420 und die Lokalität der Auswerteeinrichtung zu den beiden Fahrzeugenden vertauscht konfiguriert werden kann.

Claims (14)

  1. Verfahren zur Überwachung einer Zugintegrität eines Zuges (1) mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen (81-92), wobei die Schienenfahrzeuge (81-92) jeweils eine elektrische Anordnung (2) mit wenigstens einem Hauptleiter (20, 22) umfassen, und die Hauptleiter (20, 22) miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge (81-92) elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
    wobei das Verfahren umfasst:
    - Verbinden, in wenigstens einem ersten Schienenfahrzeug (81), eines dortigen Hauptleiters (20, 22) mit einem ersten Spannungsniveau; und
    - Ermitteln eines Zugintegritätszustandes des Zuges (1) in Abhängigkeit einer elektrischen Größe wenigstens eines Hauptleiters (20, 22) in einem anderen der Schienenfahrzeuge (81-92).
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die elektrischen Anordnungen (2) der Schienenfahrzeuge (81-92) jeweils einen speisenden Hauptleiter (20) und einen rückführenden Hauptleiter (22) umfassen, und die jeweiligen speisenden Hauptleiter (20) und die jeweiligen rückführenden Hauptleiter (22) miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge (81-92) elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
    wobei das Verfahren umfasst:
    - Bereitstellen eines Überwachungsstromkreises durch Verbinden, in dem ersten Schienenfahrzeug (81), des dortigen rückführenden Hauptleiters (22) mit einem zweiten Spannungsniveau, und durch Verbinden, in einem zweiten Schienenfahrzeug (92), des dortigen speisenden Hauptleiters (20) mit dem dortigen rückführenden Hauptleiter (22); und
    - Ermitteln eines Zugintegritätszustandes des Zuges (1) in Abhängigkeit einer elektrischen Größe des Überwachungsstromkreises (4).
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das erste Schienenfahrzeug (81) eine Zugspitze und das zweite Schienenfahrzeug (92) ein Zugende bildet.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass als elektrische Größe eine elektrische Größe des rückführenden Hauptleiters (22) des ersten Schienenfahrzeugs (81) erfasst wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    gekennzeichnet durch wenigstens ein weiteres Schienenfahrzeug (82, 91), das zwischen dem ersten und dem zweiten Schienenfahrzeug (81, 92) positioniert ist, wobei in dem weiteren Schienenfahrzeug (82, 91) keine elektrische Verbindung des dortigen speisenden Hauptleiters (20) und des dortigen rückführenden Hauptleiters (22) hergestellt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    gekennzeichnet durch ein automatisches Herstellen der elektrischen Verbindung in dem zweiten Schienenfahrzeug (92), wenn das zweite Schienenfahrzeug (92) über eine definierte Kupplungseinrichtung (12) nicht mit einem weiteren Schienenfahrzeug (81-91) gekuppelt ist; und/oder
    gekennzeichnet durch automatisches Aufheben der elektrischen Verbindung in dem zweiten Schienenfahrzeug (92), wenn das zweite Schienenfahrzeug (92) über eine definierte Kupplungseinrichtung (12) mit einem weiteren Schienenfahrzeug (81-91) gekuppelt ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
    gekennzeichnet durch: Ermitteln eines gezielten Entkuppelns von wenigstens zwei Schienenfahrzeugen (81-92) und in Reaktion darauf Herstellen der elektrischen Verbindung in wenigstens einem dieser Schienenfahrzeuge (81-92) von dem dortigen speisenden Hauptleiter (20) und dem dortigen rückführenden Hauptleiter (22).
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    gekennzeichnet durch:
    - Unterbrechen der Spannungsversorgung und Erfassen wenigstens einer elektrischen Größe des Überwachungsstromkreises (4);
    - Ermitteln der Funktionsfähigkeit des Überwachungsstromkreises (4) auf Basis dieser Größe.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    gekennzeichnet durch:
    - Überwachen der Zugintegrität mittels wenigstens eines weiteren Systems (300) und Ermitteln der Zugintegrität auf Basis von sowohl mit dem weiteren System (300) als auch auf Basis von anhand der elektrischen Größe gewonnenen Überwachungsergebnissen.
  10. System (3) zum Überwachen der Zugintegrität für einen Zug (1) mit mehreren aneinander gekuppelten oder aneinander kuppelbaren Schienenfahrzeugen (81-92), wobei das System (3) aufweist:
    - eine erste elektrische Anordnung (2), die in einem ersten Schienenfahrzeug (81) anordenbar oder angeordnet ist;
    - eine zweite elektrische Anordnung (2), die in einem zweiten Schienenfahrzeug (92) anordenbar oder angeordnet ist;
    wobei die erste und zweite elektrische Anordnung (2) jeweils wenigstens einen Hauptleiter (20, 22) umfassen;
    wobei zumindest die erste elektrische Anordnung (2) an eine Spannungsversorgung (24) anschließbar ist und mit einem Hauptleiter (20, 22) der zweiten Anordnung (2) verbindbar ist;
    wobei das System (3) eingerichtet ist, einen Zugintegritätszustand des Zuges (1) in Abhängigkeit einer elektrischen Größe wenigstens eines Hauptleiters (20, 22) zu ermitteln.
  11. System (3) nach Anspruch 10
    wobei die erste und zweite elektrische Anordnung (2) jeweils einen speisenden Hauptleiter (20) und einen rückführenden Hauptleiter (22) umfassen, und die jeweiligen speisenden Hauptleiter (20) und die jeweiligen rückführenden Hauptleiter (22) der Anordnungen (2) miteinander verbunden oder verbindbar sind;
    wobei ein Überwachungsstromkreis (4) herstellbar ist durch elektrisch leitendes Verbinden, innerhalb der zweiten Anordnung (2), des dortigen speisenden Hauptleiters (20) und des dortigen rückführenden Hauptleiters (22);
    wobei das System (3) eingerichtet ist, einen Zugintegritätszustand des Zuges (1) in Abhängigkeit einer elektrischen Größe des Überwachungsstromkreises (4) zu ermitteln.
  12. Zug (1) mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen (81-92), wobei der Zug (1) ein System (3) nach Anspruch 10 oder 11 aufweist.
  13. Verfahren zum Konfigurieren einer Anordnung zur Überwachung einer Zugintegrität eines Zuges (1) mit mehreren aneinander gekuppelten Schienenfahrzeugen (81-92), wobei die Schienenfahrzeuge (81-92) jeweils über automatische Kupplungen miteinander kuppelbar und/oder entkuppelbar sind, wobei die Schienenfahrzeuge jeweils eine elektrische Anordnung (2) mit wenigstens einem Hauptleiter (20, 22) umfassen, und die Hauptleiter (20, 22) miteinander gekuppelter Schienenfahrzeuge (81-92) elektrisch leitend miteinander verbunden sind,
    wobei nach einer Betätigung zumindest einer der automatischen Kupplungen zur Herstellung oder Lösung einer Verbindung zwischen zwei Schienenfahrzeugen, automatisch von jeweils einer Ermittlungseinrichtung in jedem der beiden Schienenfahrzeuge ein Schienenfahrzeug-Zustand des Schienenfahrzeugs ermittelt wird und eine entsprechende Zustands-Information erhalten wird, wobei der Schienenfahrzeug-Zustand bestimmt ist durch
    - einen durch die Betätigung der zumindest einen der automatischen Kupplungen entstandenen Kupplungs-Zustand,
    wobei gemäß einer für jedes Schienenfahrzeug des Zuges vorgegebenen Zuordnung zwischen
    - dem Schienenfahrzeug-Zustand und
    - der Aktivierung oder Nicht-Aktivierung einer elektrischen Versorgung des Hauptleiters oder eines der Hauptleiter und/oder
    der Aktivierung oder Nicht-Aktivierung einer Hauptleiter-Erfassungseinrichtung zur Erfassung eines elektrischen Zustandes des Hauptleiters oder eines der Hauptleiter und/oder
    der Aktivierung und/oder nicht-Aktivierung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei Hauptleitern,
    unter Berücksichtigung der Zustands-Information gemäß der vorgegebenen Zuordnung die elektrische Versorgung des Hauptleiters oder eines der Hauptleiter in dem jeweiligen Schienenfahrzeug aktiviert wird oder nicht aktiviert wird und/oder
    die Hauptleiter-Erfassungseinrichtung aktiviert wird oder nicht aktiviert wird und/oder die elektrische Verbindung zwischen den zwei Hauptleiter in dem jeweiligen Schienenfahrzeug aktiviert wird oder nicht aktiviert wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Information über den Kupplungs-Zustand durch Einstellen eines Zustandes einer ersten Speichereinrichtung in dem jeweiligen Schienenfahrzeug abgespeichert wird.
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