EP4079594A1 - Überwachungsvorrichtung für ein schienensystem - Google Patents

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EP4079594A1
EP4079594A1 EP22163022.1A EP22163022A EP4079594A1 EP 4079594 A1 EP4079594 A1 EP 4079594A1 EP 22163022 A EP22163022 A EP 22163022A EP 4079594 A1 EP4079594 A1 EP 4079594A1
Authority
EP
European Patent Office
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rail
balise
beacon
signal
train
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
EP22163022.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
M. Eng. Matthias BUSSE
Dr. Andreas PRIEBE
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.)
Scheidt and Bachmann GmbH
Original Assignee
Scheidt and Bachmann 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 Scheidt and Bachmann GmbH filed Critical Scheidt and Bachmann GmbH
Publication of EP4079594A1 publication Critical patent/EP4079594A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control
    • B61L3/08Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
    • B61L3/12Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves
    • B61L3/121Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically using magnetic or electrostatic induction; using radio waves using magnetic induction
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    • B61L1/02Electric devices associated with track, e.g. rail contacts
    • B61L1/10Electric devices associated with track, e.g. rail contacts actuated by electromagnetic radiation; actuated by particle radiation
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    • B61L27/00Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
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    • B61L27/00Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/50Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades
    • B61L27/57Trackside diagnosis or maintenance, e.g. software upgrades for vehicles or trains, e.g. trackside supervision of train conditions
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    • B61L2003/122German standard for inductive train protection, called "Induktive Zugsicherung"[INDUSI]
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    • B61L27/20Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • the application relates to a monitoring device for a rail system, in particular for a rail section of the rail system that is only equipped with a balise-based train control system.
  • the application relates to an interlocking device, a rail system, a method and a computer program product.
  • a train control system is understood to be technical equipment and systems with which the movements of rail vehicles in a rail system are controlled, in particular depending on the type of route and traffic and the permissible speed on a specific track or a specific track section of the rail system.
  • ECS European Train Control System
  • PZB punctiform train control system
  • a PZB system is generally used on conventional rail routes, in particular with a specified maximum speed of at least less than 200 km/h (e.g. a maximum of 160 km/h). In Germany, for example, the so-called Class B train control system (also called Class B system) is used.
  • Class B train control system also called Class B system
  • a PZB system can be used to monitor whether a displayed signal, in particular a stop signal, was ignored by a rail vehicle.
  • One The applicable restriction can be transmitted to the rail vehicle at certain points by oscillating circuits on the track (also known as track magnets) on a rail section and evaluated by a vehicle device on the rail vehicle. If a restriction is disregarded, the vehicle equipment can, for example, trigger emergency braking of the rail vehicle.
  • the ETCS system is being used more and more in Europe due to the diverse options for train control in the rail systems.
  • the ETCS system is a balise-based system.
  • balises are arranged in a track bed of a rail line, which can be read contactlessly by a balise reading device arranged on a rail vehicle.
  • a balise can be a transmitter arranged in or on a track bed, which transmits contactless data to rail vehicles traveling over or past it.
  • a balise at least partially initiates the influencing of a rail vehicle.
  • the data transmitted by a balise can, for example, be displayed to the driver by at least one display device of the rail vehicle and/or processed automatically by a vehicle control device of the rail vehicle and used to control the rail vehicle (e.g. for automatic braking, acceleration, etc.).
  • the ETCS system allows variable data content to be transmitted to the rail vehicle.
  • the variable data content can be transmitted to a balise in the form of a so-called balise telegram from a balise control device (near the rails) (also called a balise control unit (BCU)).
  • the beacon control device in turn can receive the data content in the form of a signal aspect from a (remotely located) data source.
  • the signal aspect can be transmitted from an electronic interlocking via a data network (eg, CAN bus network) to the beacon control device will. In this way, data that can be changed and in particular that is always up-to-date can be transmitted to the balise in order to transmit this to the rail vehicles that pass the balise.
  • a data network eg, CAN bus network
  • a point-based system and a balise-based system can be operated in parallel on a track section.
  • a rail system can also include rail lines where only a balise-based system is used, such as the ETCS system.
  • the application is based on the object of creating a possibility that increases the safety when operating a rail system and in particular a provides a reliable monitoring option with which it is possible to detect that a rail vehicle which is not able to communicate with a balise has entered a railway line which is only equipped with a balise-based train control system.
  • the object is achieved by a monitoring device according to claim 1 for a rail system, in particular for a rail section of the rail system that is only equipped with a balise-based train control system.
  • the monitoring device comprises at least one train detection receiving module configured to receive a train presence signal from at least one train presence sensor arranged in a specific rail area of the rail system.
  • the monitoring device comprises at least one beacon receiving module, set up to receive a beacon excitation signal of a first beacon arranged in the specific rail area.
  • the monitoring device comprises at least one determination module configured to determine whether the beacon excitation signal and/or the train presence signal are received.
  • a possibility is created according to the application, which increases safety when operating a rail system.
  • a reliable monitoring option is provided with which it is possible to determine that a rail vehicle, which is not able to communicate with a balise, has entered a rail section that is only equipped with a balise-based system.
  • this is achieved in that a monitoring device receives two different detection signals from devices arranged jointly in a specific rail region of the rail system. This provides a possibility for evaluating these signals.
  • balise-based detection signal is not present, but only a (non-balise-based) train presence signal
  • a non-balise-capable Rail vehicle has passed the specific rail area and in particular has entered or will enter a rail section of the rail system that is only equipped with a balise-based train control system.
  • the monitoring device is set up in particular to monitor the entry of rail vehicles or trains into a specific rail section.
  • the specific rail section can preferably be a rail section of the rail system that is only equipped with a balise-based train control system.
  • a balise-based train control system and no other train control system such as a PZB system, is installed on the track, ie between a start and an end point of the track.
  • a balise-based train control system preferably an ETCS system, includes in particular a plurality of balises.
  • a balise can be arranged in particular in the track bed of a rail line.
  • a beacon can transmit data to a beacon reading device on a rail vehicle, in particular with the aim of influencing the rail vehicle in accordance with the data content.
  • balises In a balise-based train control system, a distinction can be made between at least two different types of balises: fixed-data balises and transparent-data balises.
  • a fixed data balise (also called static balise) is a balise with unchanged data content.
  • the unchangeable data content is stored in the fixed data balise.
  • the fixed-data beacon can be supplied with energy inductively, ie contactlessly via an air interface, in particular by the rail vehicle or by the beacon reading device arranged on the rail vehicle.
  • the functionality of a fixed data balise is particularly similar to the functionality of a contactless transponder card.
  • balises have no connection to a data network.
  • the fixed data balise does not have its own power supply as standard. In the case of variants of the application, however, it is conceivable that such a beacon can be connected to a data network, in particular for the purpose of monitoring the status of the beacon.
  • the distance to the next beacon can be stored as the data content of such a beacon.
  • a rail vehicle that receives this information from the balise will initiate an emergency stop if it does not detect the next balise within the distance obtained (possibly with a certain tolerance).
  • Exemplary and non-exhaustive further data of a fixed data balise can be location information, information on the route condition/equipment of the following route section and speed target values and/or speed limit values.
  • a transparent data balise is to be understood in particular as a balise with variable data content.
  • a balise is set up to send variable data, for example changing operating situations (e.g. information on the current route condition of the following route section or rail route and/or current speed target values and/or limit values), to the rail-bound vehicle.
  • variable data for example changing operating situations (e.g. information on the current route condition of the following route section or rail route and/or current speed target values and/or limit values), to the rail-bound vehicle.
  • a transparent data balise is connected to a data network as standard.
  • the variable data content can be transmitted in the form of a balise telegram from a balise control device (near the rails) to the balise.
  • the beacon control device receives the data content in the form of a signal aspect from a (remotely arranged) data source.
  • the signal aspect can be transmitted from an (electronic) interlocking via a data network (eg CAN bus network) to the beacon control device.
  • a data network eg CAN bus network
  • the energy supply of the transparent data balise can usually be wired.
  • a sinusoidal voltage e.g. 22V, 8.82 kHz
  • This sinusoidal voltage is preferably used at the same time as a carrier signal for the data that is to be transmitted to the balise.
  • a Manchester-coded data signal e.g. 16 V with 564.48 kbit/s
  • the beacon control device supplies the beacon with energy (sine signal) and data (Manchester signal) in the form of a beacon telegram.
  • only rail vehicles that are set up to be influenced by the balise-based train control system may drive on a rail section of the rail system that is only equipped with a balise-based train control system.
  • the balise-based train control system is an ETCS system, it is necessary for the rail vehicle to have a working EVC and a working balise reader.
  • the beacon reading device can be set up in particular for contactless reading of a beacon, preferably for inductive reading.
  • the beacon reading device can be attached in particular to a traction vehicle of a rail vehicle, in particular to an underside of the traction vehicle which faces the track bed.
  • the monitoring device comprises at least one train detection receiving module and at least one beacon receiving module for monitoring. It goes without saying that the two receiving modules can be implemented in a common communication device or in separate communication devices.
  • the train detection receiving module can be communicatively connectable to a train presence sensor via a (wireless and/or wired) data network. This enables a train presence signal to be received and hence the status of the train presence sensor to be monitored.
  • a train presence signal according to the application can in particular be emitted by the train presence sensor (only) when a rail vehicle is detected by the train presence sensor (and thus in particular also only then received). It goes without saying that in variants of the application it can also be provided that the train presence sensor continuously emits a signal.
  • a train presence signal is to be understood as a signal with a data content which indicates that a rail vehicle is (instantaneously) detected by the train presence sensor.
  • the train presence sensor only emits a signal when no rail vehicle is detected.
  • receiving a train presence signal means detecting the absence of a signal.
  • a train presence signal according to the application can be transmitted by the train presence sensor upon detection of the presence of a rail vehicle at the train presence sensor, ie in particular as long as the train presence sensor detects a rail vehicle in its detection range.
  • the beacon receiving module can be at least indirectly communicatively connectable to a first beacon via a further (wireless and/or wired) data network.
  • Indirect means in particular that at least one further device can be interposed, preferably a beacon control device.
  • the data networks mentioned may differ from one another.
  • beacon excitation signal This enables a beacon excitation signal to be received and thus the status of the first beacon to be monitored.
  • the beacon excitation signal according to the application can (only) be emitted when the first beacon has been detected to be excited (and thus, in particular, also only be received then). It goes without saying that in variants of the registration it can also be provided that a signal is always transmitted.
  • a beacon activation signal is to be understood as a signal with a data content which indicates that the first beacon is (instantaneously) activated.
  • the beacon excitation signal can be sent out at least when the first beacon is excited and thus in particular received.
  • the train presence sensor and the first balise are arranged in a specific rail area of the rail system.
  • the maximum distance between the first balise and the train presence sensor can preferably be less than 100 m, preferably at least less than 50 m.
  • the specific rail area can in particular lie in a transition area, also referred to as a level change area.
  • Such an area is in particular a rail area in which a change from one or more train control system(s) to at least one other train control system takes place. For example, from a PZB system (and possibly also a balise-based system, such as an ETCS system) to a (purely) balise-based system, such as an ETCS system.
  • the monitoring device is set up in particular for monitoring the respective status of the train presence sensor and the first balise, in particular by the receiving modules mentioned.
  • the monitoring of these states makes it possible, in particular, to determine whether a non-balise-capable vehicle (e.g. a vehicle that is only equipped with Class B (national) train control elements or with a non-functional balise reader) has entered the specified rail section.
  • a non-balise-capable vehicle e.g. a vehicle that is only equipped with Class B (national) train control elements or with a non-functional balise reader
  • a determination module determines in particular whether the beacon excitation signal of the monitored first beacon and/or the train presence signal of the monitored train presence sensor are received.
  • the monitoring device can comprise at least one determination module configured at least to determine that a non-balise capable rail vehicle has passed the specific rail area if it is determined that only the train presence signal is received.
  • the determination module determines that a non-balise capable rail vehicle has passed the specific rail area. Because if this rail vehicle were beacon-capable, the beacon reader of the rail vehicle would have activated the first beacon, so that a beacon activation signal would also have been received. From not receiving the balise excitation signal while simultaneously receiving the train presence signal, it can therefore be concluded that the rail vehicle detected is a rail vehicle that is not capable of balises.
  • the monitoring device can thus make it possible to reliably detect that a non-ETCS-capable rail vehicle is traveling on an ETCS-only rail section.
  • the determination module and the determination module can be implemented in a common evaluation device.
  • the determination module can also be set up at least to determine that a balise-capable rail vehicle has passed the specific rail area if it is determined by the determination module that the train presence signal and the balise excitation signal are received.
  • the rail vehicle which is detected by the monitoring of the train presence sensor, is balise-capable, since the first balise was activated and this was detected by the balise receiving module. It can be recognized in a simple manner that an ETCS-only rail section is being traversed by a rail vehicle that is at least balise-capable. This can, for example, be displayed and/or output for further processing.
  • the rail vehicle does not have a functional EVC.
  • the vehicle control device of the rail vehicle is set up to recognize the error and, if necessary, to initiate measures such as an emergency stop, informing the vehicle driver, etc.
  • the determination module can be set up to determine whether the beacon excitation signal and the train presence signal are received or only a train presence signal is received, based on a synchronicity criterion (also called simultaneity criterion).
  • a synchronicity criterion also called simultaneity criterion.
  • the synchronicity criterion defines in particular when a received beacon excitation signal and a received train presence signal as signals triggered by the same rail vehicle (and when not).
  • the determination module can only determine that a beacon excitation signal and a train presence signal are received (simultaneously) if the beacon excitation signal and the train presence signal are received in accordance with the synchronicity criterion, i.e., for example, simultaneously (or in a certain predetermined time interval).
  • the synchronicity criterion can specify, for example, that the beacon excitation signal and the train presence signal must be received within a specific time window. Provision can preferably be made for the beacon excitation signal to be received at least when the train presence signal is also received. Only when both signals are received at the same time can it be determined that a beacon excitation signal and a train presence signal are being received. If this is not the case, it can be determined that only one signal is received (typically only the train presence signal). In the latter case, the determination module determines that a non-balise-capable rail vehicle has passed the specified rail area, as already described.
  • the monitoring device can comprise at least one control module set up to activate at least one emergency device of the rail system when it is determined that a rail vehicle that is not capable of balises has passed the specific rail area.
  • the at least one emergency device can preferably be actuated automatically.
  • the activation can cause emergency braking of the vehicle (eg by means of an "Indusi" inductive train protection system), a switch position change or a signal position change, etc.
  • the emergency device can be a switch control device of the rail system.
  • the switch control device can be part of a switch of the rail system.
  • the switch can be behind the specific rail area in the direction of travel of the detected rail vehicle.
  • the switch control device can be controlled in such a way that the rail vehicle is routed to another rail section or other track, such as a siding.
  • At least one other emergency device can be controlled, such as an optical and/or acoustic alarm device, at least one route element (e.g. track closures) or the like.
  • a further aspect of the application is an interlocking device comprising at least one monitoring device as described above.
  • An interlocking device is in particular a control system (provided for anyway) for controlling the operation of the rail system.
  • the interlocking device can preferably be an electronic interlocking in the form of at least one computing device.
  • the interlocking device can be communicatively connectable (at least indirectly) via at least one data network to at least the train presence sensor and the first beacon.
  • the rail system comprises at least one monitoring device as described above.
  • the rail system includes at least one train presence sensor (as previously described) located in the designated rail area.
  • the rail system comprises at least a first balise (as previously described) located in the particular rail area.
  • the train presence sensor and the first balise can be communicatively (at least indirectly) connected to the monitoring device.
  • the rail system can preferably include an interlocking device as described above with an integrated monitoring device according to the application.
  • the rail system can comprise at least one beacon control device.
  • the beacon control device can be communicatively connectable to the first beacon.
  • the beacon control device can be assigned to the first beacon.
  • the beacon control device can be set up to detect an excitation of the first beacon by a beacon reader of a rail vehicle.
  • the beacon control device can be set up to emit the beacon excitation signal (immediately) upon detection of an excitation of the first beacon.
  • the beacon control device can be connected to the monitoring device via a (wireless and/or wired) data network.
  • the monitoring device can be communicatively connectable to the first beacon by means of the beacon control device.
  • the beacon control device can be set up to specify telegrams for the first beacon.
  • the beacon control device can preferably be set up to detect an excitation of the first beacon.
  • the beacon control device can particularly preferably be set up to detect an excitation of the first beacon by a beacon reader by detecting a change in the impedance of the beacon connection of the first beacon.
  • the beacon control device can (continuously) monitor the impedance at the beacon connection, ie the connection to which the data network between the beacon control device and the first beacon is connected. If a change in impedance is detected, an excitation can be detected.
  • an inductive Excitation of the first balise lower or reduce the impedance of the balise connection towards the balise control device.
  • a detection of a change (in particular the said reduction) in the impedance can include a comparison with a (predetermined) impedance criterion (e.g. a limit value). Excitation of the first balise can be detected in a simple manner and reported to the monitoring device.
  • a (predetermined) impedance criterion e.g. a limit value
  • any sensor that can detect the presence of a rail vehicle in a detection range of the respective sensor can be used as a train presence sensor.
  • the train presence sensor may be a photoelectric sensor, a DC circuit sensor, a fiber optic sensor, a wheel sensor (e.g.: Wheel Sensor Relay), or the like.
  • the at least one train presence sensor can be at least one axle counter circuit.
  • An axle counter circuit can enable the presence of a rail vehicle in the detection area of the axle counter in a particularly reliable manner.
  • the axle counter circuit can preferably comprise a first axle counter and a second axle counter spaced apart from the first axle counter.
  • an axle counter can include at least one electromagnetic pulse generator that works in a non-contact manner.
  • An axle counter can be arranged on the outside and inside or only on the inside of a rail.
  • a wheel of a rail vehicle passing the pulse generator generates in particular an electrical pulse which can be recorded by an (electronically working) counter.
  • two axle counters can be provided in the specific rail area.
  • a train presence signal can be transmitted at least as long as at least one more pulse is recorded for the first axle counter (if only one pulse counter is available) than for the second axle counter (if only one pulse counter is available).
  • a train presence signal can be transmitted at least as long as more axles have entered an axle counter circuit than have exited.
  • the first beacon can be particularly preferably arranged between the first axle counter and the second axle counter. This can ensure in a simple manner that if the beacon excitation signal is received while receiving a train presence signal, ie the detection signals are received simultaneously, this is triggered by a single rail vehicle. By specifying a corresponding synchronization criterion, it can be determined in a reliable manner whether only one detection signal or both detection signals are received. The arrangement can thus ensure that the train presence signal and the beacon excitation signal are received "technically at the same time" and can thus be determined as belonging to the same rail vehicle.
  • the axle counter distance between the first axle counter and the second axle counter can be at least greater than 26 m (and less than 50 m), preferably between 28 m and 40 m.
  • the distance between the first axle counter and the first balise can be at least greater than 1 m, preferably greater than 2 m.
  • the distance between the second axle counter and the first balise can be at least greater than 13 m, preferably greater than 15m.
  • a rail vehicle particularly a traction vehicle equipped with a beacon reader should preferably have the first axle entered the axle counter circuit when the beacon reader energizes the first beacon (and in particular data through the first Balise receives). If the beacon reading device is arranged in the front vehicle overhang of the rail vehicle, the distance between the first axle counter and the first beacon (seen in the direction of travel) should be at least greater than 1 m, preferably greater than 2 m.
  • a rail vehicle in particular a traction vehicle
  • a balise reading device should still be in the axle counter circuit (ie before the second axle counter). If the beacon reader is not located in the front vehicle overhang of the rail vehicle, but between the vehicle axles, the distance between the second axle counter and the first beacon should be at least greater than 13 m, preferably greater than 15 m. This applies in particular if it is assumed that the vehicle length of a rail vehicle is a maximum of 30 m.
  • the axle counter distance between the first axle counter and the second axle counter should be at least greater than 26 m (and less than 50 m), preferably between 28 m and 40 m.
  • the location of the arrangement of the beacon reader, in particular the antenna of the beacon reader, on the rail vehicle can be specified by a technical guideline (TSI Technical Specifications for Interoperability).
  • TTI Technical Specifications for Interoperability As has been described, the beacon reading device can be arranged in the front vehicle overhang or between the vehicle axles.
  • the axle counter distance between the first axle counter and the second axle counter can be at least greater than 26 m, preferably between 28 m and 40 m, and the distance between the first axle counter and the first balise can be at least greater than 1 m , preferably greater than 2 m and the distance between the second Axle counter and the first beacon at least greater than 13 m, preferably greater than 15 m.
  • This geometric dimensioning can be ensured in a particularly reliable manner that a simultaneous reception of the beacon excitation signal while receiving a train presence signal according to a corresponding synchronicity criterion on a single rail vehicle is. This in turn ensures in a particularly reliable manner that, when a train presence signal is received without a beacon excitation signal being received at the same time, it can be determined that the rail vehicle passing is a rail vehicle that is not capable of being used as a balise.
  • the rail system can comprise at least one second balise arranged in front of the first balise in the direction of travel of a rail vehicle.
  • the second beacon can be a fixed-data beacon, which has stored and can transmit at least the distance from the first beacon as data content.
  • the first balise may be a transparent data balise as previously described.
  • the first beacon can preferably be a beacon which is provided anyway and which is connected to an interlocking device in any case via a data network and a beacon control device.
  • the first balise can preferably have a so-called C4 interface.
  • the method is used in particular for monitoring the status of a train presence sensor (e.g. rail vehicle present or absent) and the status of a first balise (e.g. activated or not activated).
  • a train presence sensor e.g. rail vehicle present or absent
  • a first balise e.g. activated or not activated
  • the train presence signal can be emitted when (in particular during) the detection of the presence of a rail vehicle by the train presence sensor and/or the beacon excitation signal can be emitted when the first beacon is excited by a beacon reader of a rail vehicle.
  • the (in particular computer-implemented) method can be carried out in particular by the monitoring device described above.
  • Yet another subject matter of the application is a computer program product comprising instructions which, when the program is executed by a computer, cause the latter to execute the method described above.
  • Yet another aspect of the application is a computer-readable data medium on which the computer program product described above is stored.
  • the computer program comprises in particular software code which is adapted in such a way that when the software code is executed by a processor of a computer, in particular an interlocking device, the method described above is carried out.
  • the computer program product in particular the instructions or program instructions, can be stored on or in a data carrier of a computing device, in particular a program memory.
  • program memory is non-volatile memory such as flash memory, magnetic memory, EEPROM memory (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory), and/or optical memory.
  • a computing device such as a monitoring device, may have a main memory, for example a volatile or non-volatile memory, in particular a random-access memory (RAM), such as a static RAM memory (SRAM), a dynamic RAM memory ( DRAM), ferroelectric random access memory (FeRAM) and/or magnetic random access memory (MRAM).
  • RAM random-access memory
  • SRAM static RAM memory
  • DRAM dynamic RAM memory
  • FeRAM ferroelectric random access memory
  • MRAM magnetic random access memory
  • the processor of the computing device can, for example, store intermediate results or the like in the main memory.
  • a previously described module, element, etc. can at least partially comprise hardware elements (e.g. processor, storage means, etc.) and/or at least partially software elements (e.g. executable code). It should also be noted that terms such as “first”, “second” do not indicate any order, but only indicate the distinction between different elements (e.g. balises), unless expressly stated otherwise.
  • the figure 1 shows a schematic view of an embodiment of an interlocking device 110 according to the present application with an embodiment of a monitoring device 100 according to the present application.
  • the signal box device 110 preferably an electronic signal box formed by at least one computing device, serves in particular to control the operation of the rail system.
  • the interlocking device 110 can be connected to sensors and/or actuators of the rail system via at least one data network, in order in particular to control the actuators.
  • a monitoring device 100 is implemented in the interlocking device 110 .
  • the monitoring device 100 serves in particular to monitor the state of a train presence sensor and to monitor a first balise. Monitoring the respective status of these elements is used to determine whether or not a particular rail route is used only by rail vehicles permitted for this rail route. It can thus be recognized by the monitoring device 100 whether an impermissible rail vehicle is driving on a specific stretch of track or a specific section of track.
  • the monitoring device 100 comprises at least one train detection receiving module 102 and one beacon receiving module 104 for monitoring the stated states.
  • the train detection receiving module 102 can be connected via a (wireless and/or wired) data network 116 to be communicatively connectable with at least one train presence sensor.
  • the train presence sensor is arranged in a specific rail area and can be set up in particular to detect a rail vehicle in its detection area. When a rail vehicle is detected, a train presence signal can be emitted.
  • the train detection receiving module 102 is configured to at least receive the train presence signal. Receiving a train presence signal also includes, in particular, not receiving a train presence signal, as has already been described.
  • the first beacon is arranged in the specific rail area and can in particular be set up at least for the detection of a rail vehicle capable of being beaconed.
  • a balise excitation signal can be emitted.
  • the beacon receiving module 104 is set up at least to receive the beacon excitation signal.
  • the beacon receiving module 104 can be at least indirectly communicatively connectable to the first beacon via a (wireless and/or wired) data network 114 .
  • the monitoring device 100 also includes at least one determination module 106 and preferably at least one determination module 108. These modules can also be formed by a common evaluation device.
  • the determination module 106 is operatively coupled to the receiving modules 102,104.
  • the determination module 106 is configured to determine whether the beacon excitation signal and/or the train presence signal are received. Basically, the cases are conceivable that no detection signal is received, only one detection signal is received (in particular only a train presence signal) or both detection signals are received.
  • a synchronicity criterion can preferably be specified to determine which of the cases mentioned is present.
  • the synchronicity criterion indicates when both detection signals are received and when, in particular, only one detection signal is received.
  • the synchronicity criterion indicates that it is only determined that the beacon excitation signal and the train presence signal are received if they are received at the same time by the receiving modules. If, for example, a beacon excitation signal is received first and then a train presence signal is received, it is determined in each case that only a detection signal is received.
  • the optional determination module 108 can at least be set up to determine that a non-balise-capable rail vehicle, i.e. in particular a rail vehicle not permitted for the monitored railway line, has passed the specific rail area if it is determined by the determination module 106 that only the train presence signal is received, ie in particular no beacon excitation signal is received at the same time.
  • the determination module 108 may be configured to at least determine that a beacon-enabled rail vehicle has passed the designated rail area if it is determined that the train presence signal and the beacon excitation signal are received simultaneously.
  • the monitoring device 100 can include a control module 112 .
  • the control module 112 can be set up to control, via a data network 118, at least one emergency device (for example points control device or controllable points, track lock, alarm device, etc.) of the rail system at a Determination that a non-balisable railway vehicle has passed the specified rail area.
  • at least one emergency device for example points control device or controllable points, track lock, alarm device, etc.
  • FIG. 2 shows a schematic view of a rail system 230 according to the present application.
  • the rail system 230 includes at least one monitoring device 200, which in particular according to the embodiment figure 1 can be formed.
  • the monitoring device 200 can be implemented in an interlocking device of the rail system 230 . In order to avoid repetition, reference is therefore made in particular to the previous statements.
  • the rail system 230 can in particular be formed from a large number of rail sections 238, 240 in the form of rails 242 or tracks 242, which can be traveled on by rail vehicles 244 or trains 244.
  • Two rail sections 238, 240 are shown here as an example, with the second rail section 238 being able to connect to the first rail section 240, as seen in the direction of travel 254.
  • the first rail section 240 can be equipped with a balise-based train control system (in particular an ETCS system) and with a PZB system (in particular a class B train control system).
  • the second rail section 238 can only be equipped with a balise-based train control system (in particular an ETCS system). In other words, driving on the second rail section 238 is only permitted with rail vehicles 244 capable of balises.
  • a balise-capable rail vehicle 244 can in particular have a balise reading device 246 and a vehicle control device 252 which is set up to process the read out balise data.
  • the balise-capable rail vehicle 244 can preferably be an ETCS-capable vehicle 244, in particular with an ETCS reader 246 and an EVC 252.
  • a transition area 258 from the first track 240 to the second track 238 may be referred to as a level change area 258 .
  • Such an area 258 is a rail area 258 in which a change from one train control system to another train control system takes place. In the present case, this means that a train control system is changed from a PZB system to a balise-based system, such as an ETCS system.
  • a specific rail area 236 is preferably provided in this transition area 258, in which at least a first balise 232 and a train presence sensor 234 are arranged.
  • the specific rail area 236 is defined in particular by the maximum distance between the elements mentioned and can preferably be at least less than 100 m, particularly preferably at least less than 50 m.
  • the first balise 232 and train presence sensor 234 can be arranged adjacent to one another, in particular in one Transition area 258.
  • the rail system 230 may include the first balise 232 and the train presence sensor 234 .
  • the rail system 230 can comprise a balise control device 250 assigned to the first balise 232 .
  • the beacon control device 250 is set up in particular to detect an excitation of the first beacon 232 by the beacon reader 246.
  • the excitation can in particular be an inductive excitation. Excitation of the first beacon 232 by the beacon reader 246 can be detected in particular by detecting a change in the impedance of the beacon connection of the first beacon 232 .
  • the beacon control device 232 is provided in particular for emitting the beacon excitation signal when the excitation of the first beacon 232 is detected.
  • the monitoring device 200 can be communicatively connected to the first beacon 232 indirectly, in particular via the beacon control device 232 .
  • the adjacent arrangement of the first balise 232 to the train presence sensor 234 makes it possible, in particular, to derive from the reception of only the train presence signal that the rail vehicle that has passed the specific rail area 236 is a non-balise-capable rail vehicle.
  • the rail system 230 optionally comprises at least one second balise 256 and/or at least one emergency facility 248.
  • the second balise 256 is arranged in front of the first balise 232 as viewed in the direction of travel 254 .
  • the second balise 256 can preferably be a fixed-data balise 256, which can have at least the distance to the first balise 232 stored as data content. If the second beacon 256 is passed, the beacon reading device 246 can read out the data content.
  • the first balise 232 may be a transparent data balise 232 .
  • the first balise 232 can preferably be a balise 232 with a balise control device 250 that is provided anyway.
  • a beacon arranged specifically for the detection of a rail vehicle 244 capable of being beaconed can also be used.
  • the second balise 256 can communicate a level change.
  • the interlocking then sends the driving license (e.g. Movement Authority (MA)) to the vehicle via the first balise 232 for the subsequent route section.
  • MA Movement Authority
  • the emergency device 248 can in particular be a switch with a switch control device 248 .
  • the switch is arranged behind the specific rail area 236 in the direction of travel of the detected vehicle 244 .
  • the points control device 248 can be controlled in such a way that the rail vehicle 244 moves to another track or another Track is routed, such as a siding, if the rail vehicle 244 is determined to be a non-balisable rail vehicle 244.
  • a synchronicity criterion can advantageously be specified, which in particular defines that it can only be determined that the rail vehicle is a balise-capable vehicle if it is determined that the balise excitation signal and the train presence signal are received simultaneously. This is explained below with the help of figure 7 , which shows an exemplary timing diagram, explained in more detail.
  • a rail vehicle can be in the detection range of the train presence sensor, in particular for a period of time T 1 .
  • T 1 it is possible for the rail vehicle to reach the detection range of the train presence sensor and at time t 2 it can be detected that the rail vehicle leaves the detection range of the train presence sensor.
  • the train presence signal can be continuously transmitted during this detection period Ti.
  • the monitoring device continuously receives the train presence signal during the detection period Ti.
  • this can also include the sending of two signals, such as a start and an end signal or the absence of an otherwise sent non-presence signal or the like, as already described.
  • the case is shown as an example in which a beacon excitation signal is received by the monitoring device at time t 3 , that is to say in particular at the same time as the train presence signal.
  • the determination module determines that the train presence signal and the Beacon excitation signal (technically simultaneously, so according to the synchronicity criterion) are received.
  • the determination module determines that only the train presence signal is received (and not the train presence signal and the beacon excitation signal simultaneously, i.e. according to the synchronicity criterion).
  • the first beacon and the train presence sensor can be arranged relative to one another in such a way that it is ensured that in a rail vehicle with a beacon reader, the first beacon is always excited while the rail vehicle is in the detection range of the train presence sensor.
  • FIGS. 3 to 5 show exemplary embodiments of rail systems 330, 430, 530 according to the present application, in which a corresponding arrangement takes place, in particular if all the dimension specifications are met together. It should be noted that a monitoring device is not shown for the sake of a better overview. Furthermore, to avoid repetition, reference is made to the previous statements figures 1 , 2 and 7 referred.
  • an axle counter circuit 334 is provided as a train presence sensor 334 .
  • train presence sensors such as light barriers, DC circuit sensors, etc.
  • the axle counter circuit 334 shown comprises a first axle counter 360 and a second axle counter 362.
  • the first axle counter 360 designates the axle counter which is arranged from the second axle counter 362 as seen in the direction of travel 354.
  • the first balise 332 is preferably arranged between the axle counters 360, 362.
  • An axle counter 360, 362 can comprise at least one electromagnetic pulse generator that works in a non-contact manner and can be arranged in particular on the outside and inside or only on the inside of a rail 342.
  • a wheel of the rail vehicle 344 passing the pulse generator generates in particular an electrical pulse which can be recorded by an (electronically working) counter.
  • a train presence signal can be transmitted at least as long as at least one more pulse is recorded for the first axle counter (if only one pulse counter is available) than for the second axle counter (if only one pulse counter is available) (cf. also 7 ), i.e. the rail vehicle is located with at least one axle in the detection range of the axle counter circuit.
  • a rail vehicle 344 is shown, in particular in the form of a traction vehicle 344 which is equipped with a beacon reading device 346 .
  • the rail vehicle 344 should preferably have entered the axle counter circuit 334 with the first axle 366 (reference number 364 designates the second axle located behind the first axle 366 in the direction of travel) (i.e have reached the first axle counter 360) when the beacon reader 346 excites the first beacon 332 and, in particular, receives data through the first beacon.
  • the rail vehicle should already be within the detection range of the train presence sensor when the first balise is activated.
  • the distance X 2 between the first axle counter 360 and the first balise 332 should be at least greater than 1 m, preferably greater than 2 m. This is based in particular on the Assumption that the distance X 1 is a maximum of 1 m and the following 1st condition should be fulfilled: X 2 ⁇ X 1 .
  • a rail vehicle 446 in particular a traction vehicle 446) that is equipped with a beacon reader 446 should still be in the axle counter circuit (i.e. with the first axle 366 in front of the second axle counter 362) when the first beacon is activated.
  • the rail vehicle should still be within the detection range of the train presence sensor when the first balise is energized. In the case after figure 3 this is (always) the case.
  • the balise reading device 446 can also be arranged between the axles 464, 466 of the rail vehicle 444, as in figure 4 shown. If the balise reading device 446 is not arranged in the front vehicle overhang of the rail vehicle 444, but between the vehicle axles 464, 466, the distance X 4 between the second axle counter 462 and the first balise 432 (seen in the direction of travel 454) should be at least greater than 13 m. preferably greater than 15 m. This applies in particular if it is assumed that the vehicle length of the rail vehicle 444 is at most 30 m. This is based in particular on the assumption that the distance X 3 is a maximum of 13 m (due to the assumed maximum vehicle length) and the following 2nd condition should be fulfilled: X 4 ⁇ X 3 .
  • the axle counter distance X 6 between the first axle counter 560 and the second axle counter 562 should be at least greater than 26 m (and less than 50 m), preferably between 28 m and 40 m. This is based in particular on the assumption that the distance X 5 is a maximum of 26 m (due to the assumed maximum vehicle length of 30 m) and the following 3rd condition should be fulfilled: X 6 ⁇ X 5 .
  • the train presence sensor and the first beacon are particularly preferably arranged relative to one another in such a way that all of the conditions 1 to 3 are met.
  • FIG. 12 shows a diagram of an embodiment of a method according to the present application.
  • the method serves to monitor a rail system, in particular a rail system as described above. This means in particular that the state of a train presence sensor (eg rail vehicle present or not present) and the state of a first balise (eg activated or not activated) are monitored.
  • a train presence sensor eg rail vehicle present or not present
  • a first balise eg activated or not activated
  • the train presence signal can be emitted upon (in particular during) detection of the presence of a rail vehicle by the train presence sensor and/or the beacon excitation signal can upon excitation of the first balise are sent out by a balise reader of a rail vehicle.
  • step 602 it is determined that a non-balise-capable rail vehicle has passed (or has passed) the specific rail area if it is determined in step 601 that only the train presence signal is received (i.e. in particular a train presence signal and a beacon excitation signal not in accordance with the Synchronicity criterion are received, as already described).
  • step 603 if it is determined in step 601 that the train presence signal and the beacon excitation signal are received, a determination may be made that a balise-enabled rail vehicle has passed the designated rail region. Corresponding information can, for example, be forwarded to another processing unit for further processing, be displayed, etc.
  • a control module can activate at least one emergency device of the rail system if it is determined in step 602 that a rail vehicle that is not balise capable has passed the specific rail area.
  • the rail vehicle does not have a functional EVC.
  • the vehicle control device of the rail vehicle is set up to recognize the error and, if necessary, to initiate measures such as an emergency stop, informing the vehicle driver, etc.
  • the method which is in particular computer-implemented, can be carried out in particular by the monitoring device described above.
  • a combination of balise and axle counter circuit (or another sensor) and an analysis of their occupancy is provided: If the axle counting circuit is occupied, the signal box evaluates whether the balise was activated at the same time. If this is the case, it is in particular a balise-capable vehicle

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Abstract

Die Anmeldung betrifft eine Überwachungsvorrichtung (100, 200) für ein Schienensystem (230, 330, 430, 530), insbesondere für eine nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüsteten Schienenstrecke (238, 338, 438, 538) des Schienensystems (230, 330, 430, 530), umfassend ein Zugdetektionsempfangsmodul (102, 202), eingerichtet zum Empfangen eines Zuganwesenheitssignals von mindestens einem in einem bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) des Schienensystems (230, 330, 430, 530) angeordneten Zuganwesenheitssensor (234, 334, 434, 534), ein Balisenempfangsmodul (104, 204), eingerichtet zum Empfangen eines Balisenanregungssignals einer ersten in dem bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) angeordneten Balise (232, 332, 432, 532) und mindestens ein Bestimmungsmodul (106, 206), eingerichtet zum Bestimmen, ob das Balisenanregungssignal und/oder das Zuganwesenheitssignal empfangen werden.

Description

  • Die Anmeldung betrifft eine Überwachungsvorrichtung für ein Schienensystem, insbesondere für eine nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüstete Schienenstrecke des Schienensystems. Darüber hinaus betrifft die Anmeldung eine Stellwerksvorrichtung, ein Schienensystem, ein Verfahren und ein Computerprogrammprodukt.
  • Derzeit werden im Schienenverkehr bzw. in Schienensystemen unterschiedliche Schienenfahrzeugbeeinflussungssysteme (auch Zugbeeinflussungssysteme genannt) eingesetzt. Unter einem Zugbeeinflussungssystem sind technische Anlagen und Systeme zu verstehen, mit denen die Fahrten von Schienenfahrzeugen in einem Schienensystem kontrolliert werden, insbesondere in Abhängigkeit von der Art der Strecke und des Verkehrs und der zulässigen Geschwindigkeit auf einer bestimmten Schienenstrecke bzw. einem bestimmten Gleisabschnitt des Schienensystems.
  • Beispielsweise kommen in europäischen Schienensystemen, insbesondere in Deutschland, ein balisenbasiertes System, insbesondere das sogenannte European Train Control System (ETCS; Europäisches Zugbeeinflussungssystem), und eine sogenannte punktförmige Zugbeeinflussung (PZB) zum Einsatz.
  • Ein PZB-System wird in der Regel auf konventionellen Schienenstrecken eingesetzt, insbesondere mit einer vorgegebenen maximalen Geschwindigkeit von zumindest unter 200 km/h (z.B. von maximal 160 km/h). In Deutschland kommt beispielsweise das sogenannte Class-B Zugbeeinflussungssystem (auch Class-B System genannt) zum Einsatz.
  • Bei einem PZB-System kann überwacht werden, ob ein angezeigtes Signal, insbesondere ein Haltesignal, von einem Schienenfahrzeug missachtet wurde. Eine geltende Beschränkung kann an bestimmten Punkten durch Schwingkreise am Gleis (auch Gleismagnete genannt) einer Schienenstrecke an das Schienenfahrzeug übertragen und von einer Fahrzeugeinrichtung des Schienenfahrzeugs ausgewertet werden. Bei einer Missachtung einer Beschränkung kann die Fahrzeugeinrichtung beispielsweise eine Zwangsbremsung des Schienenfahrzeugs auslösen.
  • Vermehrt wird in Europa aufgrund der vielfältigeren Möglichkeiten der Zugbeeinflussung in den Schienensystemen das ETCS-System eingesetzt. Das ETCS-System ist ein balisenbasiertes System. Bei einem derartigen System sind in einem Gleisbett einer Schienenstrecke Balisen angeordnet, welche von einem an einem Schienenfahrzeug angeordneten Balisenlesegerät kontaktlos auslesbar sind. Insbesondere kann eine Balise ein in oder an einem Gleisbett angeordneter Sender sein, der an darüber hinweg oder vorbei fahrende Schienenfahrzeuge Daten kontaktlos überträgt.
  • In Teilen des Konzepts des ETCS-Systems ist vorgesehen, dass eine Balise zumindest teilweise die Beeinflussung eines Schienenfahrzeugs veranlasst. Die von einer Balise ausgesendeten Daten können beispielsweise durch mindestens eine Anzeigenvorrichtung des Schienenfahrzeugs dem Fahrer angezeigt werden und/oder automatisch von einer Fahrzeugsteuereinrichtung des Schienenfahrzeugs verarbeitet und zur Steuerung des Schienenfahrzeugs (z.B. zum automatischen Bremsen, Beschleunigen etc.) verwendet werden.
  • Insbesondere erlaubt das ETCS-System ein Übertragen von veränderlichem Dateninhalt an das Schienenfahrzeug. So kann der veränderliche Dateninhalt in Form eines sogenannten Balisentelegramms von einer (schienennahen) Balisensteuervorrichtung (auch Balise Control Unit (BCU) genannt) an eine Balise übertragen werden. Die Balisensteuervorrichtung wiederum kann den Dateninhalt in Form eines Signalbegriffs von einer (entfernt angeordneten) Datenquelle erhalten. Beispielsweise kann der Signalbegriff von einem elektronischen Stellwerk über ein Datennetz (z.B. CAN-Bus-Netzwerk) an die Balisensteuervorrichtung übertragen werden. Hierdurch können der Balise veränderliche und insbesondere stets aktuelle Daten übermittelt werden, um diese an die Schienenfahrzeuge zu übertragen, die die Balise passieren.
  • Heutzutage können ein punktförmiges System und ein balisenbasiertes System parallel zueinander an einem Gleisabschnitt betrieben werden. Jedoch kann ein Schienensystem auch Schienenstrecken umfassen, an denen nur ein balisenbasiertes System verwendet wird, wie das ETCS-System.
  • Bei einer solchen nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüsteten Schienenstrecke ist jedoch nur eine Beeinflussung eines balisenfähigen Schienenfahrzeugs möglich, also eines Schienenfahrzeugs mit einem funktionsfähigen Balisenlesegerät. Bei einem ETCS-System meint dies insbesondere, dass ein Schienenfahrzeug, welches eine derartige Schienenstrecke (in diesem Beispiel auch als ETCS-only-ausgerüstete Schienenstrecke bezeichnet) passiert, über einen funktionsfähigen EVC (European Vital Computer) und über ein funktionsfähiges Balisenlesegerät verfügen muss.
  • Aus Sicherheitsgründen dürfen jedoch Schienenfahrzeuge, die nicht-balisenfähig sind, also insbesondere über kein bzw. kein funktionsfähiges Balisenlesegerät verfügt, eine solche Schienenstrecke nicht befahren.
  • Problematisch beim Stand der Technik ist jedoch, dass es bisher keine Überwachungsmöglichkeit gibt, um festzustellen, ob ein nicht balisenfähiges Schienenfahrzeug in eine nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüstete Schienenstrecke eingefahren ist, wobei das Schienenfahrzeug nicht in der Lage ist, mit einer Balise zu kommunizieren. Ein derartiger Fall stellt jedoch ein hohes Sicherheitsrisiko bei einem Betrieb eines Schienensystems dar.
  • Daher liegt der Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Möglichkeit zu schaffen, welche die Sicherheit bei einem Betrieb eines Schienensystems erhöht und insbesondere eine zuverlässige Überwachungsmöglichkeit bereitstellt, mit der ein Feststellen eines Einfahren eines Schienenfahrzeugs, das nicht in der Lage ist, mit einer Balise zu kommunizieren, in eine nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüstete Schienenstrecke möglich ist.
  • Die Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Anmeldung gelöst durch eine Überwachungsvorrichtung nach Anspruch 1 für ein Schienensystem, insbesondere für eine nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüstete Schienenstrecke des Schienensystems. Die Überwachungsvorrichtung umfasst mindestens ein Zugdetektionsempfangsmodul, eingerichtet zum Empfangen eines Zuganwesenheitssignals von mindestens einem in einem bestimmten Schienenbereich des Schienensystems angeordneten Zuganwesenheitssensor. Die Überwachungsvorrichtung umfasst mindestens ein Balisenempfangsmodul, eingerichtet zum Empfangen eines Balisenanregungssignals einer ersten in dem bestimmten Schienenbereich angeordneten Balise. Die Überwachungsvorrichtung umfasst mindestens ein Bestimmungsmodul, eingerichtet zum Bestimmen, ob das Balisenanregungssignal und/oder das Zuganwesenheitssignal empfangen werden.
  • Im Gegensatz zum Stand der Technik wird anmeldungsgemäß eine Möglichkeit geschaffen, welche die Sicherheit bei einem Betrieb eines Schienensystems erhöht. Insbesondere wird anmeldungsgemäß eine zuverlässige Überwachungsmöglichkeit bereitstellt, mit der ein Feststellen eines Einfahrens eines Schienenfahrzeugs, das nicht in der Lage ist, mit einer Balise zu kommunizieren, in eine Schienenstrecke möglich ist, welche nur mit einem balisenbasierten System ausgerüstet ist. Dies wird anmeldungsgemäß dadurch erreicht, dass eine Überwachungsvorrichtung zwei unterschiedliche Detektionssignale von in einem bestimmten Schienenbereich des Schienensystems gemeinsam angeordneten Einrichtungen empfängt. Hierdurch wird eine Möglichkeit zur Auswertung dieser Signale bereitgestellt. Wenn in einer (optionalen) Auswertung festgestellt wird, dass ein balisenbasiertes Detektionssignal nicht vorliegt, sondern nur ein (nicht-balisenbasiertes) Zuganwesenheitssignal, kann anmeldungsgemäß festgestellt werden, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat und insbesondere in eine nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüstete Schienenstrecke des Schienensystems eingefahren ist oder einfahren wird.
  • Die anmeldungsgemäße Überwachungsvorrichtung ist insbesondere eingerichtet, das Einfahren von Schienenfahrzeugen bzw. Zügen in eine bestimmte Schienenstrecke zu überwachen. Bei der bestimmten Schienenstrecke kann es sich vorzugsweise um eine nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüstete Schienenstrecke des Schienensystems handeln. Anders ausgedrückt, an der Schienenstrecke, also zwischen einem Start- und einem Endpunkt der Schienenstrecke, ist nur ein balisenbasiertes Zugbeeinflussungssystem und kein anderes Zugbeeinflussungssystem installiert, wie beispielsweise ein PZB-System.
  • Ein balisenbasiertes Zugbeeinflussungssystem, vorzugsweise ein ETCS-System, umfasst insbesondere eine Mehrzahl von Balisen. Eine Balise kann insbesondere in dem Gleisbett einer Schienenstrecke angeordnet sein. Wie bereits beschrieben wurde, kann eine Balise Daten an ein Balisenlesegerät eines Schienenfahrzeugs übertragen, insbesondere mit dem Ziel, das Schienenfahrzeug entsprechend dem Dateninhalt zu beeinflussen.
  • Bei einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem kann zwischen zumindest zwei unterschiedlichen Arten von Balisen unterschieden werden: Festdaten-Balisen und Transparentdaten-Balisen.
  • Unter einer Festdaten-Balise (auch statische Balise genannt) ist eine Balise mit unverändertem Dateninhalt zu verstehen. Der unveränderliche Dateninhalt ist in der Festdaten-Balise gespeichert. Zum Auslesen der Daten kann die Festdaten-Balise insbesondere durch das Schienenfahrzeug bzw. durch das an dem Schienenfahrzeug angeordnete Balisenlesegerät induktiv, also berührungslos über eine Luftschnittstelle, mit Energie versorgt werden. Die Funktionsweise einer Festdaten-Balise ähnelt insbesondere der Funktionsweise einer kontaktlosen Transponderkarte. Eine derartige Balise weist standardmäßig keine Verbindung zu einem Datennetz auf. Die Festdaten-Balise besitzt standardmäßig auch keine eigene Stromversorgung. Bei Varianten der Anmeldung ist jedoch denkbar, dass eine Anbindung einer derartigen Balise an ein Datennetz erfolgen kann, insbesondere mit dem Zweck, den Zustand der Balise zu überwachen.
  • Als Dateninhalt einer derartigen Balise kann insbesondere der Abstand zur nächsten Balise gespeichert sein. Ein Schienenfahrzeug, das diese Informationen von der Balise erhält, wird einen Nothalt einleiten, wenn es nicht innerhalb des erhaltenen Abstands (ggf. mit einer bestimmten Toleranz) die nächste Balise detektiert. Beispielhafte und nicht abschließende weitere Daten einer Festdaten-Balise können Ortsangaben, Angaben zur Streckenbeschaffenheit/-ausrüstung des nachfolgenden Streckenabschnitts und Geschwindigkeitssollwerte und/oder -grenzwerte sein.
  • Unter einer Transparentdaten-Balise ist insbesondere eine Balise mit einem veränderlichen Dateninhalt zu verstehen. Mit anderen Worten ist eine derartige Balise eingerichtet, variable Daten, beispielsweise veränderliche Betriebssituationen (z.B. Angaben zur aktuellen Streckenbeschaffenheit des nachfolgenden Streckenabschnitts bzw. Schienenstrecke und/oder aktuelle Geschwindigkeitssollwerte und/oder -grenzwerte), an das schienengebundene Fahrzeug auszusenden. Um variable Daten zu erhalten, ist eine Transparentdaten-Balise standardmäßig mit einem Datennetz verbunden.
  • Der veränderliche Dateninhalt kann in Form eines Balisentelegramms von einer (schienennahen) Balisensteuervorrichtung an die Balise übertragen werden. Die Balisensteuervorrichtung wiederum erhält den Dateninhalt in Form eines Signalbegriffs von einer (entfernt angeordneten) Datenquelle. Beispielsweise kann der Signalbegriff von einem (elektronischen) Stellwerk über ein Datennetz (z.B. CAN-Bus-Netzwerk) an die Balisensteuervorrichtung übertragen werden. Hierdurch können der Balise veränderliche und insbesondere stets aktuelle Daten übermittelt werden, um diese an die Schienenfahrzeuge zu übertragen, die die Balise passieren.
  • Die Energieversorgung der Transparentdaten-Balise kann in der Regel kabelgebunden erfolgen. Insbesondere kann über ein Kabel eine Sinusspannung (z.B. 22V, 8,82 kHz) von der Balisensteuervorrichtung übertragen werden. Diese Sinusspannung wird vorzugsweise gleichzeitig als Trägersignal für die Daten verwendet, die an die Balise übertragen werden sollen. Insbesondere kann auf die Sinusspannung ein manchestercodiertes Datensignal (z.B. 16 V mit 564,48 kbit/s) aufaddiert bzw. aufmoduliert sein. Mit anderen Worten versorgt die Balisensteuervorrichtung die Balise mit Energie (Sinussignal) und Daten (Manchester-Signal) in Form eines Balisentelegramms.
  • Auf einer nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüsteten Schienenstrecke des Schienensystems dürfen in der Regel nur Schienenfahrzeuge fahren, die dazu eingerichtet sind, von dem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem beeinflusst zu werden. Wenn das balisenbasierte Zugbeeinflussungssystem beispielsweise ein ETCS-System ist, ist es erforderlich, dass das Schienenfahrzeug über einen funktionsfähigen EVC und über ein funktionsfähiges Balisenlesegerät verfügt.
  • Das Balisenlesegerät kann insbesondere zum kontaktlosen Auslesen einer Balise eingerichtet sein, vorzugsweise zum induktiven Auslesen. Das Balisenlesegerät kann insbesondere an einem Triebfahrzeug eines Schienenfahrzeugs befestigt sein, insbesondere an einer Unterseite des Triebfahrzeugs, welche dem Gleisbett zugewandt ist.
  • Die anmeldungsgemäße Überwachungsvorrichtung umfasst zum Überwachen mindestens ein Zugdetektionsempfangsmodul und mindestens ein Balisenempfangsmodul. Es versteht sich, dass die beiden Empfangsmodule in einer gemeinsamen Kommunikationseinrichtung oder in getrennten Kommunikationseinrichtungen implementiert sein können.
  • Insbesondere kann das Zugdetektionsempfangsmodul über ein (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Datennetz mit einem Zuganwesenheitssensor kommunikativ verbindbar sein. Dies ermöglicht einen Empfang eines Zuganwesenheitssignals und damit die Überwachung des Zustands des Zuganwesenheitssensors.
  • Ein anmeldungsgemäßes Zuganwesenheitssignal kann insbesondere durch den Zuganwesenheitssensor (nur) bei Detektion eines Schienenfahrzeugs durch den Zuganwesenheitssensor ausgesendet werden (und damit insbesondere auch nur dann empfangen werden). Es versteht sich, dass bei Varianten der Anmeldung auch vorgesehen sein kann, dass der Zuganwesenheitssensor kontinuierlich ein Signal aussendet. In diesem Fall ist unter einem Zuganwesenheitssignal ein Signal mit einem Dateninhalt zu verstehen, der angibt, dass (augenblicklich) ein Schienenfahrzeug durch den Zuganwesenheitssensor detektiert wird. Schließlich ist es denkbar, dass der Zuganwesenheitssensor nur dann ein Signal aussendet, wenn kein Schienenfahrzeug detektiert wird. In diesem ist unter einem Empfang eines Zuganwesenheitssignals die Detektion eines Ausbleibens eines Signals zu verstehen.
  • Anders ausgedrückt, kann ein anmeldungsgemäßes Zuganwesenheitssignal bei Detektion einer Anwesenheit eines Schienenfahrzeugs an dem Zuganwesenheitssensor durch den Zuganwesenheitssensor ausgesendet werden, also insbesondere so lange, wie der Zuganwesenheitssensor in seinem Erfassungsbereich ein Schienenfahrzeug detektiert.
  • Das Balisenempfangsmodul kann über ein weiteres (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Datennetz mit einer ersten Balise zumindest mittelbar kommunikativ verbindbar sein. Mittelbar meint insbesondere, dass zumindest eine weitere Vorrichtung zwischengeschaltet sein kann, vorzugsweise eine Balisensteuervorrichtung. Die genannten Datennetze können sich voneinander unterscheiden.
  • Dies ermöglicht einen Empfang eines Balisenanregungssignals und damit die Überwachung des Zustands der ersten Balise. Das anmeldungsgemäße Balisenanregungssignal kann (nur) bei einer detektierten Anregung der ersten Balise ausgesendet werden (und damit insbesondere auch nur dann empfangen werden). Es versteht sich, dass bei Varianten der Anmeldung auch vorgesehen sein kann, dass stets ein Signal ausgesendet wird. In diesem Fall ist unter einem Balisenanregungssignal ein Signal mit einem Dateninhalt zu verstehen, der angibt, dass (augenblicklich) die erste Balise angeregt wird.
  • Anders ausgedrückt kann das Balisenanregungssignal zumindest bei einer Anregung der ersten Balise ausgesendet und damit insbesondere empfangen werden.
  • Anmeldungsgemäß sind der Zuganwesenheitssensor und die erste Balise in einem bestimmten Schienenbereich des Schienensystems angeordnet. Dies meint insbesondere, dass die erste Balise und der Zuganwesenheitssensor benachbart zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise kann der maximale Abstand zwischen erster Balise und Zuganwesenheitssensor kleiner als 100 m, vorzugsweise zumindest kleiner als 50 m sein. Der bestimmte Schienenbereich kann insbesondere in einem Übergangsbereich liegen, auch Level-Wechsel-Bereich genannt. Ein derartiger Bereich ist insbesondere ein Schienenbereich, in dem ein Wechsel von einem oder mehreren Zugbeeinflussungssystem(en) auf mindestens ein anderes Zugbeeinflussungssystem stattfindet. Also beispielsweise von einem PZB-System (und ggf. zusätzlich einem balisenbasierten System, wie ein ETCS-System) auf ein (rein) balisenbasiertes System, wie ein ETCS-System.
  • Wie bereits beschrieben wurde, ist die Überwachungsvorrichtung insbesondere eingerichtet zum Überwachen des jeweiligen Zustands des Zuganwesenheitssensors und der ersten Balise, insbesondere durch die genannten Empfangsmodule. Die Überwachung dieser Zustände ermöglicht insbesondere eine Feststellung, ob ein nicht-balisenfähiges Fahrzeug (also beispielsweise ein Fahrzeug, das nur mit Class-B (nationalen) Zugbeeinflussungselementen ausgerüstet ist oder mit einem nicht funktionsfähigen Balisenlesegerät) in die bestimmte Schienenstrecke eingefahren ist.
  • Anmeldungsgemäß wird durch ein Bestimmungsmodul insbesondere bestimmt, ob das Balisenanregungssignal der überwachten ersten Balise und/oder das Zuganwesenheitssignal des überwachten Zuganwesenheitssensors empfangen werden.
  • Die Überwachungsvorrichtung kann, gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Überwachungsvorrichtung, mindestens ein Feststellungsmodul umfassen, eingerichtet zumindest zum Feststellen, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat, wenn bestimmt wird, dass nur das Zuganwesenheitssignal empfangen wird.
  • Wenn bestimmt wird, dass nur das Zuganwesenheitssignal empfangen wird, also insbesondere kein Balisenanregungssignal der ersten Balise, dann kann durch das Feststellungsmodul festgestellt werden, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat. Denn wenn dieses Schienenfahrzeug balisenfähig wäre, dann hätte das Balisenlesegerät des Schienenfahrzeugs die erste Balise angeregt, so dass zusätzlich auch ein Balisenanregungssignal empfangen worden wäre. Aus dem Nicht-Empfangen des Balisenanregungssignals bei gleichzeitigem Empfang des Zuganwesenheitssignals kann daher geschlossen werden, dass das detektierte Schienenfahrzeug ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug ist.
  • Die anmeldungsgemäße Überwachungsvorrichtung kann somit in zuverlässiger Weise ein Erkennen einer Befahrung einer ETCS-only-Schienenstrecke durch ein nicht-ETCS-fähiges Schienenfahrzeug ermöglichen.
  • Es versteht sich, dass Bestimmungsmodul und Feststellungsmodul in einer gemeinsamen Auswerteeinrichtung implementiert sein können.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Überwachungsvorrichtung kann das Feststellungsmodul ferner eingerichtet sein zumindest zum Feststellen, dass ein balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat, wenn, durch das Feststellungsmodul, bestimmt wird, dass das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal empfangen werden. In diesem Fall ist das Schienenfahrzeug, welches durch die Überwachung des Zuganwesenheitssensors detektiert wird, balisenfähig, da die erste Balise angeregt wurde und dies durch das Balisenempfangsmodul detektiert wurde. In einfacher Weise kann erkannt werden, dass eine Befahrung einer ETCS-only-Schienenstrecke durch ein zumindest balisenfähiges Schienenfahrzeug erfolgt. Dies kann beispielsweise angezeigt werden und/oder zur weiteren Verarbeitung ausgegeben werden.
  • Darüber hinaus ist der Fall denkbar, dass zwar das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal empfangen werden, jedoch das Schienenfahrzeug über kein funktionsfähiges EVC verfügt. In diesem Fall ist insbesondere die Fahrzeugsteuereinrichtung des Schienenfahrzeugs eingerichtet, den Fehlerfall zu erkennen und ggf. Maßnahmen einzuleiten, wie einen Nothalt, ein Informieren des Fahrzeugführers etc.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Überwachungsvorrichtung kann das Bestimmungsmodul eingerichtet sein zum Bestimmen, ob das Balisenanregungssignal und das Zuganwesenheitssignal empfangen werden oder nur ein Zuganwesenheitssignal empfangen wird, basierend auf einem Synchronizitätskriterium (auch Gleichzeitigkeitskriterium genannt). Um insbesondere sicherzustellen, dass ein empfangenes Balisenanregungssignal und ein empfangenes Zuganwesenheitssignal durch das selbe den bestimmten Schienenbereich passierende Schienenfahrzeug ausgelöst wird, kann ein Synchronizitätskriterium vorgegeben sein. Das Synchronizitätskriterium definiert insbesondere, wann ein empfangenes Balisenanregungssignal und ein empfangenes Zuganwesenheitssignal als von demselben Schienenfahrzeug ausgelöste Signale bestimmt werden (und wann nicht). Insbesondere kann durch das Bestimmungsmodul nur dann bestimmt werden, dass ein Balisenanregungssignal und ein Zuganwesenheitssignal (gleichzeitig) empfangen werden, wenn das Balisenanregungssignal und das Zuganwesenheitssignal entsprechend dem Synchronizitätskriterium empfangen werden, also beispielsweise gleichzeitig (oder in einem bestimmten vorgegebenen Zeitintervall).
  • Das Synchronizitätskriterium kann beispielsweise festlegen, dass das Balisenanregungssignal und das Zuganwesenheitssignal innerhalb eines bestimmten Zeitfensters empfangen werden müssen. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass das Balisenanregungssignal zumindest dann empfangen werden muss, wenn auch das Zuganwesenheitssignal empfangen wird. Nur wenn beide Signale zur gleichen Zeit empfangen werden, kann bestimmt werden, dass ein Balisenanregungssignal und ein Zuganwesenheitssignal empfangen werden. Wenn das nicht der Fall ist, kann bestimmt werden, dass nur ein Signal empfangen wird (in der Regel nur das Zuganwesenheitssignal). Im zuletzt genannten Fall stellt das Feststellungsmodul fest, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat, wie bereits beschrieben wurde.
  • Darüber hinaus kann gemäß einer weiteren Ausführungsform der anmeldungsgemäßen Überwachungsvorrichtung die Überwachungsvorrichtung mindestens ein Steuermodul umfassen, eingerichtet zum Ansteuern mindestens einer Notfalleinrichtung des Schienensystems bei einer Feststellung, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat. Vorzugsweise kann eine automatische Ansteuerung der mindestens einen Notfalleinrichtung erfolgen. Beispielsweise kann durch die Ansteuerung eine Zwangsbremsung des Fahrzeugs (z.B. durch eine Induktive Zugsicherung "Indusi"), eine Weichenstellungsänderung oder eine Signalstellungsänderung etc. bewirkt werden.
  • Die Notfalleinrichtung kann insbesondere eine Weichensteuereinrichtung des Schienensystems sein. Die Weichensteuereinrichtung kann Teil einer Weiche des Schienensystems sein. Die Weiche kann in Fahrtrichtung des detektierten Schienenfahrzeugs hinter dem bestimmten Schienenbereich liegen. Insbesondere kann die Weichensteuereinrichtung derart angesteuert werden, dass das Schienenfahrzeug auf eine andere Schienenstrecke bzw. anderes Gleis geleitet wird, wie ein Abstellgleis.
  • Alternativ oder zusätzlich kann mindestens eine weitere Notfalleinrichtung angesteuert werden, wie ein optisches und/oder akustisches Alarmgerät, mindestens ein Fahrwegelement (z.B. Gleissperren) oder dergleichen.
  • Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist eine Stellwerksvorrichtung, umfassend mindestens eine zuvor beschriebene Überwachungsvorrichtung. Eine Stellwerksvorrichtung ist insbesondere eine (ohnehin vorgesehene) Steueranlage zum Steuern des Betriebs des Schienensystems. Vorzugsweise kann die Stellwerksvorrichtung ein elektronisches Stellwerk in Form mindestens einer Recheneinrichtung sein. Die Stellwerksvorrichtung kann über mindestens ein Datennetz zumindest mit dem Zuganwesenheitssensor und der ersten Balise (zumindest mittelbar) kommunikativ verbindbar sein.
  • Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Schienensystem. Das Schienensystem umfasst mindestens eine zuvor beschriebene Überwachungsvorrichtung. Das Schienensystem umfasst mindestens einen in dem bestimmten Schienenbereich angeordneten Zuganwesenheitssensor (wie zuvor beschrieben wurde). Das Schienensystem umfasst mindestens eine erste in dem bestimmten Schienenbereich angeordnete Balise (wie zuvor beschrieben wurde). Der Zuganwesenheitssensor und die erste Balise sind kommunikativ (zumindest mittelbar) mit der Überwachungsvorrichtung verbindbar.
  • Vorzugsweise kann das Schienensystem eine zuvor beschriebene Stellwerksvorrichtung mit einer integrierten anmeldungsgemäßen Überwachungsvorrichtung umfassen.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Schienensystems kann das Schienensystem mindestens eine Balisensteuervorrichtung umfassen. Die Balisensteuervorrichtung kann mit der ersten Balise kommunikativ verbindbar sein. Anders ausgedrückt, kann die Balisensteuervorrichtung der ersten Balise zugeordnet sein. Die Balisensteuervorrichtung kann eingerichtet sein zum Detektieren einer Anregung der ersten Balise durch ein Balisenlesegerät eines Schienenfahrzeugs. Die Balisensteuervorrichtung kann eingerichtet sein zum Aussenden des Balisenanregungssignals (unmittelbar) bei einer Detektion einer Anregung der ersten Balise.
  • Die Balisensteuervorrichtung kann über ein (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Datennetz mit der Überwachungsvorrichtung verbunden sein. Anders ausgedrückt, kann in dieser Ausführungsform die Überwachungsvorrichtung mit der ersten Balise mittels der Balisensteuervorrichtung kommunikativ verbindbar sein. Wie bereits beschrieben wurde, kann die Balisensteuervorrichtung eingerichtet sein, der ersten Balise Telegramme vorzugeben.
  • Vorzugsweise kann die Balisensteuervorrichtung eingerichtet sein zum Detektieren einer Anregung der ersten Balise. Besonders bevorzugt kann die Balisensteuervorrichtung eingerichtet sein zum Detektieren einer Anregung der ersten Balise durch ein Balisenlesegerät durch Detektieren einer Änderung der Impedanz des Balisenanschlusses der ersten Balise. Insbesondere kann die Balisensteuervorrichtung die Impedanz am Balisenanschluss, also dem Anschluss, an dem das Datennetz zwischen Balisensteuervorrichtung und ersten Balise angeschlossen ist, (kontinuierlich) überwachen. Wird eine Änderung der Impedanz erfasst, kann eine Anregung detektiert werden. Insbesondere kann eine induktive Anregung der ersten Balise die Impedanz des Balisenanschlusses hin zur Balisensteuervorrichtung senken bzw. reduzieren.
  • Ein Erfassen einer Änderung (insbesondere die genannte Senkung) der Impedanz kann ein Vergleichen mit einem (vorgegebenen) Impedanzkriterium (z.B. ein Grenzwert) umfassen. In einfacher Weise kann eine Anregung der ersten Balise detektiert und an die Überwachungsvorrichtung gemeldet werden.
  • Grundsätzlich kann als Zuganwesenheitssensor jeder Sensor eingesetzt werden, der ein Vorhandensein eines Schienenfahrzeugs in einem Erfassungsbereich des jeweiligen Sensors erfassen kann. Beispielsweise kann der Zuganwesenheitssensor ein Lichtschrankensensor, ein Gleichstromkreissensor, ein faseroptischer Sensor, ein Radsensor (z.B.: Wheel Sensor Relay) oder dergleichen sein.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Schienensystems kann der mindestens eine Zuganwesenheitssensor mindestens ein Achszählerkreis sein. Ein Achszählerkreis kann besonders zuverlässig das Vorhandensein eines Schienenfahrzeugs im Erfassungsbereich des Achszählers ermöglichen.
  • Vorzugsweise kann der Achszählerkreis einen ersten Achszähler und einen von dem ersten Achszähler beabstandeten zweiten Achszähler umfassen. Beispielsweise kann ein Achszähler mindestens einen berührungsfrei arbeitenden elektromagnetischen Impulsgeber umfassen. Ein Achszähler kann an der Außen- und Innenseite oder nur an der Innenseite einer Schiene angeordnet sein. Ein den Impulsgeber passierendes Rad eines Schienenfahrzeugs erzeugt insbesondere einen elektrischen Impuls, der von einem (elektronisch arbeitenden) Zählwerk erfasst werden kann. Wie beschrieben, können zwei Achszähler in dem bestimmten Schienenbereich vorgesehen sein. Ein Zuganwesenheitssignal kann insbesondere zumindest so lange ausgesendet werden, solange für den ersten Achszähler (wenn nur ein Impulszähler vorhanden ist) zumindest ein Impuls mehr erfasst wird, als für den zweiten Achszähler (wenn nur ein Impulszähler vorhanden ist). Anders ausgedrückt, kann ein Zuganwesenheitssignal insbesondere zumindest so lange ausgesendet werden, wie in einen Achszählerkreis mehr Achsen eingefahren sind als hinausgefahren sind.
  • Um insbesondere in einfacher Weise das bevorzugte Synchronizitätskriterium (Empfangen des Balisenanregungssignals während eines Empfangens eines Zuganwesenheitssignals) anwenden zu können, kann die erste Balise besonders bevorzugt zwischen dem ersten Achszähler und dem zweiten Achszähler angeordnet sein. Dies kann in einfacher Weise sicherstellen, dass, wenn das Balisenanregungssignal während eines Empfangens eines Zuganwesenheitssignals empfangen wird, also die Detektionssignale gleichzeitig empfangen werden, dies durch ein einzelnes Schienenfahrzeug ausgelöst wird. Durch Vorgabe eines entsprechenden Synchronisationskriteriums kann in sicherer Weise bestimmt werden, ob nur ein Detektionssignal oder beide Detektionssignale empfangen werden. Die Anordnung kann also sicherstellen, dass das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal "technisch gleichzeitig" empfangen werden und somit als demselben Schienenfahrzeug zugehörig bestimmt werden können.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des anmeldungsgemäßen Schienensystems kann der Achszählerabstand zwischen dem ersten Achszähler und dem zweiten Achszähler zumindest größer als 26 m (und kleiner als 50 m) sein, bevorzugt zwischen 28 m und 40 m liegen. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand zwischen dem ersten Achszähler und der ersten Balise zumindest größer als 1 m sein, vorzugsweise größer als 2 m. Alternativ oder zusätzlich kann der Abstand zwischen dem zweiten Achszähler und der ersten Balise zumindest größer als 13 m sein, vorzugsweise größer als 15 m.
  • Insbesondere ist erkannt worden, dass ein Schienenfahrzeug (insbesondere ein Triebfahrzeug), das mit einem Balisenlesegerät ausgestattet ist, vorzugsweise mit der ersten Achse in den Achszählerkreis eingefahren sein sollte, wenn das Balisenlesegerät die erste Balise anregt (und insbesondere Daten durch die erste Balise empfängt). Wenn das Balisenlesegerät im vorderen Fahrzeugüberhang des Schienenfahrzeugs angeordnet ist, sollte der Abstand zwischen dem ersten Achszähler und der ersten Balise (in Fahrtrichtung gesehen) zumindest größer als 1 m sein, vorzugsweise größer als 2 m.
  • Ferner ist insbesondere erkannt worden, dass ein Schienenfahrzeug (insbesondere ein Triebfahrzeug), das mit einem Balisenlesegerät ausgestattet ist, noch im Achszählerkreis sein sollte (also vor dem zweiten Achszähler). Wenn das Balisenlesegerät nicht im vorderen Fahrzeugüberhang des Schienenfahrzeugs angeordnet ist, sondern zwischen den Fahrzeugachsen, sollte der Abstand zwischen dem zweiten Achszähler und der ersten Balise zumindest größer als 13 m sein, vorzugsweise größer als 15 m. Dies gilt insbesondere, wenn angenommen wird, dass die Fahrzeuglänge eines Schienenfahrzeugs höchstens 30 m beträgt.
  • Darüber hinaus ist insbesondere erkannt worden, dass ein Schienenfahrzeug mit der ersten Achse noch im Achszählerkreis sein sollte, wenn die zweite Achse in den Achszählerkreis einfährt. Daher sollte der Achszählerabstand zwischen dem ersten Achszähler und dem zweiten Achszähler zumindest größer als 26 m (und kleiner als 50 m) sein, bevorzugt zwischen 28 m und 40 m liegen.
  • Hierbei sei angemerkt, dass der Ort der Anordnung des Balisenlesegeräts, insbesondere der Antenne des Balisenlesegeräts, an dem Schienenfahrzeug durch eine technische Richtlinie (TSI Technische Spezifikationen für die Interoperabilität) festgelegt sein kann. Wie beschrieben wurde, kann das Balisenlesegerät im vorderen Fahrzeugüberhang oder zwischen den Fahrzeugachsen angeordnet sein.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Schienensystems können der Achszählerabstand zwischen dem ersten Achszähler und dem zweiten Achszähler zumindest größer als 26 m sein, bevorzugt zwischen 28 m und 40 m liegen und der Abstand zwischen dem ersten Achszähler und der ersten Balise zumindest größer als 1 m sein, vorzugsweise größer als 2 m und der Abstand zwischen dem zweiten Achszähler und der ersten Balise zumindest größer als 13 m sein, vorzugsweise größer als 15 m. Durch diese geometrische Dimensionierung kann in besonders zuverlässiger Weise sichergestellt werden, dass ein gleichzeitiges Empfangen des Balisenanregungssignals während eines Empfangens eines Zuganwesenheitssignals gemäß einem entsprechenden Synchronizitätskriterium auf ein einzelnes Schienenfahrzeug zurückzuführen ist. Dies wiederum stellt in besonders zuverlässiger Weise sicher, dass bei einem Empfangen eines Zuganwesenheitssignals ohne ein gleichzeitiges Empfangen eines Balisenanregungssignals festgestellt werden kann, dass das passierende Schienenfahrzeug ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug ist.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform des Schienensystems kann das Schienensystem mindestens eine zweite in Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs vor der ersten Balise angeordnete Balise umfassen. Vorzugsweise kann die zweite Balise eine Festdaten-Balise sein, welche als Dateninhalt zumindest den Abstand zur ersten Balise gespeichert hat und übertragen kann. Die erste Balise kann eine zuvor beschriebene Transparentdaten-Balise sein. Anders ausgedrückt, kann die erste Balise vorzugsweise eine ohnehin vorgesehene Balise sein, die insbesondere ohnehin über ein Datennetz und eine Balisensteuervorrichtung mit einer Stellwerksvorrichtung verbunden ist.
  • Vorzugsweise kann die erste Balise über eine sogenannte C4-Schnittstelle verfügen.
  • Ein weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein Verfahren zum Überwachen eines Schienensystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen Schienensystems. Das Verfahren umfasst:
    • Bestimmen, ob ein Zuganwesenheitssignal von mindestens einem in einem bestimmten Schienenbereich des Schienensystems angeordneten Zuganwesenheitssensor und/oder ein Balisenanregungssignal einer ersten in dem bestimmten Schienenbereich angeordneten Balise (vorzugsweise entsprechend einem Synchronizitätskriterium) durch eine Überwachungsvorrichtung empfangen werden, und
    • Feststellen, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat, wenn bestimmt wird, dass nur das Zuganwesenheitssignal empfangen wird (also insbesondere ein Zuganwesenheitssignal und ein Balisenanregungssignal nicht entsprechend dem Synchronizitätskriterium empfangen werden).
  • Das Verfahren dient insbesondere zum Überwachen des Zustands eines Zuganwesenheitssensors (z.B. Schienenfahrzeug vorhanden oder nicht vorhanden) und des Zustands einer ersten Balise (z.B. angeregt oder nicht angeregt).
  • Das Zuganwesenheitssignal kann bei (insbesondere während der) Detektion einer Anwesenheit eines Schienenfahrzeugs durch den Zuganwesenheitssensor ausgesendet werden und/oder das Balisenanregungssignal kann bei einer Anregung der ersten Balise durch ein Balisenlesegerät eines Schienenfahrzeugs ausgesendet werden.
  • Das (insbesondere computer-implementierte) Verfahren kann insbesondere durch die zuvor beschriebene Überwachungsvorrichtung ausgeführt werden.
  • Ein noch weiterer Gegenstand der Anmeldung ist ein Computerprogrammprodukt umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das zuvor beschriebene Verfahren auszuführen.
  • Ein noch weiterer Aspekt der Anmeldung ist ein computerlesbarer Datenträger, auf dem das zuvor beschriebene Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
  • Das Computerprogramm umfasst insbesondere Softwarecode, der so angepasst ist, dass, wenn der Softwarecode durch einen Prozessor eines Computers insbesondere einer Stellwerksvorrichtung ausgeführt wird, das zuvor beschriebene Verfahren durchgeführt wird.
  • Das Computerprogrammprodukt, insbesondere die Instruktionen bzw. Programmanweisungen, können auf bzw. in einem Datenträger einer Recheneinrichtung gespeichert sein, insbesondere einem Programmspeicher. Zum Beispiel ist ein Programmspeicher ein nicht-flüchtiger Speicher wie ein Flash-Speicher, ein Magnetspeicher, ein EEPROM-Speicher (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und/oder ein optischer Speicher.
  • Zusätzlich kann eine Recheneinrichtung, wie eine Überwachungsvorrichtung, einen Hauptspeicher aufweisen, zum Beispiel einen flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher, insbesondere einen Speicher mit wahlfreiem-Zugriff (RAM), wie ein statischer RAM-Speicher (SRAM), ein dynamischer RAM-Speicher (DRAM), ein ferroelektrischer RAM-Speicher (FeRAM) und/oder ein magnetischer RAM-Speicher (MRAM). Der Prozessor der Recheneinrichtung kann beispielsweise Zwischenergebnisse oder Ähnliches in dem Hauptspeicher speichern.
  • Ein zuvor beschriebenes Modul, Element etc. kann zumindest teilweise Hardwareelemente (z.B. Prozessor, Speichermittel etc.) und/oder zumindest teilweise Softwareelemente (z.B. ausführbaren Code) umfassen. Zudem sei angemerkt, dass Begriffe, wie "erste", "zweite" keine Reihenfolge angeben, sondern lediglich die Unterscheidung von unterschiedlichen Elementen (z.B. Balisen) angeben, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes beschrieben wird.
  • Die Merkmale der Überwachungsvorrichtungen, Stellwerksvorrichtungen, Schienensysteme, Verfahren und Computerprogrammprodukte sowie Datenträger sind frei miteinander kombinierbar. Insbesondere können Merkmale der Beschreibung und/oder der abhängigen Ansprüche, auch unter vollständiger oder teilweiser Umgehung von Merkmalen der unabhängigen Ansprüche, in Alleinstellung oder frei miteinander kombiniert eigenständig erfinderisch sein.
  • Es gibt nun eine Vielzahl von Möglichkeiten, die anmeldungsgemäße Überwachungsvorrichtung, die anmeldungsgemäße Stellwerksvorrichtung, das anmeldungsgemäße Schienensystem, das anmeldungsgemäße Verfahren, das anmeldungsgemäße Computerprogrammprodukt und den anmeldungsgemäßen Datenträger auszugestalten und weiterzuentwickeln. Hierzu sei einerseits verwiesen auf die den unabhängigen Patentansprüchen nachgeordneten Patentansprüche, andererseits auf die Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt:
  • Fig. 1
    eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Stellwerksvorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel einer Überwachungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    Fig. 2
    eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schienensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    Fig. 3
    eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schienensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    Fig. 4
    eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schienensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    Fig. 5
    eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Schienensystems gemäß der vorliegenden Anmeldung,
    Fig. 6
    ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung, und
    Fig. 7
    ein beispielhaftes Zeitdiagramm.
  • Vorliegend werden gleiche Bezugszeichen für gleiche Elemente verwendet.
  • Die Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Stellwerksvorrichtung 110 gemäß der vorliegenden Anmeldung mit einem Ausführungsbeispiel einer Überwachungsvorrichtung 100 gemäß der vorliegenden Anmeldung.
  • Die Stellwerksvorrichtung 110, vorzugsweise ein durch mindestens eine Recheneinrichtung gebildetes elektronisches Stellwerk, dient insbesondere zum Steuern des Betriebs des Schienensystems. Insbesondere kann die Stellwerksvorrichtung 110 über mindestens ein Datennetz mit Sensoren und/oder Aktoren des Schienensystems verbindbar sein, um insbesondere die Aktoren zu steuern.
  • Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist eine Überwachungsvorrichtung 100 in der Stellwerksvorrichtung 110 implementiert. Dies hat den Vorteil, dass die Überwachungsvorrichtung 100 durch die ohnehin vorgesehene mindestens eine Recheneinrichtung der Stellwerksvorrichtung 110 realisiert werden kann. Es versteht sich, dass bei anderen Varianten der Anmeldung die Überwachungsvorrichtung auch durch eine separate Recheneinrichtung gebildet sein kann.
  • Die Überwachungsvorrichtung 100 dient insbesondere zum Überwachen des Zustands eines Zuganwesenheitssensors und zum Überwachen einer ersten Balise. Das Überwachen des jeweiligen Zustands dieser Elemente dient zum Feststellen, ob eine bestimmten Schienenstrecke nur durch für diese Schienenstrecke zulässige Schienenfahrzeuge befahren wird oder nicht. Es kann also durch die Überwachungsvorrichtung 100 erkannt werden, ob ein nicht zulässiges Schienenfahrzeug eine bestimmte Schienenstrecke bzw. einen bestimmten Gleisabschnitt befährt.
  • Zum Überwachen der genannten Zustände umfasst die Überwachungsvorrichtung 100 zumindest ein Zugdetektionsempfangsmodul 102 und ein Balisenempfangsmodul 104 auf. Das Zugdetektionsempfangsmodul 102 kann über ein (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Datennetz 116 mit mindestens einem Zuganwesenheitssensor kommunikativ verbindbar sein.
  • Der Zuganwesenheitssensor ist in einem bestimmten Schienenbereich angeordnet und kann insbesondere zur Detektion eines Schienenfahrzeugs in seinem Erfassungsbereich eingerichtet sein. Bei einer Detektion eines Schienenfahrzeugs kann ein Zuganwesenheitssignal ausgesendet werden. Das Zugdetektionsempfangsmodul 102 ist eingerichtet zumindest zum Empfangen des Zuganwesenheitssignals. Ein Empfangen eines Zuganwesenheitssignals umfasst insbesondere auch das Nicht-Empfangen eines Zugabwesenheitssignals, wie bereits beschrieben wurde.
  • Die erste Balise ist in dem bestimmten Schienenbereich angeordnet und kann insbesondere zumindest zur Detektion eines balisenfähigen Schienenfahrzeugs eingerichtet sein. Insbesondere kann bei einer Anregung der ersten Balise durch ein Balisenlesegerät eines balisenfähigen Schienenfahrzeugs ein Balisenanregungssignal ausgesendet werden. Das Balisenempfangsmodul 104 ist eingerichtet zumindest zum Empfangen des Balisenanregungssignals. Das Balisenempfangsmodul 104 kann über ein (drahtloses und/oder drahtgebundenes) Datennetz 114 mit der ersten Balise zumindest mittelbar kommunikativ verbindbar sein.
  • Zum Überwachen der Zustände umfasst die Überwachungsvorrichtung 100 ferner mindestens ein Bestimmungsmodul 106 und vorzugsweise mindestens ein Feststellungsmodul 108. Diese Module können auch durch eine gemeinsame Auswerteeinrichtung gebildet sein.
  • Wie zu erkennen ist, ist das Bestimmungsmodul 106 funktional mit den Empfangsmodulen 102, 104 gekoppelt. Das Bestimmungsmodul 106 ist eingerichtet zum Bestimmen, ob das Balisenanregungssignal und/oder das Zuganwesenheitssignal empfangen werden. Grundsätzlich sind die Fälle denkbar, dass kein Detektionssignal empfangen wird, nur ein Detektionssignal empfangen wird (insbesondere nur ein Zuganwesenheitssignal) oder beide Detektionssignale empfangen werden.
  • Vorzugsweise kann zum Bestimmen, welcher der genannten Fälle vorliegt, ein Synchronizitätskriterium vorgegeben sein. Das Synchronizitätskriterium gibt an, wann beide Detektionssignale empfangen werden und wann insbesondere nur ein Detektionssignal empfangen wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform gibt das Synchronizitätskriterium an, dass das nur dann bestimmt wird, dass das Balisenanregungssignal und das Zuganwesenheitssignal empfangen werden, wenn diese zur gleichen Zeit durch die Empfangsmodule empfangen werden. Werden beispielsweise zuerst ein Balisenanregungssignal und danach ein Zuganwesenheitssignal empfangen, wird jeweils bestimmt, dass nur ein Detektionssignal empfangen wird.
  • Das optionale Feststellungsmodul 108 kann zumindest eingerichtet sein zum Feststellen, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug, also insbesondere ein nicht für die überwachte Schienenstrecke zulässiges Schienenfahrzeug, den bestimmten Schienenbereich passiert hat, wenn durch das Bestimmungsmodul 106 bestimmt wird, dass nur das Zuganwesenheitssignal empfangen wird, also insbesondere gleichzeitig kein Balisenanregungssignal empfangen wird.
  • Vorzugsweise zusätzlich kann das Feststellungsmodul 108 eingerichtet sein zumindest zum Feststellen, dass ein balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat, wenn bestimmt wird, dass das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal gleichzeitig empfangen werden.
  • Optional kann die Überwachungsvorrichtung 100 ein Steuermodul 112 umfassen. Das Steuermodul 112 kann eingerichtet sein zum Ansteuern, über ein Datennetz 118, mindestens einer Notfalleinrichtung (z.B. Weichensteuereinrichtung bzw. ansteuerbare Weiche, Gleissperre, Alarmgerät etc.) des Schienensystems bei einer Feststellung, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat.
  • Die Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht eines Schienensystems 230 gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Schienensystem 230 umfasst mindestens eine Überwachungsvorrichtung 200, welche insbesondere entsprechend dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 gebildet sein kann. Vorzugsweise kann die Überwachungsvorrichtung 200 in einer Stellwerksvorrichtung des Schienensystems 230 implementiert sein. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher insbesondere auf die vorherigen Ausführungen verwiesen.
  • Das Schienensystem 230 kann insbesondere aus einer Vielzahl von Schienenstrecken 238, 240 in Form von Schienen 242 bzw. Gleisen 242 gebildet sein, die von Schienenfahrzeugen 244 bzw. Zügen 244 befahren werden können. Beispielhaft sind vorliegend zwei Schienenstrecken 238, 240 dargestellt, wobei sich die zweite Schienenstrecke 238, in Fahrtrichtung 254 gesehen, an die erste Schienenstrecke 240 anschließen kann.
  • Die erste Schienenstrecke 240 kann mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem (insbesondere ein ETCS-System) und mit einem PZB-System (insbesondere ein Class-B Zugbeeinflussungssystem) ausgerüstet sein. Die zweite Schienenstrecke 238 kann nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem (insbesondere ein ETCS-System) ausgerüstet sein. Mit anderen Worten ist ein Befahren der zweiten Schienenstrecke 238 nur mit balisenfähigen Schienenfahrzeugen 244 zulässig.
  • Ein balisenfähiges Schienenfahrzeug 244 kann insbesondere über ein Balisenlesegerät 246 und eine Fahrzeugsteuereinrichtung 252 verfügen, die eingerichtet ist zum Verarbeiten der ausgelesenen Balisendaten. Vorzugsweise kann das balisenfähige Schienenfahrzeug 244 ein ETCS-fähiges Fahrzeug 244 sein, insbesondere mit einem ETCS-Lesegerät 246 und einem EVC 252.
  • Ein Übergangsbereich 258 von der ersten Schienenstrecke 240 auf die zweite Schienenstrecke 238 kann als Level-Wechsel-Bereich 258 bezeichnet werden. Ein solcher Bereich 258 ist ein Schienenbereich 258, in dem ein Wechsel von einem Zugbeeinflussungssystem auf ein anderes Zugbeeinflussungssystem stattfindet. Vorliegend meint dies, dass ein Zugbeeinflussungssystem-Wechsel von einem PZB-System auf ein balisenbasiertes System erfolgt, wie ein ETCS-System.
  • Vorzugsweise in diesem Übergangsbereich 258 ist ein bestimmter Schienenbereich 236 vorgesehen, in dem zumindest eine erste Balise 232 und ein Zuganwesenheitssensor 234 angeordnet sind. Der bestimmte Schienenbereich 236 ist insbesondere definiert durch den maximalen Abstand der genannten Elemente zueinander und kann vorzugsweise zumindest geringer als 100 m sein, besonders bevorzugt zumindest geringer als 50 m. Anders ausgedrückt können erste Balise 232 und Zuganwesenheitssensor 234 benachbart zueinander angeordnet sein, insbesondere in einem Übergangsbereich 258.
  • Das Schienensystem 230 kann insbesondere die erste Balise 232 und den Zuganwesenheitssensor 234 umfassen. Ferner kann das Schienensystem 230 eine der ersten Balise 232 zugeordnete Balisensteuervorrichtung 250 umfassen. Die Balisensteuervorrichtung 250 ist insbesondere eingerichtet zum Detektieren einer Anregung der ersten Balise 232 durch das Balisenlesegerät 246. Die Anregung kann insbesondere eine induktive Anregung sein. Eine Anregung der ersten Balise 232 durch das Balisenlesegerät 246 kann insbesondere durch Detektieren einer Änderung der Impedanz des Balisenanschlusses der ersten Balise 232 erfasst werden.
  • Die Balisensteuervorrichtung 232 ist insbesondere zum Aussenden des Balisenanregungssignals bei der Detektion der Anregung der ersten Balise 232 vorgesehen. Wie zu erkennen ist, ist die Überwachungsvorrichtung 200 mittelbar, insbesondere über die Balisensteuervorrichtung 232, mit der ersten Balise 232 kommunikativ verbindbar.
  • Durch die benachbarte Anordnung der ersten Balise 232 zu dem Zuganwesenheitssensor 234 wird insbesondere ermöglicht, dass aus dem Empfangen nur von dem Zuganwesenheitssignal abgeleitet werden kann, dass das den bestimmten Schienenbereich 236 passierte Schienenfahrzeug ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug ist.
  • Ferner umfasst das Schienensystem 230 optional mindestens eine zweite Balise 256 und/oder mindestens eine Notfalleinrichtung 248.
  • Die zweite Balise 256 ist in Fahrtrichtung 254 gesehen vor der ersten Balise 232 angeordnet. Vorzugsweise kann die zweite Balise 256 eine Festdaten-Balise 256 sein, welche als Dateninhalt zumindest den Abstand zur ersten Balise 232 gespeichert haben kann. Bei einer Überfahrung der zweiten Balise 256 kann das Balisenlesegerät 246 den Dateninhalt auslesen. Die erste Balise 232 kann eine Transparentdaten-Balise 232 sein. Anders ausgedrückt, kann die erste Balise 232 vorzugsweise eine ohnehin vorgesehene Balise 232 mit Balisensteuervorrichtung 250 sein. Bei Varianten der Anmeldung kann auch eine speziell für die Detektion eines balisenfähigen Schienenfahrzeugs 244 angeordnete Balise zum Einsatz kommen.
  • Vorzugsweise kann die zweite Balise 256 einen Level-Wechsel mitteilen. Das Stellwerk sendet über die erste Balise 232 an das Fahrzeug daraufhin die Fahrerlaubnis (z. B. Movement Authority (MA)) für den nachfolgenden Streckenabschnitt.
  • Die Notfalleinrichtung 248 kann insbesondere eine Weiche mit einer Weichensteuereinrichtung 248 sein. Die Weiche ist insbesondere in Fahrtrichtung des detektierten Fahrzeugs 244 hinter dem bestimmten Schienenbereich 236 angeordnet. Insbesondere kann die Weichensteuereinrichtung 248 derart angesteuert werden, dass das Schienenfahrzeug 244 auf eine andere Schienenstrecke bzw. ein anderes Gleis geleitet wird, wie ein Abstellgleis, wenn festgestellt wird, dass das Schienenfahrzeug 244 ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug 244 ist.
  • Wie bereits beschrieben wurde, kann vorteilhafterweise ein Synchronizitätskriterium vorgegeben sein, welches insbesondere definiert, dass nur dann festgestellt werden kann, dass das Schienenfahrzeug ein balisenfähiges Fahrzeug ist, wenn bestimmt wird, dass Balisenanregungssignal und Zuganwesenheitssignal gleichzeitig empfangen werden. Dies wird nachfolgend mit Hilfe der Figur 7, die ein beispielhaftes Zeitdiagramm zeigt, näher erläutert.
  • Insbesondere ist erkannt worden, dass aufgrund der Dimensionen eines Schienenfahrzeugs, insbesondere eines Triebfahrzeugs, und der Ausgestaltung eines Zuganwesenheitssensors sich ein Schienenfahrzeug insbesondere für eine Zeitdauer T1 in dem Erfassungsbereich des Zuganwesenheitssensors befinden kann. Insbesondere kann zum Zeitpunkt t1 ein Erreichen des Erfassungsbereichs des Zuganwesenheitssensors durch das Schienenfahrzeug und zum Zeitpunkt t2 ein Verlassen des Erfassungsbereichs des Zuganwesenheitssensors durch das Schienenfahrzeug detektiert werden.
  • Wie bereits beschrieben wurde, kann während dieser Erfassungszeitdauer Ti kontinuierlich das Zuganwesenheitssignal ausgesendet werden. Die Überwachungsvorrichtung empfängt im vorliegenden Beispiel während der Erfassungszeitdauer Ti kontinuierlich das Zuganwesenheitssignal. Grundsätzlich kann dies auch das Senden zweier Signale, wie ein Start- und ein Endsignal oder das Ausbleiben eines ansonsten gesendeten Nicht-Anwesenheitssignals oder dergleichen umfassen, wie bereits beschrieben wurde.
  • Beispielhaft ist der Fall dargestellt, dass zum Zeitpunkt t3 vorliegend ein Balisenanregungssignal durch die Überwachungsvorrichtung empfangen wird, also insbesondere zeitgleich zu dem Zuganwesenheitssignal. In einem solchen Fall bestimmt das Bestimmungsmodul, dass das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal (technisch gleichzeitig, also entsprechend dem Synchronizitätskriterium) empfangen werden.
  • Wenn hingegen nicht zum Zeitpunkt t3, sondern zum Zeitpunkt t4 ein Balisenanregungssignal durch die Überwachungsvorrichtung empfangen wird, dann wird das Balisenanregungssignal nicht während des Empfangs des Zuganwesenheitssignals empfangen, also nicht gleichzeitig. In einem solchen Fall bestimmt das Bestimmungsmodul, dass nur das Zuganwesenheitssignal empfangen wird (und nicht das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal gleichzeitig, also entsprechend dem Synchronizitätskriterium).
  • Insbesondere können die erste Balise und der Zuganwesenheitssensor derart zueinander angeordnet sein, dass sichergestellt ist, dass bei einem Schienenfahrzeug mit Balisenlesegerät stets eine Anregung der ersten Balise erfolgt, währenddessen sich das Schienenfahrzeug im Erfassungsbereich des Zuganwesenheitssensors befindet.
  • Die Figuren 3 bis 5 zeigen Ausführungsbeispiele von Schienensystemen 330, 430, 530 gemäß der vorliegenden Anmeldung, bei denen eine entsprechende Anordnung erfolgt, insbesondere wenn sämtliche Dimensionsangaben gemeinsam erfüllt werden. Es sei angemerkt, dass zu Gunsten einer besseren Übersicht auf die Darstellung einer Überwachungsvorrichtung verzichtet wurde. Ferner wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf die vorherigen Ausführungen zu den Figuren 1, 2 und 7 verwiesen.
  • In den Figuren 3 bis 5 ist als Zuganwesenheitssensor 334 ein Achszählerkreis 334 vorgesehen. Die nachfolgenden Ausführungen lassen sich jedoch auch auf andere Zuganwesenheitssensoren, wie Lichtschranken, Gleichstromkreissensor etc. übertragen.
  • Der dargestellte Achszählerkreis 334 umfasst einen ersten Achszähler 360 und einen zweiten Achszähler 362. In diesem Fall bezeichnet der erste Achszähler 360 den Achszähler, der in Fahrtrichtung 354 gesehen von dem zweiten Achszähler 362 angeordnet ist. Zwischen den Achszählern 360, 362 ist vorzugsweise die erste Balise 332 angeordnet.
  • Ein Achszähler 360, 362 kann mindestens einen berührungsfrei arbeitenden elektromagnetischen Impulsgeber umfassen und insbesondere an der Außen- und Innenseite oder nur an der Innenseite einer Schiene 342 angeordnet sein. Ein den Impulsgeber passierendes Rad des Schienenfahrzeugs 344 erzeugt insbesondere einen elektrischen Impuls, der von einem (elektronisch arbeitenden) Zählwerk erfasst werden kann. Ein Zuganwesenheitssignal kann insbesondere zumindest so lange ausgesendet werden, solange für den ersten Achszähler (wenn nur ein Impulszähler vorhanden ist) zumindest ein Impuls mehr erfasst wird, als für den zweiten Achszähler (wenn nur ein Impulszähler vorhanden ist) (vgl. auch Fig. 7), also sich das Schienenfahrzeug mit wenigstens einer Achse im Erfassungsbereich des Achszählerkreises befindet.
  • Wie aus der Figur 3 zu erkennen ist, ist ein Schienenfahrzeug 344 insbesondere in Form eines Triebfahrzeugs 344 dargestellt, das mit einem Balisenlesegerät 346 ausgestattet ist. Um den vorbeschriebenen gleichzeitigen Empfang entsprechend einem Synchronisationskriterium in sicherer Weise zu ermöglichen, sollte vorzugsweise das Schienenfahrzeug 344 mit der ersten Achse 366 (das Bezugszeichen 364 bezeichnet die zweite, in Fahrtrichtung hinter der ersten Achse 366 gelegene Achse) in den Achszählerkreis 334 eingefahren sein (also den ersten Achszähler 360 erreicht haben), wenn das Balisenlesegerät 346 die erste Balise 332 anregt und insbesondere Daten durch die erste Balise empfängt. Allgemein ausgedrückt, das Schienenfahrzeug sollte bereits im Erfassungsbereich des Zuganwesenheitssensors sein, wenn die erste Balise angeregt wird.
  • Wenn das Balisenlesegerät 346, wie in der Figur 3 dargestellt, im vorderen Fahrzeugüberhang des Schienenfahrzeugs 344 angeordnet ist, sollte der Abstand X2 zwischen dem ersten Achszähler 360 und der ersten Balise 332 (in Fahrtrichtung 354 gesehen) zumindest größer als 1 m sein, vorzugsweise größer als 2 m. Dies beruht insbesondere auf der Annahme, dass der Abstand X1 maximal 1 m beträgt und die folgende 1. Bedingung erfüllt sein sollte: X 2 X 1 .
    Figure imgb0001
  • Mit Blick auf die Figur 4 ist insbesondere erkannt worden, dass ein Schienenfahrzeug 446 (insbesondere ein Triebfahrzeug 446), das mit einem Balisenlesegerät 446 ausgestattet ist, noch im Achszählerkreis sein sollte (also mit der ersten Achse 366 vor dem zweiten Achszähler 362), wenn die erste Balise angeregt wird. Allgemein ausgedrückt, dass Schienenfahrzeug sollte noch im Erfassungsbereich des Zuganwesenheitssensors sein, wenn die erste Balise angeregt wird. Bei dem Fall nach Figur 3 ist dies (immer) der Fall.
  • Das Balisenlesegerät 446 kann jedoch auch zwischen den Achsen 464, 466 des Schienenfahrzeugs 444 angeordnet sein, wie in Figur 4 dargestellt. Wenn das Balisenlesegerät 446 nicht im vorderen Fahrzeugüberhang des Schienenfahrzeugs 444 angeordnet ist, sondern zwischen den Fahrzeugachsen 464, 466, sollte der Abstand X4 zwischen dem zweiten Achszähler 462 und der ersten Balise 432 (in Fahrtrichtung 454 gesehen) zumindest größer als 13 m sein, vorzugsweise größer als 15 m. Dies gilt insbesondere, wenn angenommen wird, dass die Fahrzeuglänge des Schienenfahrzeugs 444 höchstens 30 m beträgt. Dies beruht insbesondere auf der Annahme, dass der Abstand X3 maximal 13 m (aufgrund der angenommenen maximalen Fahrzeuglänge) beträgt und die folgende 2. Bedingung erfüllt sein sollte: X 4 X 3 .
    Figure imgb0002
  • Darüber hinaus ist insbesondere erkannt worden, dass ein Schienenfahrzeug 544, wie in Figur 5 dargestellt, mit der ersten Achse 566 noch im Achszählerkreis 534 sein sollte, wenn die zweite Achse 564 in den Achszählerkreis 534 einfährt. Daher sollte der Achszählerabstand X6 zwischen dem ersten Achszähler 560 und dem zweiten Achszähler 562 zumindest größer als 26 m (und kleiner als 50 m) sein, bevorzugt zwischen 28 m und 40 m liegen. Dies beruht insbesondere auf der Annahme, dass der Abstand X5 maximal 26 m (aufgrund der angenommenen maximalen Fahrzeuglänge von 30 m) beträgt und die folgende 3. Bedingung erfüllt sein sollte: X 6 X 5 .
    Figure imgb0003
  • Besonders bevorzugt werden der Zuganwesenheitssensors und die ersten Balise derart zueinander angeordnet, dass sämtliche Bedingungen 1. bis 3. erfüllt sind.
  • Die Figur 6 zeigt ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Anmeldung. Das Verfahren dient zum Überwachen eines Schienensystems, insbesondere eines zuvor beschriebenen Schienensystems. Dies meint insbesondere, dass ein Überwachen des Zustands eines Zuganwesenheitssensors (z.B. Schienenfahrzeug vorhanden oder nicht vorhanden) und des Zustands einer ersten Balise (z.B. angeregt oder nicht angeregt) erfolgt.
  • In einem ersten Schritt 601 erfolgt ein Bestimmen, ob ein Zuganwesenheitssignal von mindestens einem in einem bestimmten Schienenbereich des Schienensystems angeordneten Zuganwesenheitssensor und/oder ein Balisenanregungssignal einer ersten in dem bestimmten Schienenbereich angeordneten Balise (vorzugsweise entsprechend einem Synchronizitätskriterium) durch eine Überwachungsvorrichtung empfangen werden, wie zuvor beschrieben wurde.
  • Das Zuganwesenheitssignal kann bei (insbesondere während der) Detektion einer Anwesenheit eines Schienenfahrzeugs durch den Zuganwesenheitssensor ausgesendet werden und/oder das Balisenanregungssignal kann bei einer Anregung der ersten Balise durch ein Balisenlesegerät eines Schienenfahrzeugs ausgesendet werden.
  • In einem weiteren Schritt 602 erfolgt ein Feststellen, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat (bzw. passiert), wenn in Schritt 601 bestimmt wird, dass nur das Zuganwesenheitssignal empfangen wird (also insbesondere ein Zuganwesenheitssignal und ein Balisenanregungssignal nicht entsprechend dem Synchronizitätskriterium empfangen werden, wie bereits beschrieben wurde).
  • In Schritt 603 kann ein Feststellen erfolgen, dass ein balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat, wenn in Schritt 601 bestimmt wird, dass das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal empfangen werden. Eine entsprechende Information kann beispielsweise zur weiteren Verarbeitung an eine weitere Verarbeitungseinheit weitergeleitet werden, zur Anzeige gebracht werden etc.
  • Optional kann in Schritt 604 ein Ansteuern, durch ein Steuermodul, mindestens einer Notfalleinrichtung des Schienensystems bei einer Feststellung in Schritt 602 erfolgen, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug den bestimmten Schienenbereich passiert hat.
  • Darüber hinaus ist der Fall denkbar, dass zwar das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal empfangen werden, jedoch das Schienenfahrzeug über kein funktionsfähiges EVC verfügt. In diesem Fall ist insbesondere die Fahrzeugsteuereinrichtung des Schienenfahrzeugs eingerichtet, den Fehlerfall zu erkennen und ggf. Maßnahmen einzuleiten, wie einen Nothalt, ein Informieren des Fahrzeugführers etc.
  • Das insbesondere computer-implementierte Verfahren kann insbesondere durch die zuvor beschriebene Überwachungsvorrichtung ausgeführt werden. Anmeldungsgemäß ist insbesondere eine Kombination von Balise und Achszählerkreis (bzw. ein anderer Sensor) und eine Analyse von deren Belegung vorgesehen: Wenn der Achszählkreis belegt ist, Auswerten z.B. durch das Stellwerk, ob die Balise gleichzeitig angeregt wurde. Wenn dies der Fall ist, handelt es sich insbesondere um ein balisenfähiges Fahrzeug
  • Gemäß der Anmeldung können beispielhaft folgende Fälle unterschieden werden:
    • Fall 1: Fahrzeug ist balisenfähig und verfügt über einen funktionsfähigen EVC und die Priorität der Zugbeeinflussungssysteme ist ein ETCS-Level (1, 2, 3).
      • Der Achszählkreis ist belegt, und gleichzeitig wird die erste Balise über das Balisenlesegerät des Fahrzeugs angeregt.
      • Die erste Balise versendet in der Folge an das Fahrzeug eine Movement Authority (MA) [ETCS Level 1]. Im Falle ETCS-Level 2/3 würde eine Einwahlaufforderung an das RBC (Radio Block Centre (RBC, deutsch ETCS-Streckenzentrale)) erfolgen, und bei Bestätigung wird die MA via RBC an das Fahrzeug versendet.
      • Das Fahrzeug fährt in den ETCS-geführten Streckenabschnitt ein.
      • Analyse der Belegungsdaten durch die Überwachungsvorrichtung. Resultat: Kein Eingreifen (durch das Stellwerk) notwendig.
    • Fall 2 (Fehlerfall): Fahrzeug ist balisenfähig, verbleibt aber durch einen nicht erfolgten Level-Wechsel unter Überwachung des Class-B Zugbeeinflussungssystems (in Deutschland PZB).
      • Der Achszählkreis ist belegt, und gleichzeitig wird die erste Balise über das Balisenlesegerät des Fahrzeugs angeregt.
      • Die erste Balise versendet in der Folge an das Fahrzeug eine Movement Authority (MA). [ETCS Level 1]. Im Falle ETCS-Level 2/3 würde eine Einwahlaufforderung an das RBC erfolgen, und bei Bestätigung wird die MA via RBC an das Fahrzeug versendet.
      • Das Fahrzeug verarbeitet in diesem Fehlerfall die gesendete MA nicht. Die vom Fahrzeug eingeleiteten Maßnahmen hängen von der Projektierung der fahrzeugseitigen ETCS-Lösung ab.
    • Fall 3: Fahrzeug ist nicht balisenfähig (d.h., das Fahrzeug verfügt über kein oder kein funktionsfähiges Balisenlesegerät)
      • Der Achszählkreis ist belegt, aber die erste Balise wird nicht angeregt.
      • Analyse der Belegungsdaten durch die Überwachungsvorrichtung. Resultat: Eingreifen (durch das Stellwerk) notwendig.
      • Das Stellwerk leitet insbesondere die notwendigen Maßnahmen zur Verhinderung der Einfahrt in eine ETCS-only-ausgerüstete Strecke ein.

Claims (14)

  1. Überwachungsvorrichtung (100, 200) für ein Schienensystem (230, 330, 430, 530), insbesondere für eine nur mit einem balisenbasierten Zugbeeinflussungssystem ausgerüstete Schienenstrecke (238, 338, 438, 538) des Schienensystems (230, 330, 430, 530), umfassend:
    - ein Zugdetektionsempfangsmodul (102, 202), eingerichtet zum Empfangen eines Zuganwesenheitssignals von mindestens einem in einem bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) des Schienensystems (230, 330, 430, 530) angeordneten Zuganwesenheitssensor (234, 334, 434, 534),
    - ein Balisenempfangsmodul (104, 204), eingerichtet zum Empfangen eines Balisenanregungssignals einer ersten in dem bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) angeordneten Balise (232, 332, 432, 532) und
    - mindestens ein Bestimmungsmodul (106, 206), eingerichtet zum Bestimmen, ob das Balisenanregungssignal und/oder das Zuganwesenheitssignal empfangen werden.
  2. Überwachungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Überwachungsvorrichtung (100, 200) mindestens ein Feststellungsmodul (108, 208) umfasst, eingerichtet zumindest zum Feststellen, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug (244, 344, 444, 544) den bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) passiert hat, wenn bestimmt wird, dass nur das Zuganwesenheitssignal empfangen wird
  3. Überwachungsvorrichtung (100, 200) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass
    - dass Feststellungsmodul (108, 208) eingerichtet ist zumindest zum Feststellen, dass ein balisenfähiges Schienenfahrzeug (244, 344, 444, 544) den bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) passiert hat, wenn bestimmt wird, dass das Zuganwesenheitssignal und das Balisenanregungssignal empfangen werden.
  4. Überwachungsvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Bestimmungsmodul (106, 206) eingerichtet ist zum Bestimmen, ob das Balisenanregungssignal und das Zuganwesenheitssignal empfangen werden, basierend auf einem Synchronizitätskriterium.
  5. Überwachungsvorrichtung (100, 200) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
    - die Überwachungsvorrichtung (100, 200) mindestens ein Steuermodul (112, 212) umfasst, eingerichtet zum Ansteuern mindestens einer Notfalleinrichtung (248) des Schienensystems (230, 330, 430, 530) bei einer Feststellung, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug (244, 344, 444, 544) den bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) passiert hat,
    - wobei die Notfalleinrichtung (248) insbesondere eine Weichensteuereinrichtung (248) des Schienensystems (230, 330, 430, 530) ist.
  6. Stellwerksvorrichtung (110), umfassend mindestens eine Überwachungsvorrichtung (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Schienensystem (230, 330, 430, 530), umfassend:
    - mindestens eine Überwachungsvorrichtung (100, 200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    - mindestens einen in dem bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) angeordneten Zuganwesenheitssensor (234, 334, 434, 534), und
    - mindestens eine erste in dem bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) angeordnete Balise (232, 332, 434, 532),
    - wobei der Zuganwesenheitssensor (234, 334, 434, 534) und die erste Balise (232, 332, 434, 532) kommunikativ mit der Überwachungsvorrichtung (100, 200) verbindbar sind.
  8. Schienensystem (230, 330, 430, 530) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Schienensystem (230, 330, 430, 530) mindestens eine Balisensteuervorrichtung (250, 350, 450, 550) umfasst, die mit der ersten Balise (232, 332, 434, 532) kommunikativ verbindbar ist,
    - wobei die Balisensteuervorrichtung (250, 350, 450, 550) eingerichtet ist zum Detektieren einer Anregung der ersten Balise (232, 332, 434, 532) durch ein Balisenlesegerät (246, 346, 446, 546) eines Schienenfahrzeugs (244, 344, 444, 544), und
    - wobei die Balisensteuervorrichtung (250, 350, 450, 550) eingerichtet ist zum Aussenden des Balisenanregungssignals bei einer Detektion einer Anregung der ersten Balise (232, 332, 434, 532).
  9. Schienensystem (230, 330, 430, 530) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der mindestens eine Zuganwesenheitssensor (234, 334, 434, 534) mindestens ein Achszählerkreis (234, 334, 434, 534) ist.
  10. Schienensystem (230, 330, 430, 530) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Achszählerkreis (234, 334, 434, 534) einen ersten Achszähler (360, 460, 560) und einen von dem ersten Achszähler (360, 460, 560) beabstandeten zweiten Achszähler (362, 462, 562) umfasst,
    - wobei die erste Balise (232, 332, 434, 532) zwischen dem ersten Achszähler (360, 460, 560) und dem zweiten Achszähler (362, 462, 562) angeordnet ist.
  11. Schienensystem (230, 330, 430, 530) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass
    - der Achszählerabstand zwischen dem ersten Achszähler (360, 460, 560) und dem zweiten Achszähler (362, 462, 562) zumindest größer als 26 m ist, bevorzugt zwischen 28 m und 40 m liegt,
    und/oder
    - der Abstand zwischen dem ersten Achszähler (360, 460, 560) und der ersten Balise (232, 332, 434, 532) zumindest größer als 1 m ist, vorzugsweise größer als 2 m,
    und/oder
    - der Abstand zwischen dem zweiten Achszähler (362, 462, 562) und der ersten Balise (232, 332, 434, 532) zumindest größer als 13 m ist, vorzugsweise größer als 15 m.
  12. Schienensystem (230, 330, 430, 530) nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Schienensystem (230, 330, 430, 530) mindestens eine zweite in Fahrtrichtung eines Schienenfahrzeugs (244, 344, 444, 544) vor der ersten Balise (232, 332, 434, 532) angeordnete Balise (256) umfasst.
  13. Verfahren zum Überwachen eines Schienensystems (230, 330, 430, 530), insbesondere eines Schienensystems nach einem der Ansprüche 7 bis 11, umfassend:
    - Bestimmen, ob ein Zuganwesenheitssignal von mindestens einem in einem bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) des Schienensystems (230, 330, 430, 530) angeordneten Zuganwesenheitssensor (234, 334, 434, 534) und ein Balisenanregungssignal einer ersten in dem bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) angeordneten Balise (232, 332, 434, 532) entsprechend einem Synchronizitätskriterium durch eine Überwachungsvorrichtung (100, 200) empfangen werden, und
    - Feststellen, dass ein nicht-balisenfähiges Schienenfahrzeug (244, 344, 444, 544) den bestimmten Schienenbereich (236, 336, 436, 536) passiert hat, wenn bestimmt wird, dass nur das Zuganwesenheitssignal empfangen wird.
  14. Computerprogrammprodukt umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Computer diesen veranlassen, das Verfahren nach Anspruch 13 auszuführen.
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