EP4434844A1 - Antennenanordnung für ein zugsicherungssystem eines schienenfahrzeugs - Google Patents

Antennenanordnung für ein zugsicherungssystem eines schienenfahrzeugs Download PDF

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EP4434844A1
EP4434844A1 EP24158063.8A EP24158063A EP4434844A1 EP 4434844 A1 EP4434844 A1 EP 4434844A1 EP 24158063 A EP24158063 A EP 24158063A EP 4434844 A1 EP4434844 A1 EP 4434844A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rail vehicle
antenna
antenna unit
control system
train control
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
EP24158063.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daniel Karger
Uwe Kreth
Stephan ROEBER
Riccardo Skodda
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.)
Siemens Mobility GmbH
Original Assignee
Siemens Mobility 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 Siemens Mobility GmbH filed Critical Siemens Mobility GmbH
Publication of EP4434844A1 publication Critical patent/EP4434844A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices 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
    • B61L3/08—Devices 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
    • B61L3/12—Devices 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
    • B61L3/126—Constructional details
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L3/00—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or train, e.g. to release brake or to operate a warning signal
    • B61L3/16—Continuous control along the route
    • B61L3/22—Continuous control along the route using magnetic or electrostatic induction; using electromagnetic radiation

Definitions

  • the present invention relates to an antenna arrangement for a rail vehicle. Such an antenna arrangement is used in particular in train protection systems of rail vehicles. Accordingly, the present invention also relates to a train protection system equipped with an antenna arrangement according to the invention and to a rail vehicle which is equipped with such an antenna arrangement and/or such a train protection system.
  • Rail vehicles must be equipped with a train protection system, particularly for operation on a public rail network, in order to ensure a high level of operational safety.
  • train protection systems require transmitting and receiving antenna units, which should be arranged under the vehicle or in the underfloor area of a rail vehicle's car body, close to a bogie when viewed in the longitudinal direction of the vehicle, in the middle when viewed in the transverse direction of the vehicle, and taking into account specified metal- or iron-free spaces.
  • the space available in the area of a bogie was usually not sufficient in the state of the art for the arrangement of antenna units of several train control systems due to the requirements that had to be met by the individual antenna units.
  • An antenna arrangement according to the invention for a train protection system of a rail vehicle comprises at least one transmitting antenna unit and one receiving antenna unit for transmitting and receiving signals for a linear train control system, and one antenna unit for at least receiving signals for a European train control system.
  • the arrangement is characterized in that the antenna unit of the European train control system is arranged between the transmitting antenna unit and the receiving antenna unit of the linear train control system.
  • the arrangement according to the invention is intended for a train protection system of a rail vehicle.
  • rail vehicles usually have a plurality of train control systems, which in their entirety are referred to as a train protection system in the sense of the invention. These are intended to ensure safe operation of the rail vehicles.
  • a train protection system is one that can ensure safe operation in the event of human error.
  • the travel of the rail vehicle can be monitored, for example, depending on the speed at which it is travelling, and if necessary, Systems located outside the rail vehicle can intervene in the driving process.
  • the rail vehicle is designed, for example, as an electrically powered multiple unit with a number of carriages, also known as EMUs (Electric Multiple Units), which is used in particular in regional and long-distance transport for passenger transport.
  • EMUs Electronic Multiple Units
  • the rail vehicle can also be implemented as a locomotive.
  • the rail vehicle is preferably supplied with electrical energy by means of an electrical supply network along the route network used, but alternatively it can also be supplied with electrical energy by means of drive batteries, fuel cell systems or by means of generators powered by internal combustion engines, for example diesel engines.
  • the antenna arrangement for the train protection system preferably comprises transmitting and receiving antenna units of a so-called linear train control system (LZB) and at least one receiving antenna unit of a European train control system, in particular the so-called European Train Control System (ETCS).
  • LZB linear train control system
  • ECS European Train Control System
  • a linear train control system also known as a line train control system, is a system that can perform various train control functions.
  • this system can also monitor the driving behavior of the rail vehicle and, in particular, influence the movement of the rail vehicle, for example by stopping it, through targeted interventions in the vehicle control system.
  • Linear means in particular that the signaling, information or data exchange between Track and vehicle equipment is maintained throughout the entire journey.
  • Various designs of this system allow fully automatic control of driving and braking processes.
  • inductive data transmission can take place between the rail vehicle and an antenna cable laid in the track, also known as a line conductor.
  • the European Train Control System is the preferred train control system and is part of the common European rail traffic management system ERTMS (European Rail Traffic Management System). This system therefore serves as a uniform system throughout Europe and in particular to control moving rail vehicles from outside and, if necessary, to stop them in order to ensure safe train traffic even at high traffic density and high speeds.
  • ERTMS European Rail Traffic Management System
  • a transmitting antenna unit for wireless or radio-based transmission of signals or data and a receiving antenna unit for wireless or radio-based reception of signals or data are provided for the linear train protection system, and an antenna unit for at least wireless or radio-based reception of signals or data is provided for the European train protection system.
  • These antenna units are used for communication between the vehicle-side devices or components of the train protection systems and components or devices located outside the rail vehicle or on the track side, in particular so-called Eurobalises for the ETCS.
  • the antenna unit for the European train control system can also have a transmitting antenna unit in addition to a receiving antenna unit.
  • each of the three antenna units (LZB transmitting antenna unit, LZB receiving antenna unit and ETCS antenna unit) is arranged in exactly the position that suits its special properties and requirements.
  • the iron or metal-free space defined for the ETCS antenna unit does not, according to previous practice, provide for the possibility of a supplementary arrangement of LZB antenna units in the immediate vicinity of the antenna unit.
  • the LZB antenna units can actually be arranged in close proximity without causing any disruption to the function of the ETCS antenna unit or the LZB antenna units and thus a reduction in safety
  • the antenna arrangement is arranged in front of a first bogie, in particular a first carriage of the rail vehicle, viewed in the direction of travel of the rail vehicle.
  • This arrangement of the antenna array in this, viewed in the direction of travel, front area of the car body of the rail vehicle has the advantage that usually no large-volume components, for example of the drive system of the rail vehicle, are arranged there, so that a sufficiently large, albeit comparatively compact, installation space can be provided.
  • both end cars can be equipped with a respective antenna arrangement, so that in each of the two directions of travel of the rail vehicle, an antenna arrangement is arranged in front of the first bogie and another antenna arrangement is arranged behind the last bogie.
  • Large-volume components such as a traction transformer or a converter are preferably arranged in the area of the car body between bogies.
  • the receiving antenna unit for the linear train control system is arranged on a side facing away from the first bogie, and the transmitting antenna unit for the linear train control system is arranged on a side facing the first bogie.
  • the receiving antenna unit of the linear train control system viewed in the direction of travel of the rail vehicle, is arranged at the front or away from the first bogie, while the transmitting antenna unit of the linear train control system, again viewed in the direction of travel, is arranged at the rear or close to the bogie.
  • the leading receiving antenna unit is more tolerant of movements, in particular transverse to the direction of travel, which occurs with a rigid arrangement of the antenna arrangement on the car body due to a relative movement of the car body to the bogie, in particular when cornering.
  • the receiving antenna unit is ideally arranged as far forward as possible in the direction of travel or as far away from the source of electromagnetic interference.
  • the transmitting antenna unit is arranged at the rear or closer to the first bogie. This is possible because it is comparatively insensitive with regard to EMC, but more susceptible to the movements in the transverse direction described above.
  • the antenna units are arranged on a common carrier.
  • Such a carrier can also be referred to as an antenna carrier.
  • the carrier preferably has a longitudinal axis which corresponds to a longitudinal axis of the car body to which it is arranged or attached.
  • a common carrier advantageously enables the antenna arrangement to be assembled outside the vehicle and easier to mount on the car body of the rail vehicle. This also enables simple and cost-effective retrofitting of rail vehicles already in operation with such an antenna arrangement, whereby only a limited installation space needs to be provided in the underfloor area of the car due to the comparatively compact dimensions.
  • the antenna units in particular on the common carrier, are arranged such that the antenna arrangement has a length of less than or equal to 770 mm.
  • the antenna arrangement is arranged on a car body of the rail vehicle, in particular by means of the common carrier.
  • This design advantageously enables the antenna arrangement to be easily mounted in a position on the underbody or on a support mechanically connected thereto that is suitable for reliable transmission and reception of signals from the train protection system.
  • the train protection system according to the invention for a rail vehicle comprises at least vehicle-side devices of a linear train control system and a European train control system, wherein the train protection system comprises at least one antenna arrangement according to the invention.
  • the train protection system can be used in a manner known per se to make the operation of a train safer even in the event of a fault or human error.
  • trackside or external vehicle equipment can intervene in the control of the rail vehicle in such a way that the rail vehicle is stopped, in particular automatically, in the event of a fault.
  • train protection systems can comprise a plurality of train control systems.
  • the antenna arrangement according to the invention is provided for communication between the devices arranged in the rail vehicle and trackside or vehicle-external devices of train control systems, which enables a wireless or radio-based connection for sending and receiving signals.
  • the rail vehicle according to the invention has at least one antenna arrangement according to the invention or a train protection system according to the invention
  • the rail vehicle can be designed in particular as an electrically powered multiple unit with a plurality of carriages, in particular for regional and long-distance traffic, or also as a locomotive, wherein the supply of electrical energy can be provided in a known manner in particular by means of a supply network, vehicle-side energy storage devices and/or vehicle-side energy generation devices such as fuel cell systems or generators operated by internal combustion engines.
  • Fig.1 a rail vehicle with an antenna arrangement according to the invention.
  • an electrically powered rail vehicle 10 is shown. It comprises train control system devices, of which only one antenna arrangement 12 is shown.
  • the antenna arrangement 12 is used for radio-based or wireless communication of the train protection system with trackside or vehicle-external devices of the train control systems.
  • the antenna arrangement 12 comprises a transmitting antenna unit 16 for transmitting signals, information or data and a receiving antenna unit 14 for receiving signals, information or data for a linear train control system, as well as an antenna unit 18 for receiving or transmitting and receiving signals, information or data for a European train control system.
  • the antenna unit 18 for the European train control system is arranged between the transmitting antenna unit 16 and the receiving antenna unit 14 for the linear train control system and in front of a first bogie 20 of a front-side carriage 22, i.e. the first carriage 22 as viewed in the direction of travel of the rail vehicle 10.
  • a carrier 24 is provided, which serves as a common carrier 24 for the three antenna units 14, 16, 18 and is located approximately in the front Underfloor area of the car body of the car 22 of the rail vehicle 10.
  • the antenna arrangement 12 has, for example, a length along the longitudinal axis of the car body of less than or equal to 770 mm.
  • the receiving antenna unit 14 for the linear train control system is arranged on the side facing away from the bogie 20, in which, for example, two electric drive motors each driving a wheel set are arranged, whereby an electromagnetic influence on the receiving antenna unit 14, in particular emanating from the drive motors, is reduced.
  • Figure 1 thus shows that a common antenna carrier under the first car of a multiple unit can combine antenna units of the train protection systems ETCS and LZB in such a way that they are closer together than is usually possible at this mounting position, fixed to the car body and in front of the first bogie 20 in the direction of travel.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung für ein Zugsicherungssystem eines Schienenfahrzeugs, welche zumindest eine Sendeantenneneinheit und eine Empfangsantenneneinheit zum Senden und Empfangen von Signalen für ein linienförmiges Zugbeeinflussungssystem, und eine Antenneneinheit zum zumindest Empfangen von Signalen für ein Europäisches Zugbeeinflussungssystem umfasst. Gekennzeichnet ist die Anordnung dadurch, dass die Antenneneinheit des Europäischen Zugbeeinflussungssystems zwischen der Sendeantenneneinheit und der Empfangsantenneneinheit des linienförmigen Zugbeeinflussungssystems angeordnet ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Antennenanordnung für ein Schienenfahrzeug. Eine derartige Antennenanordnung findet insbesondere Anwendung in Zugsicherungssystemen von Schienenfahrzeugen. Entsprechend betrifft die vorliegende Erfindung ebenfalls ein mit einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung ausgestattetes Zugsicherungssystem sowie ein Schienenfahrzeug, welches mit einer derartigen Antennenanordnung und/oder einem derartigen Zugsicherungssystem ausgestattet ist.
  • Schienenfahrzeuge müssen insbesondere für einen Betrieb in einem öffentlichen Streckennetz mit einem Zugsicherungssystem ausgestattet werden, um eine hohe Betriebssicherheit zu gewährleisten. Bekannte Zugsicherungssysteme benötigen dabei Sende- und Empfangsantenneneinheiten, die unter dem Fahrzeug bzw. im Unterflurbereich eines Wagenkastens des Schienenfahrzeugs, in Längsrichtung des Fahrzeugs betrachtet nahe einem Drehgestell, in Querrichtung des Fahrzeugs betrachtet mittig sowie unter Berücksichtigung von vorgegebenen metall- bzw. eisenfreien Räumen angeordnet werden sollten. Ein im Bereich eines Drehgestells verfügbarer Bauraum reichte im Stand der Technik aufgrund der zu erfüllenden Anforderungen der einzelnen Antenneneinheiten jedoch üblicherweise für die Anordnung von Antenneneinheiten mehrerer Zugbeeinflussungssysteme nicht aus.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zumindest teilweise zu überwinden. Es ist insbesondere die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Lösung bereitzustellen, durch welche ein Zugsicherungssystem gegenüber Lösungen aus dem Stand der Technik insbesondere hinsichtlich des Raumbedarfs bei guter Funktionalität verbessert werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch eine Antennenanordnung, durch ein Zugsicherungssystem für ein Schienenfahrzeug sowie durch ein Schienenfahrzeug mit den jeweiligen Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in abhängigen Ansprüchen, in der Beschreibung oder den Figuren beschrieben, wobei weitere in den abhängigen Ansprüchen oder in der Beschreibung oder den Figuren beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt.
  • Eine erfindungsgemäße Antennenanordnung für ein Zugsicherungssystem eines Schienenfahrzeugs umfasst zumindest eine Sendeantenneneinheit und eine Empfangsantenneneinheit zum Senden und Empfangen von Signalen für ein linienförmiges Zugbeeinflussungssystem, und eine Antenneneinheit zum zumindest Empfangen von Signalen für ein Europäisches Zugbeeinflussungssystem. Gekennzeichnet ist die Anordnung dadurch, dass die Antenneneinheit des Europäischen Zugbeeinflussungssystems zwischen der Sendeantenneneinheit und der Empfangsantenneneinheit des linienförmigen Zugbeeinflussungssystems angeordnet ist.
  • Die erfindungsgemäße Anordnung ist vorgesehen für ein Zugsicherungssystem eines Schienenfahrzeugs. Diesbezüglich weisen Schienenfahrzeuge meist eine Mehrzahl an Zugbeeinflussungssystemen auf, welche in ihrer Gesamtheit im Sinne der Erfindung als Zugsicherungssystem bezeichnet werden. Diese sollen einen sicheren Betrieb der Schienenfahrzeuge gewährleisten. Insbesondere ist ein Zugsicherungssystem ein solches, das etwa im Fall eines menschlichen Versagens einen sicheren Funktionsablauf gewährleisten kann. Hierzu kann die Fahrt des Schienenfahrzeugs etwa in Abhängigkeit der anliegenden Geschwindigkeit überwacht werden und es kann gegebenenfalls durch außerhalb des Schienenfahrzeugs befindliche Systeme in den Fahrablauf eingegriffen werden.
  • Das Schienenfahrzeug ist beispielsweise als ein elektrisch angetriebener Triebzug mit einer Mehrzahl Wagen, auch als EMUs (Electric Multiple Unit) bezeichnet, ausgestaltet, welches insbesondere im Regional- und Fernverkehr für die Personenbeförderung eingesetzt wird. Das Schienenfahrzeug kann jedoch in gleicher Weise als eine Lokomotive verwirklicht sein. Eine Versorgung des Schienenfahrzeugs mit elektrischer Energie erfolgt vorzugsweise mittels eines elektrischen Versorgungsnetzes entlang des befahrenen Streckennetzes, alternativ kann eine Versorgung mit elektrischer Energie jedoch ebenso mittels Antriebsbatterien, Brennstoffzellensystemen oder mittels von Verbrennungskraftmaschinen, beispielsweise Dieselmotoren, gespeister Generatoren erfolgen.
  • Die Antennenanordnung für das Zugsicherungssystem umfasst vorzugsweise Sende- und Empfangsantenneneinheiten eines so genannten linienförmigen Zugbeeinflussungssystems (LZB) sowie zumindest eine Empfangsantenneneinheit eines Europäischen Zugbeeinflussungssystems, insbesondere des so genannten European Train Control System (ETCS), auf.
  • Unter einem linienförmigen Zugbeeinflussungssystem, auch als Linienzugbeeinflussungssystem bezeichnet, ist ein System zu verstehen, welches verschiedene Funktionen der Zugsicherung übernehmen kann. Zusätzlich zu einer Übermittlung von Fahraufträgen, Höchstgeschwindigkeit und verbleibendem Bremsweg auf eine von einem Zugführer einsehbaren Anzeige im Führerstand, kann dieses System weiterhin das Fahrverhalten des Schienenfahrzeugs überwachen und insbesondere durch gezielte Eingriffe in die Fahrzeugsteuerung die Fahrt des Schienenfahrzeugs beeinflussen, beispielsweise stoppen.
  • Linienförmig soll dabei insbesondere bedeuten, dass der Signalisierungs-, Informations- bzw. Datenaustausch zwischen Strecken- und Fahrzeugeinrichtungen während der gesamten Fahrt besteht. Verschiedene Ausgestaltungen dieses Systems erlauben etwa eine vollautomatische Steuerung der Fahr- und Bremsvorgänge. Grundsätzlich kann beispielsweise eine induktive Datenübertragung zwischen Schienenfahrzeug und einem im Gleis verlegten Antennenkabel, auch als Linienleiter bezeichnet, erfolgen.
  • Das Europäische Zugbeeinflussungssystem ist als Zugbeeinflussungssystem bevorzugt Bestandteil des gemeinsamen Europäischen Eisenbahnverkehrsleitsystems ERTMS (European Rail Traffic Management System). Dieses System dient somit als einheitliches System in ganz Europa und insbesondere dazu, fahrende Schienenfahrzeuge von außen zu steuern und notfalls auch anzuhalten, um einen sicheren Zugverkehr auch bei hoher Verkehrsdichte und hohen Geschwindigkeiten zu gewährleisten.
  • Hinsichtlich der Antennenanordnung für das Zugsicherungssystem des Schienenfahrzeugs sind für das linienförmige Zugsicherungssystem eine Sendeantenneneinheit zum drahtlosen bzw. funkbasierten Senden von Signalen bzw. Daten und eine Empfangsantenneneinheit zum drahtlosen bzw. funkbasierten Empfangen von Signalen bzw. Daten, sowie für das Europäische Zugsicherungssystem eine Antenneneinheit zum drahtlosen bzw. funkbasierten zumindest Empfangen von Signalen bzw. Daten vorgesehen. Diese Antenneneinheiten dienen der Kommunikation der fahrzeugseitigen Einrichtungen bzw. Komponenten der Zugsicherungssysteme mit außerhalb des Schienenfahrzeugs bzw. streckenseitigen befindlichen Komponenten bzw. Einrichtungen, insbesondere so genannte Eurobalisen für das ETCS. Die Antenneneinheit für das Europäische Zugbeeinflussungssystem kann neben einer Empfangsantenneneinheit ergänzend ebenfalls eine Sendeantenneneinheit aufweisen.
  • Hinsichtlich der konkreten Anordnung der Antenneneinheiten ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Antenneneinheit des Europäischen Zugbeeinflussungssystems örtlich und insbesondere in Längsrichtung des Schienenfahrzeugs betrachtet zwischen der Sendeantenneneinheit und der Empfangsantenneneinheit des linienförmigen Zugbeeinflussungssystems anzuordnen.
  • Es hat sich in überraschender Weise und entgegen der üblichen Praxis gezeigt, dass bei dieser Anordnung der benötigte Raumbedarf für die mehreren Antenneneinheiten des Zugsicherungssystems vorteilhaft deutlich reduziert werden kann. Entgegen den üblichen Einbaupositionen wurde festgestellt, dass eine sichere und zuverlässige Funktion der Antenneneinheiten trotz verringerte Abstände der Antenneneinheiten zueinander gewährleistet ist. Dies deshalb, da erfindungsgemäß jede der drei Antenneneinheiten (LZB-Sendeantenneneinheit, LZB-Empfangsantenneneinheit und ETCS-Antenneneinheit) an genau der Position angeordnet wird, die zu ihren speziellen Eigenschaften und Anforderungen passt. So sieht der für die ETCS-Antenneneinheit definierte eisen- bzw. metallfreie Raum nach der bisherigen Praxis keine Möglichkeit einer ergänzenden Anordnung von LZB-Antenneneinheiten im näheren Umfeld der Antenneneinheit vor. Es wurde jedoch überraschend festgestellt, dass die LZB-Antenneneinheiten tatsächlich im näheren Umfeld angeordnet werden können, ohne Störungen der Funktion der ETCS-Antenneneinheit oder der LZB-Antenneneinheiten und damit eine Verringerung der Sicherheit zu verursachen
  • Nach einer Weiterbildung ist die Antennenanordnung vor einem, in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs betrachtet, ersten Drehgestell, insbesondere eines ersten Wagens des Schienenfahrzeugs, angeordnet.
  • Diese Anordnung der Antennenanordnung in diesem, in Fahrtrichtung betrachtet, vorderen Bereich des Wagenkastens des Schienenfahrzeugs besitzt den Vorteil, dass dort üblicherweise keine großvolumigen Komponenten beispielsweise des Antriebssystems des Schienenfahrzeugs angeordnet sind, sodass ein hinreichend großer wenngleich vergleichsweise kompakter Bauraum bereitgestellt werden kann. Bei einem Triebzug mit zwei Endwagen sowie einer Anzahl Mittelwagen können beispielsweise beide Endwagen mit einer jeweiligen Antennenanordnung ausgestattet werden, sodass in jeder der beiden Fahrtrichtungen des Schienenfahrzeugs eine Antennenanordnung vor dem jeweils ersten Drehgestell und eine weitere Antennenanordnung hinter dem letzten Drehgestell angeordnet sind. Großvolumige Komponenten wie beispielsweise ein Traktionstransformator oder ein Umrichter werden vorzugsweise im Bereich des Wagenkastens zwischen Drehgestellen angeordnet.
  • Nach einer auf der vorstehenden Weiterbildung basierenden weiteren Weiterbildung der Antennenanordnung ist die Empfangsantenneneinheit für das linienförmige Zugbeeinflussungssystem auf einer dem ersten Drehgestell abgewandten Seite angeordnet, und ist die Sendeantenneneinheit für das linienförmige Zugbeeinflussungssystem auf einer dem ersten Drehgestell zugewandten Seite angeordnet.
  • In anderen Worten ist die Empfangsantenneneinheit des linienförmigen Zugbeeinflussungssystems, in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs betrachtet, vorne bzw. entfernt von dem ersten Drehgestell angeordnet, während die Sendeantenneneinheit des linienförmigen Zugbeeinflussungssystems, wiederum in Fahrtrichtung betrachtet, hinten bzw. nahe dem Drehgestell angeordnet ist. Hierbei wird vorteilhaft ausgenutzt, dass die führende Empfangsantenneneinheit toleranter gegenüber Bewegungen insbesondere quer zur Fahrtrichtung ist, welche bei einer starren Anordnung der Antennenanordnung am Wagenkasten aufgrund einer relativen Bewegung des Wagenkastens zum Drehgestell bei insbesondere einer Kurvenfahrt auftritt. Bei einer Kurvenfahrt und gegebenenfalls bereits bei dem so genannten Sinuslauf bewirkt ein Drehen des Drehgestells um die Hochachse des Wagenkastens, dass ein Winkel zwischen der von dem Drehstell bestimmten Fahrtrichtung und der Längsachse des Wagenkastens entsteht, wodurch ein Ausschwenken des Wagenkastenendes und mit diesem auch der Antennenanordnung insbesondere in der Ebene senkrecht zur Fahrtrichtung bewirkt wird. Aufgrund der Anordnung der Empfangsantenneneinheit an einer von dem Drehgestell bzw. dessen vertikalen Drehachse entfernten Position erfährt diese eine im Vergleich zu den anderen Antenneneinheiten größere Auslenkung, welche jedoch die Funktion der Empfangsantenneneinheit nicht negativ beeinflusst. Demgegenüber stellt die Empfangsantenneneinheit jedoch hohe Anforderungen an die Einhaltung einer Elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV), beispielsweise von in dem ersten Drehgestell angeordneten Antriebsmotoren. Entsprechend ist die Empfangsantenneneinheit bestenfalls in Fahrtrichtung an einer Position möglichst weit vorne bzw. entfernt von der Quelle elektromagnetischer Störungen angeordnet. Die Sendeantenneneinheit hingegen ist hinten bzw. näher am ersten Drehgestell angeordnet. Dies ist möglich, da sie vergleichsweise unempfindlich hinsichtlich der EMV, jedoch anfälliger gegenüber den vorstehend beschriebenen Bewegungen in Querrichtung ist.
  • Nach einer weiteren Weiterbildung sind die Antenneneinheiten an einem gemeinsamen Träger angeordnet.
  • Ein solcher Träger kann auch als Antennenträger bezeichnet werden. Vorzugsweise weist der Träger eine Längsachse auf, welche einer Längsachse des Wagenkastens, an welchem er angeordnet bzw. befestigt wird, entspricht. Vorteilhaft ermöglicht ein gemeinsamer Träger einen Zusammenbau der Antennenanordnung außerhalb des Fahrzeugs sowie eine einfachere Montage an dem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs. Hierdurch wird ebenfalls eine einfache und kostengünstige Nachrüstung von bereits in Betrieb befindlichen Schienenfahrzeugen mit einer solchen Antennenanordnung ermöglicht, wobei aufgrund der vergleichsweise kompakten Ausmaße nur ein begrenzter Bauraum im Unterflurbereichs des Wagens bereitzustellen ist.
  • Nach einer weiteren Weiterbildung sind die Antenneneinheiten, insbesondere an dem gemeinsamen Träger, derart angeordnet, dass die Antennenanordnung eine Länge von kleiner gleich 770 mm aufweist.
  • Die Länge von kleiner oder gleich 770 mm, insbesondere kleiner oder gleich 720 mm, definiert dabei den benötigten Bauraum, also die Gesamtlänge der Antenennanordnung. Es hat sich gezeigt, dass trotz dieser kompakten Abmessungen alle drei Antenneneinheiten entsprechend ihren Anforderungen funktionieren. Vergleichbare Sende- und Empfangsantenneneinheiten nach Stand der Technik sind demgegenüber deutlich bauraumgreifender.
  • Nach einer weiteren Weiterbildung ist die Antennenanordnung, insbesondere mittels des gemeinsamen Trägers, an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs angeordnet.
  • Mittels dieser Ausgestaltung wird eine einfache Montage der Antennenanordnung mit einer für ein sicheres Senden und Empfangen von Signal des Zugsicherungssystems geeigneten Position am Unterboden oder an einem mit diesem mechanisch verbundenen Träger vorteilhaft ermöglicht.
  • Hinsichtlich weiterer Vorteile und technischer Merkmale der Antennenanordnung wird auf die Beschreibung des Zugsicherungssystems, des Schienenfahrzeugs, die Figur und die Beschreibung der Figur verwiesen.
  • Das erfindungsgemäße Zugsicherungssystem für ein Schienenfahrzeug umfasst wenigstens fahrzeugseitige Einrichtungen eines linienförmigen Zugbeeinflussungssystems und eines Europäischen Zugbeeinflussungssystems, wobei das Zugsicherungssystem wenigstens eine erfindungsgemäße Antennenanordnung umfasst.
  • Das Zugsicherungssystem kann in an sich bekannter Weise insbesondere dazu dienen, den Betrieb eines Zuges auch bei einem Fehlerfall beziehungsweise bei menschlichem Versagen sicherer zu gestalten. Hierzu kann von streckenseitigen bzw. fahrzeugexternen Einrichtungen beispielsweise in die Steuerung des Schienenfahrzeugs derart eingegriffen werden, dass das Schienenfahrzeug bei einem Fehlerfall insbesondere automatisiert angehalten wird. Derartige Zugsicherungssysteme können eine Mehrzahl an Zugbeeinflussungssystemen umfassen.
  • Für eine Kommunikation der in dem Schienenfahrzeug angeordneten Einrichtungen mit streckenseitigen bzw. fahrzeugexternen Einrichtungen von Zugbeeinflussungssystemen ist die erfindungsgemäße Antennenanordnung vorgesehen, welche eine drahtlose bzw. funkbasierte Verbindung zum Senden und Empfangen von Signalen ermöglicht.
  • Hinsichtlich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Zugsicherungssystems wird auf die Beschreibung der Antennenanordnung, des Schienenfahrzeugs, die Figur und die Beschreibung der Figur verwiesen.
  • Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug weist wenigstens eine erfindungsgemäße Antennenanordnung oder ein erfindungsgemäßen Zugsicherungssystem auf
  • Das Schienenfahrzeug kann entsprechend vorstehender Beschreibung insbesondere als ein elektrisch angetriebener Triebzug mit einer Mehrzahl Wagen, insbesondere für den Regional- und Fernverkehr, oder auch als eine Lokomotive ausgestaltet sein, wobei die Versorgung mit elektrischer Energie in bekannter Weise insbesondere mittels eines Versorgungsnetzes, fahrzeugseitigen Energiespeichern und/oder fahrzeugseitigen Energieerzeugungseinrichtungen wie beispielsweise Brennstoffzellensysteme oder von Verbrennungskraftmaschinen betriebene Generatoren bereitgestellt werden kann.
  • Hinsichtlich weiterer Vorteile und technischer Merkmale des Schienenfahrzeugs wird wiederum auf die Beschreibung der Antennenanordnung, des Zugsicherungssystems, die Figur und die Beschreibung der Figur verwiesen.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Dabei zeigt:
    Fig. 1 ein Schienenfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Antennenanordnung.
  • In der Figur 1 ist ein elektrisch angetriebenes Schienenfahrzeug 10 gezeigt. Es umfasst Einrichtungen von Zugbeeinflussungssystemen, von denen jedoch lediglich eine Antennenanordnung 12 gezeigt ist. Die Antennenanordnung 12 dient der funkbasierten bzw. drahtlosen Kommunikation des Zugsicherungssystems mit streckenseitigen bzw. fahrzeugexternen Einrichtungen der Zugbeeinflussungssysteme.
  • Genauer umfasst die Antennenanordnung 12 eine Sendeantenneneinheit 16 zum Senden von Signalen, Informationen bzw. Daten und eine Empfangsantenneneinheit 14 zum Empfangen von Signalen, Informationen bzw. Daten für ein linienförmiges Zugbeeinflussungssystem, sowie eine Antenneneinheit 18 zum Empfangen bzw. Senden und Empfangen von Signalen, Informationen bzw. Daten für ein Europäisches Zugbeeinflussungssystem. Die Antenneneinheit 18 für das Europäische Zugbeeinflussungssystem ist zwischen der Sendeantenneneinheit 16 und der Empfangsantenneneinheit 14 für das linienförmige Zugbeeinflussungssystem und dabei vor einem ersten Drehgestell 20 eines frontseitigen, d.h. in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs 10 betrachtet ersten Wagens 22 angeordnet.
  • Zur Anordnung der Antenneneinheiten 14, 16, 18 ist ein Träger 24 vorgesehen, welcher als ein gemeinsamer Träger 24 für die drei Antenneneinheiten 14, 16, 18 dient und etwa im vorderen Unterflurbereich des Wagenkastens des Wagens 22 des Schienenfahrzeugs 10 angeordnet ist. Die Antennenanordnung 12 weist beispielsweise eine Länge entlang der Längsachse des Wagenkastens von kleiner gleich 770 mm auf.
  • Darüber hinaus ist in der Figur 1 gezeigt, dass die Empfangsantenneneinheit 14 für das linienförmige Zugbeeinflussungssystem auf der dem Drehgestell 20, in welchem beispielsweise zwei jeweils einen Radsatz antreibende elektrische Antriebsmotoren angeordnet sind, abgewandten Seite angeordnet ist, wodurch eine insbesondere von den Antriebsmotoren ausgehende elektromagnetische Beeinflussung für die Empfangsantenneneinheit 14 verringert wird.
  • Figur 1 zeigt somit, dass ein gemeinsamer Antennenträger unter dem ersten Wagen eines Triebzugs Antenneneinheiten der Zugsicherungssysteme ETCS und LZB in einer Weise zusammenfassen kann, dass sie näher beieinander liegen als es üblicherweise an dieser Montageposition, wagenkastenfest und vor dem in Fahrtrichtung ersten Drehgestell 20, möglich ist.

Claims (10)

  1. Antennenanordnung (12) für ein Zugsicherungssystem eines Schienenfahrzeugs (10), wobei die Anordnung (12) zumindest eine Sendeantenneneinheit (16) und eine Empfangsantenneneinheit (14) zum Senden und Empfangen von Signalen für ein linienförmiges Zugbeeinflussungssystem, und eine Antenneneinheit (18) zum zumindest Empfangen von Signalen für ein Europäisches Zugbeeinflussungssystem umfasst,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Antenneneinheit (18) des Europäischen Zugbeeinflussungssystems zwischen der Sendeantenneneinheit (16) und der Empfangsantenneneinheit (14) des linienförmigen Zugbeeinflussungssystems angeordnet ist.
  2. Antennenanordnung (12) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie vor einem in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs (10) betrachtet ersten Drehgestell (20), insbesondere eines ersten Wagens (22) des Schienenfahrzeugs (10), angeordnet ist.
  3. Antennenanordnung (12) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Empfangsantenneneinheit (14) für das linienförmige Zugbeeinflussungssystem auf einer dem ersten Drehgestell (20) abgewandten Seite angeordnet ist, und die Sendeantenneneinheit (16) für das linienförmige Zugbeeinflussungssystem auf einer dem ersten Drehgestell (20) zugewandten Seite angeordnet ist.
  4. Antennenanordnung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheiten (14, 16, 18) an einem gemeinsamen Träger (24) angeordnet sind.
  5. Antennenanordnung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Antenneneinheiten (14, 16, 18) derart angeordnet ist, dass die Antennenanordnung (12) eine Länge von kleiner gleich 770 mm aufweist.
  6. Antennenanordnung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie an einem Wagenkasten des Schienenfahrzeugs (10) angeordnet ist.
  7. Zugsicherungssystem für ein Schienenfahrzeug (10), umfassend wenigstens fahrzeugseitige Einrichtungen eines linienförmigen Zugbeeinflussungssystems und eines Europäischen Zugbeeinflussungssystems, dadurch gekennzeichnet, dass das Zugsicherungssystem wenigstens eine Antennenanordnung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 umfasst.
  8. Schienenfahrzeug (10), dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eines von einer Antennenanordnung (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und einem Zugsicherungssystem nach Anspruch 7 aufweist.
  9. Schienenfahrzeug (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Antennenanordnung (12) vor dem ersten Drehgestell (20) eines in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeugs (10) betrachtet ersten Wagens (22) des Schienenfahrzeugs (10) angeordnet ist.
  10. Schienenfahrzeug (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Drehgestell (20) zumindest ein Antriebsmotor eines Antriebssystems des Schienenfahrzeugs (10) angeordnet ist.
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