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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Zugsicherungssystems, ein Fahrzeugverband zur Durchführung des Verfahrens, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium.
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Um einen Fahrbetrieb von schienengebundenen Fahrzeugen oder Fahrzeugverbänden auf eine sichere Weise zu steuern, sind verschiedene Zugsicherungssysteme bekannt. Am weitesten verbreitet sind Zugsicherungssysteme, welche nach Maßgabe von Signalzeichen Fahrten entlang vorbestimmter Streckenabschnitte zulassen oder untersagen. Befindet sich beispielsweise bereits ein Fahrzeug oder ein Fahrzeugverband in einem vorbestimmten Streckenabschnitt, so wird in der Regel die Einfahrt eines weiteren Fahrzeugs oder Fahrzeugverbands in diesen Streckenabschnitt untersagt. Fährt das Fahrzeug oder der Fahrzeugverband dennoch in einen gesperrten Streckenabschnitt ein, so wird dieses Fahrzeug oder dieser Fahrzeugverband in der Regel mittels einer Zwangsbremsung zum Stehen gebracht. Dies ermöglicht es, auf einfache Weise eine Gefahr einer Kollision zu vermindern. Allerdings wird auf diese Weise ein Schienennetz in vorbestimmte Streckenabschnitte unterteilt, welche jeweils nur von einem Fahrzeug oder Fahrzeugverband genutzt werden darf. Dadurch wird eine Kapazität des Schienennetzes erheblich eingeschränkt. Um dies zu vermeiden und eine Kapazität eines Schienennetzes effizient nutzen zu können, sieht das Europäische-Zugbeeinflussungssystem zukünftig eine Betriebsart vor, bei welcher eine Steuerung eines Fahrbetriebs nicht mehr ausschließlich auf einer starren Einteilung von Streckenabschnitten beruht, sondern bei welcher ein vorbestimmter gleitender Streckenabschnitt, also ein Mindestsicherheitsabstand, zwischen aufeinanderfolgend fahrenden Fahrzeugen oder Fahrzeugverbänden vorgesehen wird. Das Europäische-Zugsicherungssystem wird im englischen Sprachgebrauch üblicherweise als "European Train Control System" bezeichnet und mit "ETCS" abgekürzt. In diesem zukünftigen Betriebsmodus kann weiterhin ein sicherer Fahrbetrieb bereitgestellt werden. Zum Zwecke einer Steuerung eines derartigen Fahrbetriebs werden jedoch neben Informationen zu einer Geschwindigkeit sowie zu einer Position der Fahrzeuge oder Fahrzeugverbände eine Information betreffend eine Fahrzeuglänge sowie betreffend eine Integrität des Fahrzeugs oder Fahrzeugverbands benötigt. Ferner müssen diese Informationen mit einer hohen Sicherheitsintegritätsstufe und nach Maßgabe hoher Verfügbarkeitsanforderungen bereitgestellt werden können. Um diese Anforderungen erfüllen zu können, ist es erforderlich, Neufahrzeuge entsprechend auszurüsten und bereits bestehende Fahrzeuge oder Fahrzeugverbände aufzurüsten. Bislang erfolgt dies mithilfe einer Nachrüstung zusätzlicher Hardwarekomponenten. Jedoch existiert eine große Anzahl an bestehenden und aufzurüstenden Fahrzeugen, wodurch ein hoher Installations- und Montageaufwand anfällt. Des Weiteren führt zusätzliche Hardware üblicherweise zu einer Steigerung des Gewichts der Fahrzeuge, einem zusätzlichen Energieverbrauch, einer sinkenden Zuverlässigkeit, einem erhöhten Betriebsaufwand aufgrund zusätzlicher Schnittstellen sowie zu einer Steigerung eines Wartungs- und/oder Instandhaltungsaufwands.
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Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Bereitstellung von Steuerparametern zum Zwecke einer Steuerung eines Zugsicherungssystems zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Des Weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Fahrzeugverband zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Fahrzeugverband mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
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Ferner liegen der Erfindung die Aufgaben zugrunde, ein Computerprogramm sowie ein computerlesbares Medium anzugeben.
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Diese Aufgaben werden gelöst durch ein Computerprogramm mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie durch ein computerlesbares Medium mit den Merkmalen des Anspruchs 15.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind jeweils Gegenstand abhängiger Unteransprüche.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Steuerung eines Zugsicherungssystems sieht vor, dass eine Information betreffend eine Länge eines Fahrzeugverbands ermittelt wird. Bevorzugterweise handelt es sich bei dem Fahrzeugverband um einen schienengebundenen Fahrzeugverband. Der schienengebundene Fahrzeugverband weist weiter bevorzugt wenigstens einen angetriebenen sowie weitere nicht angetriebene Teilnehmer auf. Besonders bevorzugt werden mittels des Fahrzeugverbands Personen oder Güter befördert. In einer bevorzugten Ausführungsvariante kann anstatt des Fahrzeugverbands ein selbständiges, angetriebenes Fahrzeug vorgesehen werden.
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Des Weiteren sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass eine Information erster Art betreffend eine Erreichbarkeit eines vorbestimmten Teilnehmers des Fahrzeugverbands erfasst wird. Zudem wird eine Information zweiter Art betreffend eine Zusammensetzung des Fahrzeugverbands erfasst. Auf Basis der Information erster Art und der Information zweiter Art wird sodann eine Information betreffend eine Integrität des Fahrzeugverbands ermittelt.
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Bei der Information betreffend die Integrität soll es sich im vorliegenden Zusammenhang um eine Information handeln, anhand welcher eine Unversehrtheit einer vorbestimmten Zusammensetzung des Fahrzeugverbands überprüfbar ist. Bevorzugterweise wird die Integrität dadurch überprüft, dass ausgehend von einer vorbestimmten Zusammensetzung des Fahrzeugverbands ermittelt wird, ob gegenwärtig eine Veränderung in Bezug auf eine Anzahl an Teilnehmern des Fahrzeugverbands vorliegt. Soweit eine Abweichung von der vorbestimmten Zusammensetzung erkannt wird, ist eine Integrität des Fahrzeugverbands verletzt. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn ein Teilnehmer aus dem Fahrzeugverband entfernt oder diesem hinzugefügt wird oder wenn ein Teilnehmer verloren geht. Mithilfe der Information betreffend die Integrität kann auf einfache Weise eine Vollständigkeitskontrolle bezogen auf den Fahrzeugverband durchgeführt werden.
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Mithilfe der Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands sowie der Informationen erster Art und zweiter Art kann ein Zugsicherungssystem auf Basis häufig bereits vorliegender Informationen gesteuert werden. Ferner können auf Basis einer Verknüpfung der Information erster Art mit der Information zweiter Art häufig bereits vorliegende Informationen derart verknüpft werden, dass eine hohe Sicherheitsanforderungsstufe erreichbar ist. Auf eine Nachrüstung einer zusätzlichen Hardware zum Zwecke einer Bereitstellung einer hohen Sicherheitsanforderungsstufe kann daher im bevorzugten Anwendungsfall verzichtet werden. Informationen betreffend die Integrität und/oder die Länge des Fahrzeugverbands können daher unter Einhaltung hoher Sicherheitsintegritäts- und Verfügbarkeitsanforderungen durch bestehende Fahrzeuge oder Fahrzeugverbände bereitgestellt werden. Diese können sodann aufwandsgünstig für einen nach Maßgabe eines ETCS Level 2 HTD gesteuerten Fahrbetrieb aufgerüstet werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung wird die Information betreffend die Integrität auf Basis einer UND-Verknüpfung der Information erster Art und der Information zweiter Art ermittelt. Dadurch kann eine hohe funktionelle Sicherheit bereitgestellt werden. Im bevorzugten Anwendungsfall kann dadurch zumindest eine Sicherheitsanforderungsstufe 2 nach Maßgabe der Norm DIN EN 50126, DIN EN 50128 und/oder DIN EN 50657 (für Software) erreicht werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung wird als die Information erster Art eine Erreichbarkeit eines in Fahrtrichtung betrachtet letzten Teilnehmers des Fahrzeugverbands vorgesehen. Ein einzelnes Erreichbarkeitssignal ist daher ausreichend, um die Information erster Art zu erfassen. Im Falle einer Trennung des Fahrzeugverbands an einer beliebigen Stelle, kann das Erreichbarkeitssignal des letzten Teilnehmers nicht mehr erfasst werden. Dadurch kann rasch und zuverlässig ein Verlust wenigstens eines Teilnehmers erkannt werden.
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Bevorzugterweise wird als Information zweiter Art betreffend die Zusammensetzung des Fahrzeugverbands eine Anzahl an Teilnehmern des Fahrzeugverbands, eine Anzahl an Triebfahrzeugen, eine Reihenfolge der Teilnehmer des Fahrzeugverbands, eine Art der Teilnehmer des Fahrzeugverbands und/oder eine Orientierung einer Verbandgruppe des Fahrzeugverbands oder der Teilnehmer des Fahrzeugverbands vorgesehen. Auf diese Weise kann die Zusammensetzung des Fahrzeugverbands einfach und zuverlässig erfasst werden. Im bevorzugten Anwendungsfall liegt die vorgenannte Information zweiter Art in einem schienengebundenen Fahrzeugverband bereits vor. Dadurch können bereits durch ein Steuerungssystem eines Teilnehmers oder Fahrzeugverbands ermittelte Informationen aufwandsgünstig zum Zwecke einer Überwachung einer Vollständigkeit des Fahrzeugverbands herangezogen werden. Ferner können auf diese Weise zum Zwecke einer Steuerung eines Zugsicherungssystems bereits ermittelte Informationen genutzt werden. Im einzelnen Anwendungsfall kann des Weiteren Information betreffend eine Anzahl an betätigten Kupplungen und/oder ein Betriebszustand der Kupplungen der Teilnehmer des Fahrzeugverbands als Information zweiter Art herangezogen werden.
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Ferner sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands im Rahmen einer Inbetriebnahme eines Kommunikationssystems des Fahrzeugverbands nach einer Veränderung einer Zusammensetzung des Fahrzeugverbands erfasst wird. Die Inbetriebnahme eines Kommunikationssystems eines Fahrzeugverbands nach einer Veränderung einer Zusammensetzung des Fahrzeugverbands wird bei schienengebundenen Fahrzeugverbänden häufig als Zugtaufe bezeichnet. Hierbei werden vorbestimmte Teilnehmer gemäß einer vorbestimmten Reihenfolge und/oder Orientierung zusammengekuppelt. Dieses Zusammenkuppeln erfolgt sowohl mechanisch als auch elektrisch, beispielsweise zum Zwecke einer Herstellung einer Kommunikationsverbindung. Bei der Herstellung der Kommunikationsverbindung wird in der Regel jedem Teilnehmer des Fahrzeugverbands eine eindeutige Adresse zum Zwecke einer Datenübertragung zugeordnet. Daraufhin bestätigt ein Triebfahrzeugführer zumeist mittels eines betriebsführenden zentralen Steuergeräts eine Anzahl, eine Reihenfolge und/oder eine Orientierung der Teilnehmer des Fahrzeugverbands. Anhand von mit Teilnehmern vorbestimmter Art verknüpften Längeninformationen kann auf Basis der erfassten Anzahl und Art der Teilnehmer aufwandsgünstig und zuverlässig eine Länge des Fahrzeugverbands ermittelt werden. Bevorzugterweise wird die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands mittels eines zentralen Steuerungsgeräts des Fahrzeugverbands erfasst und/oder gespeichert. Insbesondere wird die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands mittels allen zentralen Steuergeräten des Fahrzeugverbands erfasst und/oder gespeichert. Auf Basis der Zusammensetzung des Fahrzeugverbands kann daher einfach und zuverlässig die Länge des Fahrzeugverbands ermittelt werden.
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Überdies sieht eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens vor, dass die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands, die Information erster Art und/oder die Information zweiter Art mittels zumindest eines Teils eines Train-Communication-Network-Feldbus übermittelt werden. Bei dem Train-Communication-Network-Feldbus handelt es sich um einen in IEC 61375 festgelegten und dort mit der entsprechenden Bezeichnung definierten Datenübertragungsstandard. Die genannten Informationen können dadurch unter Einhaltung hoher Anforderungen an eine Zuverlässigkeit innerhalb des Fahrzeugverbands übertragen werden. Ferner können die genannten Informationen mit einer hohen Verfügbarkeit bereitgestellt werden. Im bevorzugten Anwendungsfall können bestehende Kommunikationssysteme eines Fahrzeugverbands genutzt werden, um die genannten Informationen unter Erfüllung einer hohen Sicherheitsanforderungsstufe zum Zwecke einer Steuerung des Europäischen-Zugsicherungssystems bereitzustellen. Des Weiteren können dadurch vorbestimmte Sicherheitsanforderungsstufen aufwandsgünstig und zuverlässig auf Basis bereits bestehender Kommunikationssysteme erreicht werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsvariante wird die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands, die Information erster Art und/oder die Information zweiter Art mittels eines Wire-Train-Bus und/oder eines Multifunction-Vehicle-Bus übermittelt. Bei dem Wire-Train-Bus und/oder dem Multifunction-Vehicle-Bus handelt es sich jeweils um einen in der Norm IEC 61375 festgelegten und dort mit den entsprechenden Bezeichnungen definierten Datenübertragungsstandard. Bereits bestehende Fahrzeugverbände und dessen Teilnehmer können auf Basis bereits installierter Kommunikationssysteme aufwandsgünstig in das moderne Europäische-Zugsicherungssystem mit ETCS-Level 2 HTD eingebunden werden. Im bevorzugten Anwendungsfall kann eine Einbindung in das Europäische-Zugsicherungssystem ohne zusätzlich zu installierende Hardware ermöglicht werden. Auf Nachrüstungen einer Hardware kann demnach verzichtet werden.
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Bevorzugterweise wird das Europäische-Zugsicherungssystem auf Basis der Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands sowie der Information betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands gesteuert. Mithilfe der Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands sowie der Information betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands können auf einfache und zuverlässige Weise für eine Steuerung nach Maßgabe des ETCS-Levels 2 HTD erforderliche Steuerparameter unter Einhaltung hoher Sicherheitsanforderungen bereitgestellt werden. Dadurch kann eine Betriebsbereitschaft für Fahrzeuge und/oder Fahrzeugverbände bereitgestellt werden, welche ein nach Maßgabe eines ETCS-Level 2 HTD gesteuerten Streckenabschnitt eines Schienennetzes kapazitätssteigernd befahren.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands mittels eines zentralen Steuergeräts des Fahrzeugverbands gespeichert wird. Dadurch kann eine aufwandsgünstige Hinterlegung und Verarbeitung der Information betreffend die Länge und die Integrität des Fahrzeugverbands realisiert werden. Des Weiteren kann eine zuverlässige Kommunikation mit dem Europäischen-Zugsicherungssystem auf Grundlage einer hohen Sicherheitsanforderungsstufe realisiert werden. Bevorzugterweise ist das zentrale Steuergerät Teil eines Train-Communication-Network-Feldbus der zuvor genannten Art. Dadurch kann eine hohe funktionelle Sicherheit, eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Verfügbarkeit von zum Zwecke einer Steuerung des Europäischen-Zugsicherungssystems erforderlichen Steuerparameter bereitgestellt werden.
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Bevorzugterweise wird mittels des zentralen Steuergeräts ein Fahrbetrieb des Fahrzeugverbands gesteuert. In der Regel ist das zentrale Steuergerät in einem angetriebenen Teilnehmer des Fahrzeugverbands angeordnet. Im Falle mehrerer angetriebener Teilnehmer können mehrere zentrale Steuergeräte vorgesehen sein. Vorzugsweise ist zumindest eines der mehreren zentralen Steuergeräte zum Zwecke einer Steuerung des Fahrbetriebs als betriebsführendes zentrales Steuergerät vorgesehen. Besonders bevorzugt ist in jedem der zentralen Steuergeräte eines Fahrzeugverbands die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands gespeichert oder zumindest mittels eines jeden zentralen Steuergeräts abrufbar.
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Ferner sieht eine vorteilhafte Weiterbildung vor, dass die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands auf Basis einer Information betreffend einen Kupplungszustand einer Verbandgruppe des Fahrzeugverbands und/oder einer Information betreffend einen Besetzungszustand eines Führerstands eines Teilnehmers des Fahrzeugverbands ermittelt wird. Häufig bereits auf Grundlage des Train-Communication-Network-Feldbus an die zentrale Steuervorrichtung übermittelte und daher bereits vorliegende Informationen betreffend einen Kupplungszustand der Teilnehmer oder einen Kupplungszustand einer Verbandgruppe und/oder betreffend einen Besetzungszustand eines Führerstands, können zum Zwecke einer Bestimmung der Länge des Fahrzeugverbands herangezogen werden. Auf Basis hinterlegter Längeninformationen zu Teilnehmern kann daraufhin eine Gesamtlänge des Fahrzeugverbands mit hoher Zuverlässigkeit bestimmt werden.
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Überdies sieht die Erfindung einen Fahrzeugverband vor, welcher dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
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Der erfindungsgemäße Fahrzeugverband weist ein zentrales Steuergerät auf, welches dazu eingerichtet ist, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Fahrzeugverband um einen schienengebundenen Fahrzeugverband. Im einzelnen Anwendungsfall kann anstatt des Fahrzeugverbands ein einzelnes Fahrzeug, bevorzugterweise ein schienengebundenes Fahrzeug, vorgesehen sein.
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Bestehende schienengebundene Fahrzeuge und/oder Fahrzeugverbände können auf diese Weise einfach und aufwandsgünstig für eine Teilnahme an modernen ETCS-Zugsicherungssystemen mit einer Betriebsart aufweisend Level 2 HTD aufgerüstet werden. Im bevorzugten Anwendungsfall kann auf eine Nachrüstung von Hardware zu diesem Zweck verzichtet werden. Bestehende Kommunikationssysteme, welche häufig als Train-Communication-Network-Feldbusse ausgeführt sind, können beibehalten werden. Überdies können bereits mittels derartiger Kommunikationssysteme vorgesehene Informationen dazu genutzt werden, um Steuerparameter zum Zwecke einer Steuerung des Europäischen-Zugsicherungssystems zu ermitteln. Erforderlich Steuerparameter können dadurch auf eine zuverlässige Weise, unter Einhaltung einer vorbestimmten Sicherheitsintegrität und mit einer hohen Verfügbarkeit erfasst, ermittelt und/oder übertragen werden.
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Vorzugsweise bilden mehrere Teilnehmer des Fahrzeugverbands eine Verbandgruppe. In einer bevorzugten Ausführungsvariante sind Daten zwischen den mehreren Teilnehmern der Verbandgruppe auf Basis eines Multifunction-Vehicle-Bus übertragbar. Bei dem Multifunction-Vehicle-Bus handelt es sich insbesondere um den oben näher definierten Multifunction-Vehicle-Bus. Weiter bevorzugt weist die Verbandgruppe ein zentrales Steuergerät auf, welches mittels des Multifunction-Vehicle-Bus mit den mehreren Teilnehmern der Verbandgruppe zum Zwecke einer Übermittlung von Daten verbunden ist. Auf Basis des Multifunction-Vehicle-Bus können relevante Informationen zum Zwecke einer Ermittlung vorbestimmter Steuerparameter für das Zugsicherungssystem mit einer hohen Sicherheitsanforderungsstufe zwischen Teilnehmern der Verbandgruppe übertragen sowie an das zentrale Steuergerät übermittelt werden. Des Weiteren können Informationen unterschiedlicher Art mit einer hohen Verfügbarkeit sowie einer hohen Zuverlässigkeit innerhalb der Verbandgruppe bereitgestellt werden.
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In einer vorteilhaften Weiterbildung sind mehrere der genannten Verbandgruppen miteinander derart verbunden, dass zwischen diesen Daten auf Basis eines Wire-Train-Bus übertragbar sind. Bei dem Wire-Train-Bus handelt es sich insbesondere um den zuvor bereits beschriebenen Wire-Train-Bus. Üblicherweise erfolgt bei jeder Änderung einer Zusammensetzung einer Verbandgruppe eine sogenannte Zugtaufe des Wire-Train-Bus. Bei der Zugtaufe wird jedem Teilnehmer der Verbandgruppe eine eigene Adresse zugeordnet. Ferner werden bei der Zugtaufe in der Regel eine Reihenfolge sowie eine Ausrichtung der Teilnehmer festgestellt. Bevorzugterweise weist jede der Verbandgruppen wenigstens ein zentrales Steuergerät auf. Davon ist eines als betriebsführendes Steuergerät vorgesehen. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das betriebsführende Steuergerät zum Zwecke einer Steuerung eines Fahrbetriebs des Fahrzeugverbands vorgesehen. Besonders bevorzugt ist das betriebsführende Steuergerät zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet. Auf Basis des Wire-Train-Bus können zur Steuerung eines Zugsicherungssystems relevante Informationen zwischen verschiedenen Verbandgruppen mit einer hohen Sicherheitsanforderungsstufe übertragen werden. Des Weiteren können genannte relevante Informationen mit einer hohen Verfügbarkeit sowie einer hohen Zuverlässigkeit über Grenzen von Verbandgruppen hinweg bereitgestellt werden.
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Überdies ist erfindungsgemäß ein Computerprogramm vorgesehen, welches bei dessen Ausführung das zentrale Steuergerät des erfindungsgemäßen Fahrzeugverbands dazu veranlasst, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen.
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Ferner sieht die Erfindung ein computerlesbares Medium vor. Dieses weist Instruktionen auf, welche das zentrale Steuergerät des erfindungsgemäßen Fahrzeugverbands dazu veranlassen, das erfindungsgemäße Verfahren durchzuführen. Bei dem computerlesbaren Medium handelt es sich beispielsweise um eine CD-ROM, eine DVD, einen USB- oder Flash-Speicher oder um ein nicht körperliches Medium, wie ein Datenstrom und/oder ein Datenträgersignal.
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Die voranstehend beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden im Zusammenhang mit den Figuren in der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung näher erläutert. Soweit zweckdienlich, werden in den Figuren dieselben Bezugszeichen für dieselben oder einander entsprechende Elemente der Erfindung verwendet. Die Ausführungsbeispiele dienen der Erläuterung der Erfindung und beschränken die Erfindung nicht auf die darin angegebenen Kombinationen von Merkmalen, auch nicht in Bezug auf funktionale Merkmale. Zudem können alle in den Ausführungsbeispielen angegebenen Merkmale isoliert betrachtet und in geeigneter Weise mit den Merkmalen eines beliebigen Anspruchs kombiniert werden. Bei den im Folgenden beschriebenen Figuren handelt es sich um schematische und nicht maßstabsgetreue Zeichnungen.
Es zeigen:
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- FIG 1
- ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugverbands sowie eine Illustration eines Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Zugsicherungssystems;
- FIG 2
- ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugverbands sowie eine Illustration des Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens;
- FIG 3
- eine weitere Illustration des Beispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung eines Zugsicherungssystems anhand eines schematischen Ablaufdiagramms.
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FIG 1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugverbands 10a. Des Weiteren illustriert FIG 1 ein Beispiel eines Verfahrens 100 zur Steuerung 110 eines Zugsicherungssystems.
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Bei dem Ausführungsbeispiel des Fahrzeugverbands 10a handelt es sich vorliegend um einen schienengebundenen Fahrzeugverband. Das Ausführungsbeispiel des Fahrzeugverbands 10a weist vorliegend vier Teilnehmer 14 auf. Des Weiteren weist der Fahrzeugverband 10a ein Kommunikationssystem 22 auf. Das Kommunikationssystem 22 ist dazu eingerichtet, auf Basis eines Multifunction-Vehicle-Bus Daten zwischen den vier Teilnehmern 14 zu übermitteln 112. Beispielhaft weist der Fahrzeugverband 10a zwei zentrale Steuergeräte 16 auf. Eines der zwei zentralen Steuergeräte 16 ist als betriebsführendes zentrales Steuergerät 16 dazu eingerichtet, einen Fahrbetrieb des Fahrzeugverbands 10a zu steuern. Beispielhaft ist das betriebsführende zentrale Steuergerät 16 in einem in Fahrtrichtung 12 an vorderster Stelle platzierten Teilnehmer 14 angeordnet. Grundsätzlich kann jedoch jedes Steuergerät 16 in jedem beliebigen Teilnehmer 14 angeordnet sein. Ein weiteres zentrales Steuergerät 16 der zwei genannten zentralen Steuergeräte 16, in FIG 1 beispielhaft gestrichelt dargestellt, ist im fehlerfreien Betriebszustand zunächst nicht aktiv an der Steuerung des Fahrbetriebs des Fahrzeugverbands 10a beteiligt. Im Fehlerfall des betriebsführenden zentralen Steuergeräts 16 ist das weitere zentrale Steuergerät 16 jedoch dazu vorgesehen, den Fahrbetrieb fortzuführen. Das betriebsführende zentrale Steuergerät 16 ist des Weiteren dazu eingerichtet, auf Basis des Multifunction-Vehicle-Bus mit den mehreren Teilnehmern 14 des Fahrzeugverbands 10a zu kommunizieren.
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Im Falle, dass der Fahrzeugverband 10a in einen Streckenabschnitt eines nicht näher dargestellten Schienennetzes einfährt, welches nach Maßgabe des Europäischen-Zugsicherungssystems mit einem ETCS-Level 2 HTD gesteuert wird, wird eine Information betreffend eine Länge des Fahrzeugverbands 10a sowie daraufhin in regelmäßigen zeitlichen Abständen eine Information betreffend eine Integrität des Fahrzeugverbands 10a benötigt.
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Der Fahrzeugverband 10a ist exemplarisch als eine betriebliche Einheit konzipiert, bei welcher beispielhaft vier Teilnehmer 14 als ein Triebzug vorgesehen werden. In den zwei genannten Steuergeräten 16 ist jeweils eine Längeninformation betreffend den Fahrzeugverband 10a fest parametriert, also gespeichert 116. Die einzelnen Teilnehmer 14 sind dabei derart miteinander verbunden, dass diese lediglich in einer Werkstatt voneinander getrennt werden können. Beispielsweise werden die Teilnehmer 14 mittels als Schraubverbindungen ausgeführten Kupplungen miteinander verbunden. Der vorliegend als Triebzug betriebene Fahrzeugverband 10a hat nur an seinen beiden äußeren Enden eine automatische Kupplung, mittels welcher weitere Fahrzeugverbände 10a der zuvor beschriebenen Art aufwandsgünstig angekuppelt oder abgekuppelt werden können. Eine Trennung von Kupplungen zwischen den einzelnen Teilnehmern 14 des Triebzugs ist allenfalls in einem unwahrscheinlichen Fehlerfall denkbar. Jegliche Trennung - auch innerhalb eines Teilnehmers 14 - kann mithilfe des Kommunikationssystems 22 erkannt werden. Im Fehlerfall wird sodann bevorzugterweise eine Information betreffend einen Verlust einer Integrität des Fahrzeugverbands 10a ausgegeben.
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In einer bevorzugten Ausführungsvariante wird die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands 10a auf Basis einer Information betreffend einen Betriebszustand von Kupplungen des Fahrzeugverbands 10a sowie auf Basis einer Information betreffend einen Besetzungszustand eines Führerstands 18 des Fahrzeugverbands 10a ermittelt 102. Informationen betreffend den Betriebszustand der Kupplungen des Fahrzeugverbands 10a oder betreffend einen Besetzungszustand des Führerstands 18 liegen häufig bereits als Informationen zum Zwecke einer Steuerung eines Fahrbetriebs vor. Daher können diese aufwandsgünstig zum Zwecke einer Ermittlung 102 der Länge des Fahrzeugverbands 10a herangezogen werden. Die Verwendung der Information betreffend den Betriebszustand der genannten Kupplungen des Fahrzeugverbands 10a hat zusätzlich den Vorteil, dass ein dort angehängter weiterer Fahrzeugverband, wie im Folgenden im Zusammenhang mit Figur 2 näher erläutert, unabhängig von einem möglicherweise an dieser Fahrzeugverbindungsstelle gestörten Wire-Train-Bus erkannt wird.
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Des Weiteren ist vorgesehen, dass die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands 10a in jedem der zwei genannten zentralen Steuergeräte 16 gespeichert ist 116. Vor Antritt einer Fahrt werden Zugdaten, wie beispielsweise eine Identifikationsnummer eines Triebfahrzeugführers, eine Zugnummer und/oder eine Information betreffend Bremshundertstel, in das betriebsführende zentrale Steuergerät 16 eingepflegt. Die eingepflegten Zugdaten werden sodann an ein ETCS-Bordgerät 24 des Fahrzeugverbands 10a übermittelt. Bei dem ETCS-Bordgerät 24 handelt es sich um einen mobilen Bestandteil des Europäischen-Zugsicherungssystems, welches vorliegend in dem Fahrzeugverband 10a angeordnet ist. ETCS-Bordgeräte 24 sind üblicherweise mittels einer Funkverbindung an einen stationären Teil, wie beispielsweise eine Landseite, des Europäischen-Zugsicherungssystems angebunden. Häufig wird der stationäre Teil als "Radio Block Centre" (RBC) bezeichnet. Die Information betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands 10a wird zyklisch von dem betriebsführenden zentralen Steuergerät 16 an das ETCS-Bordgerät 24 übertragen. Im Falle eines Einfahrens des Fahrzeugverbands 10a in einen nach Maßgabe eines ETCS-Level 2 HTD gesteuerten Streckenabschnitt können erforderliche Steuerparameter, wie die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands 10a, unter Einhaltung einer hohen Sicherheitsanforderungsstufe bereitgestellt werden.
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Zum Zwecke einer Steuerung 110 des Europäischen-Zugsicherungssystems nach Maßgabe des ETCS-Level 2 HTD ist ferner vorgesehen, dass fortlaufend eine Information betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands 10a an das ETCS-Bordgerät 24 übertragen wird. Auf Basis der Informationen betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands 10a wird festgestellt, ob sich eine Zusammensetzung des Fahrzeugverbands 10a verändert hat oder ob diese unverändert ist. Im Falle einer veränderten Zusammensetzung, also wenn eine Integrität des Fahrzeugverbands 10a verletzt ist, hat sich eine Länge des Fahrzeugverbands 10a gegenüber einer Länge einer ursprünglichen Zusammensetzung des Fahrzeugverbands 10a geändert. Beispielsweise kann ein Teilnehmer 14 abgerissen sein. Dies kann möglicherweise dazu führen, dass ein Teilnehmer 14 in einem bereits passierten Streckenabschnitt verblieben ist. Da dies eine sehr hohe Gefahr für nachfolgende Fahrzeuge oder Fahrzeugverbände darstellt, wird sodann mittels des Europäischen-Zugsicherungssystems in der Regel eine Notbremsung des betroffenen Fahrzeugverbands 10a sowie zumindest eines nachfolgenden Fahrzeugs oder Fahrzeugverbands eingeleitet. Auf diese Weise kann einer Unfallgefahr aufgrund eines in dem Streckenabschnitt verbliebenen Teilnehmers 14 entgegengewirkt werden.
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Zum Zwecke einer Ermittlung 108 der Informationen betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands 10a wird eine Information erster Art betreffend eine Erreichbarkeit eines in Fahrtrichtung 12 gesehen letzten Teilnehmers 14 des Fahrzeugverbands 10a erfasst 104. In bereits bestehenden Fahrzeugverbänden, bei welchen Daten auf Basis des Multifunction-Vehicle-Bus übermittelt werden 112, liegt die Information betreffend eine Erreichbarkeit des in Fahrtrichtung 12 letzten Teilnehmers 14 des Fahrzeugverbands 10a dem zentralen Steuergerät 16 bereits als Information vor. Diese Information betreffend die Erreichbarkeit wird vorliegend daher als die Information erster Art verwendet werden. Des Weiteren wird zur Ermittlung 108 der Information betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands 10a eine Information zweiter Art betreffend eine Zusammensetzung des Fahrzeugverbands 10a erfasst 106. Als Information zweiter Art betreffend die Zusammensetzung des Fahrzeugverbands 10a wird vorliegend beispielhaft eine Anzahl an Teilnehmern 14, eine Reihenfolge der Teilnehmer 14 sowie eine Orientierung der Teilnehmer 14 herangezogen. Diese Informationen liegen dem zentralen Steuergerät 16 in der Regel ebenfalls bereits vor. Alternativ oder zusätzlich kann in besonderen Anwendungsfällen eine Anzahl an Triebfahrzeugen, eine Art der Teilnehmer 14, eine Anzahl an betätigten Kupplungen der Teilnehmer 14 und/oder ein Betriebszustand der Kupplungen der Teilnehmer 14 als Information zweiter Art herangezogen werden. Beispielhaft wird die Information betreffend die Integrität auf Basis einer UND-Verknüpfung der Information erster Art und der Information zweiter Art ermittelt 108. Dadurch kann eine hohe Sicherheitsanforderungsstufe erreicht werden. Die Information betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands 10a kann dadurch mit einer hohen Zuverlässigkeit ermittelt werden 108. Die ermittelte 108 Information betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands 10a wird sodann an das ETCS-Bordgerät 24 zum Zwecke einer Steuerung 110 desselben übertragen. Auf einfache Weise kann eine Vollständigkeitskontrolle des Fahrzeugverbands 10a durchgeführt werden.
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FIG 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugverbands 10b. Ferner illustriert FIG 2 eine besondere Ausführungsvariante des bereits im Zusammenhang FIG 1 beschriebenen Beispiels des Verfahrens 100 zur Steuerung 110 des Europäischen-Zugsicherungssystems.
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Im Unterschied zu FIG 1 setzt sich der Fahrzeugverband 10b aus drei Verbandgruppen 20 zusammen. Jede Verbandgruppe 20 weist beispielhaft drei Teilnehmer 14 auf. Daten zwischen den drei Teilnehmern 14 einer jeden Verbandgruppe 20 werden vorliegend auf Basis eines Multifunction-Vehicle-Bus übermittelt 112. Ferner weist jede Verbandgruppe 20 beispielhaft zwei zentrale Steuergeräte 16 auf. Diese sind jeweils innerhalb der Verbandgruppe 20 mittels des Multifunction-Vehicle-Bus zum Zwecke einer Übermittlung 112 von Daten verbunden. Eines der zwei in jeder Verbandgruppe 20 angeordneten zentralen Steuergeräte 16 ist zur Steuerung der jeweils zugehörigen Verbandgruppe 20 eingerichtet. Das übrige zentrale Steuergerät 16 jeder Verbandgruppe 20 ist dazu vorgesehen, im Fehlerfall des zuerst genannten zentralen Steuergeräts 16 dessen Steueraufgaben zu übernehmen.
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Darüber hinaus sind die drei Verbandgruppen 20 mittels des Kommunikationssystems 22 derart miteinander verbunden, dass Daten zwischen den Verbandgruppen 20 auf Basis eines Wire-Train-Bus übermittelt werden 112. Als betriebsführendes zentrales Steuergerät 16 wird vorliegend das Steuergerät 16 ausgewählt, welches in Fahrtrichtung 12 in einem vordersten Teilnehmer 14 des Fahrzeugverbands 10b und damit in einem zum Zwecke der Steuerung des Fahrzeugverbands 10b besetzten Führerstands 18 angeordnet ist. Dieses zentrale Steuergerät 16 übernimmt beispielhaft zusätzlich zur Steuerung der eigenen, führenden Verbandgruppe 20 eine Steuerung betreffend den gesamten Fahrzeugverband 10b. Das zweite, gestrichelt dargestellte zentrale Steuergerät 16 in dieser Verbandgruppe 20 befindet sich in einem passiven Betriebszustand und kann im Fehlerfall des betriebsführenden Steuergeräts 16 einen Betrieb des Fahrzeugverbands 10b sowie ein Betrieb der eigenen Verbandgruppe 20 übernehmen. Die weiteren zentralen Steuergeräte 16 der übrigen, geführten Verbandgruppen 20 sind dazu eingerichtet, Informationen mit dem betriebsführenden zentralen Steuergerät 16 der führenden Verbandgruppe 20 auszutauschen. Um das betriebsführende zentrale Steuergerät 16 von den übrigen beschriebenen zentralen Steuergeräten 16 einfach unterscheiden zu können, sind die übrigen zentralen Steuergeräte 16 gestrichelt dargestellt. Wie bereits im Zusammenhang mit FIG 1 dargelegt, sind die zentralen Steuergeräte 16 in redundanter Weise verfügbar, um, üblicherweise in Abhängigkeit einer Position in dem Fahrzeugverband 10b, im Fehlerfall des betriebsführenden Steuergeräts 16 oder eines eine Verbandgruppe 20 steuernden zentralen Steuergeräts 16 einen Betrieb der eigenen Verbandgruppe 20 sowie gegebenenfalls des Fahrzeugverbands 10b zu übernehmen.
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Überdies illustriert FIG 2, dass im Rahmen einer Inbetriebnahme des verbandgruppenübergreifenden Teils des Kommunikationssystems 22, also im Rahmen der Zugtaufe des Fahrzeugverbands 10b, die Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands 10b ermittelt wird 102. Die jeweiligen Informationen betreffend eine Länge einer jeden Verbandgruppe 20 ist in einem jeweils einer Verbandgruppe 20 zugeordneten Steuergerät 16 gespeichert 116. Diese Informationen werden sodann an das betriebsführende zentrale Steuergerät 16 mithilfe des Kommunikationssystems 22 auf Basis des Wire-Train-Bus übermittelt 112. Auf diese Weise kann aufwandsgünstig eine Gesamtlänge des Fahrzeugverbands 10b ermittelt werden 102. Die ermittelte 102 Information betreffend die Länge des Fahrzeugverbands 10b wird daraufhin an das ETCS-Bordgerät 24 sowie alle übrigen, beispielhaft gestrichelt dargestellten, zentralen Steuergeräte 16 übermittelt 112 und jeweils von diesen gespeichert 116.
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Zum Zwecke der Steuerung 110 des Europäischen-Zugsicherungssystems wird des Weiteren auf die beispielhaft im Zusammenhang mit FIG 1 beschriebene Weise die Information betreffend die Integrität des Fahrzeugverbands 10b ermittelt 108. Zusätzlich wird vorliegend als Information zweiter Art betreffend die Zusammensetzung des Fahrzeugverbands 10b beispielhaft zu den bereits im Zusammenhang mit FIG 1 genannten Beispielen eine Orientierung der Verbandgruppen 20 herangezogen.
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FIG 3 illustriert das im Zusammenhang mit FIG 1 bereits beschriebene Beispiel des Verfahrens 100 anhand eines schematischen Ablaufdiagramms. Ferner kann das schematische Ablaufdiagramm aus FIG 3 zum Zwecke einer Illustration des im Zusammenhang mit FIG 2 beschriebenen Beispiels des Verfahrens 100 zur Steuerung 110 des Europäischen-Zugsicherungssystems herangezogen werden.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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Unabhängig vom grammatikalischen Geschlecht eines bestimmten Begriffes sind Personen mit männlicher, weiblicher oder anderer Geschlechteridentität mit umfasst.