WO2014048736A2 - Steuerung eines schienenfahrzeugs - Google Patents

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WO2014048736A2
WO2014048736A2 PCT/EP2013/068774 EP2013068774W WO2014048736A2 WO 2014048736 A2 WO2014048736 A2 WO 2014048736A2 EP 2013068774 W EP2013068774 W EP 2013068774W WO 2014048736 A2 WO2014048736 A2 WO 2014048736A2
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balise
component
infill
rail vehicle
route component
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David Morton
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Siemens Aktiengesellschaft
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Publication date
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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 vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal
    • B61L3/02—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, 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 vehicle train, e.g. to release brake, 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 vehicle train, e.g. to release brake, 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
    • B61L3/121—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L3/08—Devices along the route for controlling devices on the vehicle or vehicle train, e.g. to release brake, to operate a warning signal at selected places along the route, e.g. intermittent control simultaneous mechanical and electrical control controlling electrically
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    • B61L2003/123—French standard for inductive train protection, called "Contrôle de vitesse par balises" [KVB]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or vehicle train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or vehicle train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a railway vehicle, an associated system and an ent ⁇ speaking RBCs equipment.
  • ETCS European Train Control System
  • ETCS Level 1 uses balises as transmission medium.
  • the information conveyed by the balises are line gradients, maximum line speeds and the point at which the vehicle should stop. Together with the mode these form the Movement Authority (MA), translated as "permission to move”.
  • MA Movement Authority
  • block interfaces also: interlocking block interface
  • ETCS Level 1 applications so-called block interfaces (also: interlocking block interface) are known for ETCS Level 1 applications.
  • the block interface can be used between two Stell ⁇ works.
  • the disadvantage here is the Ab ⁇ mood between different interlockings, if they come from different manufacturers and proprietary
  • the object of the invention is to provide a simplified solution for railway operation, which does not require block interfaces or can be used in a favorable manner in addition to existing block interfaces.
  • the infill balise is thus provided in addition to a balise (also referred to as a signal balise) located near the track component.
  • the infill Balise and these other balises receive information regarding the condition of the track component.
  • the Steue ⁇ tion of the rail vehicle can thus take into account ⁇ tion of the state of the route component. Since the infill balise is upstream of the route component, the rail vehicle can react in good time to the condition of the route component, possibly to a change in the state of the route component. This increases the safety as well as the efficiency in the railway operation, in particular if the preceding route component is at the beginning of a controlled by another interlocking area.
  • the infill balise is used before an entry signal to an adjacent interlocking.
  • the proposed infill Balise can be used instead of a block ⁇ interface.
  • This is particularly the semi ⁇ advantageous are because Block Interface consuming in its realization, complicated and expensive.
  • it is an advantage because complex reconciliations between different suppliers of interlockings can be omitted;
  • the high level of safety required for rail operations is guaranteed.
  • In the infill Balise is a Balise (min ⁇ least one balise or Baiisenadmi).
  • the balises mentioned here that they can be realized in the form of several balises, eg Baiisen weakness.
  • at least two beacons may be relocated to recognize the direction of travel in a group or, in order to achieve the ETCS security objective, four balises may be installed in one group or in two groups.
  • railway line is controlled by a second interlocking system up to the preceding route component of a first interlocking and the railway line from the preceding route component.
  • the preceding route component is the first route component, which is controlled by the second interlocking.
  • the infill balise of the other balise has a minimum distance, which depends on a target speed (eg a Streckengeschwindig ⁇ speed), with which the rail vehicle is to pass the predicted route component at most.
  • a target speed eg a Streckengeschwindig ⁇ speed
  • the authorization of the movement is an MA (Movement Authority), which indicates, for example, how far the rail vehicle may move at which speed. Without such authorization of the movement the rail vehicle may not drive. It follows that, provided that the authorization of the movement is limited to a agreed point is and is not extended, the shooting ⁇ nenschreib must come to a halt at this point.
  • MA Movement Authority
  • One embodiment is that the authorization of the movement is confirmed or changed on the basis of the infill balise in accordance with the state of the route component lying ahead.
  • An alternative embodiment consists in that the track component comprises at least one of the following Components ⁇ th:
  • a component of the railway operation which may have at least one state, wherein the state by means of a balise the rail vehicle ⁇ beit constitutive.
  • the above object is also achieved by a system for controlling a rail vehicle - with a route component ahead in the direction of travel,
  • balise which can be provided with a state of the preceding link component, with another balise in the vicinity or shortly before the forward link component, to which the condition of the link component can be provided,
  • the rail vehicle is controllable taking into account the state of the route component provided by the infill balise.
  • the infill balise is arranged by the other balise at such a distance that a rail vehicle can initiate a braking operation when passing the infill balise, so that when crossing the other balise a reduced target speed is reached.
  • An embodiment of the system, the RBCs equipment as well as of the method is that the distance between the infill balise and the balise further Minim ⁇ least 100m, at least 150m, is at least 200m or at least 240m.
  • Fig.l a schematic diagram with an infill balise for the efficient control of rail vehicles between signal boxes without the need for a block interface
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of an alternative Sze ⁇ narios based on Fig.l;
  • FIG. 3 is a schematic representation based on Fig.l and Figure 2 with a dead time compared to a
  • Dead time in a solution without infill balise is significantly shortened ⁇ .
  • the in-fill balise is an ETCS balise.
  • the solution proposed here is preferably used in combination ⁇ hang with ETCS Level 1 applications.
  • the infill balise can be a single balise or multiple balises (e.g., a group of baiis).
  • the infill balise in one place before a transition to a neighboring interlocking makes it possible to dispense with block interfaces or to save them.
  • the infill balise is used on or before a input signal of the control portion of neighboring actuating ⁇ plant.
  • the presented approach is particularly advantageous when different interlockings are responsible for different track areas and the communication between the interlockings is not standardized and / or no (sufficient or complete) message exchange between the
  • Fig.l shows a schematic diagram with an infill balise for the efficient control of rail vehicles between interlockings without the need for a block interface.
  • an area 112 which is controlled by a signal box A and a range 113, which is controlled by a signal box B, shown.
  • regions 112 and 113 are a transition indicated by dashed line 114.
  • a signal 107 whose state is stored in a balise (or beacon array) 108.
  • a rail vehicle 102 moves on a railway line 101 in a direction of travel 103.
  • the information of a signal 104 is transmitted to the rail vehicle 102 by means of a balise (or a balise group) 105.
  • the beacon 105 communicate zusharm ⁇ Lich the rail vehicle 102, which Balise (or Baiisenange) comes next, and / or how far this or the next signal is removed.
  • an information flow in one direction 121 is necessary in order to inform the rail vehicle 102 traveling in the direction of travel 103 in good time how fast it is allowed to drive in the area 113. If the areas 112 and 113 are controlled by different interlockings A and B , such information flow between the Stell ⁇ works is possibly problematic or limited.
  • the solution presented here enables safe rail operation even with little or no flow of information from the interlocking B to the interlocking A.
  • an infill balise 106 is arranged on the railway line 101 in the area 112 in front of the area 113 (with respect to the direction of travel 103).
  • This infill balise 106 is preferably synchronized with the balise 108.
  • it is possible to notify the state of the signal 107 is already at the place of infill Balise the rails 106 ⁇ vehicle 102nd This information can be used so that the rail vehicle 102 comes to a stop at the level of the signal 107 or has a predetermined speed for entry into the area 113.
  • the signal or the switch are examples of route components which may be arranged on or at the railroad track. In principle, there are a large number of route components whose states can be provided by means of a balise to a rail vehicle. For example, in addition to the states of a signal HALT and DURCHFAHRT also (temporary) speed limits, eg for the determination of slow driving, possible. For example, in area 112, at the location of the balise
  • a curve 117 shows an example of a deceleration curve, with the ordinate speaks sym ⁇ bolisch ent ⁇ a speed of the rail vehicle.
  • a different state of the signal 107 can also be assumed at the location of the balise 105.
  • Insbesonde ⁇ re can be made a different assumption regarding the speed at which the rail vehicle 102 left the area 112 and will move into the area of 113th
  • TSRs Temporary Speed Restrictions
  • area 113 may be defined as a long ⁇ samfahrstelle 120, in which only one
  • the ⁇ se information is available, so that the rail vehicle 102 may initiate a braking operation time, so that it enters the area 113 of 40km / h on the beacon 108 and because of the present solution also already on the infill Balise 106th This is illustrated in FIG. 1 by way of example by a braking curve 116.
  • Rail vehicle 102 in good time before entering into the area 113 that it must reduce the speed to 80km / h. Since the distance between the beacons or signals is known or can be provided by the balises, it is possible to optimize the braking of the rail vehicle 115
  • FIG. 1 shows a signal 110 with a signal (or beacon group) 111 assigned to the signal. If the signal 110, for example, to HALT, the rail vehicle entrance to the area 113 in time can for example be braked by the speed of 80km / h to standstill (this is exemplified in egg ⁇ ner braking curve 118).
  • the proposed Infill-Balise 106 improves the safety of the railway operation:
  • the last "Movement Authority" for the area 112 of the interlocking A ends at the signal 107 at the beginning of the area 113.
  • the status of this Signal is sent to the nen poverty 102 informed on the basis of the infill balise 106, so that in time a braking operation can be initiated and the rail vehicle 102, for example, in a status change of the signal 107 to STOP before this signal 107 comes to a halt.
  • infill balise 106 thus the dead time can be significantly reduced.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a scenario ba ⁇ sierend on Fig.l.
  • the reference signs and explanations introduced in connection with FIG. 1 apply correspondingly.
  • the signal 107 points to HALT.
  • the rail vehicle 102 would come to a stop in front of the signal 107.
  • the feed was changed to 107 of the signal transit during the rails ⁇ vehicle between the signal 104 and the infill Balise 106 is traveling.
  • the change in state of the signal 107 is also communicated to the infill balise 106, which passes this information on to the rail vehicle 102 when it passes over the rail vehicle 102.
  • an unnecessary brake operation before the signal 107 is prevented.
  • the signal 110 is STOP, so that the braking operation is initiated so that the rail vehicle 102 comes to a halt in time before the signal 110; this relationship is indicated in Figure 2 by a braking curve 201.
  • the rail vehicle 102 gets an authorization of the movement (MA) for a next section, ie, until the next signal.
  • the rail vehicle 102 receives an MA up to the signal 107, where it should (initially) come to a standstill.
  • the MA is changed by infill balise 106, ie extended to signal 110, since the state of signal 107 has in the meantime changed to TRANS.
  • crossing the balise 108 could change the MA again.
  • the dead time in which no change in the MA can take place, is shortened by the infill balise 106.
  • FIG. 3 shows a schematic representation based on Fig.l and Fig.2 with a dead time 301, which is shortened interpreting ⁇ tive to a dead time 302 in a solution without infill Balise 106th
  • the position of the infill balise 106 preferably depends on the maximum speed allowed on the railway line 101.
  • a distance between the balise 108 and the infill balise 106 may be 500m for a maximum speed of 80km / h.
  • An exemplary assignment of target speed (maximum speed) on the railway line and minimum distance of the infill balise can be determined as follows:

Abstract

Es wird eine Infill-Balise vorgeschlagen, die in Fahrtrichtung vor einer Streckenkomponente angeordnet ist. Die Infill-Balise erhält eine Information betreffend den Zustand der Streckenkomponente und die Steuerung eines Schienenfahrzeugs kann unter Berücksichtigung des Zustands der Streckenkomponente erfolgen. Da die Infill-Balise der Streckenkomponente vorgelagert ist, kann das Schienenfahrzeug noch rechtzeitig auf den Zustand der Streckenkomponente reagieren und z.B. einen Bremsvorgang oder einen Beschleunigungsvorgang einleiten. Dies reduziert die Totzeit und erhöht die Sicherheit sowie die Effizienz im Bahnbetrieb, insbesondere wenn die vorausliegende Streckenkomponente am Beginn eines von einem anderen Stellwerk gesteuerten Bereichs liegt. Die vorgeschlagene Infill-Balise kann anstelle einer Blockschnittstelle eingesetzt werden. Dies ist insbesondere von Vorteil, weil Blockschnittstellen in ihrer Realisierung aufwändig, kompliziert und kostspielig sind.

Description

Beschreibung
Steuerung eines Schienenfahrzeugs Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs, ein zugehöriges System sowie eine ent¬ sprechende ETCS-Streckenausrüstung .
Das "European Train Control System" (ETCS) ist eine Kompo- nente eines einheitlichen europäischen Eisenbahnverkehrs¬ leitsystems, das unter dem Buchstabenkürzel ERTMS entwi¬ ckelt wurde. Die zweite technische Komponente dieser digi¬ talen Bahntechnologie ist das Bahn-Mobilfunksystem GSM-R. ETCS soll die Vielzahl der in den Ländern eingesetzten Zug- Sicherungssysteme ablösen, mittelfristig im Hochgeschwin¬ digkeitsverkehr Verwendung finden und langfristig im gesamten europäischen Schienenverkehr umgesetzt werden
(http : //de . wikipedia .org/wiki/ETCS) . ETCS Level 1 benutzt Balisen als Übertragungsmedium. Die von den Balisen übermittelten Informationen sind Streckengradienten, Streckenhöchstgeschwindigkeiten und der Punkt, an dem das Fahrzeug wieder stehen soll. Zusammen mit dem Modus bilden diese die Movement Authority (MA) , übersetzt etwa "Berechtigung zur Bewegung". Damit kann die fahrzeug- seitige ETCS-Ausrüstung kontinuierlich die Einhaltung der erlaubten Geschwindigkeit (und Richtung) überwachen und rechtzeitig eine Zwangsbremsung auslösen, unabhängig von national definierten Streckengeometrien und Signalabstän- den.
Um einem auf das Ende der MA (End of Authority, EoA) - klassischerweise ein auf HALT zeigendes Signal - zufahren¬ den oder bereits zum Stehen gekommenen Fahrzeug eine neue Fahrtberechtigung übertragen zu können, gibt es prinzipiell zwei Möglichkeiten: In einem kleinen Bereich findet eine kontinuierliche Signalübertragung mittels Euroloop oder GSM-R (Radio-Infill) statt; so kann bereits vor Erreichen der EoA während der Fahrt oder im Stand eine neue MA direkt an das fahrzeugseitige ETCS übermittelt werden. Verzichtet man auf Euroloop oder Radio-Infill, so kann die neue MA nur von der nächsten Baiisengruppe übertragen werden (siehe: http : //de . wikipedia .org/wiki/ETCS) .
Im Bahnbetrieb sind sogenannte Blockschnittstellen (auch: Stellwerkblockschnittstelle) für ETCS Level 1 Anwendungen bekannt. Die Blockschnittstelle kann zwischen zwei Stell¬ werken eingesetzt werden. Nachteilig ist hierbei die Ab¬ stimmung zwischen unterschiedlichen Stellwerken, wenn diese von verschiedenen Herstellern stammen und proprietäre
Schnittstellen aufweisen. Blockschnittstellen sind in ihrer Realisierung aufwändig, kompliziert und kostspielig.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine vereinfachte Lösung für den Bahnbetrieb anzugeben, die ohne Blockschnittstellen auskommt oder auf günstige Art in Ergänzung bestehender Blockschnittstellen verwendet werden kann.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbeson¬ dere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs vorgeschlagen,
- bei dem zusätzlich mittels einer Infill-Balise ein Zustand von einer in Fahrtrichtung vorausliegenden Streckenkomponente bereitgestellt wird,
- bei dem das Schienenfahrzeug unter Berücksichtigung des von der Infill-Balise bereitgestellten Zustands der Streckenkomponente gesteuert wird.
Die Infill-Balise ist somit zusätzlich zu einer Balise (auch bezeichnet als Signalbalise) , die in der Nähe der Streckenkomponente angeordnet ist, vorgesehen. Die Infill- Balise und diese weitere Balise erhalten eine Information betreffend den Zustand der Streckenkomponente. Die Steue¬ rung des Schienenfahrzeugs kann somit unter Berücksichti¬ gung des Zustands der Streckenkomponente erfolgen. Da die Infill-Balise der Streckenkomponente vorgelagert ist, kann das Schienenfahrzeug noch rechtzeitig auf den Zustand der Streckenkomponente, ggf. auf eine Zustandsänderung der Streckenkomponente, reagieren. Dies erhöht die Sicherheit sowie die Effizienz im Bahnbetrieb, insbesondere wenn die vorausliegende Streckenkomponente am Beginn eines von einem anderen Stellwerk gesteuerten Bereichs liegt.
Vorzugsweise wird die Infill-Balise vor einem Einfahrsignal zu einem benachbarten Stellwerk eingesetzt.
Die vorgeschlagene Infill-Balise kann anstelle einer Block¬ schnittstelle eingesetzt werden. Dies ist insbesondere des¬ halb von Vorteil, weil Blockschnittstellen in ihrer Realisierung aufwändig, kompliziert und kostspielig sind. Insbe- sondere ist es ein Vorteil, weil aufwändige Abstimmungen zwischen unterschiedlichen Lieferanten von Stellwerken entfallen können; gleichzeitig wird die für den Bahnbetrieb erforderliche hohe Sicherheit gewährleistet. Bei der Infill-Balise handelt es sich um eine Balise (min¬ destens eine Balise oder eine Baiisengruppe) . Grundsätzlich gilt für die hier genannten Balisen, dass diese in Form mehrerer Balisen, z.B. Baiisengruppen, realisiert sein können. Beispielsweise können mindestens zwei Balisen zur Fahrtrichtungserkennung in einer Baiisengruppe bzw. zur Erreichung des ETCS-Sicherheitszieles vier Balisen in einer Baiisengruppe oder in zwei Baiisengruppen verlegt werden.
Eine Weiterbildung ist es, dass die Bahnstrecke bis zu der vorausliegenden Streckenkomponente von einem ersten Stellwerk und die Bahnstrecke ab der vorausliegenden Streckenkomponente von einem zweiten Stellwerk gesteuert wird. Eine andere Weiterbildung ist es, dass die vorausliegende Streckenkomponente die erste Streckenkomponente ist, die von dem zweiten Stellwerk gesteuert wird.
Insbesondere ist es eine Weiterbildung, dass zusätzlich zu der Infill-Balise der Zustand der vorausliegenden Streckenkomponente einer weiteren Balise in der Nähe der vorauslie¬ genden Streckenkomponente bereitgestellt wird.
Auch ist es eine Weiterbildung, dass die Infill-Balise von der weiteren Balise einen Mindestabstand aufweist, der von einer Zielgeschwindigkeit (z.B. einer Streckengeschwindig¬ keit) abhängt, mit der das Schienenfahrzeug die vorauslie- gende Streckenkomponente höchstens passieren soll.
So ist es eine Weiterbildung, dass der Mindestabstand wie folgt bestimmt ist:
- für eine Zielgeschwindigkeit von 40km/h: 240m, - für eine Zielgeschwindigkeit von 80km/h: 680m,
- für eine Zielgeschwindigkeit von 100km/h: 980m,
- für eine Zielgeschwindigkeit von 120km/h: 1330m,
- für eine Zielgeschwindigkeit von 160km/h: 2200m. Eine nächste Weiterbildung besteht darin, dass beim Überfahren einer Balise, die in Fahrtrichtung hinter der In- fill-Balise angeordnet ist, eine Berechtigung der Bewegung nur bis zu der vorausliegenden Streckenkomponente (bzw. zu der vorausliegenden Balise der vorausliegenden Streckenkom- ponente) erteilt wird.
Bei der Berechtigung der Bewegung handelt es sich um eine MA (Movement Authority) , die z.B. angibt, wie weit das Schienenfahrzeug sich mit welcher Geschwindigkeit bewegen darf. Ohne eine solche Berechtigung der Bewegung darf das Schienenfahrzeug nicht fahren. Daraus ergibt sich, dass, sofern eine Berechtigung der Bewegung nur bis zu einem be- stimmten Punkt besteht und nicht erweitert wird, das Schie¬ nenfahrzeug an diesem Punkt zum Stehen kommen muss.
Eine Ausgestaltung ist es, dass anhand der Infill-Balise die Berechtigung der Bewegung entsprechend dem Zustand der vorausliegenden Streckenkomponente bestätigt oder geändert wird .
Eine alternative Ausführungsform besteht darin, dass die Streckenkomponente mindestens eine der folgenden Komponen¬ ten umfasst:
- ein Signal,
- eine Signalisierungseinheit für eine Geschwindig¬ keitsbegrenzung, insbesondere eine vorübergehende Geschwindigkeitsbegrenzung (TSR: Temporary Speed
Restriction) ,
- eine Weiche,
- ein Bahnübergang,
- eine Komponente des Bahnbetriebs, die mindestens einen Zustand aufweisen kann, wobei der Zustand mittels einer Balise dem Schienenfahrzeug be¬ reitstellbar ist.
Eine nächste Ausgestaltung ist es, dass der Zustand eine der folgenden Möglichkeiten umfasst:
- Durchfahrt nicht gestattet (HALT) ,
- Durchfahrt gestattet (DURCHFAHRT) ,
- Durchfahrt mit Einschränkung, insbesondere einer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit, gestattet, - Streckenkomponente defekt,
- Streckenkomponente nicht defekt.
Die Ausführungen betreffend das Verfahren gelten für die anderen Anspruchskategorien entsprechend.
Die vorstehend genannte Aufgabe wird auch gelöst durch ein System zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs - mit einer in Fahrtrichtung vorausliegenden Streckenkomponente,
- mit einer Infill-Balise, der ein Zustand der vor¬ ausliegenden Streckenkomponente bereitstellbar ist, - mit einer weiteren Balise in der Nähe oder kurz vor der vorausliegenden Streckenkomponente, der der Zustand der Streckenkomponente bereitstellbar ist,
- wobei das Schienenfahrzeug unter Berücksichtigung des von der Infill-Balise bereitgestellten Zustands der Streckenkomponente steuerbar ist.
Ferner wird die obige Aufgabe gelöst mittels einer ETCS- Streckenausrüstung
- mit einer Infill-Balise,
- mit einer weiteren Balise in der Nähe einer Streckenkomponente, wobei die weitere Balise in Fahrt¬ richtung nach der Infill-Balise angeordnet ist,
- wobei die Infill-Balise von der weiteren Balise in einer solchen Entfernung angeordnet ist, dass ein Schienenfahrzeug bei Überfahren der Infill-Balise einen Bremsvorgang einleiten kann, so dass bei Überfahren der weiteren Balise eine reduzierte Zielgeschwindigkeit erreicht ist. Eine Ausgestaltung des Systems, der ETCS-Streckenausrüstung sowie des Verfahrens besteht darin, dass die Entfernung zwischen der Infill-Balise und der weiteren Balise mindes¬ tens 100m, mindestens 150m, mindestens 200m oder mindestens 240m beträgt.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese er¬ reicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Über- sichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Es zeigen:
Fig.l ein schematisches Schaubild mit einer Infill-Balise zur effizienten Steuerung von Schienenfahrzeugen zwischen Stellwerken ohne die Notwendigkeit einer Blockschnittstelle ;
Fig.2 ein schematisches Schaubild eines alternativen Sze¬ narios basierend auf Fig.l;
Fig.3 eine schematische Darstellung basierend auf Fig.l und Fig.2 mit einer Totzeit, die gegenüber einer
Totzeit bei einer Lösung ohne Infill-Balise deut¬ lich verkürzt ist.
Es wird insbesondere vorgeschlagen, eine Infill-Balise an- stelle einer Blockschnittstelle einzusetzen. Bei der In- fill-Balise handelt es sich z.B. um eine ETCS Balise. Die hier vorgeschlagene Lösung wird vorzugsweise im Zusammen¬ hang mit ETCS Level 1 Anwendungen eingesetzt. Beispielswei¬ se kann die hier beschriebene Lösung für Bahnstrecken ver- wendet werden, die vorzugsweise in einer Richtung befahren werden .
Bei der Infill-Balise kann es sich um eine einzelne Balise oder um mehrere Balisen (z.B. eine Baiisengruppe) handeln.
Die Verwendung der Infill-Balise an einem Ort vor einem Übergang zu einem benachbarten Stellwerk ermöglicht es, auf Blockschnittstellen zu verzichten bzw. diese einzusparen. Vorzugsweise wird die Infill-Balise an oder vor einem Ein- gangssignal des Kontrollbereichs des benachbarten Stell¬ werks eingesetzt. Der vorgestellte Ansatz ist insbesondere von Vorteil, wenn unterschiedliche Stellwerke für verschiedene Gleisbereiche zuständig sind und die Kommunikation zwischen den Stellwerken nicht standardisiert ist und/oder kein (ausreichender oder vollständiger) Nachrichtenaustausch zwischen den
Stellwerken stattfindet. Beispielsweise ist dies der Fall, wenn Stellwerke von unterschiedlichen Herstellern geliefert werden . Fig.l zeigt ein schematisches Schaubild mit einer Infill- Balise zur effizienten Steuerung von Schienenfahrzeugen zwischen Stellwerken ohne die Notwendigkeit einer Blockschnittstelle . In Fig.l sind beispielhaft ein Bereich 112, der von einem Stellwerk A kontrolliert wird und ein Bereich 113, der von einem Stellwerk B kontrolliert wird, dargestellt. Zwischen den Bereichen 112 und 113 befindet sich ein Übergang, angedeutet durch die gestrichelte Linie 114. An dem Übergang zwischen den Bereichen 112 und 113 befindet sich ein Signal 107, dessen Zustand in einer Balise (oder Baiisengruppe) 108 gespeichert ist.
Ein Schienenfahrzeug 102 bewegt sich auf einer Bahnstrecke 101 in einer Fahrtrichtung 103. Die Information eines Signals 104 wird mittels einer Balise (oder einer Balisengrup- pe) 105 an das Schienenfahrzeug 102 übermittelt. Insbeson¬ dere kann die Balise 105 dem Schienenfahrzeug 102 zusätz¬ lich mitteilen, welche Balise (oder Baiisengruppe) als nächstes kommt und/oder wie weit diese oder das nächste Signal entfernt ist.
Grundsätzlich ist ein Informationsfluss in einer Richtung 121 notwendig, um dem in Fahrtrichtung 103 fahrenden Schie- nenfahrzeug 102 rechtzeitig mitzuteilen, wie schnell es in dem Bereich 113 fahren darf. Wenn die Bereiche 112 und 113 von unterschiedlichen Stellwerken A und B kontrolliert wer- den, ist ein solcher Informationsfluss zwischen den Stell¬ werken ggf. problematisch oder nur eingeschränkt vorhanden. Die hier vorgestellte Lösung ermöglicht einen sicheren Bahnbetrieb auch mit einem geringen oder ganz ohne Informa- tionsfluss von dem Stellwerk B zu dem Stellwerk A.
So wird eine Infill-Balise 106 auf der Bahnstrecke 101 in dem Bereich 112 vor dem Bereich 113 (bezogen auf die Fahrtrichtung 103) angeordnet. Diese Infill-Balise 106 ist vor- zugsweise mit der Balise 108 synchronisiert. Somit ist es möglich, bereits am Ort der Infill-Balise 106 dem Schienen¬ fahrzeug 102 den Zustand des Signals 107 mitzuteilen. Diese Information kann genutzt werden, damit das Schienenfahrzeug 102 auf der Höhe des Signals 107 zum Stehen kommt oder eine vorgegebene Geschwindigkeit zum Eintritt in den Bereich 113 hat .
In dem in Fig.l gezeigten Szenario befindet sich beispiel¬ haft in Fahrtrichtung 103 hinter dem Signal 107 eine Weiche 109. Der Zustand der Weiche 109 kann durch das Signal 107 mitberücksichtigt werden: Ist die Weiche 109 beispielsweise defekt, so zeigt das Signal auf HALT, die zugehörige Infor¬ mation wird in den Balisen 108 und 106 abgelegt. Weiterhin sei angemerkt, dass es sich bei dem Signal oder der Weiche um Beispiele für Streckenkomponenten handelt, die auf oder an der Bahnstrecke angeordnet sein können. Grundsätzlich gibt es eine Vielzahl von Streckenkomponenten, deren Zustände mittels einer Balise einem Schienen- fahrzeug bereitgestellt werden können. Beispielsweise sind neben den Zuständen eines Signals HALT und DURCHFAHRT auch (temporäre) Geschwindigkeitsbegrenzungen, z.B. zur Festlegung von Langsamfahrstellen, möglich. Beispielsweise wird in dem Bereich 112 am Ort der Balise
105 davon ausgegangen, dass das Signal 107 einen vorgegebe¬ nen Zustand aufweist, z.B. HALT anzeigt. Entsprechend wird an diesem Ort der Balise 105 das Schienenfahrzeug 102 mit der nötigen Information versorgt, dass es vor dem Signal 107 zum Stehen kommen soll. Da die Entfernung zu dem Signal 107 bzw. zu der Balise 108 bekannt ist, wird entsprechend rechtzeitig ein Bremsvorgang eingeleitet. Eine Kurve 117 zeigt beispielhaft eine Bremskurve, wobei die Ordinate sym¬ bolisch einer Geschwindigkeit des Schienenfahrzeugs ent¬ spricht. Vor dem Signal 107 kommt gemäß der Kurve 117 das Schienenfahrzeug 102 zum Stehen.
Alternativ kann auch am Ort der Balise 105 von einem anderen Zustand des Signals 107 ausgegangen werden. Insbesonde¬ re kann eine andere Annahme getroffen werden in Bezug auf eine Geschwindigkeit mit der das Schienenfahrzeug 102 den Bereich 112 verlassen und in den Bereich 113 einfahren soll .
Neben den Zuständen HALT und DURCHFAHRT können vorübergehende Geschwindigkeitsbegrenzungen (TSRs = Temporary Speed Restrictions ) bestehen und/oder signalisiert werden:
Beispielsweise kann der Bereich 113 als eine Lang¬ samfahrstelle 120 definiert sein, in dem nur eine
Höchstgeschwindigkeit von 40km/h zulässig ist. Die¬ se Information steht an der Balise 108 und aufgrund der vorliegenden Lösung auch bereits an der Infill- Balise 106 bereit, so dass das Schienenfahrzeug 102 rechtzeitig einen Bremsvorgang einleiten kann, damit es in den Bereich 113 mit 40km/h einfährt. Dies ist in Fig.l beispielhaft durch eine Bremskurve 116 veranschaulicht .
Ein anderes Beispiel besteht darin, dass die zuläs¬ sige Höchstgeschwindigkeit in dem Bereich 113 auf 80km/h beschränkt ist (siehe symbolische Begrenzung 119) und das Schienenfahrzeug 102 das Signal 104 mit einer Geschwindigkeit von 120km/h passiert.
Beim Überfahren der Infill-Balise 106 erfährt das
Schienenfahrzeug 102 rechtzeitig vor Einfahrt in den Bereich 113, dass es die Geschwindigkeit auf 80km/h reduzieren muss. Da die Entfernung zwischen den Balisen bzw. Signalen bekannt ist bzw. von den Balisen bereitgestellt werden kann, ist es möglich, eine optimierte Bremsung 115 des Schienenfahrzeugs
102 so einzuleiten, dass es bei Einfahrt in den Be¬ reich 113 nur noch 80km/h fährt.
Andererseits verhindert die Infill-Balise 106 in den vor- stehenden Beispielen, dass der Bremsvorgang zu stark ist und das Schienenfahrzeug 102 unnötig an Geschwindigkeit verliert und z.B. an dem Signal 107 zum Stehen kommt, ob¬ wohl die Weiterfahrt möglich gewesen wäre. Zur Veranschaulichung ist in Fig.l noch ein Signal 110 mit einer dem Signal zugeordneten Balise (oder Baiisengruppe) 111 gezeigt. Steht das Signal 110 beispielsweise auf HALT, so kann das Schienenfahrzeug mit Einfahrt in den Bereich 113 rechtzeitig z.B. von der Geschwindigkeit 80km/h bis zum Stillstand abgebremst werden (dies ist exemplarisch in ei¬ ner Bremskurve 118 dargestellt) .
Die vorgestellte Lösung ist insbesondere von Vorteil in Verbindung mit ETCS Level 1. So ergeben sich deutliche Vor- teile und Einsparpotentiale dadurch, dass ggf. unterschied¬ liche Stellwerke nicht aufeinander abgestimmt werden müs¬ sen. Zugleich werden Sicherheitsbeurteilungen vereinfacht. Insbesondere für Fahrverkehr, der nur in einer Richtung über die Bahnstrecke fährt, kann die Blockschnittstelle vollständig entfallen. Dies reduziert Aufwand, Wartung und somit Kosten.
Weiterhin verbessert die vorgeschlagene Infill-Balise 106 die Sicherheit des Bahnbetriebs: So endet die letzte "Be- rechtigung der Bewegung" (MA: Movement Authority) für den Bereich 112 des Stellwerks A an dem Signal 107 am Anfang des Bereichs 113. Der Status dieses Signals wird dem Schie- nenfahrzeug 102 anhand der Infill-Balise 106 mitgeteilt, so dass rechtzeitig ein Bremsvorgang eingeleitet werden kann und das Schienenfahrzeug 102, z.B. bei einer Statusänderung des Signals 107 auf HALT vor diesem Signal 107 zum Stehen kommt. Durch die Infill-Balise 106 kann somit die Totzeit deutlich reduziert werden.
Andererseits ermöglicht die Infill-Balise 106 eine deutli¬ che Verbesserung der Effizienz: Falls das Signal von einem Zustand HALT auf einen Zustand DURCHFAHRT wechselt, kann ein bereits eingeleiteter oder noch nicht eingeleiteter aber beabsichtigter Bremsvorgang mit Überfahren der Infill- Balise 106 abgebrochen werden und damit die Geschwindig¬ keitsreduktion des Schienenfahrzeugs auf ein Minimum redu- ziert werden.
Fig.2 zeigt ein schematisches Schaubild eines Szenarios ba¬ sierend auf Fig.l. Die im Zusammenhang mit Fig.l eingeführten Bezugszeichen und Erläuterungen gelten entsprechend.
Zum Zeitpunkt des Überfahrens des Signals 104 durch das Schienenfahrzeug 102 zeigt das Signal 107 auf HALT. Damit würde ohne Infill-Balise 106 das Schienenfahrzeug 102 vor dem Signal 107 zum Stehen kommen. Nun ändert sich der Zu- stand des Signals 107 auf DURCHFAHRT während das Schienen¬ fahrzeug zwischen dem Signal 104 und der Infill-Balise 106 unterwegs ist. Die Zustandsänderung des Signals 107 wird auch der Infill-Balise 106 mitgeteilt, die beim Überfahren durch das Schienenfahrzeug 102 diese Information an das Schienenfahrzeug 102 weitergibt. Damit erfährt das Schie¬ nenfahrzeug 102 von dem geänderten Zustand des Signals 107, ein unnötiger Bremsvorgang vor dem Signal 107 wird verhindert. In dem in Fig.2 gezeigten Beispiel steht das Signal 110 auf HALT, so dass der Bremsvorgang so eingeleitet wird, damit das Schienenfahrzeug 102 rechtzeitig vor dem Signal 110 zum Stehen kommt; dieser Zusammenhang ist in Fig.2 durch eine Bremskurve 201 angedeutet. Mit anderen Worten erhält gemäß der ETCS Anwendung das Schienenfahrzeug 102 eine Berechtigung der Bewegung (MA) für einen nächsten Abschnitt, d.h. bis zum nächsten Signal. Bei Überfahrt des Signals 104 erhält das Schienenfahrzeug 102 gemäß dem Beispiel in Fig.2 eine MA bis zu dem Signal 107, dort soll es (zunächst) zum Stehen kommen. Die MA wird durch die Infill-Balise 106 geändert, d.h. erweitert bis zu dem Signal 110, da sich der Zustand des Signals 107 in der Zwischenzeit auf DURCHFAHRT geändert hat. Entsprechend könnte mit Überfahren der Balise 108 die MA wieder geändert werden. Somit ist es von Vorteil, dass die Totzeit, in der keine Änderung der MA erfolgen kann, durch die Infill- Balise 106 verkürzt wird.
Fig.3 zeigt eine schematische Darstellung basierend auf Fig.l und Fig.2 mit einer Totzeit 301, die gegenüber einer Totzeit 302 bei einer Lösung ohne Infill-Balise 106 deut¬ lich verkürzt ist.
Die Position der Infill-Balise 106 hängt vorzugsweise ab von der auf der Bahnstrecke 101 zulässigen Höchstgeschwindigkeit. Beispielsweise kann eine Entfernung zwischen der Balise 108 und der Infill-Balise 106 für eine Höchstge- schwindigkeit von 80km/h 500m betragen. Eine beispielhafte Zuordnung von Zielgeschwindigkeit (Höchstgeschwindigkeit) auf der Bahnstrecke und Mindestabstand der Infill-Balise kann wie folgt bestimmt sein:
- für eine Zielgeschwindigkeit von 40km/h: 240m, - für eine Zielgeschwindigkeit von 80km/h: 680m,
- für eine Zielgeschwindigkeit von 100km/h: 980m,
- für eine Zielgeschwindigkeit von 120km/h: 1330m,
- für eine Zielgeschwindigkeit von 160km/h: 2200m. Obwohl die Erfindung im Detail durch das mindestens eine gezeigte Ausführungsbeispiel näher illustriert und be¬ schrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf einge- schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .
Bezugs zeichenliste
101 Bahnstrecke
102 Schienenfahrzeug
103 Fahrtrichtung
104 Signal
105 Balise
106 Infill-Balise
107 Signal
108 Balise
109 Weiche
110 Signal
111 Balise
112 Bereich (eines Stellwerks A)
113 Bereich (eines Stellwerks B)
114 Grenze zwischen Bereich 112 und Bereich 113
115 Bremskurve
116 Bremskurve
117 Bremskurve
118 Bremskurve
119 Geschwindigkeitsbegrenzung in Bereich 113 auf
80km/h
120 Langsamfahrstelle in Bereich 113 mit Höchstge¬ schwindigkeit von 40km/h
121 Richtung
201 Bremskurve
301 Totzeit
302 Totzeit

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs (102)
- bei dem zusätzlich mittels einer Infill-Balise
(106) ein Zustand von einer in Fahrtrichtung vorausliegenden Streckenkomponente (107, 109) bereit¬ gestellt wird,
- bei dem das Schienenfahrzeug (102) unter Berück¬ sichtigung des von der Infill-Balise (106) bereit¬ gestellten Zustands der Streckenkomponente (107, 109) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die Bahnstrecke (101) bis zu der vorausliegen den Streckenkomponente (107, 109) von einem ersten Stellwerk und die Bahnstrecke ab der vorausliegenden Streckenkomponente von einem zweiten Stellwerk gesteu ert wird.
Verfahren nach Anspruch 2,
bei dem die vorausliegende Streckenkomponente (107 109) die erste Streckenkomponente ist, die von dem zweiten Stellwerk gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zusätzlich zu der Infill-Balise (106) der Zu stand der vorausliegenden Streckenkomponente (107, 109) einer weiteren Balise (108) in der Nähe der vor ausliegenden Streckenkomponente (107, 109) bereitge¬ stellt wird.
Verfahren nach Anspruch 4,
bei dem die Infill-Balise von der weiteren Balise ei¬ nen Mindestabstand (302) aufweist, der von einer Ziel geschwindigkeit abhängt, mit der das Schienenfahrzeug die vorausliegende Streckenkomponente höchstens pas¬ sieren soll. Verfahren nach Anspruch 5,
bei der der Mindestabstand (302) wie folgt bestimmt ist :
- für eine Zielgeschwindigkeit von 40km/h: 240m,
- für eine Zielgeschwindigkeit von 80km/h: 680m,
für eine Zielgeschwindigkeit von 100km/h 980m, für eine Zielgeschwindigkeit von 120km/h 1330m, für eine Zielgeschwindigkeit von 160km/h 2200m.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem beim Überfahren einer Balise (105), die in Fahrtrichtung hinter der Infill-Balise (106) angeord¬ net ist, eine Berechtigung der Bewegung nur bis zu der vorausliegenden Streckenkomponente (107, 109) erteilt wird .
Verfahren nach Anspruch 7,
bei dem anhand der Infill-Balise (106) die Berechti¬ gung der Bewegung entsprechend dem Zustand der voraus¬ liegenden Streckenkomponente (107, 109) bestätigt oder geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Streckenkomponente mindestens eine der folgenden Komponenten umfasst:
- ein Signal,
- eine Signalisierungseinheit für eine Geschwindig¬ keitsbegrenzung, insbesondere eine vorübergehende Geschwindigkeitsbegrenzung,
- eine Weiche,
- ein Bahnübergang,
- eine Komponente des Bahnbetriebs, die mindestens einen Zustand aufweisen kann, wobei der Zustand mittels einer Balise dem Schienenfahrzeug be¬ reitstellbar ist. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Zustand eine der folgenden Möglichkeiten umfasst :
- Durchfahrt nicht gestattet,
- Durchfahrt gestattet,
- Durchfahrt mit Einschränkung, insbesondere einer vorgegebenen Höchstgeschwindigkeit, gestattet,
- Streckenkomponente defekt,
- Streckenkomponente nicht defekt.
System zur Steuerung eines Schienenfahrzeugs (102)
- mit einer in Fahrtrichtung vorausliegenden Streckenkomponente (107, 109),
- mit einer Infill-Balise (106), der ein Zustand der vorausliegenden Streckenkomponente (107, 109) be¬ reitstellbar ist,
- mit einer weiteren Balise (108) in der Nähe oder kurz vor der vorausliegenden Streckenkomponente (107, 109), der der Zustand der Streckenkomponente (107, 109) bereitstellbar ist,
- wobei das Schienenfahrzeug (102) unter Berücksich¬ tigung des von der Infill-Balise (106) bereitge¬ stellten Zustands der Streckenkomponente (107, 109) steuerbar ist.
System nach Anspruch 11,
bei dem die Entfernung zwischen der Infill-Balise (106) und der weiteren Balise (108) mindestens 100m, mindestens 150m, mindestens 200m oder mindestens 240m beträgt .
ETCS-Streckenausrüstung
- mit einer Infill-Balise (106),
- mit einer weiteren Balise (108) in der Nähe einer Streckenkomponente (107, 109), wobei die weitere Balise (108) in Fahrtrichtung nach der Infill- Balise (106) angeordnet ist, - wobei die Infill-Balise (106) von der weiteren Ba- lise (108) in einer solchen Entfernung angeordnet ist, dass ein Schienenfahrzeug (102) bei Überfahren der Infill-Balise (106) einen Bremsvorgang einlei¬ ten kann, so dass bei Überfahren der weiteren Bali- se (108) eine reduzierte Zielgeschwindigkeit er¬ reicht ist.
ETCS-Streckenausrüstung nach Anspruch 13,
bei der die Entfernung zwischen der Infill-Balise (106) und der weiteren Balise (108) mindestens 100m, mindestens 150m, mindestens 200m oder mindestens 240m beträgt .
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