WO2015154950A1 - Verfahren und systemkonfiguration zum reorten eines schienenfahrzeuges - Google Patents

Verfahren und systemkonfiguration zum reorten eines schienenfahrzeuges Download PDF

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rail
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Jacob Johannes KOHLRUSS
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    • B61L23/00—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains
    • B61L23/34—Control, warning or like safety means along the route or between vehicles or trains for indicating the distance between vehicles or trains by the transmission of signals therebetween

Definitions

  • the invention relates to a method for reortening a first rail vehicle whose locating function has failed, as well as a corresponding system configuration.
  • the location of rail vehicles that is the permanent location of each individual rail vehicle, is of crucial importance for safety.
  • trackside for example, in a signal box or a control center
  • the current position of the individual rail vehicles must be known at any time.
  • this rail vehicle In case of failure of the localization of a rail vehicle, this rail vehicle must be stopped. Subsequent rail vehicles must also be stopped because the trackside is not known where the rail vehicle with the failed locating function and thus the possibility of collision with another rail vehicle. This significantly affects the performance of the overall system.
  • the causative failure of the locating function can occur, for example, in the case of technical faults or due to certain tolerance violations.
  • the invention has for its object to provide a method and a system configuration, which allow a faster and staff-independent reortening of a first rail vehicle whose locating function has failed.
  • Step 7 receiving data.
  • the object is also achieved with a system configuration in which a track monitoring device for on-demand communication with a train control unit of a rail vehicle is provided, wherein the Glasêt réelle is connected to a locating device of the rail vehicle and a distance sensor of the rail vehicle for determining the distance to a further rail vehicle located in the direction of travel of the rail vehicle.
  • the delocalized first rail vehicle is located by a second rail vehicle whose location is intact and a track monitor.
  • the second rail vehicle approaches the first rail vehicle up to a safety distance and then determines its distance to the delocalized first rail vehicle by means of a distance sensor.
  • the distance sensor also allows compliance with the safety distance between see the trains, which usually corresponds to at least the braking distance. After stopping the second rail vehicle this transmits its own position and the measured distance to the track monitoring device, which determines the position data of the first rail vehicle from these data.
  • the method is continued with the following steps:
  • this information is transmitted to the route monitoring device and the regular operation is continued by the first rail vehicle or, if the answer is negative, this information is continued by the first
  • Rail car is transmitted to the route monitoring device, which then move orders to the first rail vehicle for slow travel and the second Rail vehicle for tracking the first rail vehicle at a safe distance granted, with the steps 7, 8 and 9 are cyclically repeated until safe stop positions of the two rail vehicles.
  • the position data determined by the route monitoring device according to step 8 are transmitted to the first rail vehicle, which then undertakes a comparison attempt with its own location data, if available.
  • the aim is to restore their own locating function.
  • the now intact locating function of the first rail vehicle is used to continue the regular driving operation of the first rail vehicle.
  • the first rail vehicle transmits the affirmative information to the route monitoring device whose activities are thereby terminated.
  • the track monitoring device undertakes the coordination of the two rail vehicles, with the first rail vehicle being guided with the aid of the second rail vehicle to a safe holding position by the second rail vehicle constantly transmits position and distance to the distance monitoring device, which determines it from current position data of the first rail vehicle and transmits it to the first rail vehicle.
  • a safe passage of the first rail vehicle whose locating function is defective, is virtually possible until a safe stop position, in which passengers can possibly get off, is reached.
  • the stop position may also be a parking facility or a repair depot.
  • the claimed automatic procedure also eliminates a tunnel closure in which the entire would have to be shut down because people do not have to enter the tunnel.
  • a reaction takes place immediately after detection of the failure of the locating function of the first rail vehicle and no delays occur during sharpening with the aid of the second rail vehicle. Impairment of the operation and its performance is reduced to a minimum.
  • the system configuration according to claim 3 consists of components that are already largely available and can be shared for the procedure.
  • the distance sensor according to claim 4 may be formed as a radar sensor, which is usually provided for distance and / or speed measurements over ground, with only an orientation of the radar sensor in the direction of travel must be possible.
  • other embodiments of the distance sensor are also conceivable, for example based on RFID radio frequency identification or laser scanners.
  • a first rail vehicle 1 and a second rail vehicle 2 are located on a common track 3, the second rail vehicle 2 following the first rail vehicle 1.
  • the rail vehicles 1 and 2 are each equipped with a train control unit 4 and 5, which cooperates with a distance sensor 6 and 7 and a locating device 8 and 9 respectively.
  • the train control unit 4 or 5 via a transmitting / receiving device 10 or 11 with a stationary route monitoring device 12th
  • This system configuration is designed such that the re-locating of the first rail vehicle 1 is possible, if whose locating device 8 fails.
  • the second rail vehicle 2 by means of the distance sensor 7 and the track monitoring device 12 as close as possible - while maintaining a safe distance - to the first Schienenfahr- tool 1, which was stopped because of Ortungsausfalls.
  • the locating device 9 of the second rail vehicle 2 transmits its locating data to the track monitoring device 12 via the train control device 5 and the transceiver 11.
  • the distance sensor 7 measures the distance to the first rail vehicle 1, the distance data also being transmitted via the train control device 5 and the transmitting / receiving device 11 are sent to the route monitoring device 12. With the location data and the distance data, the distance monitoring device 12 determines the position of the first rail vehicle 1. The re-location of the first rail vehicle 1 is thus carried out.
  • the system configuration can also be used to guide the rail vehicle 1 with the aid of the second rail vehicle 2 and its distance and location data at a slow speed to a position at which it is possible to restore the locating function of the first rail vehicle 1 or a certain other location. where the train service on track 3 is no longer impaired.
  • This method is automatic and without time delay, with a particular advantage is that personnel deployment to locate the first rail vehicle and its safety-related move out of the danger area is not required.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reorten eines ersten Schienenfahrzeuges (1), dessen Ortungsfunktion ausgefallen ist, sowie eine entsprechende Systemkonfiguration. Das Verfahren ermöglicht ein schnelles Reorten ohne Personaleinsatz, indem folgende Schritte vorgesehen sind: 1. Anhalten des ersten Schienenfahrzeuges (1), 2. Übertragen der Ausfallinformation durch das erste Schienenfahrzeug (1) an ein Streckenüberwachungsgerät (12), 3. Übertragen der Ausfallinformation durch das Streckenüberwachungsgerät (12) an ein zweites Schienenfahrzeug (2), welches dem ersten Schienenfahrzeug (1) nachfolgt, 4. Annähern des zweiten Schienenfahrzeuges (2) an das erste Schienenfahrzeug (1), 5. Aktivieren eines Abstandssensors (7) des zweiten Schienenfahrzeuges (2) und Messen des Abstandes zum ersten Schienenfahrzeug (1), 6. Anhalten des zweiten Schienenfahrzeuges (2) an einer Position mit Sicherheitsabstand zum ersten Schienenfahrzeug (1), 7. Übertragen der Position des zweiten Schienenfahrzeuges (2) und dessen Abstand zu dem ersten Schienenfahrzeug (1) an das Streckenüberwachungsgerät (12) und 8. Ermitteln der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges (1) durch das Streckenüberwachungsgerät (12) aus den in Schritt 7 empfangenen Daten.

Description

Beschreibung
Verfahren und Systemkonfiguration zum Reorten eines Schienenfahrzeuges
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reorten eines ersten Schienenfahrzeuges, dessen Ortungsfunktion ausgefallen ist, sowie eine entsprechende Systemkonfiguration. Bei Bahnsystemen ist die Ortung der Schienenfahrzeuge, das heißt die permanente Lokalisierung jedes einzelnen Schienenfahrzeuges, von entscheidender Bedeutung für die Sicherheit. Insbesondere bei dichter Fahrzeugfolge, beispielsweise bei Metrosystemen, muss streckenseitig, beispielsweise in einem Stellwerk oder einer Leitzentrale, zu jedem Zeitpunkt die aktuelle Position der einzelnen Schienenfahrzeuge bekannt sein. Bei Ausfall der Lokalisierung eines Schienenfahrzeuges muss dieses Schienenfahrzeug angehalten werden. Auch nachfolgende Schienenfahrzeuge müssen angehalten werden, da streckenseitig nicht bekannt ist, wo sich das Schienenfahrzeug mit der ausgefallenen Ortungsfunktion befindet und somit die Möglichkeit einer Kollision mit einem anderen Schienenfahrzeug besteht. Dadurch wird die Performance des Gesamtsystems erheblich beeinträchtigt. Der verursachende Ausfall der Ortungsfunktion kann beispielsweise bei technischen Störungen oder aufgrund bestimmter Toleranzüberschreitungen auftreten.
Bisher wird bei der Delokarisierung eines Schienenfahrzeuges mit erheblichem Personalaufwand reagiert. Zunächst wird Per- sonal zu dem Schienenfahrzeug geschickt, um das Schienenfahrzeug manuell über die nächstgelegene Absolutortungseinrichtung, zum Beispiel über eine Balise, zu fahren. Der Zugfahrer übernimmt dabei die Funktion des Auffahrschutzes und kann außerdem anhand der Streckenkilometrierung fernmündlich dem streckenseitigen Überwachungssystem mitteilen, wo sich das Schienenfahrzeug gerade befindet. Auch das streckenseiti- ge Überwachungssystem ist dabei mit Personal besetzt. Nachdem das Schienenfahrzeug über die Absolutortungseinrichtung ge- fahren wurde, ist die ordnungsgemäße Lokalisierung wieder hergestellt, so dass das Schienenfahrzeug automatisch weiterfahren kann. Sollte die Reortung mittels der Absolutortungseinrichtung nicht möglich sein, liegt ein technischer Defekt des Ortungssystems vor und der Zugfahrer fährt nur bis zu einem nächstliegenden Haltepunkt, an dem gegebenenfalls die Evakuierung der Fahrgäste erfolgen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Systemkonfiguration anzugeben, welche ein schnelleres und personalunabhängiges Reorten eines ersten Schienenfahrzeugs, dessen Ortungsfunktion ausgefallen ist, ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem folgende Schritte vorgesehen sind:
1. Anhalten des ersten Schienenfahrzeuges,
2. Übertragen der Ausfallinformation durch das erste Schienenfahrzeug an ein Streckenüberwachungsgerät,
3. Übertragen der Ausfallinformation durch das Schienen- Überwachungsgerät an ein zweites Schienenfahrzeug, welches dem ersten Schienenfahrzeug nachfolgt,
4. Annähern des zweiten Schienenfahrzeuges an das erste
Schienenfahrzeug,
5. Aktivieren eines Abstandssensors des zweiten Schienen- fahrzeuges und Messen des Abstandes zum ersten Schienenfahrzeug,
6. Anhalten des zweiten Schienenfahrzeuges an einer Position mit Sicherheitsabstand zum ersten Schienenfahrzeug,
7. Übertragen der Position des zweiten Schienenfahrzeuges und dessen Abstand zu dem ersten Schienenfahrzeug an das
Streckenüberwachungsgerät und
8. Ermitteln der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges durch das Streckenüberwachungsgerät aus den in
Schritt 7 empfangenden Daten.
Die Aufgabe wird auch mit einer Systemkonfiguration gelöst, bei der ein Streckenüberwachungsgerät zur bedarfsweisen Kommunikation mit einem Zugsteuergerät eines Schienenfahrzeuges vorgesehen ist, wobei das Zugsteuergerät mit einer Ortungseinrichtung des Schienenfahrzeuges und einem Abstandssensor des Schienenfahrzeuges zur Ermittlung des Abstandes zu einem in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges befindlichen weiteren Schienenfahrzeug verbunden ist.
Auf diese Weise wird das delokalisierte erste Schienenfahrzeug durch ein zweites Schienenfahrzeug, dessen Ortung intakt ist, und ein Streckenüberwachungsgerät lokalisiert. Dabei fährt das zweite Schienenfahrzeug bis auf einen Sicherheitsabstand an das erste Schienenfahrzeug heran und ermittelt dann seinen Abstand zu dem delokalisierten ersten Schienenfahrzeug mittels eines Abstandssensors. Der Abstandssensor ermöglicht auch die Einhaltung des Sicherheitsabstandes zwi- sehen den Zügen, der üblicherweise mindestens dem Bremsweg entspricht. Nach dem Anhalten des zweiten Schienenfahrzeuges überträgt dieses seine eigene Position und den gemessenen Abstand an das Streckenüberwachungsgerät, welches aus diesen Daten die Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges ermit- telt. Damit ist das Reorten eines Schienenfahrzeuges ohne momentane Ortungsfunktion mit technischen Mitteln möglich, wobei keinerlei Personaleinsatz erforderlich ist.
Gemäß Anspruch 2 wird das Verfahren mit folgenden Schritten fortgesetzt:
9. Übertragen der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges durch das Streckenüberwachungsgerät an das erste Schienenfahrzeug und
10. Ermitteln, ob mit den empfangenen Positionsdaten ein
Wiederherstellen der eigenen Ortungsfunktion möglich ist durch das erste Schienenfahrzeug, wobei
10.1 bei Bejahung diese Information an das Streckenüberwachungsgerät übertragen wird und der reguläre Betrieb durch das erste Schienenfahrzeug fortgesetzt wird oder 10.2 bei Verneinung diese Information durch das erste
Schienenfahreug an das Streckenüberwachungsgerät übertragen wird, welches daraufhin Fahrtaufträge an das erste Schienenfahrzeug zur Langsamfahrt und an das zweite Schienenfahrzeug zum Verfolgen des ersten Schienenfahrzeuges im Sicherheitsabstand erteilt, wobei permanent die Schritte 7, 8 und 9 bis zum Erreichen sicherer Haltepositionen der beiden Schienenfahrzeuge zyklisch wie- derholt werden.
Nach dem Reorten werden die durch das Streckenüberwachungsgerät gemäß Schritt 8 ermittelten Positionsdaten an das erste Schienenfahrzeug übertragen, welches daraufhin einen Ab- gleichversuch mit eigenen Ortungsdaten, sofern diese verfügbar sind, unternimmt. Dabei wird angestrebt, die eigene Ortungsfunktion wieder herzustellen.
Bei Bejahung wird die nunmehr wieder intakte Ortungsfunktion des ersten Schienenfahrzeuges zur Fortsetzung des regulären Fahrbetriebes des ersten Schienenfahrzeuges genutzt. Gleichzeitig überträgt das erste Schienenfahrzeug die Bejahungsinformation an das Streckenüberwachungsgerät, dessen Aktivitäten dadurch beendet werden.
Bei Verneinung, das heißt bei Unmöglichkeit einer Selbstortung des ersten Schienenfahrzeuges, zum Beispiel aufgrund eines technischen Defektes, übernimmt das Streckenüberwachungsgerät die Koordinierung der beiden Schienenfahrzeuge, wobei das erste Schienenfahrzeug mit Hilfe des zweiten Schienenfahrzeuges bis zu einer sicheren Halteposition geführt wird, indem das zweite Schienenfahrzeug ständig Position und Abstand an das Streckenüberwachungsgerät überträgt, welches daraus aktuelle Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges ermittelt und diese an das erste Schienenfahrzeug überträgt. Dadurch ist quasi ein sicheres Geleit des ersten Schienenfahrzeuges, dessen Ortungsfunktion defekt ist, bis zum Erreichen einer sicheren Halteposition, bei der gegebenenfalls Fahrgäste aussteigen können, möglich. Bei der Halteposition kann es sich auch um eine Abstellanlage oder ein Reparaturdepot handeln. Falls bei der Geleitfahrt ein Tunnel durchquert werden muss, entfällt bei dem beanspruchten automatischen Verfahren auch eine TunnelSperrung, bei der der gesamte Be- trieb stillgelegt werden müsste, da Personen den Tunnel nicht betreten müssen. Besonders vorteilhaft ist darüber hinaus, dass unmittelbar nach Feststellung des Ausfalls der Ortungsfunktion des ersten Schienenfahrzeuges eine Reaktion erfolgt und während des Reortens mit Hilfe des zweiten Schienenfahrzeuges keinerlei Verzögerungen auftreten. Eine Beeinträchtigung des Betriebsablaufes und dessen Performance wird auf ein Minimum reduziert. Die Systemkonfiguration gemäß Anspruch 3 besteht aus Komponenten, die weitgehend bereits vorhanden sind und für den Verfahrensablauf mitbenutzt werden können. Dabei kann der Abstandssensor gemäß Anspruch 4 als Radarsensor ausgebildet sein, der üblicherweise für Abstands-/und Geschwindigkeits- messungen über Grund vorgesehen ist, wobei lediglich eine Ausrichtung des Radarsensors in Fahrtrichtung möglich sein muss. Denkbar sind aber auch andere Ausführungsformen des Abstandssensors, beispielsweise auf Basis von RFID - Radio Frequency Identification oder Laserscanner.
Wesentliche Komponenten einer Systemkonfiguration zum Reorten eines Schienenfahrzeuges mit ausgefallener Ortungsfunktion veranschaulicht die einzige Figur. Es ist ersichtlich, dass ein erstes Schienenfahrzeug 1 und ein zweites Schienenfahrzeug 2 auf einem gemeinsamen Gleis 3 befindlich sind, wobei das zweite Schienenfahrzeug 2 dem ersten Schienenfahrzeug 1 nachfolgt . Die Schienenfahrzeuge 1 und 2 sind jeweils mit einem Zugsteuergerät 4 beziehungsweise 5 ausgestattet, welches mit einem Abstandssensor 6 beziehungsweise 7 und einer Ortungseinrichtung 8 beziehungsweise 9 zusammenwirkt. Außerdem ist das Zugsteuergerät 4 beziehungsweise 5 über eine Sende-/Empfangseinrichtung 10 beziehungsweise 11 mit einem ortsfesten Streckenüberwachungsgerät 12
verbindbar.
Diese Systemkonfiguration ist derart ausgebildet, dass das Reorten des ersten Schienenfahrzeuges 1 möglich ist, wenn dessen Ortungseinrichtung 8 ausfällt. Dazu wird das zweite Schienenfahrzeug 2 mittels des Abstandssensors 7 und des Streckenüberwachungsgerätes 12 möglichst dicht - bei Einhaltung eines Sicherheitsabstandes - an das erste Schienenfahr- zeug 1, das wegen des Ortungsausfalls angehalten wurde, herangeführt. In dieser Halteposition überträgt die Ortungseinrichtung 9 des zweiten Schienenfahrzeuges 2 über das Zugsteuergerät 5 und die Sende-/Empfangseinrichtung 11 seine Ortungsdaten an das Streckenüberwachungsgerät 12. Der Abstands- sensor 7 misst den Abstand zum ersten Schienenfahrzeug 1, wobei auch die Abstandsdaten über das Zugsteuergerät 5 und die Sende-/Empfangseinrichtung 11 an das Streckenüberwachungsgerät 12 gesendet werden. Mit den Ortungsdaten und den Abstandsdaten ermittelt das Streckenüberwachungsgerät 12 die Position des ersten Schienenfahrzeuges 1. Die Reortung des ersten Schienenfahrzeuges 1 ist somit erfolgt.
Die Systemkonfiguration kann auch dazu genutzt werden, das Schienenfahrzeug 1 mit Hilfe des zweiten Schienenfahrzeuges 2 und dessen Abstands- sowie Ortungsdaten in langsamer Fahrt zu einer Position zu geleiten, an der eine Wiederherstellung der Ortungsfunktion des ersten Schienenfahrzeugs 1 möglich ist oder einen bestimmten anderen Ort, an dem der Zugverkehr auf dem Gleis 3 nicht mehr beeinträchtigt ist. Dieses Verfahren erfolgt automatisch und ohne Zeitverzögerung, wobei ein besonderer Vorteil darin besteht, dass Personaleinsatz zum Auffinden des ersten Schienenfahrzeuges und dessen sicherheitstechnisches Herausfahren aus dem Gefahrenbereich nicht erforderlich ist.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Reorten eines Schienenfahrzeuges (1), dessen Ortungsfunktion ausgefallen ist,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
folgende Schritte:
1. Anhalten des ersten Schienenfahrzeuges (1),
2. Übertragen der Ausfallinformation durch das erste Schienenfahrzeug (1) an ein Streckenüberwachungsgerät (12),
3. Übertragen der Ausfallinformation durch das Streckenüberwachungsgerät (12) an ein zweites Schienenfahrzeug (2), welches dem ersten Schienenfahrzeug (1) nachfolgt,
4. Annähern des zweiten Schienenfahrzeuges (2) an das erste Schienenfahrzeug (1) ,
5. Aktivieren eines Abstandssensors (7) des zweiten Schienenfahrzeuges (2) und Messen des Abstandes zum ersten Schienenfahrzeug (1) ,
6. Anhalten des zweiten Schienenfahrzeuges (2) an einer Position mit Sicherheitsabstand zum ersten Schienenfahr- zeug (1) ,
7. Übertragen der Position des zweiten Schienenfahrzeuges
(2) und dessen Abstand zu dem ersten Schienenfahrzeug (1) an das Streckenüberwachungsgerät (12) und
8. Ermitteln der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeu- ges (1) durch das Streckenüberwachungsgerät (12) aus den in Schritt 7 empfangenen Daten.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
g e k e n n z e i c h n e t d u r c h
folgende weitere Schritte:
9. Übertragen der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges (1) durch das Streckenüberwachungsgerät (12) an das erste Schienenfahrzeug (1) und
10. Ermitteln, ob mit den empfangenen Positionsdaten ein
Wiederherstellen der eigenen Ortungsfunktion möglich ist durch das erste Schienenfahrzeug (1) , wobei
10.1 bei Bejahung diese Information an das Streckenüberwachungsgerät (12) übertragen wird und der reguläre Be- trieb durch das erste Schienenfahrzeug (1) fortgesetzt wird oder
10.2 bei Verneinung diese Information durch das erste Schienenfahrzeug (1) an das Streckenüberwachungsgerät (12) übertragen wird, welches daraufhin Fahrtaufträge an das erste Schienenfahrzeug (1) zur Langsamfahrt und an das zweite Schienenfahrzeug (2) zum Verfolgen des ersten Schienenfahrzeuges (1) im Sicherheitsabstand erteilt, wobei permanent die Schritte 7, 8 und 9 bis zum Erreichen sicherer Haltepositionen der beiden Schienenfahrzeuge (1, 2) zyklisch wiederholt werden.
3. Systemkonfiguration zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
ein Streckenüberwachungsgerät (12) zur Kommunikation mit einem Zugsteuergerät (5) eines Schienenfahrzeuges (2) vorgesehen ist, wobei das Zugsteuergerät (5) mit einer Ortungseinrichtung (9) des Schienenfahrzeuges (2) und einem Abstandssensor (7) des Schienenfahrzeuges (2) zur Ermittlung des Ab- standes zu einem in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges (2) befindlichen weiteren Schienenfahrzeuges (1) verbunden ist.
4. Systemkonfiguration nach Anspruch 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Abstandssensor (6; 7) als Radarsensor ausgebildet ist.
PCT/EP2015/055500 2014-04-08 2015-03-17 Verfahren und systemkonfiguration zum reorten eines schienenfahrzeuges WO2015154950A1 (de)

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