WO2016139031A1 - Verfahren und vorrichtung zur umsetzung eines begegnungsverbots für vorbestimmte zugarten auf einem streckenabschnitt einer eisenbahntechnischen anlage - Google Patents

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meeting
ban
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Malte Hammerl
Jacob Johannes KOHLRUSS
Markus Talg
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    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
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    • B61L25/02Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
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    • B61RAILWAYS
    • B61LGUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation

Definitions

  • the invention relates to a method for implementing a meeting ban for predetermined types of train on a section of a railway technical, in which the types of trains are recognized in which it is checked whether there is a ban on meeting the detected train types on the route section, and in which, if recognized for Zugarten a ban on meeting exists, for one of the trains the onward journey is prevented, and a corresponding device.
  • Train types include freight trains, occupied passenger trains, empty passenger trains, individual locomotives or mixed trains. For safety reasons, certain sections of the route, such as tunnels, are forbidden to travel
  • the aim is to reduce the extent of damage in the event of a derailment, fire or other accident.
  • the ban on meeting also reduces the likelihood of an accident occurring.
  • the evacuation of passengers and the access to the scene of the accident are simplified if only one track is occupied.
  • the sections affected by the ban on encounters are determined once for certain types of train. If two trains approach this section of the route, their type of train is determined, and it can be determined by means of a matrix, which may be specific to the section, whether there is a ban on meeting these two types of train, so that the onward journey is prevented for one of the two trains, or if compatibility, ie Continue for both trains, is possible.
  • the main problem here is the train type recognition, as in line centers or at
  • the object is achieved by evaluating a chronological progression of a sensory oscillation behavior of a measuring point on the rail when the train travels with respect to parameters specific to the yarn.
  • the object is also achieved by a device in which a sensor for detecting the time profile of a measuring signal with respect to a vibration behavior when crossing the train is arranged on the rail, wherein the sensor via an evaluation with a comparison device for comparing the evaluation signal zugartspezifischen Parameters is connected.
  • the train destination recognition necessary for the implementation of the ban on meeting can be carried out automatically and without impairing the operational sequence.
  • safety is increased because it is not absolutely necessary to decide on the type of train service, whether or not the train journey is allowed to take place.
  • necessary measures can also be initiated automatically, for example due to transport of dangerous goods or in case of prohibition of tunnels.
  • the zugartspezifische output signal can be used directly to take into account driving or onward travel conditions and, for example, in a control center to grant the driving license or refuse. If the condition prohibits encountering specific types of trains within a tunnel, a stored matrix-type table can automatically detect whether one of the two trains has to wait until the other train has passed the danger point.
  • the vibration behavior is detected by means of optical waveguides.
  • Optical fibers are often already present in cable ducts parallel to the rail. The optical fiber registers at the measuring point of the rail when crossing the train zugartspezifische vibrations, which are still far away from the measuring point evaluated.
  • the output signal of the optical waveguide by means of optical
  • Time domain reflectometry is known, for example, as an optical waveguide application for future trackless signaling devices.
  • an optical signal fed into the optical waveguide and its signal reflected at the measuring point a statement about vibrations in the vicinity of the optical waveguide and the determination of the vibration location is possible.
  • This small vibrations for example, by steps of people, and major shocks from rail and other vehicles can be very well distinguished from each other.
  • Advantageous in the use of light Waveguides as vibration sensors is also the high data throughput with low cable installation costs.
  • the vibration behavior is detected at a measuring point or at at least two measuring points provided at a defined distance from one another and evaluated with regard to train length and / or axis pattern and / or mass distribution via train length and / or train speed ,
  • These four parameters can be calculated from the detected vibrations, with two measuring points being required only for determining the train speed.
  • the length of the train and, if appropriate, its speed result from the time dimension of the recorded vibrations and the axle pattern, that is to say the rail load through the axles in the travel dimension, is a measure of the intensity of the shock that results when a bogie is traveling.
  • the mass distribution results from the individual measurements of the axle loads of the train.
  • Each one of these four parameters can serve as an indicator for a particular train type. Preferably, however, several parameters are included in the determination of the type of train.
  • the parameters to be determined can already result from the measurement image of a single measuring point without the train having to have completely passed through this measuring point. It is only necessary to uniquely identify a zugartspezifische property corresponding to one of the measured parameters. This may be, for example, the identification of a zugartspezifischen locomotive based on their axle load or mass distribution. As a result, for example, a very long freight train can already be distinguished from a passenger train before all the axles of the freight train have passed the measuring point.
  • train length and / or axis pattern and / or mass distribution over train length according to claim 5 are stored with compared to specific parameters.
  • the stored parameters are typical for the train type and previously determined comparison variables.
  • the measurement signal of the vibration behavior of the rail when crossing the train is evaluated, for example, with respect to the mass distribution over the train length and fed to a comparison device for comparing this mass distribution with different zugartspezifischen mass distributions, where agreement means that the Switzerland is recognized.
  • Figure 1 is a typical mass distribution of a passenger train
  • Figure 2 is a typical mass distribution of a freight train.
  • the vibrations are measured at a measuring point of the rail when crossing a train.
  • an optical waveguide which is laid parallel to the rail, serve, wherein by means of optical time domain reflectometry a temporal measurement image of the vibrations is recorded and is fed via an evaluation device of a comparison device. From the intensity of the vibrations, the evaluation device determines the axle load of a bogie and, from the duration of the shocks and the axle pattern, ultimately the mass distributions over the train length exemplified in the figures.
  • the number of axes each represented by a point in the two mass m / train length 1 diagrams, and whose mass value differs significantly.
  • the two front measurement points la and lb represent the large masses or axle loads of the locomotive and differ in terms of mass in different types of locomotives.
  • a clearer difference between see the mass distribution in the passenger train of Figure 1 and the freight train of Figure 2 results in the evaluation of the mass distribution of the attached passenger cars or freight cars.
  • the mass distribution 2a of the passenger coaches is distributed very homogeneously over the entire train length 1, while the mass distribution 2b of the freight wagons is very uneven due to different loading and different positional goods.
  • Also representative of the train type is the typical or known number of axles and axle loads determined therewith, namely ten axles in the passenger train according to FIG. 1 and sixteen axles in the freight train.
  • Train recognition by means of trackside measuring equipment is required if the rules of passage for certain types of trains must be adhered to, for example if a tunnel passage in the opposite direction is only permitted for the freight train when the passenger train has left the tunnel.
  • the result is ultimately a zugartspe- zifisches output signal directly into the control of

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umsetzung eines Begegnungsverbots für vorbestimmte Zugarten auf einem Streckenabschnitt einer eisenbahntechnischen Anlage und eine diesbezügliche Vorrichtung. Um beispielsweise bei Tunnelbegegnungsverboten bestimmter Zugarten ohne Zeitfenstervorgaben oder Fahrdienstleiterentscheidungen eine Zugarterkennung zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass ein zeitlicher Verlauf eines sensorisch erfassten Schwingverhaltens einer Messstelle an der Schiene bei Überfahrt des Zuges hinsichtlich zugartspezifischer Parameter ausgewertet wird. Der Sensor ist dabei vorzugsweise mit einem Lichtwellenleiter ausgestattet, der mit einer auf optischer Zeitbereichsreflektrometrie basierenden Auswerteeinrichtung zur Ermmittlung von Zuglänge (1) und/oder Achsmuster und/oder Masseverteilung über Zuglänge (m/1) und/oder Zuggeschwindigkeit verbunden ist.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung eines Begegnungsverbots für vorbestimmte Zugarten auf einem Streckenabschnitt einer eisenbahntechnischen Anlage
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umsetzung eines Begegnungsverbots für vorbestimmte Zugarten auf einem Streckenabschnitt einer eisenbahntechnischen, bei dem die Zugarten erkannt werden, bei dem geprüft wird, ob auf dem Streckenabschnitt ein Begegnungsverbot für die erkannten Zugarten vorliegt, und bei dem, wenn für die erkannten Zugarten ein Begegnungsverbot vorliegt, für einen der Züge die Weiterfahrt verhindert wird, sowie eine entsprechende Vorrichtung.
Zugarten sind beispielsweise Güterzüge, besetzte Reisezüge, leere Reisezüge, einzelne Lokomotiven oder Mischzüge. Aus Sicherheitsgründen sind für bestimmte Streckenabschnitte, beispielsweise für Tunnel, Begegnungsverbote bestimmter
Zugarten vorgesehen. Dadurch wird die Reduktion des Schadens- ausmaßes angestrebt, für den Fall, dass es zu einer Entgleisung, einem Brand oder einem anderen Unfall kommt. Durch das Begegnungsverbot wird auch die Eintrittswahrscheinlichkeit eines Unfalls gesenkt. Außerdem vereinfacht sich die Evakuie- rung von Fahrgästen und der Zugang zum Unfallort, wenn nur ein Gleis besetzt ist. Die vom Begegnungsverbot betroffenen Streckenabschnitte werden einmalig für bestimmte Zugarten festgelegt. Nähern sich zwei Züge diesem Streckenabschnitt, werden deren Zugart bestimmt und anhand einer, gegebenenfalls streckenabschnittsspezifischen, Matrix kann festgestellt werden, ob ein Begegnungsverbot für diese beiden Zugarten vorliegt, so dass für einen der beiden Züge die Weiterfahrt verhindert wird, oder ob Kompatibilität, das heißt Weiterfahrt für beide Züge, möglich ist. Problematisch dabei ist vor al- lern die Zugarterkennung, da in Streckenzentralen oder bei
Zugleitsystemen zwar die Position der Züge, nicht jedoch mit Sicherheit auch die Zugart bekannt ist. Um das Begegnungsverbot zu realisieren, sind betriebsorganisatorische Maßnahmen bekannt. Entweder werden starre Zeitfenster für den Betrieb der verschiedenen Zugarten, beispielsweise Reisezüge oder Güterzüge, festgelegt oder der Fahrdienstleiter muss eine Prüfung der Kompatibilität zweier Züge, beispielsweise durch fernmündliche Kommunikation, durchführen, bevor eine Weiterfahrt, beispielsweise Tunnel - durchfahrt, durch Stellung einer Fahrstraße gewährt werden kann. Durch starre Zeitfenster oder Fahrdienstleiterprüfung wird jedoch die betriebliche Flexibilität stark eingeschränkt, wobei die persönliche Prüfung zusätzlich zu eingeschränkter Sicherheit aufgrund des „menschlichen Faktors" führt . Es besteht deshalb die Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Umsetzung eines Begegnungsverbots anzugeben, durch die eine Beeinträchtigung der betrieblichen Flexibilität vermeidbar ist. Insbesondere ist dabei angesichts der großen Vielfalt von Zügen anzustreben, zugseitige Installati- onen zu vermeiden und eine Zugarterkennung durch ausschließlich streckenseitige Detektion zu ermöglichen.
Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein zeitlicher Verlauf eines sensorisch erfassten Schwingverhai - tens einer Messstelle an der Schiene bei Überfahrt des Zuges hinsichtlich zugartspezifischer Parameter ausgewertet wird.
Die Aufgabe wird auch durch eine Vorrichtung gelöst, bei der an der Schiene ein Sensor zur Erfassung des zeitlichen Ver- laufes eines Messsignales bezüglich eines Schwingverhaltens bei Überfahrt des Zuges angeordnet ist, wobei der Sensor über eine Auswerteeinrichtung mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich des Auswertesignals mit zugartspezifischen Parametern verbunden ist.
Vorteilhaft ist vor allem, dass die für die Umsetzung des Begegnungsverbots nötige Zugarterkennung automatisch und ohne Beeinträchtigung des betrieblichen Ablaufes erfolgen kann. Außerdem wird die Sicherheit erhöht, da eine Fahrdienstlei - terentscheidung, um welche Zugart es sich handelt und ob die Zugfahrt stattfinden darf, nicht zwingend erforderlich ist. Bei automatisch erkannter Zugart können erforderliche Maßnah- men, beispielsweise aufgrund von Gefahrguttransport oder bei Tunnelbegegnungsverboten ebenfalls automatisch eingeleitet werden. Das zugartspezifische Ausgangssignal kann direkt verwendet werden, um Fahrt- oder Weiterfahrtbedingungen zu berücksichtigen und beispielsweise in einer Leitzentrale die Fahrterlaubnis zu erteilen oder zu verweigern. Wenn als Bedingung ein Begegnungsverbot bestimmter Zugarten innerhalb eines Tunnels vorgesehen ist, kann aus einer gespeicherten matrixartigen Tabelle automatisch erkannt werden, ob einer der beiden Züge warten muss, bis der andere Zug die Gefahren- stelle passiert hat.
Gemäß Anspruch 2 ist vorgesehen, dass das Schwingverhalten mittels Lichtwellenleiter erfasst wird. Lichtwellenleiter sind häufig in Kabelkanälen parallel zur Schiene bereits vor- handen. Der Lichtwellenleiter registriert an der Messstelle der Schiene bei Überfahrt des Zuges zugartspezifische Erschütterungen, die auch noch weit entfernt von der Messstelle auswertbar sind. Dazu ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen, dass das Ausgangssignal des Lichtwellenleiters mittels optischer
Zeitbereichsreflektometrie (OTDR - Optical Time Domain
Reflectometry) ausgewertet wird. Das Verfahren der
Zeitbreichsreflektometrie ist zum Beispiel als Lichtwellen- leiteranwendung für zukünftige Gleisfreimeldevorrichtungen bekannt. Mittels eines in den Lichtwellenleiter eingespeisten optischen Signals und dessen an der Messstelle reflektierten Signals ist eine Aussage über Erschütterungen in der Nähe des Lichtwellenleiters und die Bestimmung des Erschütterungsortes möglich. Dabei können kleine Erschütterungen, beispielsweise durch Schritte von Menschen, und größere Erschütterungen durch Schienen- und andere Fahrzeuge sehr gut voneinander unterschieden werden. Vorteilhaft bei der Verwendung von Licht- Wellenleitern als Schwingungssensoren ist außerdem der hohe Datendurchsatz bei geringem Kabel - Installationsaufwand .
Bei einer in Anspruch 4 beziehungsweise Anspruch 10 gekenn- zeichneten vorteilhaften Ausführungsform wird das Schwingverhalten an einer Messstelle oder an mindestens zwei in definiertem Abstand zueinander vorgesehenen Messstellen erfasst und hinsichtlich Zuglänge und/oder Achsmuster und/oder Masseverteilung über Zuglänge und/oder Zuggeschwindigkeit ausge- wertet. Diese vier Parameter lassen sich aus den detektierten Erschütterungen berechnen, wobei nur für die Feststellung der Zuggeschwindigkeit zwei Messstellen erforderlich sind. Die Länge des Zuges und gegebenenfalls deren Geschwindigkeit ergeben sich aus der zeitlichen Dimension der erfassten Er- schütterungen und das Achsmuster, das heißt die Schienenbelastung durch die Achsen in Wegdimension ist ein Maß der Intensität der Erschütterung, die bei Überfahrt eines Drehgestells resultiert. Letztlich ergibt sich auch die Masseverteilung aus den Einzelmessungen der Achslasten des Zuges. Je- de einzelne dieser vier Parameter kann als Indikator für eine bestimmte Zugart dienen. Vorzugsweise werden jedoch mehrere Parameter in die Bestimmung der Zugart einbezogen.
Die zu ermittelnden Parameter, insbesondere Zuglänge, Achs- muster und Masseverteilung, können sich aus dem Messbild einer einzigen Messstelle bereits ergeben, ohne dass der Zug diese Messstelle vollständig passiert haben muss. Es ist lediglich notwendig, eine zugartspezifische Eigenschaft, die einem der gemessenen Parameter entspricht, eindeutig zu iden- tifizieren. Dabei kann es sich beispielsweise um die Identifizierung einer zugartspezifischen Lokomotive anhand deren Achslast oder Masseverteilung handeln. Dadurch kann zum Beispiel ein sehr langer Güterzug bereits von einem Personenzug unterschieden werden, bevor alle Achsen des Güterzuges die Messstelle passiert haben.
Vorzugsweise werden Zuglänge und/oder Achsmuster und/oder Masseverteilung über Zuglänge gemäß Anspruch 5 mit gespei- cherten zugartspezifischen Parametern verglichen. Die gespeicherten Parameter sind dabei für die Zugart typische und zuvor ermittelte Vergleichsgrößen. Das Messsignal des Schwingverhaltens der Schiene bei Überfahrt des Zuges wird bei- spielsweise hinsichtlich der Masseverteilung über die Zuglänge ausgewertet und einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich dieser Masseverteilung mit verschiedenen zugartspezifischen Masseverteilungen zugeführt, wobei Übereinstimmung bedeutet, dass die Zugart erkannt ist.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand figürlicher Darstellungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 ein typische Masseverteilung eines Personenzuges und
Figur 2 eine typische Masseverteilung eines Güterzuges.
Um die Zugart durch streckenseitige Messmittel zu bestimmen, werden die Erschütterungen an einer Messstelle der Schiene bei Überfahrt eines Zuges gemessen. Dazu kann ein Lichtwellenleiter, der parallel zur Schiene verlegt ist, dienen, wobei mittels optischer Zeitbereichsreflektometrie ein zeitliches Messbild der Erschütterungen aufgenommen wird und über eine Auswerteeinrichtung einer Vergleichseinrichtung zugeführt wird. Die Auswerteeinrichtung ermittelt aus der Intensität der Erschütterungen die Achslast eines Drehgestells und aus der Zeitdauer der Erschütterungen und dem Achsmuster letztlich die in den Figuren beispielhaft dargestellten Mas- severteilungen über die Zuglänge.
Es ist ersichtlich, dass die Anzahl der Achsen, die jeweils durch einen Punkt in den beiden Masse m / Zuglänge 1 - Diagrammen dargestellt sind und deren Massewert sich deutlich unterscheidet. Die beiden vorderen Messpunkte la und lb repräsentieren die großen Massen bzw. Achslasten der Lokomotive und unterscheiden sich bezüglich der Masse bei unterschiedlichen Typen von Lokomotiven. Ein deutlicherer Unterschied zwi- sehen der Masseverteilung bei dem Personenzug gemäß Figur 1 und dem Güterzug gemäß Figur 2 ergibt sich bei der Auswertung der Masseverteilung der angehängten Reisezugwagen beziehungsweise Güterwagons . Die Masseverteilung 2a der Reisezugwagons ist sehr homogen über die gesamte Zuglänge 1 verteilt, während die Masseverteilung 2b der Güterwagons aufgrund unterschiedlicher Beladung und unterschiedlicher Lagegüter sehr ungleichmäßig ist. Repräsentativ für die Zugart ist außerdem die typische oder bekannte Anzahl von Achsen und damit fest- gestellter Achslasten, nämlich in dem Ausführungsbeispiel bei dem Personenzug gemäß Figur 1 zehn Achsen und bei dem Güterzug sechszehn Achsen.
Zugarterkennung durch streckenseitige Messmittel ist erfor- derlich, wenn für bestimmte Zugarten Begegnungsregeln eingehalten werden müssen, beispielsweise wenn eine Tunneldurchfahrt in Gegenrichtung für den Güterzug erst erlaubt ist, wenn der Personenzug den Tunnel verlassen hat. Bei der beanspruchten Zugarterkennung resultiert letztlich ein zugartspe- zifisches Ausgangssignal, das direkt in die Steuerung des
Bahnbetriebes eingreifen kann, so dass bisher übliche Zeitfenstervorgaben oder Fahrdienstleiterentscheidungen nicht mehr erforderlich sind.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Umsetzung eines Begegnungsverbots für vorbestimmte Zugarten auf einem Streckenabschnitt einer eisenbahn- technischen Anlage, bei dem die Zugarten erkannt werden, bei dem geprüft wird, ob auf dem Streckenabschnitt ein Begegnungsverbot für die erkannten Zugarten vorliegt, und bei dem, wenn für die erkannten Zugarten ein Begegnungsverbot vorliegt, für einen der Züge die Weiterfahrt verhindert wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
ein zeitlicher Verlauf eines sensorisch erfassten Schwingverhaltens einer Messstelle an der Schiene bei Überfahrt des Zuges hinsichtlich zugartspezifischer Parameter ausgewertet wird .
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Schwingverhalten mittels Lichtwellenleiter erfasst wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
das Ausgangssignal des Lichtwellenleiters mittels optischer Zeitbereichsreflektometrie (OTDR - Optical Time Domain
Reflectometry) ausgewertet wird.
4. Verfahren 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
das Schwingverhalten an einer Messstelle oder an mindestens zwei in definiertem Abstand zueinander vorgesehenen Messstel- len erfasst und hinsichtlich Zuglänge und/oder Achsmuster und/oder Masseverteilung über Zuglänge (m/1) und/oder Zuggeschwindigkeit ausgewertet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
Zuglänge (1) und/oder Achsmuster und/oder Masseverteilung über Zuglänge (m/1) mit gespeicherten zugartspezifischen Parametern verglichen werden.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die Weiterfahrt automatisch verhindert wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
der Streckenabschnitt ein Tunnel ist.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüchen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
anhand einer gespeicherten matrixartigen Tabelle automatisch geprüft wird, ob ein Begegnungsverbot für die erkannten
Zugarten vorliegt.
9. Vorrichtung 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
an der Schiene ein Sensor zur Erfassung des zeitlichen Ver- laufes eines Messsignals bezüglich eines Schwingverhaltens bei Überfahrt des Zuges angeordnet ist, wobei der Sensor über eine Auswerteeinrichtung mit einer Vergleichseinrichtung zum Vergleich des Auswertesignals mit zugartspezifischen Parametern verbunden ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
mindestens ein Sensor vorgesehen ist, der mindestens einen Lichtwellenleiter umfasst, wobei der Lichtwellenleiter mit einer auf optischer Zeitbereichsreflektometrie (OTDR - Opti- cal Time Domain Reflectometry) basierenden
Auswerteeeinrichtung zur Ermittlung von Zuglänge (1) und/oder Achsmuster und/oder Masseverteilung über Zuglänge (m/1) und/oder Zuggeschwindigkeit verbunden ist.
PCT/EP2016/052657 2015-03-02 2016-02-09 Verfahren und vorrichtung zur umsetzung eines begegnungsverbots für vorbestimmte zugarten auf einem streckenabschnitt einer eisenbahntechnischen anlage WO2016139031A1 (de)

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