WO2017162472A1 - Ato-einrichtung, schienenfahrzeug und verfahren zum automatisierten fahren eines schienenfahrzeugs - Google Patents

Ato-einrichtung, schienenfahrzeug und verfahren zum automatisierten fahren eines schienenfahrzeugs Download PDF

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WO2017162472A1
WO2017162472A1 PCT/EP2017/055923 EP2017055923W WO2017162472A1 WO 2017162472 A1 WO2017162472 A1 WO 2017162472A1 EP 2017055923 W EP2017055923 W EP 2017055923W WO 2017162472 A1 WO2017162472 A1 WO 2017162472A1
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ato
ato device
rail vehicle
automated driving
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PCT/EP2017/055923
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Torsten Baier
Boris Dickgießer
Michael Grimpe
Josef LÖWE
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/10—Operations, e.g. scheduling or time tables
    • B61L27/12—Preparing schedules

Definitions

  • ATO devices Automatic Train Operation Devices
  • These can be, for example, Be ⁇ dienung of drive and brake processing date timetable information from the control center with adaptations to their ride or a feedback to the control center bezüg ⁇ Lich the current position.
  • an ATO means for auto ⁇ mated driving a rail vehicle on routes, which are equipped with different trackside vehicle safety devices the ATO device has two ATP-interfaces at least that for connecting the ATO equipment with different driving vehicle-side vehicle security devices and for transmitting necessary for the automated driving information from the respective vehicle-side vehicle safety device to the ATO device are formed.
  • a rail vehicle having at least one ATO device according to the invention and at least two different vehicle-mounted vehicle safety devices connected to the ATO device via the ATP interfaces, each for transmitting information necessary for automated driving to the ATO device are formed.
  • the object is also achieved by a method for automated driving of a rail vehicle on routes that are equipped with different trackside vehicle safety devices, in which information necessary for automated driving is at least partially transmitted from different vehicle-side vehicle safety devices to an ATO device, and wherein the rail vehicle is controlled by the ATO device in dependence on the transmitted information.
  • the inventive solution has the advantage that a plurality of vehicle-mounted vehicle ⁇ safety devices can be connected to the ATO device through the at least two ATP (Automatic Train Protection) interfaces.
  • ATP Automatic Train Protection
  • the rail vehicle with the same ATO device can be driven automatically on routes with different track-side vehicle safety devices.
  • Existing vehicle-sidezhou Anlagenseinrich ⁇ lines can continue to be used and a required new fuse-technical approval is easier to erlan ⁇ gene.
  • a possibly present at a lower level of automation train driver of the rail vehicle only operate an ATO device, which simplifies the operation.
  • the ATO invention Device can thus be operated in at least 2 modes, each using one of the ATP interfaces.
  • the ATO device can have at least one control interface , which is designed to connect the ATO device to a vehicle control device of the rail vehicle, and to control the rail vehicle via the control interface.
  • This has the advantage that the ATO device can influence all functions of the rail vehicle via the control interface and allows the rail vehicle to be driven autonomously in a simple manner. Since the invention only one ATO equipment for the rail vehicle is necessary, a STEU ⁇ errittstelle the vehicle is only necessary. As a result, development costs and space are saved.
  • the ATO device may comprise at least one control center interface, which is designed to connect the ATO device to a control center of the rail vehicle, and so on be formed that for the automated driving notwendi ⁇ ge and not transmitted via the ATP interfaces information is transmitted by means of the control center interface.
  • the control center interface can be technically unsafe ⁇ forms, for example, in security level SILO or SIL1, so that the control center interface can be less expensive and less expensive developed and designed.
  • SILO security level
  • SIL1 security level
  • one of the vehicle safety devices may be designed as an ETCS vehicle safety device.
  • ETCS European Train Control System
  • ETCS European Train Control System
  • At least the major international routes (main roads) are or will be equipped on the track with an ETCS vehicle safety device.
  • the rail vehicle according to the invention in this advantageous embodiment is operational on many routes.
  • one of the vehicle safety devices may be designed as a LZB or PZB vehicle safety device.
  • LZB (Line-shaped train control) and PZB (Point-shaped train control) - Vehicle safety devices have been in use on existing routes for many years. Therefore, the rail vehicle according to the invention, which has a LZB or PZB vehicle safety device, can be used on a particularly large number of existing routes that are not yet equipped with a more modern vehicle safety device such as ETCS.
  • the rail vehicle according to the invention can automatically recognize with which vehicle safety device a driving route is equipped. To also have a communication between the vehicle side
  • the at least two vehicle-mounted vehicle safety devices connected to the ATO device via the ATP interfaces can be connected to one another.
  • one of the vehicle safety devices may be designed as a leader, for example the ETCS vehicle safety device, and deliver the control to the at least one further vehicle safety device,
  • the LZB or PZB vehicle security device when a corresponding trackside Vietnameseiche ⁇ tion device is detected.
  • the ETCS vehicle security device may be operated on LZB or PZB routes in an STM (State Transmission Mode) mode in which it provides control to the LZB or PZB vehicle security device.
  • the invention further relates to a railway system with routes that have different track-side driving ⁇ zeugschs wornen, and with at least one inventive rail vehicle, which is designed according to one of the embodiments described above.
  • Figure 1 is a schematic representation of an exemplary
  • Embodiment of the railway installation according to the invention shows a schematic representation of an exemplary embodiment of a rail vehicle according to the invention of the system of FIG. 1. The invention will be described below with reference to the exemplary embodiment in FIGS . 1 and 2.
  • An exemplary embodiment of a railway system 1 according to the invention has at least one rail vehicle 2, a Radioactive Equivalent Privacy (Radjustment), and a plurality of routes 4a, 4b.
  • the Fahrstre ⁇ CKEN 4a, 4b each comprise different trackside vehicle safety devices 5a, 5b.
  • the rail vehicle 2 according to the invention in the ge ⁇ showed exemplary embodiment comprises an ATO equipment 6, a first vehicle safety device 7, a second vehicle safety device 8, a vehicle control device 9, an obstacle detection device 10, a display device 11, additional inputs and outputs 12 and more Vehicle elements 13.
  • the ATO device is designed for automated driving of the rail vehicle 2 and has a first ATP interface 14, a second ATP interface 15, a
  • the ATO device 6 is connected to the first vehicle safety device 7 via the first ATP interface 14 and to the second vehicle safety device 8 via the second ATP interface 15.
  • the control interface 16 connects the ATO device 6 to the vehicle control device 9 and also with the only optional obstacle detection device 10.
  • the control interface 17 connects the ATO device 6 with the Radio link 18, for example by GSM or GSM-R, is formed.
  • the first vehicle-side vehicle securing device 7 is designed as a per se known LZB vehicle safety device and has a communication means 19.
  • the communication onsstoff 19 is for communication with the respective track side is also in accordance with the LZB technology being formed ⁇ vehicle safety device 5a provided.
  • the first vehicle safety device 7 could also be designed as a PZB vehicle safety device.
  • the second vehicle safety device 8 is designed as an ETCS vehicle safety device and comprises a communication device 20 which is designed to communicate with the corresponding track-side ETCS vehicle safety device 5b.
  • the vehicle control device 9 is connected to the other vehicle elements 13, such as drive, brake, etc.
  • the vehicle control device 9 outputs control commands to the wide ⁇ ren vehicle elements 13 in order to control the rail vehicle 2 and to drive on the route 4a, 4b.
  • an automatic driving and braking control (AFB) is integrated.
  • the obstacle detection device 10 is connected to both the ATO device 6 and the vehicle control device 9.
  • the obstacle detection device 10 is designed to detect obstacles in front of the rail vehicle 2 in the region of the route 4a, 4b and outputs when detected
  • the display device 11 is, for example, a monitor in a cab of the rail vehicle 2, which displays a gegebe ⁇ possibly existing driver information.
  • the further inputs and outputs 12 are also connected to the ATO device 6 and give, for example, safe or non-secure information to the ATO device 6, such as a GPS location signal, switching positions of
  • Switches or buttons on a control panel or signals from a path encoder Switches or buttons on a control panel or signals from a path encoder.
  • the communication between the ATO device 6 and the Radio masts along the route 4a, 4b happens in the illustrated exemplary embodiment of a trackside arranged communication device 21, which is formed for example in the form of radio masts along the route 4a, 4b.
  • a combination with the communication means 19 and / or 20 may be possible.
  • the ATO device 6 has the two ATP interfaces 14, 15 and is consequently connected to the different vehicle-side vehicle safety devices 7, 8 by signal technology. This allows automated drive 4b, the inventiveness modern rail vehicle 2 is controlled by the ATO device 6 to the routes 4a, equipped with un ⁇ teretzlichen trackside vehicle safety devices 5a, 5b.
  • the ATO device 6 takes up about ⁇ in the embodiment of the figures, the func- tions:
  • the ATO device 6 For the functions mentioned and generally for the automated driving of a rail vehicle, a large amount of information, for example reference variables, is necessary on the part of the ATO device 6. This information is transmitted to the ATO device 6 by the vehicle-side vehicle safety devices 7, 8 and by the control center 3. Depending on the security technical features of the travel route 4a, 4b either the first vehicle Siche ⁇ inference device 7 or the second vehicle safety device 8 receives various information from the trackside vehicle safety devices 5a, 5b. All information beyond that necessary for automated driving is obtained by the ATO device 6 from the control center 3 or via the obstacle detection device 10 or, for example, another sensor system.
  • the vehicle-side vehicle safety devices 7, 8 are designed according to a high safety standard, for example SIL3 or SIL4, so that the transmission of information can be regarded as particularly safe. For example, a permissible maximum speed and braking signals are transmitted to the ATO device 6 via the ATP interfaces 14, 15. The number or type of Informati ⁇ ones which receives the ATO device 6 from the vehicle-side vehicle securing devices 7, 8 is different, if necessary. Thus, as the LZB
  • Vehicle safety device 7 less information to the ATO device 6 than the more modern ETCS
  • the rail vehicle according to the invention 2 has the advantage in the exemplary embodiments illustrated in the figures that it can drive automatically both on LZB processedstat ⁇ teten routes 4a and also equipped on ETCS routes 4b.
  • LZB-equipped lines 4a are very common in Germany and some other Central European countries.
  • ETCS-equipped routes 4b are being built more and more often and are the standard, especially in cross-border traffic.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum automatisierten Fahren eines Schienenfahrzeugs (2) auf Fahrstrecken (4a, 4b), die mit unterschiedlichen streckenseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen (5a, 5b) ausgestattet sind, für das automatisierte Fahren nötige Informationen zumindest teilweise von unterschiedlichen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen (7, 8) an eine ATO-Einrichtung (6) übermittelt und das Schienenfahrzeug (2) von der ATO-Einrichtung (6) in Abhängigkeit von den übermittelten Informationen gesteuert.

Description

Beschreibung
ATO-Einrichtung, Schienenfahrzeug und Verfahren zum automati¬ sierten Fahren eines Schienenfahrzeugs
Der heutige Bahnverkehr wird immer weiter ausgebaut. Die Bahnverkehrsunternehmen befinden sich teilweise in einem harten Konkurrenzkampf und versuchen, den Bahnverkehr immer preiswerter anzubieten. Dabei wird immer häufiger auf eine starke Automatisierung des Bahnverkehrs gesetzt. Dies ge¬ schieht zum einen seit vielen Jahren durch eine Automatisie¬ rung der Abläufe in den Leitstellen des Bahnverkehrs, aber zum anderen zunehmend auch darin, die Fahrzeuge selber in ihrem Betrieb zu automatisieren. Dabei kommen ATO-Einrichtungen (Automated Train Operation-Einrichtungen) zum Einsatz, die bisher von einem Triebfahrzeugführer wahrgenommene Funktionen des Fahrzeugs übernehmen. Dies können beispielsweise die Be¬ dienung von Antrieb und Bremse, Verarbeiten von aktuellen Fahrplaninformationen von der Leitstelle mit Anpassung der eigenen Fahrt oder eine Rückmeldung an die Leitstelle bezüg¬ lich der aktuellen Position sein.
Automatisierungslösungen für bereits im Einsatz befindliche Fahrstrecken sind häufig kostenintensiv und konstruktiv aufwendig .
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine ATO-Einrichtung, ein Schienenfahrzeug und ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, die eine kostengüns¬ tige Automatisierung des Bahnverkehrs ermöglichen.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine ATO-Einrichtung zum auto¬ matisierten Fahren eines Schienenfahrzeugs auf Fahrstrecken, die mit unterschiedlichen streckenseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen ausgestattet sind, wobei die ATO- Einrichtung wenigstens zwei ATP-Schnittstellen aufweist, die zum Verbinden der ATO-Einrichtung mit unterschiedlichen fahr- zeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen und zum Übermitteln von für das automatisierte Fahren nötige Informationen von der jeweiligen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtung an die ATO-Einrichtung ausgebildet sind.
Die Aufgabe wird weiterhin gelöst durch ein Schienenfahrzeug mit wenigstens einer erfindungsgemäßen ATO-Einrichtung und mit wenigstens zwei unterschiedlichen mit der ATO-Einrichtung über die ATP-Schnittstellen verbundenen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen, die jeweils zum Übermitteln von für das automatisierte Fahren nötigen Informationen an die ATO-Einrichtung ausgebildet sind.
Schließlich wird die Aufgabe auch gelöst durch ein Verfahren zum automatisierten Fahren eines Schienenfahrzeugs auf Fahrstrecken, die mit unterschiedlichen streckenseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen ausgestattet sind, bei dem für das automatisierte Fahren nötige Informationen zumindest teilweise von unterschiedlichen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen an eine ATO-Einrichtung übermittelt werden, und bei dem das Schienenfahrzeug von der ATO- Einrichtung in Abhängigkeit von den übermittelten Informationen gesteuert wird.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, dass an die ATO- Einrichtung durch die wenigstens zwei ATP (Automatic Train Protection) -Schnittstellen mehrere fahrzeugseitige Fahrzeug¬ sicherungseinrichtungen angeschlossen werden können. Dadurch kann auf Fahrstrecken mit unterschiedlichen streckenseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen das Schienenfahrzeug mit der gleichen ATO-Einrichtung automatisiert gefahren werden. Bereits vorhandene fahrzeugseitige Fahrzeugsicherungseinrich¬ tungen können weiterhin genutzt werden und eine erforderliche neue sicherungstechnische Zulassung ist einfacher zu erlan¬ gen. Weiterhin muss ein bei einem niedrigeren Automatisierungsgrad möglicherweise anwesender Triebfahrzeugführer des Schienenfahrzeugs lediglich eine ATO-Einrichtung bedienen, was den Betrieb vereinfacht. Die erfindungsgemäße ATO- Einrichtung kann also in wenigstens 2 Modi betrieben werden, die jeweils eine der ATP-Schnittstellen nutzen.
Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene vorteil- hafte Ausgestaltungen weiterentwickelt werden, die im Folgenden beschrieben sind.
So kann die ATO-Einrichtung wenigstens eine Steuerschnitt¬ stelle aufweisen, die zum Verbinden der ATO-Einrichtung mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung des Schienenfahrzeugs ausgebildet ist, und zum Steuern des Schienenfahrzeugs über die Steuerschnittstelle ausgebildet sein. Dies hat den Vorteil, dass die ATO-Einrichtung über die Steuerschnittstelle Ein- fluss auf alle Funktionen des Schienenfahrzeugs nehmen kann und das Schienenfahrzeug auf einfache Weise autonom fahren lassen kann. Da erfindungsgemäß nur eine ATO-Einrichtung für das Schienenfahrzeug nötig ist, ist auch lediglich eine Steu¬ erschnittstelle zum Fahrzeug erforderlich. Hierdurch werden Entwicklungskosten und Bauraum eingespart.
Um weitere für das automatisierte Fahren nötige Informationen zu erhalten, die nicht von einer der fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen übermittelt wurden, kann die ATO- Einrichtung wenigstens eine Leitstellenschnittstelle aufwei- sen, die zum Verbinden der ATO-Einrichtung mit einer Betriebsleitstelle des Schienenfahrzeugs ausgebildet ist, und so ausgebildet sein, dass für das automatisierte Fahren nöti¬ ge und nicht über die ATP-Schnittstellen übermittelte Informationen mittels der Leitstellenschnittstelle übermittelt werden. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung kann die Leitstellenschnittstelle signaltechnisch unsicher ausge¬ bildet werden, beispielsweise in Sicherheitsstufe SILO oder SIL1, so dass die Leitstellenschnittstelle weniger aufwendig und kostengünstiger entwickelt und ausgestaltet werden kann. Über die Leitstellenschnittstelle können somit sämtliche In¬ formationen in die ATO-Einrichtung eingelesen werden, die nicht über die ATP-Schnittstellen gekommen sind. Diese Infor- mationen müssen selbstverständlich nicht ausschließlich von der Betriebsleitstelle kommen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs kann eine der Fahrzeugsicherungseinrichtungen als eine ETCS-Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildet sein. ETCS (European Train Control System) ist als ein einheitliches Zugsicherungssystem für den internationalen europäischen Schienenverkehr definiert worden. Zumindest die gro- ßen internationalen Fahrstrecken (Magistralen) sind oder werden streckenseitig mit einer ETCS-Fahrzeugsicherungs- einrichtung ausgestattet. Damit ist das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug in dieser vorteilhaften Ausgestaltung auf vielen Fahrstrecken einsatzfähig.
Ferner kann eine der Fahrzeugsicherungseinrichtungen als eine LZB- oder PZB-Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildet sein. LZB (Linienförmige Zugbeeinflussung)- und PZB (Punktförmige Zugbeeinflussung) - Fahrzeugsicherungseinrichtungen sind be- reits seit vielen Jahren auf vorhandenen Fahrstrecken im Einsatz. Daher kann das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug, das eine LZB- oder PZB-Fahrzeugsicherungseinrichtung aufweist, auf besonders vielen vorhandenen Fahrstrecken eingesetzt werden, die noch nicht mit einer moderneren Fahrzeugsicherungs- einrichtung wie beispielsweise ETCS ausgestattet sind. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug kann automatisch erkennen, mit welcher Fahrzeugsicherungseinrichtung eine Fahrstrecke ausgestattet ist. Um auch eine Kommunikation zwischen den fahrzeugseitigen
Fahrzeugsicherungseinrichtungen zu ermöglichen, können die wenigstens zwei mit der ATO-Einrichtung über die ATP- Schnittstellen verbundenen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen miteinander verbunden sein. So kann bei- spielsweise eine der Fahrzeugsicherungseinrichtungen als führend ausgebildet sein, beispielsweise die ETCS- Fahrzeugsicherungseinrichtung, und die Kontrolle an die wenigstens eine weitere Fahrzeugsicherungseinrichtung abgeben, beispielsweise die LZB- oder PZB- Fahrzeugsicherungseinrichtung, wenn eine entsprechende streckenseitige Fahrzeugsiche¬ rungseinrichtung erkannt wird. Beispielsweise kann die ETCS- Fahrzeugsicherungseinrichtung auf LZB- oder PZB-Strecken in einem STM (State Transmission Mode) -Modus betrieben werden, in dem es die Kontrolle an die LZB- oder PZB- Fahrzeugsicherungseinrichtung abgibt .
Die Erfindung betrifft weiterhin eine bahntechnische Anlage mit Fahrstrecken, die unterschiedliche streckenseitige Fahr¬ zeugsicherungseinrichtungen aufweisen, und mit wenigstens einem erfindungsgemäßen Schienenfahrzeug, das nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen ausgebildet ist. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens können weitere für das automatisierte Fahren not¬ wenige Informationen, die nicht von einer der Fahrzeugsiche¬ rungseinrichtungen übermittelt wurden, von einer Betriebsleitstelle an die ATO-Einrichtung übermittelt werden. Dies hat den Vorteil, dass wie oben bereits beschrieben sämtliche für das automatisierte Fahren notwendige Informationen an die ATO-Einrichtung übermittelt werden können. Dabei werden sicherheitsrelevante Informationen von den fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen und sicherheitstechnisch un- kritische Informationen von der Betriebsleitstelle an die ATO-Einrichtung übermittelt.
Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beispiel¬ haften Ausführungsformen in den beigefügten Zeichnungen er- läutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften
Ausführungsform der erfindungsgemäßen bahntechnischen Anlage; Figur 2 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Schienenfahrzeugs der Anlage aus Figur 1. Im Folgenden wird die Erfindung mit Bezug auf die beispiel¬ hafte Ausführungsform in den Figuren 1 und 2 beschrieben.
Eine beispielhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen bahntechnischen Anlage 1, wie sie in Figur 1 dargestellt ist, weist wenigstens ein Schienenfahrzeug 2, eine Betriebsleit¬ stelle 3 und mehrere Fahrstrecken 4a, 4b auf. Die Fahrstre¬ cken 4a, 4b umfassen jeweils unterschiedliche streckenseitige Fahrzeugsicherungseinrichtungen 5a, 5b. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug 2 umfasst in der ge¬ zeigten beispielhaften Ausführungsform eine ATO-Einrichtung 6, eine erste Fahrzeugsicherungseinrichtung 7, eine zweite Fahrzeugsicherungseinrichtung 8, eine Fahrzeugsteuereinrichtung 9, eine Hinderniserkennungseinrichtung 10, eine Anzeige- einrichtung 11, weitere Ein- und Ausgänge 12 und weitere Fahrzeugelemente 13.
Die ATO-Einrichtung ist für ein automatisiertes Fahren des Schienenfahrzeugs 2 ausgebildet und weist eine erste ATP- Schnittstelle 14, eine zweite ATP-Schnittstelle 15, eine
Steuerschnittstelle 16 und eine Leitschnittstelle 17 auf. Die ATO-Einrichtung 6 ist über die erste ATP-Schnittstelle 14 mit der ersten Fahrzeugsicherungseinrichtung 7 verbunden und über die zweite ATP-Schnittstelle 15 mit der zweiten Fahrzeugsi- cherungseinrichtung 8. Die Steuerschnittstelle 16 verbindet die ATO-Einrichtung 6 mit der Fahrzeugsteuereinrichtung 9 und auch mit der lediglich optionalen Hinderniserkennungseinrichtung 10. Die Leitschnittstelle 17 verbindet die ATO- Einrichtung 6 mit der Betriebsleitstelle 3, wobei diese Ver- bindung in der Ausführungsform der Figuren als eine Funkverbindung 18, beispielsweise durch GSM oder GSM-R, ausgebildet ist . Die erste fahrzeugseitige Fahrzeugsicherungseinrichtung 7 ist in der beispielhaften Ausführungsform der Figuren als eine an sich bekannte LZB-Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildet und weist ein Kommunikationsmittel 19 auf. Das Kommunikati- onsmittel 19 ist zur Kommunikation mit der entsprechenden streckenseitigen ebenfalls gemäß der LZB-Technologie ausge¬ bildeten Fahrzeugsicherungseinrichtung 5a vorgesehen. Alternativ könnte die erste Fahrzeugsicherungseinrichtung 7 auch als eine PZB-Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildet sein.
Die zweite Fahrzeugsicherungseinrichtung 8 ist in der beispielhaften Ausführungsform der Figuren als eine ETCS- Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildet und umfasst ein Kommunikationsmittel 20, das zur Kommunikation mit der ent- sprechenden streckenseitigen ETCS-Fahrzeugsicherungs- einrichtung 5b ausgebildet ist.
Die Fahrzeugsteuereinrichtung 9 ist mit den weiteren Fahrzeugelementen 13, wie Antrieb, Bremse, etc., verbunden. Die Fahrzeugsteuereinrichtung 9 gibt Steuerbefehle an die weite¬ ren Fahrzeugelemente 13 aus, um das Schienenfahrzeug 2 zu steuern und auf der Fahrstrecke 4a, 4b zu fahren. In der Fahrzeugsteuereinrichtung 9 ist beispielsweise auch eine automatische Fahr- und Bremssteuerung (AFB) integriert.
Die Hinderniserkennungseinrichtung 10 ist sowohl mit der ATO- Einrichtung 6 als auch der Fahrzeugsteuereinrichtung 9 verbunden. Die Hinderniserkennungseinrichtung 10 ist zum Erkennen von Hindernissen vor dem Schienenfahrzeug 2 im Bereich der Fahrstrecke 4a, 4b ausgebildet und gibt bei erkanntem
Hindernis entsprechende Steuersignale an die ATO-Einrichtung 6 und die Fahrzeugsteuereinrichtung 9.
Die Anzeigeeinrichtung 11 ist beispielsweise ein Monitor in einem Führerstand des Schienenfahrzeugs 2, die einem gegebe¬ nenfalls noch vorhandenen Triebfahrzeugführer Informationen anzeigt . Die weiteren Ein- und Ausgänge 12 sind ebenfalls mit der ATO- Einrichtung 6 verbunden und geben beispielsweise sichere oder nicht sichere Informationen an die ATO-Einrichtung 6, wie beispielsweise ein GPS-Ortssignal , Schaltstellungen von
Schaltern oder Knöpfen auf einem Bedienpult oder Signale von einem Wegimpulsgeber.
Die Kommunikation zwischen der ATO-Einrichtung 6 und der Betriebsleitstelle 3 geschieht bei der dargestellten beispiel- haften Ausführungsform über eine streckenseitig angeordnete Kommunikationseinrichtung 21, die beispielsweise in Form von Funkmasten entlang der Fahrstrecke 4a, 4b ausgebildet ist. Eine Kombination mit den Kommunikationsmitteln 19 und/oder 20 ist gegebenenfalls möglich.
Die erfindungsgemäße ATO-Einrichtung 6 weist die zwei ATP- Schnittstellen 14, 15 auf und ist folglich mit den unterschiedlichen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen 7, 8 signaltechnisch verbunden. Dadurch kann das erfindungs- gemäße Schienenfahrzeug 2 gesteuert von der ATO-Einrichtung 6 auf den Fahrstrecken 4a, 4b automatisiert fahren, die mit un¬ terschiedlichen streckenseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen 5a, 5b ausgestattet sind. Die ATO-Einrichtung 6 über¬ nimmt dabei in der Ausführungsform der Figuren die Funktio- nen:
Fahren (Antriebssteuerung) , Bremsen (Bremssteuerung) , Halten mit hoher Genauigkeit, Überwachung einer Haltetoleranz, Freigabe der Türen an einer vorgesehenen Seite, Türschließkommandos, Anzeigen einer Haltedauer, Anzeigen einer gewollten Ab- fahrtszeit, Anzeigen einer gewollten Ankunftszeit, energieop¬ timiertes Fahren und Bremsen, Nachberechnung des energieoptimierten Fahrens bei Veränderung des Fahrwegs während der Fahrt, Kontrolle eines maximalen Rucks des sogenannten Jerks, , bei Lastwechsel, pünktliche Ankunft nach Offline- Fahrplänen, Empfang und Berücksichtigung von Online- Fahrplankorrekturen, Fahrgastinformationsausgabe, Bereitstel¬ lung eines Streckenatlasses, Update eines Streckenatlasses mit aktualisierten Daten, Kommunikation mit der Betriebsleit- stelle 3, Transport fremder Daten von und zu Kommunikations¬ einrichtungen entlang der Strecke, Offline-Betrieb mit vorde¬ finierten Daten und Offline-Betrieb mit gänzlich oder teil¬ weise aktualisierten Daten, die über geeignete Kommunikati- onsstrecken ausgetauscht werden. Selbstverständlich kann die ATO-Einrichtung 6 auch mehr oder weniger Funktionen erfüllen.
Für die genannten Funktionen und allgemein für das automatisierte Fahren eines Schienenfahrzeugs sind eine Vielzahl von Informationen, beispielsweise Führungsgrößen, auf Seiten der ATO-Einrichtung 6 notwendig. Diese Informationen werden der ATO-Einrichtung 6 von den fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen 7, 8 und von der Betriebsleitstelle 3 übermittelt. Je nach sicherungstechnischer Ausstattung der Fahrstrecke 4a, 4b empfängt entweder die erste Fahrzeugsiche¬ rungseinrichtung 7 oder die zweite Fahrzeugsicherungseinrichtung 8 verschiedene Informationen von den streckenseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen 5a, 5b. Alle darüber hinaus für das automatisierte Fahren nötigen Informationen erhält die ATO-Einrichtung 6 von der Betriebsleitstelle 3 oder über die Hinderniserkennungseinrichtung 10 oder beispielsweise eine andere Sensorik.
Die fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen 7, 8 sind gemäß einem hohen Sicherheitsstandard, beispielsweise SIL3 oder SIL4, ausgebildet, so dass die Informationsübermittlung hierüber als besonders sicher angesehen werden kann. Beispielsweise werden über die ATP-Schnittstellen 14, 15 eine zulässige Höchstgeschwindigkeit und Bremssignale an die ATO- Einrichtung 6 übermittelt. Die Anzahl oder Art von Informati¬ onen, die die ATO-Einrichtung 6 von den fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen 7, 8 erhält, ist ggf. unterschiedlich. So übermittelt die als LZB-
Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildete erste Fahrzeugsi- cherungseinrichtung 7 weniger Informationen an die ATO- Einrichtung 6 als die als modernere ETCS-
Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildete zweite Fahrzeugsi¬ cherungseinrichtung 8. Das erfindungsgemäße Schienenfahrzeug 2 hat in der in den Figuren dargestellten beispielhaften Ausführungsformen den Vorteil, dass es sowohl auf LZB ausgestat¬ teten Fahrstrecken 4a und auch auf ETCS ausgestatteten Fahrstrecken 4b automatisch fahren kann. LZB ausgerüstete Fahr- strecken 4a sind beispielsweise in Deutschland und einigen anderen mitteleuropäischen Staaten sehr verbreitet. ETCS ausgestattete Fahrstrecken 4b werden immer häufiger gebaut und bilden insbesondere im länderübergreifenden Verkehr den Standard .
Mit Hilfe der Erfindung können auch bereits vorhandene Schie¬ nenfahrzeuge, die bereits eine erste Fahrzeugsicherungsein¬ richtung 7 aufweisen, leicht mit einer erfindungsgemäßen ATO- Einrichtung 6 nachgerüstet werden. Die zweite Fahrzeugsiche- rungseinrichtung 8 wird ergänzt, so dass das nachgerüstete erfindungsgemäße Schienenfahrzeug 2 die verschiedenen Fahr¬ strecken 4a, 4b automatisch befahren kann.

Claims

Patentansprüche
1. ATO-Einrichtung (6) zum automatisierten Fahren eines
Schienenfahrzeugs (2) auf Fahrstrecken (4a, 4b), die mit un- terschiedlichen streckenseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen (5a, 5b) ausgestattet sind,
wobei die ATO-Einrichtung (6) wenigstens zwei ATP- Schnittstellen (14, 15) aufweist, die zum Verbinden der ATO- Einrichtung (6) mit unterschiedlichen fahrzeugseitigen Fahr- Zeugsicherungseinrichtungen (7, 8) und zum Übermitteln von für das automatisierte Fahren nötigen Informationen von der jeweiligen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtung (7, 8) an die ATO-Einrichtung (6) ausgebildet sind.
2. ATO-Einrichtung (6) 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
die ATO-Einrichtung (6) wenigstens eine Steuerschnittstelle
(16) aufweist, die zum Verbinden der ATO-Einrichtung (6) mit einer Fahrzeugsteuereinrichtung (9) des Schienenfahrzeugs (2) ausgebildet ist, und zum Steuern des Schienenfahrzeugs (2) über die Steuerschnittstelle (16) ausgebildet ist.
3. ATO-Einrichtung (6) nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die ATO-Einrichtung (6) wenigstens eine Leitschnittstelle
(17) aufweist, die zum Verbinden der ATO-Einrichtung mit einer Betriebsleitstelle (3) ausgebildet ist, und so ausgebil¬ det ist, dass für das automatisierte Fahren nötige und nicht über die ATP-Schnittstellen (14, 15) übermittelte Informatio- nen mittels der Leitschnittstelle (17) übermittelt werden.
4. Schienenfahrzeug (2)
mit wenigstens einer ATO-Einrichtung (6) nach einem der oben genannten Ansprüche und
mit wenigstens zwei unterschiedlichen mit der ATO-Einrichtung über die ATP-Schnittstellen (14, 15) verbundenen fahrzeugsei- tigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen (7, 8), die jeweils zum Übermitteln von für das automatisierte Fahren nötigen Informationen an die ATO-Einrichtung (6) ausgebildet sind.
5. Schienenfahrzeug (2) 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
eine der Fahrzeugsicherungseinrichtungen (7, 8) als eine ETCS-Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildet ist.
6. Schienenfahrzeug (2) nach Anspruch 4 oder 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
eine der Fahrzeugsicherungseinrichtungen (7, 8) als eine LZB- oder PZB-Fahrzeugsicherungseinrichtung ausgebildet ist.
7. Schienenfahrzeug (2) nach einem der oben genannten Ansprü- che 4 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass
die wenigstens zwei mit der ATO-Einrichtung über die ATP- Schnittstellen verbundenen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtung miteinander verbunden sind.
8. Bahntechnische Anlage (1)
mit Fahrstrecken (4a, 4b) , die unterschiedliche streckensei- tige Fahrzeugsicherungseinrichtungen (5a, 5b) aufweisen, und mit wenigstens einem Schienenfahrzeug (2), das nach einem der oben genannten Ansprüche 4 bis 7 ausgebildet ist.
9. Verfahren zum automatisierten Fahren eines Schienenfahrzeugs (2) auf Fahrstrecken (4a, 4b), die mit unterschiedli¬ chen streckenseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen (5a, 5b) ausgestattet sind,
bei dem für das automatisierte Fahren nötige Informationen zumindest teilweise von unterschiedlichen fahrzeugseitigen Fahrzeugsicherungseinrichtungen (7, 8) an eine ATO- Einrichtung (6) übermittelt werden und
bei dem das Schienenfahrzeug (2) von der ATO-Einrichtung (6) in Abhängigkeit von den übermittelten Informationen gesteuert wird .
10. Verfahren 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
weitere für das automatisierte Fahren notwendige Informatio¬ nen, die nicht von einer der Fahrzeugsicherungseinrichtungen (7, 8) übermittelt wurden, von einer Betriebsleitstelle (3) an die ATO-Einrichtung (6) übermittelt werden.
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