WO2023227524A1 - Verfahren und anordnung zum erkennen einer wagenreihung in einem zugverbund sowie zugverbund mit einer solchen anordnung - Google Patents

Verfahren und anordnung zum erkennen einer wagenreihung in einem zugverbund sowie zugverbund mit einer solchen anordnung Download PDF

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WO2023227524A1
WO2023227524A1 PCT/EP2023/063640 EP2023063640W WO2023227524A1 WO 2023227524 A1 WO2023227524 A1 WO 2023227524A1 EP 2023063640 W EP2023063640 W EP 2023063640W WO 2023227524 A1 WO2023227524 A1 WO 2023227524A1
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WO
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car
communication device
train
exactly
transit time
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/063640
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English (en)
French (fr)
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Kay-Uwe Kolshorn
Thomas Prill
Jürgen Wassner
Stephen Dominiak
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Voith Patent Gmbh
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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
    • B61L25/00—Recording or indicating positions or identities of vehicles or trains or setting of track apparatus
    • B61L25/02—Indicating or recording positions or identities of vehicles or trains
    • B61L25/028—Determination of vehicle position and orientation within a train consist, e.g. serialisation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0018—Communication with or on the vehicle or train
    • B61L15/0036—Conductor-based, e.g. using CAN-Bus, train-line or optical fibres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L15/00—Indicators provided on the vehicle or train for signalling purposes
    • B61L15/0072—On-board train data handling

Definitions

  • the present invention generally relates to solutions for automating train formation and train separation processes in rail freight transport.
  • the invention relates to a method and an arrangement for recognizing a car stand or a train group in a train combination, which consists of at least one car pulled by a railcar, in particular freight cars, or of a car combination with at least two cars that can be moved by the car's own drive.
  • this relates to a method and an arrangement for detecting the setting direction of a car in the train combination.
  • a “train inauguration” is understood to mean the initialization of the communication system of a newly assembled train group.
  • the train inauguration establishes the functionality of the communication system for the electronic systems in the train group. It is a fundamental task of the communication system and essentially includes the logical addressing of the communication nodes in the train group individual vehicles, and thereby integrates the determination of variable train-specific parameters (car order, alignment of the cars, last car). This is understood as the creation of a train order table in which the car numbers (worldwide unique vehicle identification) and their alignment are assigned to the logical addresses in the communication system .
  • the process of train christening is initialized by the leading vehicle (locomotive). At the end of the process, the position of each (smart) cart and its orientation are known. On this basis, communication between electronic systems can be realized between all vehicles/carriages in the train network, and further system-wide or system-specific initialization functions can be carried out. After the train is devisated, a cyclical exchange of messages ensures that the system is functional. The process should not exceed a maximum duration of 120 seconds and must be implemented as the communication system is developed.
  • a train christening is coordinated, for example, by the central train control devices (TCMS) available for each railcar, whereby these usually first negotiate a master train control device, which then coordinates and controls central processes of the train christening and the so-called train preparation service (e.g. brake test). Communication takes place via one or more (redundantly) installed train data buses, whose protocols may support, for example, train formation and train christening with corresponding functions.
  • train preparation service e.g. brake test
  • Communication takes place via one or more (redundantly) installed train data buses, whose protocols may support, for example, train formation and train christening with corresponding functions.
  • TCN Train Communication Network
  • US Pat. No. 4,689,602 relates to a system for determining the order of cars in a train set.
  • the order is determined by the start of inputting a signal to the data transmission device of the front car and its forwarding to the following data transmission device of the following and the other cars as well as the evaluation of the output signals, the order being stored in a central memory on the front car of the train combination is saved.
  • the disadvantage is that the system known from this prior art works on the basis of various fault-prone control and monitoring relays in the respective car, for which a special control line must also be arranged. To recognize the order of the cars, the control line must also be interrupted.
  • a radio bus offers the advantage that there is no need to connect an electronic/electrical connecting line to set up the train bus between the individual cars, since the data is transmitted via radio channels, i.e. wirelessly.
  • the disadvantage here particularly if a train christening is to be carried out for several trains that are in close proximity, is that an ambiguous train order of the cars to the respective train/train combination is possible.
  • the radio transmission can inadvertently cause a logical Assignment of a car arranged in an adjacent train group to a “wrong” train group.
  • the present invention is therefore based in particular on the problem that conventional devices and methods for detecting the position of the wagon and the adjustment direction are designed for passenger rail traffic, and that these devices and methods cannot, or at least not easily, be transferred to rail-bound freight traffic. This is because in rail-bound freight transport, corresponding control devices are not implemented in the electrical contact couplings for cost reasons, but in passenger rail transport they are necessary for the correct recording of the trainset or wagon orientation.
  • the invention is based on the object of creating a device or arrangement and a method for detecting a car stand in train traffic in order to enable error-free train christening in a simple manner, the device and the method having increased reliability .
  • a corresponding arrangement or method is to be specified, which is also suitable for recognizing the setting direction of a car in the train combination in an easy-to-implement but still efficient manner.
  • the arrangement and the method should be suitable for rail-bound freight transport.
  • the invention relates in particular to an arrangement for recognizing a train of cars or a car stand in a train combination, which consists of at least one car pulled by a railcar, in particular freight cars, or of a car combination with at least two cars that can be moved by the car's own drive.
  • the train network has a continuous power supply line with a central electrical feed point for a continuous flow of electrical energy.
  • the arrangement also has a carrier frequency device for data transmission, in particular via the continuous power supply line.
  • the carrier frequency device is a powerline-based installation bus (PCL bus), in which the signals are sent via the already existing (continuous) power supply line without the need to lay new lines.
  • PCL bus powerline-based installation bus
  • Such a powerline-based installation bus has the advantage that the power supply line itself serves as a communication medium.
  • the invention is not limited to carrier frequency devices or powerline-based installation buses in which the signals are transmitted via the continuous power supply line.
  • the signal transmission can also take place via data lines.
  • the advantages of the transmission route via the continuous power supply line lie in the high reliability and the low installation effort.
  • the carrier frequency device is designed to additionally modulate signals via one or more carrier frequencies, in particular onto the continuous power supply line, using carrier frequency technology.
  • the data signal is usually modulated onto the 230V carrier signal, for example, using pulse phase modulation. With pulse phase modulation, the data is transmitted using pulses that are modulated onto the carrier signal. By shifting the impulses over time and the information is encoded using different time intervals between the pulses.
  • the carrier frequency device of the arrangement according to the invention preferably has at least one communication device for each car of the train combination. This is in particular a communication direction in the form of a modem.
  • the at least one communication device per car of the train combination is designed to exchange digital signals via the transmission path provided in particular with the continuous power supply line with a master communication device which is considered to be a master communication device with a view to hierarchical management of access to the data transmission provided with the carrier frequency device.
  • this master communication device is arranged in the railcar of the train combination.
  • the arrangement has a measuring and/or evaluation device, which is designed on the basis of transit times or transit time differences between the at least one communication device of each car of the train combination via the transmission path provided in particular with the continuous power supply line and the master communication device to derive a train sequence.
  • the invention is based on the knowledge that based on the transit times or transit time differences of the signals sent from the individual communication devices of the respective wagons of the train group to the master communication device, which is preferably arranged in the railcar of the train group, a number of the wagons of the train group and / or a distance of the individual wagons of the train group to the wagon is determined with the master communication device, preferably from this a wagon position or a wagon sequence of the train group can be derived.
  • the arrangement according to the invention is characterized in that the carriage position (as well as the setting direction) of the carriages in the train group or wagon group can be determined automatically and without the use of additional continuous lines in the train group or wagon group.
  • a train formation i.e. changing the number, direction and type of wagons, as well as the number of wagons in the train combination, can therefore be changed as often as desired.
  • the arrangement according to the invention is therefore particularly suitable for rail-bound freight transport.
  • the carrier frequency device has exactly one (single) communication device per car of the train combination.
  • This exactly one communication device per car of the train combination is arranged or provided on or in an end region of the respective car.
  • end region of the carriage used herein is to be understood as meaning the region of the carriage that does not correspond to the middle region.
  • exactly one communication device of a first car of the train combination is designed to exchange not only digital signals with the master communication device via the transmission path provided in particular with the continuous power supply line, but also digital signals via the master communication device in particular
  • the transmission path provided by the continuous power supply line can be exchanged with exactly one communication device of at least another, second car of the train system.
  • This second car of the train group is in particular a car of the train group that does not correspond to the railcar or that is not provided with the master communication device.
  • the first car in the train combination is arranged directly adjacent to the second car.
  • the measuring and/or evaluation device is not only designed to be a To determine the train sequence and/or a number of cars in the train combination, but is also designed, based on transit times of digital signals exchanged via the transmission path between exactly one communication device of the first car and exactly one communication device of the second car, an adjustment direction of the first car and of the second car.
  • an evaluation of transit time differences of digital signals exchanged between exactly one communication device of the first car and exactly one communication device of the second car is preferably used.
  • the measuring and/or evaluation device is designed to determine a transit time or transit time difference of digital signals exchanged between exactly one communication device of the first car and exactly one communication device of the second car and categorize the determined transit time or transit time difference into one of the following classes: a) short; b) medium; or c) long.
  • the category “short” corresponds to a relatively short transit time or transit time difference of the signals exchanged between exactly one communication device of the first car and exactly one communication device of the second car, from which it can be deduced with the help of the measuring and / or evaluation device that the end area of the first car, on or in which exactly one communication device of the first car is arranged or provided, points in a first direction of the train combination, and that the end region of the second car, on or in which exactly one communication device of the second car is arranged or provided is, points in a second direction of the train combination that is opposite to the first direction, it being further possible to derive that the end region of the first car, on or in which exactly one communication device of the first car is arranged or provided, directly adjoins the end region of the second car , on or in which exactly one communication device of the second car is arranged or provided.
  • the category “medium” corresponds to an average transit time or transit time difference of the signals exchanged between exactly one communication device of the first car and exactly one communication device of the second car.
  • the category “long” corresponds to a relatively long transit time or transit time difference of the signals exchanged between exactly one communication device of the first car and exactly one communication device of the second car, from which it can be deduced with the help of the measuring and / or evaluation device that the end range of the first car, on or in which exactly one communication device of the first car is arranged or provided, points in a first direction of the train combination, and that the end region of the second car, on or in which exactly one communication device of the second car is arranged or provided is, points in a second direction of the train combination that is opposite to the first direction, and that the end region of the first car, on or in which exactly one communication device of the first car is arranged or provided, does not adjoin, on or in, the end region of the second car in which exactly one communication device of the second car is arranged or provided.
  • the measuring and/or evaluation device is designed to determine and categorize the transit time or transit time difference of the signals exchanged between the communication devices of the neighboring wagons for all neighboring wagons of the train combination.
  • the measuring and/or evaluation device is further designed to determine from this the orientation of each car relative to the previous car - viewed in the direction of the master communication device - and thus to derive the orientation of all cars in the train.
  • the invention further relates to a method for recognizing a car sequence and car orientation in a train combination, which consists of at least one car pulled by a railcar, in particular freight cars, or of a car combination with at least two cars that can be moved by the car's own drive.
  • the train network has a continuous power supply line with a central electrical feed point for a continuous flow of electrical energy. Furthermore, the train network has a carrier frequency device for data transmission, in particular via the continuous power supply line.
  • the carrier frequency device has exactly one communication device, in particular in the form of a modem, for each car of the train combination, which is arranged or provided on or in an end region of the respective car.
  • the transit time or transit time difference of the signals exchanged between the communication devices of the neighboring wagons is determined for all neighboring wagons of the train combination.
  • the orientation of each car relative to the previous car - viewed in the direction of a master communication device - is then determined from the determined transit time or transit time difference of the signals exchanged between the communication devices of the neighboring cars.
  • the orientation of all cars in the train is derived from the determined orientation of each car relative to the previous car - viewed in the direction of the master communication device.
  • the invention further relates to a tensile structure according to the independent claim 10.
  • the train combination according to the invention consists of at least one wagon with a railcar, in particular freight wagons, or of a wagon combination with at least two wagons that can be moved by the wagon's own drive.
  • the train network preferably has a continuous power supply line with a central electrical feed point for a continuous electrical flow of electrical energy and a Carrier frequency device for data transmission, in particular via the continuous power supply line.
  • the train set also has an arrangement of the type according to the invention described above.
  • the arrangement according to the invention is suitable not only for recognizing a car position or a train group in the train group, but also for recognizing the setting direction of an individual car in the train group or the setting direction of all cars in the train group.
  • FIG. 1 schematically shows the basic concept of a train network with an exemplary embodiment of the arrangement according to the invention.
  • the present invention relates in particular to a technical solution for determining or detecting the train order and wagon orientation in a train group 1 for the purpose of train inauguration of a rail-bound freight train with a continuous power supply line 4 and a communication system which connects each car 2, 3.1 to 3.5 of the train group 1 to a higher-level Control system connects.
  • a powerline communication system (PLC) is used as the communication system.
  • PLC powerline communication system
  • the powerline communication system comprises a carrier frequency device for data transmission via the continuous power supply line 4, wherein the carrier frequency device is designed to additionally modulate signals via one or more carrier frequencies onto the continuous power supply line 4 using carrier frequency technology.
  • the carrier frequency device per car 2, 3.1 to 3.5 of the train combination 1 has exactly one (single) communication device 5, in particular in the form of a modem.
  • the communication device 5 of each car 3.1 to 3.5 of the train combination 1 is designed to exchange digital signals via the transmission path provided with the continuous power supply line 4 with a master communication device 6, which is considered to be in view of hierarchical management of access to the data transmission provided with the carrier frequency device .
  • the master communication device 6 is preferably located in the railcar 2 of the train combination 1.
  • a measuring and/or evaluation device 7 is used, which is preferably provided in the railcar 2 of the train combination 1.
  • the measuring and/or evaluation device 7 is designed on the basis of transit times or transit time differences of the digital ones exchanged via the transmission path provided by the continuous power supply line 4 between the at least one communication device 5 of each car 3.1 to 3.5 of the train combination 1 and the master communication device 6 Signals to derive a number of cars 3.1 to 3.5 of train combination 1 as well as a train sequence.
  • FIG. 1 schematically shown exemplary embodiment of the tensile assembly according to the invention 1 or the arrangement according to the invention provides that exactly one Communication device 5 for each car 3.1 to 3.5 of the train combination 1 is arranged or provided on or in an end region of the respective car 3.1 to 3.5.
  • the exactly one communication device 5 of a first car 3.1 to 3.5 of the train combination 1 is designed to not only exchange digital signals with the master communication device 6 via the transmission path provided with the continuous power supply line 4, but also digital signals via the one with the continuous power supply line 4 to exchange the provided transmission path with exactly one communication device 5 of another, second car 3.1 to 3.5 of the train combination 1.
  • This second car is in particular arranged immediately adjacent to the first car in the train combination 1.
  • the measuring and/or evaluation device 7, which is preferably provided in the railcar 2 of the train combination 1, is designed on the basis of transit times or transit time differences of digital signals exchanged via the transmission path between exactly one communication device 5 of the first car and exactly one communication device 5 of the second car to derive an adjustment direction of the first carriage and the second carriage.
  • the measuring and/or evaluation device 7 is designed to determine a transit time or transit time difference of digital signals exchanged between exactly one communication device 5 of the first car and exactly one communication device 5 of the second cart and to convert the determined transit time or transit time difference into one of the following classes: a) short; b) medium; or c) long.
  • the category “short” corresponds to a relatively short transit time or transit time difference of the signals exchanged between exactly one communication device 5 of the first car and exactly one communication device 5 of the second car, from which signals can be derived with the help of the measuring and / or evaluation device 7.
  • the end area of the first car or in which exactly one communication device 5 of the first car is arranged or provided points in a first direction of the train combination 1, and that the end region of the second car, on or in which exactly one communication device 5 of the second car is arranged or provided, in a second direction of the train combination 1 that is opposite to the first direction, it can also be deduced that the end region of the first car, on or in which exactly one communication device 5 of the first car is arranged or provided, directly adjoins the end region of the second car , on or in which exactly one communication device 5 of the second car is arranged or provided.
  • the category “medium” corresponds to an average transit time or transit time difference of the signals exchanged between exactly one communication device 5 of the first car and exactly one communication device 5 of the second car.
  • the category “long” corresponds to a relatively long transit time or transit time difference of the signals exchanged between exactly one communication device 5 of the first car and exactly one communication device 5 of the second car, from which signals can be derived with the help of the measuring and / or evaluation device 7.
  • FIG. 1 schematically shown basic concept summarizes a system or an arrangement with which the car orientation of the train combination 1 can only be determined with a single communication device 5, preferably a PLC modem, per car.
  • a single communication device 5 preferably a PLC modem, per car.
  • the signals are sent between all cars and thus their order is determined.
  • the (absolute) difference in transit time between two cars is evaluated.
  • the prerequisite for this is that the communication device 5 (for example the PLC modem) of each car is not arranged in the middle of the corresponding car, but rather at one of the ends of the car or at an end region of the car.
  • the distance to the communication device 5 (for example to the PLC modem) in the neighboring car can then be short, medium or long.
  • the average distance results when both communication devices are arranged on the same side of the car in the direction of train, i.e. either both at the front or both at the back of the corresponding car. This means that both cars are oriented equally.
  • a different orientation results in the other two cases, namely when the communication devices in neighboring cars are positioned differently. Then the distances are relatively short or relatively long. The distance is relatively short when the communication devices connect on the same side of a car connection and relatively long when the communication devices are arranged on the opposite side.
  • the advantage here is that the cables from the car side to the communication device 5 are laid as directly as possible and without detours. Depending on the length of the cables laid between the communication devices, the response time of the signals will be short, medium or long. If the orientation of the railcar of train combination 1 is known, the orientation of each car compared to the previous one can be determined by setting the transit time differences between neighboring cars in short, medium and long - starting from the first car behind railcar 2 to the penultimate car of train combination 1 Determine wagons and thus the orientation of all wagons in the
  • the invention is not limited to the basic concept shown in the drawing, but results from a synopsis of all the features disclosed herein.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Train Traffic Observation, Control, And Security (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Erkennen einer Wagenreihung in einem Zugverbund (1), wobei die Anordnung eine Trägerfrequenzeinrichtung zur Datenübertragung insbesondere über eine durchgehende Stromversorgungsleitung (4) aufweist. Die Trägerfrequenzeinrichtung weist vorzugsweise je Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) des Zugverbunds (1) mindestens eine Kommunikationseinrichtung (5), insbesondere in Gestalt eines Modems, aufweist, welche ausgebildet ist, über den bereitgestellten Übertragungsweg digitale Signale mit einer Master-Kommunikationseinrichtung (6) auszutauschen. Die Anordnung weist ferner eine Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) auf, welche ausgebildet ist, auf Grundlage von Laufzeiten oder Laufzeitdifferenzen von über den Übertragungsweg zwischen der mindestens einen Kommunikationseinrichtung (5) eines jeden Wagens (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) des Zugverbunds (1) und der Master-Kommunikationseinrichtung (6) ausgetauschten digitalen Signalen eine Wagenreihung abzuleiten.

Description

VERFAHREN UND ANORDNUNG ZUM ERKENNEN EINER WAGENREIHUNG IN EINEM ZUGVERBUND SOWIE ZUGVERBUND MIT EINER SOLCHEN ANORDNUNG
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Lösungen zur Automatisierung von Zugbildungs- und Zugtrennungsprozessen im Schienengüterverkehr.
Im Einzelnen betrifft die Erfindung ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Erkennen eines Wagenstands oder einer Wagenreihung in einem Zugverbund, der aus mindestens einem mit einem Triebwagen bespannten Wagen, insbesondere Güterwagen, oder aus einem Wagenverbund mit mindestens zwei durch einen wageneigenen Antrieb bewegbare Wagen besteht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft diese ein Verfahren sowie eine Anordnung zum Erkennen der Einstellrichtung eines Wagens in dem Zugverbund.
Aus dem Personenschienenverkehr ist die Erfassung und Detektion von Wagenorientierung und Zugreihung allgemein bekannt. Hierbei werden zunächst mehrere sogenannte betriebliche Einheiten zu längeren Zugverbänden zusammengekuppelt („Mehrfachtraktion"). Die Kupplung solcher Triebfahrzeuge erfolgt derzeit ausschließlich mittels automatischer Kupplungen, die eine mechanische Verbindung sowie elektrische Verbindungen über eine entsprechend ausgestattete Elektrokontaktkupplung herstellen. Für die Steuerung des so entstandenen Zugverbunds muss eine sogenannte „Zugtaufe" durchgeführt werden, welche sicherstellt, dass der neu entstandene Zugverbund sicher von einer Stelle, d.h. einem jeweilig besetzten Führerstand, vollständig gesteuert und auch überwacht werden kann.
Unter einer „Zugtaufe" ist die Initialisierung des Kommunikationssystems eines neu zusammengestellten Zugverbunds zu verstehen. Die Zugtaufe stellt die Funktionsfähigkeit des Kommunikationssystems für die elektronischen Systeme im Zugverbund her. Sie ist eine grundlegende Aufgabe des Kommunikationssystems und beinhaltet im Wesentlichen die logische Adressierung der Kommunikationsknoten in den einzelnen Fahrzeugen, und integriert dabei die Ermittlung variabler zugspezifischer Parameter (Wagenreihenfolge, Ausrichtung der Wagen, letzter Wagen). Dies wird als Erstellung einer Zugordnungstabelle verstanden, in der zu den logischen Adressen im Kommunikationssystem die Wagennummern (weltweit einmalige Fahrzeugkennzeichnung) und deren Ausrichtung zugeordnet wird.
Der Prozess der Zugtaufe wird vom führenden Fahrzeug (Triebfahrzeug) initialisiert. Am Ende des Prozesses sind die Position jedes (intelligenten) Wagens und dessen Ausrichtung bekannt. Auf dieser Basis kann eine Kommunikation von elektronischen Systemen zwischen allen Fahrzeugen/Wagen im Zugverbund realisiert werden, und es können weitere systemübergreifende oder systemspezifische Initialisierungsfunktionen durchgeführt werden. Nach der Zugtaufe erfolgt durch einen zyklischen Nachrichtenaustausch die kontinuierliche Sicherstellung, dass das System funktionsfähig ist. Der Prozess sollte eine maximale Zeitdauer von 120 Sekunden nicht überschreiten und ist zwingend mit der Entwicklung des Kommunikationssystems zu realisieren.
Eine Zugtaufe wird beispielsweise durch die pro Triebwagen vorhandenen zentralen Zugsteuerungsgeräte (TCMS) koordiniert, wobei diese in der Regel zunächst ein Master-Zugsteuerungsgerät aushandeln, welches dann zentrale Vorgänge der Zugtaufe und des so genannten Zugvorbereitungsdienstes (z.B. Bremsprobe) koordiniert und steuert. Die Kommunikation erfolgt dabei über einen oder mehrere (redundant) installierte Zugdatenbusse, deren Protokolle beispielsweise die Zugbildung und Zugtaufe mit entsprechenden Funktionen ggf. unterstützen. Häufig kommt heutzutage hier das sogenannte Train Communication Network (TCN) nach IEC/IN61375-X zur Anwendung. Beispielsweise betrifft die Druckschrift US 4,689,602 ein System zum Bestimmen der Reihenfolge von Wagen in einem Zugverbund. Die Reihenfolge wird durch den Start der Eingabe eines Signals an die Datenübertragungseinrichtung des vorderen Wagens und dessen Weitergabe an die folgende Datenübertragungseinrichtung des folgenden und der weiteren Wagen sowie die Auswertung der ausgegebenen Signale bestimmt, wobei die Reihenfolge in einem zentralen Speicher auf dem vorderen Wagen des Zugverbunds gespeichert wird. Nachteilig ist, dass das aus diesem Stand der Technik bekannte System auf der Basis von verschiedenen störanfälligen Steuer- und Kontrollrelais im jeweiligen Wagen, für die außerdem noch eine spezielle Steuerleitung angeordnet werden muss, arbeitet. Zur Erkennung der Reihenfolge der Wagen muss die Steuerleitung ebenfalls unterbrochen werden.
Insbesondere ist es aus der Schienenfahrzeugtechnik allgemein bekannt, zur Zugtaufe, also zur Initialisierung eines Datenkommunikationssystems des Zugverbunds nach einer Neuzusammenstellung des Zugverbunds oder nach einer Änderung der Zugzusammensetzung, auf Anforderung einer eine Masterfunktion ausübenden Zentraleinheit, welche die Steuerung des Zugverbunds übernehmen soll, eine Abfrage von jedem einzelnen dem Zugverbund zugeordneten Wagen einzuholen, um die Anzahl der Wagen, eine Wagenreihung sowie eine Rechts-/Linksori- entierung der Wagen innerhalb des Zugverbunds automatisch zu ermitteln. Zur Durchführung eines derartigen Verfahrens ist es bekannt, jeden Wagen des Zugverbunds an einen Zugbus zu koppeln, über den der Datenaustausch erfolgt. Als Zugbus können beispielsweise physikalische Leitungen oder ein Funkbus eingesetzt werden.
Ein Funkbus bietet den Vorteil, dass eine Kopplung einer elektronischen/elektri- schen Verbindungsleitung zum Aufbau des Zugbusses zwischen den einzelnen Wagen nicht erfolgen muss, da die Datenübertragung auf Funkwege, d.h. leitungslos, erfolgt.
Hierbei ist jedoch nachteilig insbesondere, wenn bei mehreren, räumlich eng benachbart stehenden Zügen eine Zugtaufe durchgeführt werden soll, dass eine nicht eindeutige Zugordnung der Wagen zu dem jeweils zugehörigen Zug/Zugver- bund möglich ist. Durch die Funkübertragung kann versehentlich eine logische Zuordnung eines in einem benachbart stehenden Zugverbund angeordneten Wagens zu einem „falschen" Zugverbund erfolgen.
Darüber hinaus ist diese Technik zur Initialisierung eines Datenkommunikationssystems des Zugverbunds (Zugtaufe) aufgrund der hierzu notwendigen Hardware relativ aufwendig und nicht für den schienengebundenen Güterfrachtverkehr attraktiv.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit insbesondere die Problemstellung zu Grunde, dass herkömmliche Vorrichtungen und Verfahren zur Erkennung des Wagenstands und der Einstellrichtung für den Personenschienenverkehr ausgebildet sind, und dass diese Vorrichtungen bzw. Verfahren nicht oder zumindest nicht ohne Weiteres auf den schienengebundenen Güterfrachtverkehr übertragen werden können. Dies liegt daran, dass beim schienengebundenen Güterfrachtverkehr aus Kostengründen entsprechende Steuergeräte in den Elektrokontaktkupplungen nicht implementiert sind, die jedoch beim Personenschienenverkehr für die korrekte Erfassung der Triebzug- oder Wagenorientierung notwendig sind.
Auf Grundlage dieser Problemstellung liegt somit der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung bzw. Anordnung und ein Verfahren zur Erkennung eines Wagenstands in einem Zugverkehr zu schaffen, um auf einfache Weise eine fehlerfreie Zugtaufe zu ermöglichen, wobei die Vorrichtung und das Verfahren erhöhte Zuverlässigkeit aufweisen.
Gemäß einem weiteren Aspekt soll eine entsprechende Anordnung bzw. ein Verfahren angegeben werden, welches ferner geeignet ist, in einer leicht zu realisierenden aber dennoch effizienten Weise die Einstellrichtung eines Wagens in dem Zugverbund zu erkennen. Insbesondere sollen die Anordnung bzw. das Verfahren für den schienengebundenen Güterfrachtverkehr geeignet sein.
Im Hinblick auf die Anordnung wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe insbesondere durch den Gegenstand des unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst, wobei vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anordnung in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben sind.
Im Hinblick auf das Verfahren wird die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe durch den Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 9 gelöst. Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird ferner durch einen Zugverbund gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 10 gelöst.
Demgemäß betrifft die Erfindung insbesondere eine Anordnung zum Erkennen einer Wagenreihung bzw. eines Wagenstands in einem Zugverbund, der aus mindestens einem mit einem Triebwagen bespannten Wagen, insbesondere Güterwagen, oder aus einem Wagenverbund mit mindestens zwei durch einen wageneigenen Antrieb bewegbare Wagen besteht. Der Zugverbund weist eine durchgehende Stromversorgungsleitung mit einem zentralen elektrischen Einspeisepunkt für einen durchgehenden Fluss elektrischer Energie auf.
Erfindungsgemäß ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass die Anordnung ferner eine Trägerfrequenzeinrichtung zur Datenübertragung insbesondere über die durchgehende Stromversorgungsleitung aufweist. Insbesondere ist in diesem Zusammenhang somit vorgesehen, dass es sich bei der Trägerfrequenzeinrichtung um einen Powerline-basierten Installationsbus (PCL-Bus) handelt, bei dem die Signale über die bereits vorhandene (durchgehende) Stromversorgungsleitung gesendet werden, ohne dass neue Leitungen verlegt werden müssen. Ein solcher Powerline-basierter Installationsbus hat somit den Vorteil, dass die Stromversorgungsleitung selbst als Kommunikationsmedium dient.
Selbstverständlich ist die Erfindung jedoch nicht auf Trägerfrequenzeinrichtungen bzw. Powerline-basierten Installationsbussen begrenzt, bei denen die Signale über die durchgehende Stromversorgungsleitung übermittelt werden. An Stelle der Stromversorgungsleitung kann die Signalübertragung auch über Datenleitungen erfolgen. Die Vorteile des Übertragungswegs über die durchgehende Stromversorgungsleitung liegen jedoch in der hohen Zuverlässigkeit und im geringen Installationsaufwand.
Die Trägerfrequenzeinrichtung ist ausgebildet, unter Verwendung der Trägerfrequenztechnik Signale über eine oder mehrere Trägerfrequenzen zusätzlich insbesondere auf die durchgehende Stromversorgungsleitung zu modulieren. Dabei wird in der Regel mit Hilfe der Pulsphasenmodulation das Datensignal auf beispielsweise das 230V-Trägersignal aufmoduliert. Bei der Pulsphasenmodulation werden die Daten durch Impulse übertragen, die dem Trägersignal aufmoduliert werden. Durch eine zeitliche Verschiebung der Impulse und dadurch unterschiedlichen Zeitabstände zwischen den Impulsen wird die Information kodiert.
Die Trägerfrequenzeinrichtung der erfindungsgemäßen Anordnung weist vorzugsweise je Wagen des Zugverbunds mindestens eine Kommunikationseinrichtung auf. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Kommunikationsrichtung in Gestalt eines Modems. Die mindestens eine Kommunikationseinrichtung je Wagen des Zugverbunds ist ausgebildet, über den insbesondere mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung bereitgestellten Übertragungsweg digitale Signale mit einer als im Hinblick auf eine hierarchische Verwaltung des Zugriffs auf die mit der Trägerfrequenzeinrichtung bereitgestellten Datenübertragung geltenden Master-Kommunikationseinrichtung auszutauschen.
Gemäß bevorzugten Realisierungen der erfindungsgemäßen Anordnung ist diese Master-Kommunikationseinrichtung in dem Triebwagen des Zugverbunds angeordnet.
Zusätzlich ist bei der erfindungsgemäßen Lösung vorgesehen, dass die Anordnung eine Mess- und/oder Auswerteeinrichtung aufweist, welche ausgebildet ist, auf Grundlage von Laufzeiten oder Laufzeitdifferenzen von über den insbesondere mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung bereitgestellten Übertragungsweg zwischen der mindestens einen Kommunikationseinrichtung eines jeden Wagens des Zugverbunds und der Master-Kommunikationseinrichtung ausgetauschten digitalen Signalen eine Wagenreihung abzuleiten.
Mit anderen Worten, der Erfindung liegt die Erkenntnis zu Grunde, dass anhand der Laufzeiten oder Laufzeitdifferenzen der von den einzelnen Kommunikationseinrichtungen der jeweiligen Wagen des Zugverbunds an die vorzugsweise im Triebwagen des Zugverbunds angeordnete Master- Kommunikationseinrichtung geschickten Signale eine Anzahl der Wagen des Zugverbunds und/oder eine Entfernung der einzelnen Wagen des Zugverbunds zu dem Wagen mit der Master-Kommunikationseinrichtung ermittelt wird, wobei vorzugsweise hieraus ein Wagenstand bzw. eine Wagenreihung des Zugverbunds herleitbar ist. Die erfindungsgemäße Anordnung zeichnet sich dadurch aus, dass der Wagenstand (sowie auch die Einstellrichtung) der Wagen im Zugverbund oder Wagenverbund automatisch und ohne Verwendung von zusätzlichen durchgehenden Leitungen im Zugverbund oder Wagenverbund bestimmt werden kann. Eine Zugbildung, das heißt die Veränderung von Anzahl, Einstellrichtung und Art der Wagen, sowie der Wagenstand der Wagen im Zugverbund, ist somit beliebig oft änderbar.
Somit eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung insbesondere für den schienengebundenen Güterfrachtverkehr.
Gemäß bevorzugten Realisierungen der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass die Trägerfrequenzeinrichtung genau eine (einzige) Kommunikationseinrichtung je Wagen des Zugverbunds aufweist. Diese genau eine einzige Kommunikationseinrichtung je Wagen des Zugverbunds ist dabei an oder in einem Endbereich des jeweiligen Wagens angeordnet oder vorgesehen.
Unter dem hierin verwendeten Begriff „Endbereich des Wagens" ist der Bereich des Wagens zu verstehen, der nicht dem mittleren Bereich entspricht.
Gemäß Weiterbildungen der zuletzt genannten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die genau eine Kommunikationseinrichtung eines ersten Wagens des Zugverbunds ausgebildet ist, nicht nur digitale Signale über den insbesondere mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung bereitgestellten Übertragungsweg mit der Master-Kommunikationseinrichtung auszutauschen, sondern auch digitale Signale über den insbesondere mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung bereitgestellten Übertragungsweg mit der genau einen Kommunikationseinrichtung mindestens eines anderen, zweiten Wagens des Zugverbunds auszutauschen. Bei diesem zweiten Wagen des Zugverbunds handelt es sich insbesondere um einen Wagen des Zugverbunds, der nicht dem Triebwagen entspricht bzw. der nicht mit der Master-Kommunikationseinrichtung versehen ist.
Insbesondere ist in diesem Zusammenhang vorgesehen, dass in dem Zugverbund der erste Wagen unmittelbar benachbart zu dem zweiten Wagen angeordnet ist.
Gemäß Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung nicht nur ausgebildet ist, eine Wagenreihung und/oder eine Wagenanzahl in dem Zugverbund zu ermitteln, sondern ferner ausgebildet ist, auf Grundlage von Laufzeiten von über den Übertragungsweg zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens ausgetauschten digitalen Signalen eine Einstellrichtung des ersten Wagens und des zweiten Wagens abzuleiten. Vorzugsweise kommt hierzu eine Auswertung von Laufzeitdifferenzen von zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens ausgetauschten digitalen Signalen zum Einsatz.
Gemäß Ausführungsformen insbesondere der zuletzt genannten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Anordnung ist vorgesehen, dass die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung ausgebildet ist, eine Laufzeit oder Laufzeitdifferenz von zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens ausgetauschten digitalen Signalen zu ermitteln und die ermittelte Laufzeit oder Laufzeitdifferenz in eine der folgenden Klassen zu kategorisieren: a) kurz; b) mittel; oder c) lang.
Dabei entspricht die Kategorie „kurz" einer relativ kurzen Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens ausgetauschten Signale, aus welcher mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine zur ersten Richtung entgegengesetzten zweite Richtung des Zugverbunds zeigt, wobei ferner ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, unmittelbar an den Endbereich des zweiten Wagens angrenzt, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist. Andererseits entspricht die Kategorie „mittel" einer mittleren Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens ausgetauschten Signale. Mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung ist dadurch ableitbar, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, ebenfalls in die erste Richtung des Zugverbunds zeigt.
Andererseits entspricht die Kategorie „lang" einer relativ langen Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens ausgetauschten Signale, aus welcher mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine zur ersten Richtung entgegengesetzten zweite Richtung des Zugverbunds zeigt, und dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, nicht an den Endbereich des zweiten Wagens angrenzt, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist.
Insbesondere ist die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung ausgebildet, für alle benachbarten Wagen des Zugverbunds die Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen den Kommunikationseinrichtungen der benachbarten Wagen ausgetauschten Signale zu ermitteln und zu kategorisieren. Die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung ist ferner ausgebildet, hieraus die Orientierung eines jeden Wagen gegenüber dem - in Richtung der Master-Kommunikationseinrichtung gesehen - vorigen Wagen zu ermitteln und somit die Orientierung aller Wagen im Zugverbund abzuleiten. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Erkennen einer Wagenreihung und Wagenorientierung in einem Zugverbund, der aus mindestens einem mit einem Triebwagen bespannten Wagen, insbesondere Güterwagen, oder aus einem Wagenverbund mit mindestens zwei durch einen wageneigenen Antrieb bewegbare Wagen besteht. Der Zugverbund weist eine durchgehende Stromversorgungsleitung mit einem zentralen elektrischen Einspeisepunkt für einen durchgehenden Fluss elektrischer Energie auf. Ferner weist der Zugverbund eine Trägerfrequenzeinrichtung zur Datenübertragung insbesondere über die durchgehende Stromversorgungsleitung auf. Die Trägerfrequenzeinrichtung weist genau eine Kommunikationseinrichtung, insbesondere in Gestalt eines Modems, je Wagen des Zugverbunds auf, welche an oder in einem Endbereich des jeweiligen Wagens angeordnet oder vorgesehen ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich insbesondere durch die folgenden Verfahrensschritte aus:
Zunächst wird für alle benachbarten Wagen des Zugverbunds die Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen den Kommunikationseinrichtungen der benachbarten Wagen ausgetauschten Signale ermittelt. Anschließend wird aus der ermittelten Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen den Kommunikationseinrichtungen der benachbarten Wagen ausgetauschten Signale die Orientierung eines jeden Wagens gegenüber dem - in Richtung einer Master- Kommunikationseinrichtung gesehen - vorigen Wagen ermittelt. Schließlich wird aus der ermittelten Orientierung eines jeden Wagens gegenüber dem - in Richtung der Master-Kommunikationseinrichtung gesehen - vorigen Wagen die Orientierung aller Wagen im Zugverbund abgeleitet.
Die Erfindung betrifft ferner einen Zugverbund gemäß dem nebengeordneten Patentanspruch 10.
Der erfindungsgemäße Zugverbund besteht aus mindestens einem mit einem Triebwagen bespannten Wagen, insbesondere Güterwagen, oder aus einem Wagenverbund mit mindestens zwei durch einen wageneigenen Antrieb bewegbare Wagen. Der Zugverbund weist vorzugsweise eine durchgehende Stromversorgungsleitung mit einem zentralen elektrischen Einspeisepunkt für einen durchgehenden elektrischen Fluss elektrischer Energie und eine Trägerfrequenzeinrichtung zur Datenübertragung insbesondere über die durchgehende Stromversorgungsleitung auf.
Zum Erkennen einer Wagenreihung oder Wagenorientierung in dem Zugverbund weist der Zugverbund ferner eine Anordnung der zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Art auf.
Wie zuvor beschrieben, eignet sich die erfindungsgemäße Anordnung nicht nur zum Erkennen eines Wagenstands bzw. einer Wagenreihung in dem Zugverbund, sondern auch dazu, die Einstellrichtung eines einzelnen Wagens in dem Zugverbund oder die Einstellrichtung aller Wagen in dem Zugverbund zu erkennen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben.
Es zeigt:
FIG. 1 schematisch das Grundkonzept eines Zugverbunds mit einer exemplarischen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anordnung.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere eine technische Lösung zum Ermitteln bzw. Detektieren der Zugreihung und Wagenorientierung in einem Zugverbund 1 zum Zwecke einer Zugtaufe eines schienengebundenen Güterzugs mit durchgehender Stromversorgungsleitung 4 und einem Kommunikationssystem, welches jeden Wagen 2, 3.1 bis 3.5 des Zugverbunds 1 an ein übergeordnetes Kontrollsystem anbindet.
Derartige Systeme mit durchgehender Stromversorgungsleitung 4 und zugseitiger Kommunikationsverbindung genießen derzeit besondere Aufmerksamkeit im Zuge der Modernisierung bzw. Digitalisierung des Schienengüterverkehrs.
Bei dem in FIG. 1 gezeigten Grundkonzept kommt als Kommunikationssystem ein Powerline-Kommunikationssystem (PLC) zum Einsatz. Ein derartiges Kommunikationssystem erlaubt eine Kommunikation unmittelbar über die Stromversorgungsleitung 4 ohne zusätzliche Datenleitung. Im Einzelnen umfasst das Powerline-Kommunikationssystem eine Trägerfrequenzeinrichtung zur Datenübertragung über die durchgehende Stromversorgungsleitung 4, wobei die wobei die Trägerfrequenzeinrichtung ausgebildet ist, unter Verwendung der Trägerfrequenztechnik Signale über eine oder mehrere Trägerfrequenzen zusätzlich auf die durchgehende Stromversorgungsleitung 4 zu modulieren.
Bei dem in FIG. 1 schematisch gezeigten Grundkonzept der exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zugverbunds 1 weist die Trägerfrequenzeinrichtung je Wagen 2, 3.1 bis 3.5 des Zugverbunds 1 genau eine (einzige) Kommunikationseinrichtung 5 insbesondere in Gestalt eines Modems auf. Die Kommunikationseinrichtung 5 eines jeden Wagen 3.1 bis 3.5 des Zugverbunds 1 ist ausgebildet, über den mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung 4 bereitgestellten Übertragungsweg digitale Signale mit einer als im Hinblick auf eine hierarchische Verwaltung des Zugriffs auf die mit der Trägerfrequenzeinrichtung bereitgestellten Datenübertragung geltenden Master-Kommunikationseinrichtung 6 auszutauschen. Die Master- Kommunikationseinrichtung 6 befindet sich vorzugsweise im Triebwagen 2 des Zugverbunds 1.
Bei der erfindungsgemäßen Anordnung, dessen Grundkonzept schematisch in FIG. 1 wiedergegeben ist, kommt eine Mess- und/oder Auswerteeinrichtung 7 zum Einsatz, die vorzugsweise in dem Triebwagen 2 des Zugverbunds 1 vorgesehen ist.
Die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung 7 ist ausgebildet, auf Grundlage von Laufzeiten oder Laufzeitdifferenzen der über den mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung 4 bereitgestellten Übertragungsweg zwischen der mindestens einen Kommunikationseinrichtung 5 eines jeden Wagens 3.1 bis 3.5 des Zugverbunds 1 und der Master-Kommunikationseinrichtung 6 ausgetauschten digitalen Signalen eine Anzahl der Wagen 3.1 bis 3.5 des Zugverbunds 1 sowie eine Wagenreihung abzuleiten.
Im Einzelnen ist bei der in FIG. 1 schematisch gezeigten exemplarischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Zugverbunds 1 bzw. der erfindungsgemäßen Anordnung vorgesehen, dass die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 je Wagen 3.1 bis 3.5 des Zugverbunds 1 jeweils an oder in einem Endbereich des jeweiligen Wagens 3.1 bis 3.5 angeordnet oder vorgesehen ist. Dabei ist die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 eines ersten Wagens 3.1 bis 3.5 des Zugverbunds 1 ausgebildet, nicht nur digitale Signale über den mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung 4 bereitgestellten Übertragungsweg mit der Master-Kommunikationseinrichtung 6 auszutauschen, sondern auch digitale Signale über den mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung 4 bereitgestellten Übertragungsweg mit der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 eines anderen, zweiten Wagens 3.1 bis 3.5 des Zugverbunds 1 auszutauschen.
Dieser zweite Wagen ist insbesondere unmittelbar benachbart zu dem ersten Wagen in dem Zugverbund 1 angeordnet.
Die vorzugsweise im Triebwagen 2 des Zugverbunds 1 vorgesehene Mess- und/oder Auswerteeinrichtung 7 ist ausgebildet, auf Grundlage von Laufzeiten oder Laufzeitdifferenzen von über den Übertragungsweg zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens ausgetauschten digitalen Signalen eine Einstellrichtung des ersten Wagens und des zweiten Wagens abzuleiten.
Zu diesem Zweck ist die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung 7 ausgebildet, eine Laufzeit oder Laufzeitdifferenz von zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens ausgetauschten digitalen Signalen zu ermitteln und die ermittelte Laufzeit oder Laufzeitdifferenz in eine der folgenden Klassen zu kategorisieren: a) kurz; b) mittel; oder c) lang.
Dabei entspricht die Kategorie „kurz" einer relativ kurzen Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens ausgetauschten Signale, aus welcher mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung 7 ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds 1 zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine zur ersten Richtung entgegengesetzten zweite Richtung des Zugverbunds 1 zeigt, wobei ferner ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, unmittelbar an den Endbereich des zweiten Wagens angrenzt, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist.
Andererseits entspricht die Kategorie „mittel" einer mittleren Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens ausgetauschten Signale. Mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung 7 ist dadurch ableitbar, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds 1 zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, ebenfalls in die erste Richtung des Zugverbunds 1 zeigt.
Andererseits entspricht die Kategorie „lang" einer relativ langen Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens ausgetauschten Signale, aus welcher mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung 7 ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds 1 zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine zur ersten Richtung entgegengesetzten zweite Richtung des Zugverbunds 1 zeigt, und dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, nicht an den Endbereich des zweiten Wagens angrenzt, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung 5 des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist.
Die insbesondere im Zusammenhang mit dem in FIG. 1 schematisch gezeigten Grundkonzept beschriebene Lösung betrifft zusammenfassend ein System bzw. eine Anordnung, mit welcher die Wagenorientierung des Zugverbunds 1 nur mit einer einzigen Kommunikationseinrichtung 5, vorzugsweise einem PLC-Modem, je Wagen ermittelbar ist. Hierzu werden die Signale zwischen allen Wagen gesendet und damit deren Reihenfolge bestimmt.
Zusätzlich wird die (absolute) Laufzeitdifferenz zwischen zwei Wagen ausgewertet. Voraussetzung dafür ist, dass die Kommunikationseinrichtung 5 (beispielsweise das PLC-Modem) eines jeden Wagens nicht mittig im entsprechenden Wagen, sondern an einem der Wagenenden bzw. an einem Endbereich des Wagens angeordnet ist.
Die Entfernung zur Kommunikationseinrichtung 5 (beispielsweise zum PLC- Modem) im benachbarten Wagen kann dann kurz, mittel oder lang sein. Die mittlere Entfernung ergibt sich, wenn beide Kommunikationseinrichtungen an der in Zugrichtung gleichen Wagenseite angeordnet sind, also entweder beide vorn oder beide hinten im entsprechenden Wagen. Das bedeutet, dass beide Wagen auch gleichermaßen orientiert sind.
Eine unterschiedliche Orientierung ergibt sich in den beiden anderen Fällen, wenn nämlich die Kommunikationseinrichtungen in benachbarten Wagen unterschiedlich positioniert sind. Dann sind die Entfernungen relativ kurz oder relativ lang. Die Entfernung ist relativ kurz, wenn die Kommunikationseinrichtungen sich an der gleichen Seite einer Wagenverbindung verbinden, und relativ lang, wenn die Kommunikationseinrichtungen auf der jeweils gegenüberliegenden Seite angeordnet sind.
Von Vorteil ist dabei, dass die Kabel von Wagenseite zur Kommunikationseinrichtung 5 möglichst direkt und ohne Umwege verlegt sind. Je nach Länge der zwischen den Kommunikationseinrichtungen verlegten Kabel wird die Responsezeit der Signale kurz, mittel oder lang sein. Ist die Orientierung des Triebwagens des Zugverbunds 1 bekannt, lässt sich so über die Einstellung der Laufzeitdifferenzen benachbarter Wagen in kurz, mittel und lang - angefangen vom ersten Wagen hinter dem Triebwagen 2 bis zum vorletzten Wagen des Zugverbunds 1 - die Orientierung jedes Wagen gegenüber dem vorherigen Wagen ermitteln und somit die Orientierung aller Wagen im
Zugverbund 1.
Die Erfindung ist nicht auf das in der Zeichnung gezeigte Grundkonzept beschränkt, sondern ergibt sich aus einer Zusammenschau sämtlicher hierin offenbarter Merkmale.
Bezugszeichenliste Zugverbund Triebwagen Wagen des Zugverbunds Stromversorgungsleitung Slave-Kommunikationseinrichtung Master-Kommunikationseinrichtung Mess- und/oder Auswerteeinrichtung

Claims

Patentansprüche Anordnung zum Erkennen einer Wagenreihung in einem Zugverbund (1), der aus mindestens einem mit einem Triebwagen (2) bespannten Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5), insbesondere Güterwagen, oder aus einem Wagenverbund mit mindestens zwei durch einen wageneigenen Antrieb bewegbare Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) besteht, wobei der Zugverbund (1) vorzugsweise eine durchgehende Stromversorgungsleitung (4) mit einem zentralen elektrischen Einspeisepunkt für einen durchgehenden Fluss elektrischer Energie aufweist, wobei die Anordnung ferner eine Trägerfrequenzeinrichtung zur Datenübertragung insbesondere über die durchgehende Stromversorgungsleitung (4) aufweist, wobei die Trägerfrequenzeinrichtung ausgebildet ist, unter Verwendung der Trägerfrequenztechnik Signale über eine oder mehrere Trägerfrequenzen zusätzlich insbesondere auf die durchgehende Stromversorgungsleitung (4) zu modulieren, wobei die Trägerfrequenzeinrichtung vorzugsweise je Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) des Zugverbunds (1) mindestens eine Kommunikationseinrichtung (5), insbesondere in Gestalt eines Modems, aufweist, welche ausgebildet ist, über den insbesondere mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung (4) bereitgestellten Übertragungsweg digitale Signale mit einer als im Hinblick auf eine hierarchische Verwaltung des Zugriffs auf die mit der Trägerfrequenzeinrichtung bereitgestellten Datenübertragung geltenden Master-Kommunikationseinrichtung (6) auszutauschen, und wobei die Anordnung ferner eine Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) aufweist, welche ausgebildet ist, auf Grundlage von Laufzeiten oder Laufzeitdifferenzen von über den insbesondere mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung (4) bereitgestellten Übertragungsweg zwischen der mindestens einen Kommunikationseinrichtung (5) eines jeden Wagens (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) des Zugverbunds (1) und der Master- Kommunikationseinrichtung (6) ausgetauschten digitalen Signalen eine Wagenreihung abzuleiten. Anordnung nach Anspruch 1, wobei die Trägerfrequenzeinrichtung genau eine Kommunikationseinrichtung (5) je Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) des Zugverbunds (1) aufweist, welche an oder in einem Endbereich des jeweiligen Wagens (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) angeordnet oder vorgesehen ist, wobei die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) eines ersten Wagens des Zugverbunds (1) ausgebildet ist, nicht nur digitale Signale über den insbesondere mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung (4) bereitgestellten Übertragungsweg mit der Master- Kommunikationseinrichtung (6) auszutauschen, sondern auch digitale Signale über den insbesondere mit der durchgehenden Stromversorgungsleitung (4) bereitgestellten Übertragungsweg mit der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) mindestens eines anderen, zweiten Wagens des Zugverbunds (1) auszutauschen. Anordnung nach Anspruch 2, wobei in dem Zugverbund (1) der erste Wagen unmittelbar benachbart zu dem zweiten Wagen angeordnet ist. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) ferner ausgebildet ist, auf Grundlage von Laufzeiten von über den Übertragungsweg zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens ausgetauschten digitalen Signalen eine Einstellrichtung des ersten Wagens und des zweiten Wagens abzuleiten. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) insbesondere ausgebildet ist, auf Grundlage von Laufzeitdifferenzen von zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens ausgetauschten digitalen Signalen eine Einstellrichtung des ersten Wagens und des zweiten Wagens abzuleiten. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, wobei die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) ausgebildet ist, eine Laufzeit oder Laufzeitdifferenz von zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens ausgetauschten digitalen Signalen zu ermitteln und die ermittelte Laufzeit oder Laufzeitdifferenz in eine der folgenden Klassen zu kategorisieren: a) kurz; b) mittel; oder c) lang. Anordnung nach Anspruch 6, wobei die Kategorie „kurz" einer relativ kurzen Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens ausgetauschten Signale entspricht, aus welcher mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds (1) zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung des Zugverbunds (1) zeigt, und dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, unmittelbar an den Endbereich des zweiten Wagens angrenzt, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist; wobei die Kategorie „mittel" einer mittleren Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens ausgetauschten Signale entspricht, aus welcher mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds (1) zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, ebenfalls in die erste Richtung des Zugverbunds (1) zeigt; und wobei die Kategorie „lang" einer relativ langen Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens und der genau einen Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens ausgetauschten Signale entspricht, aus welcher mit Hilfe der Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) ableitbar ist, dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine erste Richtung des Zugverbunds (1) zeigt, und dass der Endbereich des zweiten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, in eine zur ersten Richtung entgegengesetzte zweite Richtung des Zugverbunds (1) zeigt, und dass der Endbereich des ersten Wagens, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des ersten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, nicht an den Endbereich des zweiten Wagens angrenzt, an oder in welchem die genau eine Kommunikationseinrichtung (5) des zweiten Wagens angeordnet oder vorgesehen ist. Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) ausgebildet ist, für alle benachbarten Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) des Zugverbunds (1) die Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen den Kommunikationseinrichtungen der benachbarten Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) ausgetauschten Signale zu ermitteln und zu kategorisieren, und wobei die Mess- und/oder Auswerteeinrichtung (7) ausgebildet ist, hieraus die Orientierung eines jeden Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) gegenüber dem - in Richtung der Master-Kommunikationseinrichtung (6) gesehen - vorigen Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) zu ermitteln und somit die Orientierung aller Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) im Zugverbund (1) abzuleiten. Verfahren zum Erkennen einer Wagenreihung in einem Zugverbund (1), der aus mindestens einem mit einem Triebwagen (2) bespannten Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5), insbesondere Güterwagen, oder aus einem Wagenverbund mit mindestens zwei durch einen wageneigenen Antrieb bewegbare Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) besteht, wobei der Zugverbund (1) vorzugsweise eine durchgehende Stromversorgungsleitung (4) mit einem zentralen elektrischen Einspeisepunkt für einen durchgehenden Fluss elektrischer Energie aufweist, und wobei der Zugverbund (1) ferner eine Trägerfrequenzeinrichtung zur Datenübertragung insbesondere über die durchgehende Stromversorgungsleitung (4) aufweist, wobei die Trägerfrequenzeinrichtung genau eine Kommunikationseinrichtung (5), insbesondere in Gestalt eines Modems, je Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) des Zugverbunds (1) aufweist, welcher an oder in einem Endbereich des jeweiligen Wagens angeordnet oder vorgesehen ist, und wobei das Verfahren die folgenden Verfahrensschritte aufweist: a) für alle benachbarten Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) des Zugverbunds (1) wird die Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen den Kommunikationseinrichtungen der benachbarten Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) ausgetauschten Signale ermittelt; b) aus der ermittelten Laufzeit oder Laufzeitdifferenz der zwischen den Kommunikationseinrichtungen der benachbarten Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) ausgetauschten Signale wird die Orientierung eines jeden Wagen (3.1, 3.
2, 3.3, 3.4, 3.5) gegenüber dem - in Richtung einer Master-Kommunikationseinrichtung (6) gesehen - vorigen Wagen (3.1,
3.2, 3.3, 3.4, 3.5) ermittelt; und c) aus der ermittelten Orientierung eines jeden Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) gegenüber dem - in Richtung einer Master- Kommunikationseinrichtung (6) gesehen - vorigen Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) wird die Orientierung aller Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) im Zugverbund (1) abgeleitet. Zugverbund (1), der aus mindestens einem mit einem Triebwagen (2) bespannten Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5), insbesondere Güterwagen, oder aus einem Wagenverbund mit mindestens zwei durch einen wageneigenen Antrieb bewegbare Wagen (3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) besteht, wobei der Zugverbund (1) vorzugsweise eine durchgehende Stromversorgungsleitung (4) mit einem zentralen elektrischen Einspeisepunkt für einen durchgehenden elektrischen Fluss elektrischer Energie und eine Trägerfrequenzeinrichtung zur Datenübertragung insbesondere über die durchgehende Stromversorgungsleitung (4) aufweist, wobei zum Erkennen einer Wagenreihung in dem Zugverbund (1) der Zugverbund (1) eine Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist.
PCT/EP2023/063640 2022-05-23 2023-05-22 Verfahren und anordnung zum erkennen einer wagenreihung in einem zugverbund sowie zugverbund mit einer solchen anordnung WO2023227524A1 (de)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US4689602A (en) 1985-03-20 1987-08-25 Mitsubhiki Denki Kabushiki Kaisha Railway car order selecting system
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