DE102014206741A1

DE102014206741A1 - Verfahren und Systemkonfiguration zum Reorten eines Schienenfahrzeuges

Info

Publication number: DE102014206741A1
Application number: DE102014206741.3A
Authority: DE
Inventors: Jacob Johannes Kohlruss
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2014-04-08
Filing date: 2014-04-08
Publication date: 2015-10-08
Also published as: CN106103236A; DK3105103T3; CN106103236B; HUE038476T2; EP3105103B1; EP3105103A1; ES2662612T3; NO2748793T3; WO2015154950A1

Abstract

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

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reorten eines ersten Schienenfahrzeuges, dessen Ortungsfunktion ausgefallen ist, sowie eine entsprechende Systemkonfiguration.
Bei Bahnsystemen ist die Ortung der Schienenfahrzeuge, das heißt die permanente Lokalisierung jedes einzelnen Schienenfahrzeuges, von entscheidender Bedeutung für die Sicherheit. Insbesondere bei dichter Fahrzeugfolge, beispielsweise bei Metrosystemen, muss streckenseitig, beispielsweise in einem Stellwerk oder einer Leitzentrale, zu jedem Zeitpunkt die aktuelle Position der einzelnen Schienenfahrzeuge bekannt sein. Bei Ausfall der Lokalisierung eines Schienenfahrzeuges muss dieses Schienenfahrzeug angehalten werden. Auch nachfolgende Schienenfahrzeuge müssen angehalten werden, da streckenseitig nicht bekannt ist, wo sich das Schienenfahrzeug mit der ausgefallenen Ortungsfunktion befindet und somit die Möglichkeit einer Kollision mit einem anderen Schienenfahrzeug besteht. Dadurch wird die Performance des Gesamtsystems erheblich beeinträchtigt. Der verursachende Ausfall der Ortungsfunktion kann beispielsweise bei technischen Störungen oder aufgrund bestimmter Toleranzüberschreitungen auftreten.
Bisher wird bei der Delokarisierung eines Schienenfahrzeuges mit erheblichem Personalaufwand reagiert. Zunächst wird Personal zu dem Schienenfahrzeug geschickt, um das Schienenfahrzeug manuell über die nächstgelegene Absolutortungseinrichtung, zum Beispiel über eine Balise, zu fahren. Der Zugfahrer übernimmt dabei die Funktion des Auffahrschutzes und kann außerdem anhand der Streckenkilometrierung fernmündlich dem streckenseitigen Überwachungssystem mitteilen, wo sich das Schienenfahrzeug gerade befindet. Auch das streckenseitige Überwachungssystem ist dabei mit Personal besetzt. Nachdem das Schienenfahrzeug über die Absolutortungseinrichtung gefahren wurde, ist die ordnungsgemäße Lokalisierung wieder hergestellt, so dass das Schienenfahrzeug automatisch weiterfahren kann. Sollte die Reortung mittels der Absolutortungseinrichtung nicht möglich sein, liegt ein technischer Defekt des Ortungssystems vor und der Zugfahrer fährt nur bis zu einem nächstliegenden Haltepunkt, an dem gegebenenfalls die Evakuierung der Fahrgäste erfolgen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Systemkonfiguration anzugeben, welche ein schnelleres und personalunabhängiges Reorten eines ersten Schienenfahrzeugs, dessen Ortungsfunktion ausgefallen ist, ermöglichen.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem folgende Schritte vorgesehen sind:

1. Anhalten des ersten Schienenfahrzeuges,
2. Übertragen der Ausfallinformation durch das erste Schienenfahrzeug an ein Streckenüberwachungsgerät,
3. Übertragen der Ausfallinformation durch das Schienenüberwachungsgerät an ein zweites Schienenfahrzeug, welches dem ersten Schienenfahrzeug nachfolgt,
4. Annähern des zweiten Schienenfahrzeuges an das erste Schienenfahrzeug,
5. Aktivieren eines Abstandssensors des zweiten Schienenfahrzeuges und Messen des Abstandes zum ersten Schienenfahrzeug,
6. Anhalten des zweiten Schienenfahrzeuges an einer Position mit Sicherheitsabstand zum ersten Schienenfahrzeug,
7. Übertragen der Position des zweiten Schienenfahrzeuges und dessen Abstand zu dem ersten Schienenfahrzeug an das Streckenüberwachungsgerät und
8. Ermitteln der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges durch das Streckenüberwachungsgerät aus den in Schritt 7 empfangenden Daten.

Die Aufgabe wird auch mit einer Systemkonfiguration gelöst, bei der ein Streckenüberwachungsgerät zur bedarfsweisen Kommunikation mit einem Zugsteuergerät eines Schienenfahrzeuges vorgesehen ist, wobei das Zugsteuergerät mit einer Ortungseinrichtung des Schienenfahrzeuges und einem Abstandssensor des Schienenfahrzeuges zur Ermittlung des Abstandes zu einem in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges befindlichen weiteren Schienenfahrzeug verbunden ist.
Auf diese Weise wird das delokalisierte erste Schienenfahrzeug durch ein zweites Schienenfahrzeug, dessen Ortung intakt ist, und ein Streckenüberwachungsgerät lokalisiert. Dabei fährt das zweite Schienenfahrzeug bis auf einen Sicherheitsabstand an das erste Schienenfahrzeug heran und ermittelt dann seinen Abstand zu dem delokalisierten ersten Schienenfahrzeug mittels eines Abstandssensors. Der Abstandssensor ermöglicht auch die Einhaltung des Sicherheitsabstandes zwischen den Zügen, der üblicherweise mindestens dem Bremsweg entspricht. Nach dem Anhalten des zweiten Schienenfahrzeuges überträgt dieses seine eigene Position und den gemessenen Abstand an das Streckenüberwachungsgerät, welches aus diesen Daten die Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges ermittelt. Damit ist das Reorten eines Schienenfahrzeuges ohne momentane Ortungsfunktion mit technischen Mitteln möglich, wobei keinerlei Personaleinsatz erforderlich ist.
Gemäß Anspruch 2 wird das Verfahren mit folgenden Schritten fortgesetzt:

9. Übertragen der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges durch das Streckenüberwachungsgerät an das erste Schienenfahrzeug und
10. Ermitteln, ob mit den empfangenen Positionsdaten ein Wiederherstellen der eigenen Ortungsfunktion möglich ist durch das erste Schienenfahrzeug, wobei 10.1 bei Bejahung diese Information an das Streckenüberwachungsgerät übertragen wird und der reguläre Betrieb durch das erste Schienenfahrzeug fortgesetzt wird oder 10.2 bei Verneinung diese Information durch das erste Schienenfahreug an das Streckenüberwachungsgerät übertragen wird, welches daraufhin Fahrtaufträge an das erste Schienenfahrzeug zur Langsamfahrt und an das zweite Schienenfahrzeug zum Verfolgen des ersten Schienenfahrzeuges im Sicherheitsabstand erteilt, wobei permanent die Schritte 7, 8 und 9 bis zum Erreichen sicherer Haltepositionen der beiden Schienenfahrzeuge zyklisch wiederholt werden.

Nach dem Reorten werden die durch das Streckenüberwachungsgerät gemäß Schritt 8 ermittelten Positionsdaten an das erste Schienenfahrzeug übertragen, welches daraufhin einen Abgleichversuch mit eigenen Ortungsdaten, sofern diese verfügbar sind, unternimmt. Dabei wird angestrebt, die eigene Ortungsfunktion wieder herzustellen.
Bei Bejahung wird die nunmehr wieder intakte Ortungsfunktion des ersten Schienenfahrzeuges zur Fortsetzung des regulären Fahrbetriebes des ersten Schienenfahrzeuges genutzt. Gleichzeitig überträgt das erste Schienenfahrzeug die Bejahungsinformation an das Streckenüberwachungsgerät, dessen Aktivitäten dadurch beendet werden.
Bei Verneinung, das heißt bei Unmöglichkeit einer Selbstortung des ersten Schienenfahrzeuges, zum Beispiel aufgrund eines technischen Defektes, übernimmt das Streckenüberwachungsgerät die Koordinierung der beiden Schienenfahrzeuge, wobei das erste Schienenfahrzeug mit Hilfe des zweiten Schienenfahrzeuges bis zu einer sicheren Halteposition geführt wird, indem das zweite Schienenfahrzeug ständig Position und Abstand an das Streckenüberwachungsgerät überträgt, welches daraus aktuelle Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges ermittelt und diese an das erste Schienenfahrzeug überträgt. Dadurch ist quasi ein sicheres Geleit des ersten Schienenfahrzeuges, dessen Ortungsfunktion defekt ist, bis zum Erreichen einer sicheren Halteposition, bei der gegebenenfalls Fahrgäste aussteigen können, möglich. Bei der Halteposition kann es sich auch um eine Abstellanlage oder ein Reparaturdepot handeln. Falls bei der Geleitfahrt ein Tunnel durchquert werden muss, entfällt bei dem beanspruchten automatischen Verfahren auch eine Tunnelsperrung, bei der der gesamte Betrieb stillgelegt werden müsste, da Personen den Tunnel nicht betreten müssen. Besonders vorteilhaft ist darüber hinaus, dass unmittelbar nach Feststellung des Ausfalls der Ortungsfunktion des ersten Schienenfahrzeuges eine Reaktion erfolgt und während des Reortens mit Hilfe des zweiten Schienenfahrzeuges keinerlei Verzögerungen auftreten. Eine Beeinträchtigung des Betriebsablaufes und dessen Performance wird auf ein Minimum reduziert.
Die Systemkonfiguration gemäß Anspruch 3 besteht aus Komponenten, die weitgehend bereits vorhanden sind und für den Verfahrensablauf mitbenutzt werden können. Dabei kann der Abstandssensor gemäß Anspruch 4 als Radarsensor ausgebildet sein, der üblicherweise für Abstands-/und Geschwindigkeitsmessungen über Grund vorgesehen ist, wobei lediglich eine Ausrichtung des Radarsensors in Fahrtrichtung möglich sein muss. Denkbar sind aber auch andere Ausführungsformen des Abstandssensors, beispielsweise auf Basis von RFID – Radio Frequency Identification oder Laserscanner.
Wesentliche Komponenten einer Systemkonfiguration zum Reorten eines Schienenfahrzeuges mit ausgefallener Ortungsfunktion veranschaulicht die einzige Figur.
Es ist ersichtlich, dass ein erstes Schienenfahrzeug 1 und ein zweites Schienenfahrzeug 2 auf einem gemeinsamen Gleis 3 befindlich sind, wobei das zweite Schienenfahrzeug 2 dem ersten Schienenfahrzeug 1 nachfolgt. Die Schienenfahrzeuge 1 und 2 sind jeweils mit einem Zugsteuergerät 4 beziehungsweise 5 ausgestattet, welches mit einem Abstandssensor 6 beziehungsweise 7 und einer Ortungseinrichtung 8 beziehungsweise 9 zusammenwirkt. Außerdem ist das Zugsteuergerät 4 beziehungsweise 5 über eine Sende-/Empfangseinrichtung 10 beziehungsweise 11 mit einem ortsfesten Streckenüberwachungsgerät 12 verbindbar.
Diese Systemkonfiguration ist derart ausgebildet, dass das Reorten des ersten Schienenfahrzeuges 1 möglich ist, wenn dessen Ortungseinrichtung 8 ausfällt. Dazu wird das zweite Schienenfahrzeug 2 mittels des Abstandssensors 7 und des Streckenüberwachungsgerätes 12 möglichst dicht – bei Einhaltung eines Sicherheitsabstandes – an das erste Schienenfahrzeug 1, das wegen des Ortungsausfalls angehalten wurde, herangeführt. In dieser Halteposition überträgt die Ortungseinrichtung 9 des zweiten Schienenfahrzeuges 2 über das Zugsteuergerät 5 und die Sende-/Empfangseinrichtung 11 seine Ortungsdaten an das Streckenüberwachungsgerät 12. Der Abstandssensor 7 misst den Abstand zum ersten Schienenfahrzeug 1, wobei auch die Abstandsdaten über das Zugsteuergerät 5 und die Sende-/Empfangseinrichtung 11 an das Streckenüberwachungsgerät 12 gesendet werden. Mit den Ortungsdaten und den Abstandsdaten ermittelt das Streckenüberwachungsgerät 12 die Position des ersten Schienenfahrzeuges 1. Die Reortung des ersten Schienenfahrzeuges 1 ist somit erfolgt.
Die Systemkonfiguration kann auch dazu genutzt werden, das Schienenfahrzeug 1 mit Hilfe des zweiten Schienenfahrzeuges 2 und dessen Abstands- sowie Ortungsdaten in langsamer Fahrt zu einer Position zu geleiten, an der eine Wiederherstellung der Ortungsfunktion des ersten Schienenfahrzeugs 1 möglich ist oder einen bestimmten anderen Ort, an dem der Zugverkehr auf dem Gleis 3 nicht mehr beeinträchtigt ist. Dieses Verfahren erfolgt automatisch und ohne Zeitverzögerung, wobei ein besonderer Vorteil darin besteht, dass Personaleinsatz zum Auffinden des ersten Schienenfahrzeuges und dessen sicherheitstechnisches Herausfahren aus dem Gefahrenbereich nicht erforderlich ist.

Claims

Verfahren zum Reorten eines Schienenfahrzeuges (1), dessen Ortungsfunktion ausgefallen ist, gekennzeichnet durch folgende Schritte: 1. Anhalten des ersten Schienenfahrzeuges (1), 2. Übertragen der Ausfallinformation durch das erste Schienenfahrzeug (1) an ein Streckenüberwachungsgerät (12), 3. Übertragen der Ausfallinformation durch das Streckenüberwachungsgerät (12) an ein zweites Schienenfahrzeug (2), welches dem ersten Schienenfahrzeug (1) nachfolgt, 4. Annähern des zweiten Schienenfahrzeuges (2) an das erste Schienenfahrzeug (1), 5. Aktivieren eines Abstandssensors (7) des zweiten Schienenfahrzeuges (2) und Messen des Abstandes zum ersten Schienenfahrzeug (1), 6. Anhalten des zweiten Schienenfahrzeuges (2) an einer Position mit Sicherheitsabstand zum ersten Schienenfahrzeug (1), 7. Übertragen der Position des zweiten Schienenfahrzeuges (2) und dessen Abstand zu dem ersten Schienenfahrzeug (1) an das Streckenüberwachungsgerät (12) und 8. Ermitteln der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges (1) durch das Streckenüberwachungsgerät (12) aus den in Schritt 7 empfangenen Daten.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende weitere Schritte: 9. Übertragen der Positionsdaten des ersten Schienenfahrzeuges (1) durch das Streckenüberwachungsgerät (12) an das erste Schienenfahrzeug (1) und 10. Ermitteln, ob mit den empfangenen Positionsdaten ein Wiederherstellen der eigenen Ortungsfunktion möglich ist durch das erste Schienenfahrzeug (1), wobei 10.1 bei Bejahung diese Information an das Streckenüberwachungsgerät (12) übertragen wird und der reguläre Betrieb durch das erste Schienenfahrzeug (1) fortgesetzt wird oder 10.2 bei Verneinung diese Information durch das erste Schienenfahrzeug (1) an das Streckenüberwachungsgerät (12) übertragen wird, welches daraufhin Fahrtaufträge an das erste Schienenfahrzeug (1) zur Langsamfahrt und an das zweite Schienenfahrzeug (2) zum Verfolgen des ersten Schienenfahrzeuges (1) im Sicherheitsabstand erteilt, wobei permanent die Schritte 7, 8 und 9 bis zum Erreichen sicherer Haltepositionen der beiden Schienenfahrzeuge (1, 2) zyklisch wiederholt werden.
Systemkonfiguration zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Streckenüberwachungsgerät (12) zur Kommunikation mit einem Zugsteuergerät (5) eines Schienenfahrzeuges (2) vorgesehen ist, wobei das Zugsteuergerät (5) mit einer Ortungseinrichtung (9) des Schienenfahrzeuges (2) und einem Abstandssensor (7) des Schienenfahrzeuges (2) zur Ermittlung des Abstandes zu einem in Fahrtrichtung des Schienenfahrzeuges (2) befindlichen weiteren Schienenfahrzeuges (1) verbunden ist.
Systemkonfiguration nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (6; 7) als Radarsensor ausgebildet ist.