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Dokumentenidentifikation DE60213747T2 13.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001318059
Titel Zugsteuerungsverfahren und -system
Anmelder Hitachi, Ltd., Tokyo, JP
Erfinder Sugita, Yoichi, Chiyoda-ku, Tokyo 100-8220, JP;
Watanabe, Dai, Chiyoda-ku, Tokyo 100-8220, JP;
Yokosuka, Yasushi, Chiyoda-ku, Tokyo 100-8220, JP;
Chiba, Kiyoshi, Chiyoda-ku, Tokyo 100-8220, JP
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 60213747
Vertragsstaaten DE, FR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 11.09.2002
EP-Aktenzeichen 020204541
EP-Offenlegungsdatum 11.06.2003
EP date of grant 09.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.09.2007
IPC-Hauptklasse B61L 3/24(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse B61L 3/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   B61L 27/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und System zum Steuern von Eisenbahn- oder Einschienenzügen auf einem Gleis durch Unterteilen des Gleises in mehrere Blockabschnitte.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Ein Eisenbahn- oder Einschienengleis ist im Allgemeinen zur Steuerung in mehrere Blockabschnitte unterteilt. In diesem Fall muss festgestellt werden, ob sich ein Zug in einem Blockabschnitt befindet oder nicht. Diese Zugerfassung erfolgt in der Regel mit einem Gleisstromkreis. Der Gleisstromkreis kann Züge auf dem gesamten Gleis (an allen Positionen) erfassen, ist aber aufwändig.

Daher werden Kommunikationselemente wie zum Beispiel Transponder anstelle des Gleisstromkreises in einer verkehrsarmen eingleisigen Strecke verwendet. Die Transponder sind auf den Zügen und am Anfang und Ende jedes eingleisigen Abschnitts zur Kommunikation zwischen den Fahrzeug- und den wegseitigen Transpondern angeordnet. Die wegseitige Steuervorrichtung empfängt mittels der Fahrzeug- und der wegseitigen Transponder eine Zugkennung (Zug-ID) von dem Zug und stellt sicher, dass sich der Zug am Anfang des Abschnitts befindet und das Ende erreicht, wodurch die eingleisige Strecke als frei festgestellt wird, nachdem der Zug sie passiert hat.

Dieses Verfahren zur Identifizierung eines Gleisabschnitts als frei wird als elektronisches Blockiersystem bezeichnet. Herkömmlicherweise arbeitete das elektronische Blockiersystem mit einem Gleisstromkreis zur Feststellung eines Zuges im Bahnhof. Ein Verfahren ohne Verwendung eines Gleisstromkreises im Bahnhof ist vorgeschlagen worden, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift Hei 10-76951 beschrieben.

Auf einer verkehrsarmen eingleisigen Strecke wird einfach ein Sichtbetrieb durch den Zugführer angewendet, um den Zug zur Sicherheit automatisch zu stoppen, wenn der Zug ein Stoppsignal (rotes Signal) überfährt.

Ein preiswertes Zugsteuerungssystem ohne einen Gleisstromkreis kann durch Anwendung eines elektronischen Blockiersystems erwartet werden, das Züge auf einem vorbestimmten Gleis entsprechend den Zugkennungen (Fahrzeugkennungen) erfasst, die eine wegseitige Steuervorrichtung mit Hilfe von Kommunikationselementen wie zum Beispiel Transpondern mit einem geringen Kommunikationsbereich sowohl an dem Gleis als auch in dem Zug an der gesamten vergleichsweise dicht befahrenen zweigleisigen Strecke empfängt.

Im Einzelnen unterteilt dieses Verfahren Eisenbahngleise in mehrere Blockabschnitte, ordnet ein wegseitiges Kommunikationselement in jedem Blockabschnitt an, ordnet ein Fahrzeugkommunikationselement auf jedem Zug an, um mit dem wegseitigen Kommunikationselement zu kommunizieren, wenn das Fahrzeugkommunikationselement einen vorbestimmten Bereich des wegseitigen Kommunikationselements erreicht, und steuert den Zug durch die Kommunikation zwischen diesen Kommunikationselementen.

Beim Steuern von Zügen durch die Kommunikation eines wegseitigen Kommunikationselements, das in jedem Blockabschnitt angeordnet ist, und eines Fahrzeugkommunikationselements, das mit dem wegseitigen Kommunikationselement kommunizieren kann, wenn das Fahrzeugkommunikationselement einen vorbestimmten Bereich des wegseitigen Kommunikationselements erreicht, treten jedoch die folgenden Probleme auf.

Auf einer vergleichsweise dicht befahrenen zweigleisigen Strecke im Gegensatz zu einer verkehrsarmen Strecke können falsche Handlungen eines Fahrers, zum Beispiel eine Geschwindigkeitsüberschreitung, mit zunehmender Betriebsfrequenz zunehmen. Insbesondere bei Einschienenbahnen mit großen Gleisgefällen und verschiedenen Gleisformen ist der Einschienenbetrieb in hohem Maße abhängig von der Qualifikation der Fahrer, und die Vermeidung von Fehlhandlungen ist dringend erforderlich.

Es gibt automatische Zugsteuerungssysteme (ATC-Systeme), die die Geschwindigkeit von Zügen automatisch steuern. Das ATC-System übermittelt über einen Gleisstromkreis kontinuierlich eine Geschwindigkeitsbeschränkung bzw. Höchstgeschwindigkeit an einen Zug und betätigt zur Sicherheit automatisch die Bremse des Zuges, wenn dessen Geschwindigkeit die Höchstgeschwindigkeit überschreitet.

Ein Zugerfassungssystem mit einem elektronischen Blockiersystem weist jedoch keinen Gleisstromkreis auf und kann nicht kontinuierlich eine Höchstgeschwindigkeit an den Zug übertragen. Mit anderen Worten, dieses System kann Informationen nur an einem bestimmten Punkt übertragen. Weil sich die Höchstgeschwindigkeit entsprechend den Gleisformen und der Position eines vorherigen Zuges verändert, ist das ATC-System nicht ausreichend, da es nur die feste Höchstgeschwindigkeit liefert. Damit kann der sichere Zugbetrieb nicht gewährleistet werden.

Ein Zugsteuersystem entsprechend den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des anliegenden Anspruchs 6 wird im Hinblick auf die ETCS-Anmeldung der Stufe 1 entsprechend der Veröffentlichung in UIC/ERRI: „ETCS – System Requirements Specification (SRS)" beschrieben.

Koeth et al. beschreiben in „Der Beitrag der Signaltechnik zum Schnellverkehr", ETR Eisenbahntechnische Rundschau, Hestra-Verlag, Darmstadt 1968, ein herkömmliches System mit Gleisleiterschleifen. Der weitere zugehörige Stand der Technik ist in CH-A-567 690 beschrieben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung ist in Anbetracht der vorstehenden Ausführungen gemacht worden, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines kostengünstigen Verfahrens und Systems zum Steuern von Zügen auf einem Gleis mit hoher Betriebssicherheit durch Erfassung von Zügen mit einem elektronischen Blockiersystem.

Dieses Ziel wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 und dem System nach Anspruch 6 erreicht. Die Unteransprüche beziehen sich auf bevorzugte Ausführungsformen.

Bei der vorliegenden Erfindung erzeugt die bordseitige Steuervorrichtung ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema für einen Bereich zwischen der gegenwärtigen Zugposition und der Halteposition entsprechend den gegenwärtigen Positionsinformationen und den Haltepositionsinformationen, die die wegseitige Steuervorrichtung überträgt, und begrenzt die Höchstgeschwindigkeit des Zuges durch das Sicherheitsgeschwindigkeitsschema. Dies kann einen sehr sicheren Betrieb gewährleisten, auch wenn die Züge mit dem elektronischen Blockiersystem erfasst werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Systems nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer bordseitigen Steuervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

3 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer wegseitigen Steuervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

4 zeigt ein Beispiel für eine Sicherheitsgeschwindigkeitsschema-Tabelle.

5 zeigt eine Erläuterung der Sicherheitsgeschwindigkeitsschemata.

6 zeigt ein Beispiel für das Übertragungsprotokoll.

7 zeigt ein Beispiel für die Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitstabelle.

8 zeigt, wie die wegseitige Steuervorrichtung einen Zug erfasst.

9 zeigt einen Verarbeitungsablauf für das Erfassen eines Zuges.

10 zeigt, wie die wegseitige Steuervorrichtung eine Halteposition erzeugt.

11 zeigt einen Verarbeitungsablauf für den Haltepositionsgenerator.

12 zeigt ein Blockdiagramm der Hauptfunktionen nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

13 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend anhand der anliegenden Zeichnungen beschrieben. 1 bis 3 beziehen sich auf eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer bordseitigen Steuervorrichtung nach der Ausführungsform. 3 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer wegseitigen Steuervorrichtung nach der Ausführungsform.

In 1 fährt ein Zug (Fahrzeug) 1 auf Rädern 2 entlang eines Gleises 4. Der Zug weist zwei Transponder (Kommunikationselemente) 3a und 3b an zwei verschiedenen Längspositionen (entlang der Fahrtrichtung des Zuges) unter dem Boden auf. Diese Transponder in dem Zug werden nachstehend als Fahrzeugtransponder bezeichnet.

Das Gleis 4 ist in die Blockabschnitte 4-1, 4-2 und 4-3 unterteilt. Die Blockabschnitte 4-1 bzw. 4-3 umfassen jeweils einen Bahnsteig 6. Jeder der Blockabschnitte 4-1, 4-2 und 4-3 weist einen wegseitigen Transponder 5 auf. Kommt der Fahrzeugtransponder 3a oder 3b in einen vorbestimmten Bereich des wegseitigen Transponders 5, kann der Fahrzeugtransponder 3a oder 3b mit dem wegseitigen Transponder kommunizieren.

Der wegseitige Transponder 5 in jedem Blockabschnitt ist über einen Verstärker 8 mit einer wegseitigen Steuervorrichtung 9 verbunden. Eine Betriebssteuervorrichtung 10 steuert die Abfahrtszeit des Zuges (Fahrzeugs) 1, um den Zug nach einem Fahrplan fahren zu lassen, und sendet Verkehrsinformationen an die wegseitige Steuervorrichtung 9.

2 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer bordseitigen Steuervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In 2, wenn der Zug 1 in den Kommunikationsbereich des wegseitigen Transponders 5 kommt, überträgt ein Zugkennungssender 12 ein Übertragungsprotokoll zusammen mit einer Zugkennung (Fahrzeugkennung) über den Fahrzeugtransponder 3a oder 3b an die wegseitige Steuervorrichtung 9.

Wie nachstehend erläutert, überträgt die wegseitige Steuervorrichtung 9 über den wegseitigen Transponder 5 und den Fahrzeugtransponder 3a oder 3b die gegenwärtigen Positionsinformationen und die Haltepositionsinformationen (zur Angabe einer Position, an der der Zug halten wird), die erforderlich sind, um ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema zu erzeugen, an einen Empfänger 13. Die gegenwärtigen Positionsinformationen enthalten Informationen über den Standort des wegseitigen Transponders 5, das heißt den Namen (die Nummer) eines Blockabschnitts, zu dem der wegseitige Transponder 5 gehört.

Hält der Zug 1 an dem Bahnsteig 6 in dem Blockabschnitt 4-1 oder 4-3, überträgt die wegseitige Steuervorrichtung 9 auch die Abfahrtszeit des Zuges 1.

Die bordseitige Steuervorrichtung empfängt die Haltepositionsinformationen und die gegenwärtigen Positionsinformationen mit dem Empfänger 13 und sendet sie an den Sicherheitsgeschwindigkeitsschemagenerator 14. Die gegenwärtigen Positionsinformationen werden in die Positionskorrektureinrichtung 21 eingegeben, und die Abfahrtszeit wird in den Fahrzeugsignalblock eingegeben. In der Datenbank (DB) 15 werden im Voraus zahlreiche Sicherheitsgeschwindigkeitsschemata (Höchstgeschwindigkeitsmerkmale) für Bereiche zwischen der gegenwärtigen Position und Haltepositionen gespeichert. Die gegenwärtige Position und die Haltepositionen werden einer Blockabschnittsnummer zugewiesen.

Der Sicherheitsgeschwindigkeitsschemagenerator 14 entnimmt ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema entsprechend den eingegebenen gegenwärtigen Positionsinformationen und Haltepositionsinformationen aus der Datenbank 15 und sendet es an den Fahrzeugsignalblock und den Geschwindigkeitsbegrenzer 20. Der Fahrzeugsignalblock 19 bestimmt eine Höchstgeschwindigkeit an der gegenwärtigen Position entsprechend dem eingegebenen Sicherheitsgeschwindigkeitsschema und der von dem Positionsdetektor 22 gesendeten gegenwärtigen Zugposition und zeigt sie dem Zugführer 18 an. Hält der Zug an einem Bahnsteig 6, präsentiert der Fahrzeugsignalblock 19 dem Zugführer 18 auch eine Abfahrtszeit des Zuges 1.

Der Zugführer 18 betätigt das Bedienfeld 17, um den Fahrerblock 16 zu steuern und den Zug 1 manuell zu bewegen. Die Anzahl der Umdrehungen einer Achse (oder eines Rads 2) des Zuges 1 wird von dem Fahrerblock 16 an den Positionsdetektor 22 und an den Geschwindigkeitsdetektor 23 übertragen. Der Positionsdetektor 22 integriert die Anzahl der Umdrehungen des Rads 2, ermittelt die Position des Zuges 1 und überträgt die Positionsdaten an den Geschwindigkeitsbegrenzer 20. Die von dem Geschwindigkeitsdetektor 23 erfasst Zuggeschwindigkeit wird auch an den Geschwindigkeitsbegrenzer 20 gegeben.

Der Geschwindigkeitsbegrenzer 20 vergleicht die von dem Geschwindigkeitsdetektor 23 erfasste Zuggeschwindigkeit mit dem Sicherheitsgeschwindigkeitsschema (Höchstgeschwindigkeit) an der gegenwärtigen Zugposition und sendet ein Höchstgeschwindigkeitssignal an den Fahrerblock 16, wenn die Zuggeschwindigkeit größer ist als die Höchstgeschwindigkeit.

3 zeigt ein Funktionsblockdiagramm einer wegseitigen Steuervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In 3 empfängt der Empfänger 25 der wegseitigen Steuervorrichtung 9 eine Zugkennung von dem wegseitigen Transponder 5, der die Zugkennung von einem Zug empfängt, und sendet sie an den Zugerfassungsprozessor 26. Der Zugerfassungsprozessor 26 empfängt zu den jeweiligen Zeiten Daten von jedem berührungslosen wegseitigen Transponder 5, die in jedem Blockabschnitt des Gleises 4 angeordnet sind, und prüft, in welchem Blockabschnitt sich momentan ein Zug 1 befindet.

Der wegseitige Transponder 5 in jedem Blockabschnitt ist mit Hilfe eines einzelnen Ports, dem eine eindeutige Portnummer zugewiesen ist, mit der wegseitigen Steuervorrichtung 9 verbunden. Der Zugerfassungsprozessor 26 identifiziert anhand der Portnummer einen Blockabschnitt mit einem wegseitigen Transponder 5, der eine Zugkennung empfangen hat. Der Zugerfassungsprozessor 26 prüft den Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsstatus in jedem Blockabschnitt und steuert den Status mit der Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitstabelle in der Datenbank 27.

Die von dem Zugerfassungsprozessor 26 erfassten Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsinformationen werden an den Haltepositionsgenerator 28 und die Betriebssteuervorrichtung 10 gesendet. Der Haltepositionsgenerator 28 erzeugt eine Halteposition (Blockabschnitt), an der der Zug 1 in dem Blockabschnitt i entsprechend den Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsinformationen halten muss. Die Betriebssteuervorrichtung 10 prüft den Fahrstatus des Zuges 1 entsprechend den von dem Zugerfassungsprozessor 26 gesendeten Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsinformationen und sendet die Haltestationsinformationen und die Abfahrtszeit für den Zug 1 (aus dem Fahrplan) an den Haltepositionsgenerator 28, wenn der Zug 1 an einem Bahnhof in dem Blockabschnitt i anhält.

Nachstehend wird die Funktionsweise der Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung erläutert.

Es wird angenommen, dass der Zug 1 in einen Blockabschnitt 4-1 gelangt, wie in 1 gezeigt. Erreicht der Zug 1 einen vorbestimmten Bereich, in dem der Fahrzeugtransponder 3a oder 3b mit dem wegseitigen Transponder 5 kommunizieren kann, überträgt der Zugkennungssender 12 über den Fahrzeugtransponder 3a oder 3b ein Übertragungsprotokoll 100 (siehe 6) an die wegseitige Steuervorrichtung 9.

Bei Empfang des Übertragungsprotokolls 100 berechnet die wegseitige Steuervorrichtung 9 eine Halteposition (an der der Zug 1 halten muss), die benötigt wird, um ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema zu erzeugen, und überträgt ein Übertragungsprotokoll 102 (siehe 6) zusammen mit den Haltepositionsinformationen an den Zug 1.

Der Empfänger 13 der bordseitigen Steuervorrichtung empfängt das Übertragungsprotokoll 102 von der wegseitigen Steuervorrichtung 9 über den wegseitigen Transponder 5 und sendet die Blockabschnittsnummer (BA-Nummer), die Haltepositionsinformationen und die gegenwärtigen Positionsinformationen an den Sicherheitsgeschwindigkeitsschemagenerator 14. Diese Blockabschnittsnummer gibt die Nummer eines Blockabschnitts an, in dem sich der Zug 1 befindet. Die gegenwärtigen Positionsinformationen geben die gegenwärtige Position des Zuges 1 an, das heißt den Standort eines wegseitigen Transponders 5, an dem der Zug 1 anhält oder an dem der Zug 1 vorbeifährt. Außerdem gibt die Abfahrtszeit eine Zeit an, zu der der in einem Bahnhof anhaltende Zug abfahren soll.

Die wegseitige Steuervorrichtung 9 überträgt die Übertragungsprotokolle 100 und 102 an die bordseitige Steuervorrichtung des Zuges 1, während der Fahrzeugtransponder 3aoder 3b sich in dem vorbestimmten Kommunikationsbereichs des wegseitigen Transponders 5 befindet.

Der Sicherheitsgeschwindigkeitsschemagenerator 14 erzeugt ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema (Höchstgeschwindigkeitmerkmale) entsprechend der Nummer eines Blockabschnitts, in dem sich ein Zug 1 befindet, und eine Halteposition, die der Empfänger 13 empfängt.

Die gegenwärtige Position des Zuges 1 entspricht der Position, an der der wegseitige Transponder 5 installiert ist, und die Halteposition ist auch eine Position, an der ein berührungsloser wegseitiger Transponder 5 angeordnet ist. Daher steht die Halteposition in direkter Beziehung zu der Blockabschnittsnummer. Folglich sind die Kombinationen der gegenwärtigen Positionen und Haltepositionen endlich, und auch die Anzahl der zu erstellenden Sicherheitsgeschwindigkeitsschemata ist endlich.

Die Sicherheitsgeschwindigkeitsschemata werden jeweils durch die gegenwärtige Zugposition, die Halteposition und eine Bedingung des Gleises 4 wie zum Beispiel ein Gefälle in einem Blockabschnitt bestimmt.

4 zeigt ein Beispiel für eine Sicherheitsgeschwindigkeitsschema-Tabelle 104 in der Datenbank 15. Der Sicherheitsgeschwindigkeitsschemagenerator 14 wählt entsprechend den gegenwärtigen Positionsinformationen und den von dem Empfänger 13 gesendeten Haltepositionsinformationen ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema aus der Sicherheitsgeschwindigkeitsschema-Tabelle 104 in der Datenbank 15 aus und übernimmt dieses.

5 zeigt ein Beispiel, wie ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema entsprechend der gegenwärtigen Position und der Halteposition bestimmt wird. Für dieses Beispiel werden drei Kombinationen von gegenwärtigen Positionen und Haltepositionen verwendet (BA1-BA2, BA1-BA3 und BA2-BA3). Jedes Sicherheitsgeschwindigkeitsschema verwendet die Standorte der wegseitigen Transponder 5 in den Blockabschnitten als Start- und Endpunkte und verringert die Höchstgeschwindigkeit zum Endpunkt hin, so dass die Höchstgeschwindigkeit am Endpunkt 0 betragen kann.

Der Sicherheitsgeschwindigkeitsschemagenerator 14 sendet das extrahierte Sicherheitsgeschwindigkeitsschema an den Geschwindigkeitsbegrenzer 20 und an den Fahrzeugsignalblock 19. Die gegenwärtigen Positionsinformationen von dem Empfänger 13 werden an die Positionskorrektureinrichtung 21 gesendet, und die Abfahrtszeit wird an den Fahrzeugsignalblock 19 gesendet.

Der Positionsdetektor 22 erfasst die Position des Zuges durch Integration der Anzahl der Umdrehungen des Rads (der Achse) 2 des Zuges 1. Mit anderen Worten, die durch den Positionsdetektor 22 erfasste Position des Zuges ist ein integraler Wert (erwarteter Wert) und weist eine große Fehlermarge auf. Die Positionskorrektureinrichtung 21 korrigiert die Zugposition, die der Positionsdetektor 22 berechnet hat, in eine tatsächliche Zugposition entsprechend den eingegebenen gegenwärtigen Positionsinformationen.

Der Fahrzeugsignalblock 19 zeigt dem Zugführer 18 die Höchstgeschwindigkeit an der gegenwärtigen Zugposition an, die entsprechend dem eingegebenen Sicherheitsgeschwindigkeitsschema und der von dem Positionsdetektor 22 gesendeten Zugposition bestimmt wird. Wenn der Zug 1 an einem Bahnsteig 6 anhält, zeigt der Fahrzeugsignalblock 19 dem Zugführer 18 eine Abfahrtszeit und ein Abfahrtssignal an, wenn die Abfahrtszeit erreicht wird. Der Zugführer 18 betätigt das Bedienfeld 17, um den Fahrerblock 16 zu steuern und den Zug 1 manuell zu bewegen.

Der Geschwindigkeitsbegrenzer 20 empfängt die Zugposition von dem Positionsdetektor 22 und die Zuggeschwindigkeit von dem Geschwindigkeitsdetektor 23, vergleicht die mit dem Geschwindigkeitsdetektor 23 erfasste Zuggeschwindigkeit mit dem Sicherheitsgeschwindigkeitsschema (Höchstgeschwindigkeit), und sendet ein Höchstgeschwindigkeitsignal an den Fahrerblock 16, wenn die Zuggeschwindigkeit größer ist als die Höchstgeschwindigkeit.

Die wegseitige Steuervorrichtung 9 empfängt ein Übertragungsprotokoll 100 mit dem Empfänger von dem wegseitigen Transponder 5 und sendet es an den Zugerfassungsprozessor 26. Das Übertragungsprotokoll 100 besteht aus einem Signaltyp 1, der angibt, dass das Protokoll von dem Zug an die Wegseite übertragen worden ist, und einer Zugkennung für den Zug 1, wie in 6 gezeigt.

Der Empfänger prüft mit dem aus dem Übertragungsprotokoll 100 extrahierten Signaltyp 1, ob das Signal von der Wegseite kommt und korrekt ist, und sendet die Zugkennung an den Zugerfassungsprozessor 26, wenn es richtig ist.

Der Zugerfassungsprozessor 26 empfängt die Zugkennungsinformationen von jedem wegseitigen Transponder 5 in allen Blockabschnitten 4-1, 4-2, 4-3 usw. am Gleis 4 zur jeweiligen Zeit und prüft anhand der Zugkennungsinformationen, in welchem Blockabschnitt sich der Zug 1 momentan befindet.

Der Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsstatus jedes Blockabschnitts wird danach identifiziert, ob sich ein Zug 1 in einem Blockabschnitt befindet. Dieser Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsstatus jedes Blockabschnitts wird durch die Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitstabelle in der Datenbank 27 gesteuert (siehe 7). In der Tabelle gibt „1" an, dass sich ein Zug in dem Blockabschnitt befindet, während „0" angibt, dass der Blockabschnitt frei ist. „N" ist die Anzahl der Blockabschnitte.

Der wegseitige Transponder 5 in jedem Blockabschnitt des Gleises 4 ist über einen einzelnen Port, dem eine eindeutige Portnummer zugewiesen ist, mit der wegseitigen Steuervorrichtung 9 verbunden.

Ein Blockabschnitt mit einem wegseitigen Transponder 5, der eine Zugkennung empfangen hat, wird durch die Portnummer identifiziert.

8 zeigt, wie die wegseitige Steuervorrichtung 9 einen Blockabschnitt identifiziert, in dem sich ein Zug befindet.

Die wegseitige Steuervorrichtung 9 empfängt eine Zugkennung von einem wegseitigen Transponder 5 in einem Blockabschnitt, wenn der Zug 1 an dem wegseitigen Transponder 5 anhält oder an ihm vorbeifährt, und erkennt, dass sich der Zug in diesem Blockabschnitt befindet. Gleichzeitig vergleicht der Komparator 31 diese Zugkennung mit einer Zugkennung für einen Blockabschnitt dahinter. Wenn diese Zugkennungen gleich sind, erkennt die wegseitige Steuervorrichtung 9, dass der Zug von dem vorherigen Blockabschnitt „i – 1" zu dem nächsten Blockabschnitt „i" gefahren ist, und verarbeitet diese Informationen, um zu erklären, dass der vorherige Blockabschnitt „i – 1" frei ist.

8 zeigt, dass der Zug 1 in den Blockabschnitt „i" kommt und die Zugkennung an die wegseitige Steuervorrichtung 9 gesendet wird, und dass der vorherige Blockabschnitt „i – 1" freigeschaltet wird, weil die Zugkennung aus dem Blockabschnitt „i" gleich der Zugkennung aus dem vorherigen Blockabschnitt „i – 1" ist.

Diese Ausführungsform benutzt einen Blockabschnitt als kleinste Einheit zum Erfassen eines Zuges, aber es ist möglich, eine Reihe von kleinsten Zugerfassungseinheiten als einen Blockabschnitt zu benutzen.

9 zeigt den Verarbeitungsablauf für das Erfassen eines Zuges in dem Zugerfassungsprozessor 26. In Schritt 1 (S1) prüft der Zugerfassungsprozessor 26, ob der Empfänger 25 in einem bestimmten Zeitintervall eine Zugkennung empfangen hat. Der Zugerfassungsprozessor 26 geht zum nächsten Schritt (S2) weiter, wenn der Empfänger 25 bereits eine Zugkennung empfangen hat, oder wiederholt Schritt 1, wenn der Empfänger 25 noch keine Zugkennung empfangen hat. In Schritt 2 (S2) weist der Zugerfassungsprozessor 26 eine Zugkennung zu der Blockabschnittskennung „i" eines Blockabschnitts (BA) zu, in dem eine Zugkennung erfasst wurde, wobei eine Blockabschnittskennung „i" einem Blockabschnitt „i" zugewiesen wird. Die Blockabschnittskennung ist ein Parameter, der jedem Blockabschnitt zugewiesen wird, um eine Zugkennung zu speichern.

In Schritt 3 (S3) vergleicht der Zugerfassungsprozessor 26 die Blockabschnittskennung „i" mit der Blockabschnittskennung „i – 1" des vorherigen Blockabschnitts „i – 1". In Schritt 4 (S4) geht der Zugerfassungsprozessor 26 zum nächsten Schritt (S5) weiter, wenn die Blockabschnittskennung „i" gleich der Blockabschnittskennung „i – 1" ist. Ist die Blockabschnittskennung „i" nicht gleich der Blockabschnittskennung „i – 1", fährt der Zugerfassungsprozessor 26 mit Schritt 7 (S7) fort.

In Schritt 5 (S5) setzt der Zugerfassungsprozessor 26 „0" (Abwesenheit) für die Blockabschnittskennung „i – 1" in der Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitstabelle 106. In Schritt 6 (S6) setzt der Zugerfassungsprozessor 26 „1" (Anwesenheit) für die Blockabschnittskennung „i" in der Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitstabelle 106. In Schritt 7 überträgt der Zugerfassungsprozessor 26 die Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsinformationen aus der Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitstabelle 106 an den Haltepositionsgenerator 28 und die Betriebssteuervorrichtung 10.

Nach Empfang der Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsinformationen von dem Zugerfassungsprozessor 26 erzeugt der Haltepositionsgenerator 28 Informationen für eine Position, an der der im Blockabschnitt „i" fahrende Zug 1 halten muss.

10 zeigt, wie der Haltepositionsgenerator 28 eine Halteposition erzeugt.

Als gegenwärtige Position 901 wird angenommen, dass sich der Zug 1 über einem wegseitigen Transponder 5 in dem Blockabschnitt „i" befindet. Der Zug 1 soll an einer Position 902 in einem Blockabschnitt „i + 1" direkt hinter einem Blockabschnitt „i + 2" halten, in dem sich der vorherige Zug 1A befindet. Nach dem Anhalten an der Position 902 muss der 1 ein neues Sicherheitsgeschwindigkeitsschema von der wegseitigen Steuervorrichtung 9 erhalten. Die Halteposition 902 befindet sich über dem wegseitigen Transponder 5 in diesem Blockabschnitt „i + 1", wie vorstehend erläutert.

Wie in 10 gezeigt, wird das Sicherheitsgeschwindigkeitsschema so bestimmt, dass die Höchstgeschwindigkeit bis zur Halteposition 902 schrittweise verringert werden kann. Gleichzeitig prüft die Betriebssteuervorrichtung 10 den Fahrstatus des Zuges 1 entsprechend den von dem Zugerfassungsprozessor 26 gesendeten Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsinformationen. Hält der Zug 1 in dem Bahnhof des Blockabschnitts „i", extrahiert die Betriebssteuervorrichtung 10 die Haltestationsinformationen und die Abfahrtszeit aus dem Fahrplan und sendet sie an den Haltepositionsgenerator 28.

11 zeigt einen Verarbeitungsablauf in dem Haltepositionsgenerator 28.

In Schritt 11 (S11) extrahiert der Haltepositionsgenerator 28 einen Blockabschnitt „j" direkt hinter einem Blockabschnitt mit einem Zug, der vor dem gegenwärtigen Zug in dem Blockabschnitt „i" fährt, entsprechend den von dem Zugerfassungsprozessor 26 gesendeten Zug-Anwesenheits-/-Abwesenheitsinformationen. In Schritt 12 (S12) wird eine Halteposition 902 auf dem wegseitigen Transponder 5 in dem Blockabschnitt „j" gesetzt.

In Schritt 13 (S13) prüft der Zugerfassungsprozessor 26 entsprechend den von der Betriebssteuervorrichtung 10 gesendeten nächsten Haltestationsinformationen, ob ein Blockabschnitt hinter dem Blockabschnitt „j" eine nächste Haltestation für den Zug 1 enthält, dessen Kennung von dem Empfänger empfangen worden ist. Der Zugerfassungsprozessor 26 geht zum nächsten Schritt (S14) weiter, wenn der Blockabschnitt hinter dem Blockabschnitt „j" die nächste Haltestation enthält, oder geht weiter zu Schritt S15, wenn es keine nächste Haltestation gibt.

In Schritt 14 (S14) wird die Halteposition 902 auf dem wegseitigen Transponder 5 gesetzt, der an dem Bahnsteig angeordnet ist, an dem der Zug als Nächstes halten wird. In Schritt 15 (S15) prüft der Zugerfassungsprozessor 26 anhand der von der Betriebssteuervorrichtung 10 gesendeten Informationen, ob der Blockabschnitt „i" ein Blockabschnitt ist, in dem der Zug 1 halten wird. Ist der Blockabschnitt „i" der richtige Blockabschnitt, weist der Zugerfassungsprozessor 26 die Abfahrtszeit (die von der Betriebssteuervorrichtung 10 gesendet worden ist) dem Übertragungsprotokoll 102 zu und geht zum nächsten Schritt (S16) weiter.

Ist der Blockabschnitt „i" nicht der richtige Blockabschnitt (in Schritt S15), fährt der Zugerfassungsprozessor 26 mit Schritt 16 (S16) fort. In Schritt 16 (S16) sendet der Zugerfassungsprozessor 26 das Übertragungsprotokoll 102 zusammen mit Informationen über eine Halteposition 902 und die gegenwärtige Position des Blockabschnitts „i" an den Sender 29.

Der Sender 29 weist die Blockabschnittsnummer für den Blockabschnitt „i" und einen Signaltyp 2 für die von dem Haltepositionsgenerator 28 gesendeten Informationen (Halteposition 902, gegenwärtige Zugposition und Abfahrtszeit) dem Übertragungsprotokoll 102 zu und sendet das Protokoll 102 über den wegseitigen Transponder 5 und den Fahrzeugtransponder 3 an die bordseitige Steuervorrichtung.

12 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese Ausführungsform weist zwei wegseitige Transponder 5a und 5b an zwei verschiedenen Längspositionen des Gleises 4 auf.

Weiter zeigt 12, dass auf dem Zug 1 zwei Fahrzeugtransponder 3a und 3b jeweils direkt gegenüber den wegseitigen Transpondern 5a und 5b vorgesehen sind. In 12 ist ein Teil der bordseitigen Steuervorrichtung weggelassen.

Diese Konfiguration bringt vorteilhafte Effekte für die vorliegende Erfindung mit sich, wie nachstehend erläutert. Für diese Abbildung wird angenommen, dass der Zug 1 über die wegseitigen Transponder 5a und 5b fährt, ohne anzuhalten. Wechselt der Status von Status 1 zu Status 3, kann das Vorsehen von zwei wegseitigen Transpondern 5a und 5b die Chance für die Kommunikation mit den Fahrzeugtranspondern 3a und 3b und gleichzeitig auch die Dauer der Kommunikation zwischen den Fahrzeugtranspondern und den wegseitigen Transpondern verdoppeln.

Diese Konfiguration kann das Volumen der Kommunikation zwischen den Fahrzeugtranspondern und den wegseitigen Transpondern erhöhen, so dass der Zug 1 schneller über die wegseitigen Transponder 5 fahren kann als der Zug 1 bei der ersten Ausführungsform. Weiter kann, auch wenn der Zug 1 über dem wegseitigen Transponder 5 anhält oder wenn einer der Transponder defekt ist, der Zug 1 immer mit dem wegseitigen Transponder 5 kommunizieren. Diese redundante Konfiguration kann die Zuverlässigkeit der Kommunikation gewährleisten.

Weiter ist es auch möglich, einen wegseitigen Transponder 5 auf dem Bahnsteig eines Bahnhofs vorzusehen und dem Sicherheitsgeschwindigkeitsschema für den Zug ein „GO"-Signal (um das Abfahren zu ermöglichen) oder dergleichen zuzuweisen, wenn der Zug an dem Bahnsteig hält.

Wie vorstehend erläutert, empfängt die bordseitige Steuervorrichtung die gegenwärtigen Positionsinformationen und die Haltepositionsinformationen von der wegseitigen Steuervorrichtung, erzeugt ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema für einen Bereich zwischen der gegenwärtigen Position und der Halteposition und begrenzt die Höchstgeschwindigkeit des Zuges durch das Sicherheitsgeschwindigkeitsschema. Daher kann die vorliegende Erfindung den Zugverkehr mit hoher Sicherheit steuern, auch wenn ein elektronisches Blockiersystem zum Erfassen der Züge verwendet wird.

Die vorstehenden Ausführungsformen sind unter der Annahme beschrieben, dass der Zug ein Einschienenfahrzeug ist. Selbstverständlich können ähnliche Effekte aber auch erzielt werden, wenn die vorliegende Erfindung auf den Fall der Steuerung von Zügen in Eisenbahnsystemen und Fahrzeugen in anderen städtischen Transport- und Verkehrssystemen angewendet wird.

Weiter sei klar darauf hingewiesen, dass es sich bei den Kommunikationselementen um beliebige Kommunikationselemente wie zum Beispiel Transponder handeln kann, so lange sie ähnliche Wirkungen ermöglichen können.

Nach der vorliegenden Erfindung empfängt die bordseitige Steuervorrichtung, wie vorstehend beschrieben, die gegenwärtigen Positionsinformationen und die Haltepositionsinformationen von der wegseitigen Steuervorrichtung, erzeugt ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema für einen Bereich zwischen der gegenwärtigen Position und der Halteposition und begrenzt die Höchstgeschwindigkeit des Zuges durch das Sicherheitsgeschwindigkeitsschema. Daher kann die vorliegende Erfindung den Zugverkehr mit hoher Sicherheit steuern, auch wenn ein elektronisches Blockiersystem ohne Gleisstromkreis zum Erfassen von Zügen verwendet wird.


Anspruch[de]
Verfahren zum Steuern von Zügen (1) auf einem Gleis (4), wobei

das Gleis (4) in mehrere Blockabschnitte (4-1, 4-2, ...) unterteilt wird,

in jedem Blockabschnitt ein transponderähnliches wegseitiges Kommunikationselement (5) mit einem begrenzten Kommunikationsbereich angeordnet wird,

in jedem Zug (1) ein Fahrzeugkommunikationselement (3) angeordnet wird, um mit dem wegseitigen Kommunikationselement (5) zu kommunizieren,

eine wegseitige Steuervorrichtung (9) vorgesehen wird, um mit einer bordseitigen Steuervorrichtung zu kommunizieren,

durch die wegseitige Steuervorrichtung (9) die Anwesenheit/Abwesenheit des Zugs in jedem Blockabschnitt (4-1, 4-2, ...) auf Grundlage einer Zugkennung (ID) geprüft wird, die an dem wegseitigen Kommunikationselement (5) von einer Übertragungseinrichtung (12) der bordseitigen Steuervorrichtung empfangen wird, während sich das Fahrzeugkommunikationselement (3) innerhalb des begrenzten Kommunikationsbereichs des wegseitigen Kommunikationselements (5) befindet,

gegenwärtige Positionsinformation und Haltepositionsinformation durch die wegseitige Steuervorrichtung (9) über das wegseitige Kommunikationselement (5) und das Fahrzeugkommunikationselement (3) an die bordseitige Steuervorrichtung übertragen wird, während sich das Fahrzeugkommunikationselement (3) innerhalb des begrenzten Kommunikationsbereichs des wegseitigen Kommunikationselements (5) befindet,

durch die bordseitige Steuervorrichtung ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema für einen Abstand zwischen der gegenwärtigen Position und der Halteposition erzeugt wird, indem auf die übertragene gegenwärtige Positionsinformation und die Haltepositionsinformation zurückgegriffen wird, und

die Höchstgeschwindigkeit des Zugs von der bordseitigen Steuervorrichtung durch das Sicherhieitsgeschwindigkeitsschema begrenzt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner

das Vorankommen des Zugs durch Zählen der Anzahl von Umdrehungen des Zugrads (2) bestimmt wird, und

die Zugpositionsinformation durch Integration der Anzahl von Umdrehungen des Zugrads (2) erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei

die bordseitige Steuervorrichtung eine Datenbank (15) aufweist, die mehrere vorbestimmte Sicherheitsgeschwindigkeitsschemata für die Blockabschnitte (4-1, 4-2, ...) aufweist, und

die bordseitige Steuervorrichtung das Sicherheitsgeschwindigkeitsschema von der Datenbank (15) gemäß der Zugpositionsinformation lädt.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, wobei die bordseitige Steuervorrichtung die bestimmte Zugpositionsinformation durch die neu von der wegseitigen Steuervorrichtung (9) erhaltene gegenwärtige Positionsinformation korrigiert. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die bordseitige Steuervorrichtung die gegenwärtige Geschwindigkeit des Zugs mit dem Sicherheitsgeschwindigkeitsschema vergleicht. System zum Steuern von Zügen (1) auf einem in mehrere Blockabschnitte (4-1, 4-2, ...) unterteilten Gleis (4), umfassend

in jedem Blockabschnitt ein transponderähnliches wegseitiges Kommunikationselement (5) mit einem begrenzten Kommunikationsbereich,

in jedem Zug (1) ein Fahrzeugkommunikationselement (3), um mit dem wegseitigen Kommunikationselement (5) zu kommunizieren,

eine wegseitige Steuervorrichtung (9), um mit einer bordseitigen Steuervorrichtung zu kommunizieren,

wobei

die wegseitige Steuervorrichtung (9) eine Einrichtung (29) aufweist, um gegenwärtige Positionsinformation und Haltepositionsinformation über das wegseitige Kommunikationselement (5) und das Fahrzeugkommunikationselement (3) an die bordseitige Steuervorrichtung zu übertragen, während sich das Fahrzeugkommunikationselement (3) innerhalb des begrenzten Kommunikationsbereichs des wegseitigen Kommunikationselements (5) befindet,

die bordseitige Steuervorrichtung eine Einrichtung (14) aufweist, um ein Sicherheitsgeschwindigkeitsschema für einen Abstand zwischen der gegenwärtigen Position und der Halteposition zu erzeugen, indem auf die übertragene gegenwärtige Positionsinformation und die Haltepositionsinformation zurückgegriffen wird, und eine Einrichtung (20), um die Höchstgeschwindigkeit des Zugs von der bordseitigen Steuervorrichtung durch das Sicherheitsgeschwindigkeitsschema zu begrenzen,

dadurch gekennzeichnet, daß die wegseitige Steuervorrichtung (9) eine Einrichtung (26) aufweist, um die Anwesenheit/Abwesenheit des Zugs in jedem Blockabschnitt (4-1, 4-2, ...) auf Grundlage einer Zugkennung (ID) zu prüfen, die an dem wegseitigen Kommunikationselement (5) von einer Übertragungseinrichtung (12) der bordseitigen Steuervorrichtung empfangen wird, während sich das Fahrzeugkommunikationselement (3) innerhalb des begrenzten Kommunikationsbereichs des wegseitigen Kommunikationselements (5) befindet.
System nach Anspruch 6, wobei die wegseitige Steuervorrichtung (9) ferner eine Einrichtung (22) aufweist, um das Vorankommen des Zugs durch Zählen der Anzahl von Umdrehungen des Zugrads (2) zu bestimmen und die Zugpositionsinformation durch Integration der Anzahl von Umdrehungen des Zugrads (2) zu erhalten. System nach Anspruch 7, wobei

die bordseitige Steuervorrichtung eine Datenbank (15) aufweist, die mehrere vorbestimmte Sicherheitsgeschwindigkeitsschemata für die Blockabschnitte (4-1, 4-2, ...) aufweist, und

die Einrichtung (14) zum Erzeugen des Sicherheitsgeschwindigkeitsschemas dazu ausgelegt ist, das Sicherheitsgeschwindigkeitsschema von der Datenbank (15) gemäß der Zugpositionsinformation zu laden.
System nach Anspruch 7 oder 8, wobei die bordseitige Steuervorrichtung ferner eine Einrichtung (21) aufweist, um die bestimmte Zugpositionsinformation durch die neu von der wegseitigen Steuervorrichtung (9) erhaltene gegenwärtige Positionsinformation zu korrigieren. System nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei

die bordseitige Steuervorrichtung ferner eine Einrichtung (23) aufweist, um die gegenwärtige Geschwindigkeit des Zugs zu bestimmen, und

die Geschwindigkeitbegrenzungseinrichtung (20) dazu ausgelegt ist, die gegenwärtige Geschwindigkeit des Zugs mit dem Sicherheitsgeschwindigkeitsschema zu vergleichen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, oder System nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei

die Züge (1) vorzugsweise einschienige Wagen sind,

zwei wegseitige Kommunikationselemente (5a, 5b) an verschiedenen Stellen längs des Gleises in jedem Blockabschnitt (4-1, 4-2, ...) angeordnet sind, und

zwei Fahrzeugkommunikationselemente (3a, 3b) längs an jedem Wagen angeordnet sind, um mit den wegseitigen Kommunikationselementen (5a, 5b) zu kommunizieren, wenn eines der Fahrzeugkommunikationselemente den begrenzten Kommunikationsbereich von einem der wegseitigen Kommunikationselemente erreicht.






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