DE602004000115T2

DE602004000115T2 - Zugsicherungsverfahren und-system, speziell des Typs ERTMS

Info

Publication number: DE602004000115T2
Application number: DE602004000115T
Authority: DE
Inventors: François Lacote; Philippe Michaut
Original assignee: Alstom SA
Current assignee: Alstom SA
Priority date: 2003-06-27
Filing date: 2004-05-25
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2024-05-26
Also published as: KR101145699B1; EP1498338A1; TWI313235B; CN1576132A; ATE305868T1; ES2250956T3; FR2856645A1; TW200508071A; DE602004000115D1; US7089093B2; FR2856645B1; DK1498338T3; CN1576132B; EP1498338B1; KR20050001325A; US20040267415A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Steuerung von Zügen.
Ein Anwendungsbereich der Erfindung betrifft Steuerung und Steuerungshilfe für Züge, wie etwa Hochgeschwindigkeitszüge, Regionalzüge, Vorortzüge, U-Bahnen, Straßenbahnen u. a. Die Züge können durch einen Menschen an Bord oder automatisch gesteuert werden. Die Schrift EP 0 958 987 A2 beschreibt ein System zur Steuerung von Zügen per Funkverbindung.
Die Erfindung strebt insbesondere, aber keineswegs ausschließlich, die Umsetzung des Systems ERTMS/ETCS (European Rail Traffic Management System/European Train Control System) an, das hierunter mit ERTMS bezeichnet wird. Dieses System ist dafür vorgesehen, eine internationale Norm automatischer Zugleitsysteme aufzustellen und hat insbesondere zum Ziel, den grenzüberschreitenden Verkehr und die Zugleitsysteme zwischen den Ländern interoperabel zu machen und die Erhöhung der Zugverkehrsdichte auf einer Zugverkehrsstrecke mit einem optimalen und homogenen Sicherheitsniveau zu erlauben.
Ein Mittel zur Erhöhung der Verkehrsdichte auf einer Strecke besteht darin, den Abstand zu verringern, in dem Züge aufeinander folgen.
Hierfür weist das System ERTMS jedem Zug die Vorgabe eines Ortes zu, bis zu dem er auf der Strecke fahren kann und vor dem sich das Ende des vorangehenden Zuges befinden muss.
Die Erfindung beabsichtigt, die Zugverkehrsdichte auf einer -Strecke weiter zu erhöhen.
Hierzu ist ein erster Gegenstand der Erfindung eine Einrichtung zur Steuerung von Zügen, umfassend:

– Mittel zur Erfassung des Ortes und der Geschwindigkeit mindestens eines Zuges auf einer Zugverkehrsstrecke, die mit einer Recheneinheit verbunden sind, die ein erstes Modul umfasst, das in der Lage ist, in Abhängigkeit mindestens des erfassten Ortes und der erfassten Geschwindigkeit eine Ortsvorgabe zu berechnen, die jenseits des erfassten Ortes liegt und bis wohin dem Zug erlaubt wird, mit einer Zielgeschwindigkeit an diesem vorgegebenen Ort zu fahren,
– ein Organ zur Berechnung einer Fahrtsteuergröße des Zuges nach einer vorgeschriebenen Berechnungsregel in Abhängigkeit mindestens von der vom ersten Rechenmodul gelieferten Ortsvorgabe, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung außerdem Mittel zur Erfassung mindestens der Geschwindigkeit des auf der Zugverkehrsstrecke vorangehenden Zuges umfasst, die außerdem mit Mitteln zur Speicherung der erfassten Geschwindigkeit verbunden sind, und dass die Recheneinheit außerdem ein zweites Modul umfasst, um in Abhängigkeit mindestens von der gespeicherten Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges und einer dem vorangehenden Zug vorgeschriebenen Abbremsung, deren Absolutwert größer oder gleich dem Absolutwert seiner Betriebsabbremsung ist, einen Wert des Bremsweges des vorangehenden Zuges zu bestimmen, wobei das Rechenorgan dafür eingerichtet ist, nach der genannten vorgeschriebenen Berechnungsregel, die auf die genannte Ortsvorgabe angewandt wird, die von der Recheneinheit geliefert wird, eine Fahrtsteuergröße des folgenden Zuges zu liefern, der der vom zweiten Bestimmungsmodul gelieferte Betrag des Bremsweges hinzugefügt wird.

Dank der Erfindung wird der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Zügen verringert, wobei der Sicherheitsabstand zwischen ihnen beachtet wird. Je höher die Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges, desto stärker kann der Abstand zwischen diesem Zug und dem folgenden gegenüber der Ortsvorgabe verringert werden.
Auf diese Weise kann bei gleicher Geschwindigkeit die Verkehrsdichte auf einer Strecke um 10 bis 20% erhöht werden.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung

– umfasst die Einrichtung außerdem Mittel zur Übermittlung von Informationen an den folgenden Zug in Reaktion auf die Fahrtsteuergröße des Zuges, die vom Rechenorgan geliefert wird;
– umfasst die Einrichtung außerdem Mittel zur Ausführung von Befehlen zur Steuerung des folgenden Zuges, die der Fahrtsteuergröße des Zuges entsprechen, die vom Rechenorgan geliefert wird;
– umfasst die Recheneinheit ein Addiermodul, das an einem ersten Eingang die vom ersten Rechenmodul erstellte Ortsvorgabe empfängt und an einem zweiten Eingang den Wert des Bremsweges, der vom zweiten Bestimmungsmodul geliefert wird, und an seinem Ausgang einen Wert liefert, der der Summe des am ersten Eingang anliegenden und des am zweiten Eingang anliegenden Wertes entspricht, wobei der Ausgang des Subtrahiermoduls mit dem Eingang des Rechenorgans verbunden ist, das am Ausgang die genannte Steuergröße nach der auf den Wert, der an seinem Eingang anliegt, angewandten, genannten vorgeschriebenen Berechnungsregel liefert;
– sind die Erfassungsmittel, das erste Modul zur Berechnung von Ortsvorgaben und das Organ zur Berechnung der Steuergröße vom Typ ERTMS/ETCS.

Zur Ausführung eines ERTMS-Systems des Levels 1 befinden sich die Erfassungsmittel und die Recheneinheit nach einem Merkmal der Erfindung in Balisen, die über die Zugverkehrsstrecke verteilt und in der Lage sind, die Ortsvorgabe an ein Lesegerät an Bord der Züge zu übermitteln, wenn das genannte Lesegerät an ihnen vorüberfährt, und befindet sich das Rechenorgan an Bord des folgenden Zuges und ist mit dem genannten Lesegerät verbunden.
Zur Ausführung eines ERTMS-Systems des Levels 2 umfassen die Erfassungsmittel nach einem Merkmal der Erfindung Ortungsbalisen, die über die Zugverkehrsstrecke verteilt und geeignet sind, von einem Lesegerät gelesen zu werden, das an Bord des folgenden Zuges vorgesehen ist, wobei Mittel dafür vorgesehen sind, per Funkverbindung einer Funkzentrale, die mit der Zugverkehrsstrecke verbunden ist, den erfassten Ort und die erfasste Geschwindigkeit zu übermitteln, wobei die Recheneinheit in der Funkzentrale vorgesehen ist und in der Lage ist, per Funkverbindung die Ortsvorgabe abzüglich des genannten Wertes des Bremsweges dem Rechenorgan zu übermitteln, das sich an Bord des folgenden Zuges befindet.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung, das von den oben beschriebenen Merkmalen unabhängig ist und von diesen unabhängig geschützt werden kann, sind drahtlose Fernmeldemittel auf dem vorangehenden Zug und auf dem folgenden Zug vorgesehen, mindestens dafür, dass der vorangehende Zug dem folgenden Zug seine erfasste Geschwindigkeit übermittelt.
Nach anderen Merkmalen der Erfindung

– beträgt die Betriebsabbremsung des vorangehenden Zuges –0,6 m/s²;
– ist der Absolutbetrag der für den vorangehenden Zug vorgeschriebene Abbremsung größer oder gleich dem Absolutbetrag einer Notabbremsung des vorangehenden Zuges, der größer ist, als der Absolutbetrag der Betriebsabbremsung des vorangehenden Zuges;
– beträgt die Notabbremsung des vorangehenden Zuges –2 m/s².

Ein zweiter Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung von Zügen, in dem:

– der Ort und die Geschwindigkeit mindestens eines Zuges auf einer Zugverkehrsstrecke erfasst wird,
– in Abhängigkeit von mindestens dem erfassten Ort und der erfassten Geschwindigkeit eine Vorgabe für einen Ort berechnet wird, der sich jenseits des erfassten Ortes befindet und bis zu dem dem Zug erlaubt wird, mit einer Zielgeschwindigkeit an diesem vorgegebenen Ort zu fahren,
– nach einer vorgeschriebenen Berechnungsregel eine Fahrtsteuergröße des Zuges in Abhängigkeit mindestens von der berechneten Ortsvorgabe berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass
– außerdem die Geschwindigkeit des auf der Zugverkehrsstrecke vorangehenden Zuges erfasst und gespeichert wird,
– in Abhängigkeit mindestens von der gespeicherten Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges und einer vorgeschriebenen Abbremsung für den vorangehenden Zug, deren Absolutbetrag größer oder gleich dem Absolutbetrag seiner Betriebsabbremsung ist, ein Wert des Bremsweges des vorangehenden Zuges bestimmt wird,
– wobei die genannte Berechnungsregel auf die genannte Ortsvorgabe angewandt wird, der der bestimmte Wert des Bremsweges hinzugefügt wird, um die genannte Fahrtsteuergröße des Zuges zu berechnen.

Nach anderen Merkmalen der Erfindung,

– werden dem folgenden Zug Informationen in Reaktion auf die berechnete Fahrtsteuergröße des Zuges übermittelt; und/oder
– erfolgt eine Steuerung des folgenden Zuges entsprechend der berechneten Fahrtsteuergröße des Zuges.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung, das von den oben beschriebenen Merkmalen unabhängig ist und von diesen unabhängig geschützt werden kann, wird die erfasste Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges über eine drahtlose Fernmeldeverbindung direkt vom vorangehenden Zug zum folgenden Zug übertragen.
Zur Ausführung eines ERTMS-Systems des Levels 1 erfolgen die Erfassung von Geschwindigkeit und Ort, die Berechnung der Ortsvorgabe, der Steuergröße und des Wertes des Bremsweges des vorangehenden Zuges nach einem Merkmal der Erfindung an Bord des folgenden Zuges.
Zur Ausführung eines ERTMS-Systems des Levels 2 erfolgen nach einem Merkmal der Erfindung die Erfassung von Ort und Geschwindigkeit an Bord des folgenden Zuges, werden der erfasste Ort und die erfasste Geschwindigkeit des folgenden Zuges über eine drahtlose Funkfernmeldeverbindung einer Funkzentrale übermittelt, in der die Ortsvorgabe berechnet wird, von der der genannte Wert des Bremsweges abgezogen wird und die dann über die Fernmeldeverbindung an den folgenden Zug übermittelt wird, in dem die genannte Fahrtsteuergröße des Zuges berechnet wird, während die Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges an Bord desselben erfasst und über eine andere Funkfernmeldeverbindung der Funkzentrale übermittelt wird, in der der Wert des Bremsweges berechnet wird.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich werden, die nur als nicht einschränkende Beispiele angegeben sind. Es zeigen:
1 eine schematische Gesamtansicht eines Systems vom Typ ERTMS, und
2 ein Blockdiagramm der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Das ERTMS-System wird in der Schrift „ERTMS/ETCS-Class 1, System Requirements Specification, Subset-026-1, Subset 026-2, Subset 026-3" und folgenden definiert, die auf dem Internet unter www.unife.org/docs/ertms zur Verfügung stehen. Ein Glossar steht ebenfalls unter dieser Adresse zur Verfügung. Diese Schriften, auf die Bezug genommen wird, sind Eigentum der Firmen ADTRANZ, ALCATEL, ALSTOM, ANSALDO SIGNAL, INVENSYS RAIL und SIEMENS. Die Schriften, auf die hier Bezug genommen wird, betreffen die, die das Datum 22. Dezember 1999 tragen in ihrer Version 2.0.0.
Kapitel 2 der oben genannten Schrift (Subset-026-2) unterteilt das ERTMS-System in Untersysteme, die an Bord jedes Zuges vorgesehen sind, und in Untersysteme, die relativ zum Fahrweg oder zur Strecke, auf der die Züge verkehren, feststehend vorgesehen sind.
So umfasst beispielsweise, wie in 1 dargestellt, das System ERTMS der Anwendungsstufe Nr. 2, wie es in der oben genannten Schrift in Kapitel 2.6.6. beschrieben wird, Balisen 2, die regelmäßig an der Zugverkehrsstrecke 4 entlang verteilt sind und Eurobalisen genannt werden.
An Bord des Zuges 6 befinden sich ein Balisenlesegerät 8 und ein Detektor 10 der Geschwindigkeit und der vom Zug zurückgelegten Strecke, der beispielsweise in bekannter Weise ein Radar und ein Tonrad enthalten kann. Wenn sich der Zug 6 auf dem Fahrweg 4 bewegt, läuft sein Lesegerät 8 nacheinander über oder vor jeder Balise 2 vorbei.
Jede Balise 2 enthält einen Funksender, der über eine drahtlose Funkverbindung eine Balisenidentifizierungsinformation an einen Funkempfänger überträgt, der im Lesegerät 8 vorgesehen ist, wenn der Zug an ihnen vorüberfährt. Die vom Lesegerät 8 und dem Detektor 10 erhaltenen Informationen werden einem Computer oder Zentralrechner 12 zugeleitet, der sich an Bord des Zuges 6 befindet und European Vital Computer (EVC) genannt wird. Die Balisen 2 erlauben eine Ortung des Zuges, wenn dieser einen Block zwischen zwei Balisen durchläuft oder verlässt.
Das Lesegerät 8 erlaubt es, die Position des Zuges 6 bei jedem Vorbeifahren an einer Balise 2 zu bestimmen und so einen Ort des Zuges 6 zu erfassen. Ort, Geschwindigkeit und andere Informationen des Zuges 6 werden durch den Computer 12 über einen Sender-Empfänger 14, der an Bord des Zuges 6 vorgesehen ist, durch eine drahtlose Funkfernmeldeverbindung 22 an eine Funkzentrale 16 übermittelt, die relativ zur Strecke 4 fest steht. Die Funkzentrale 16 verwendet für diese Verbindungen beispielsweise das System GSM-R.
Die Funkzentrale 16 wird Radio Block Centre (RBC) genannt, die für ein Gebiet festgelegt ist, während der Zug mit einer anderen RBC kommuniziert, wenn er sich in einem anderen Gebiet befindet.
In Reaktion auf die vom Zug 6 empfangenen Informationen, sendet ihm die Funkzentrale 16 eine Vorgabe für einen Ort nach der letzten Balise 2, an der der Zug vorbeigefahren ist. Diese Ortsvorgabe entspricht einem Ort auf dem Fahrweg 4, bis zu dem der Zug mit einer festgelegten Zielgeschwindigkeit an diesem Ort fahren darf.
Wenn der Computer 12 eine Ortsvorgabe empfangen hat, berechnet der Computer 12 in einem Berechnungsorgan 46 eine Fahrtsteuergröße GC des Zuges 6 nach einer vorgeschriebenen Berechnungsregel.
Die Ortsvorgabe entspricht im Fall des ERTMS-Systems beispielsweise einer _"Fahrerlaubnis (Movement Authority)" nach Kapitel 3.8 der oben genannten Schrift. Diese Fahrerlaubnis ist beispielsweise das „Ende der Fahrerlaubnis (EOA: End of Authority oder End of Movement Authority)", das als der Ort definiert ist, bis zu dem der Zug mit einer Zielgeschwindigkeit an diesem Ort fahren darf, die gleich Null ist.
Das Ziel wird als der Ort definiert, an dem die Geschwindigkeit des Zuges unter der gegebenen Zielgeschwindigkeit liegen muss.
Die Ortsvorgabe kann auch der „eingeschränkten Fahrerlaubnis (Limit of Authority, LOA)" entsprechen, die als die Stelle definiert ist, die der Zug nicht überschreiten darf und an der die Zielgeschwindigkeit ungleich Null ist.
Das ERTMS-System definiert auch einen Gefahrenpunkt (Danger Point), der der Ort jenseits der eingeschränkten Fahrerlaubnis (EOA) ist, der von der Zugspitze erreicht werden kann, ohne eine Gefahrensituation zu bewirken, womit ein Sicherheitsabstand zwischen dem Ende der Fahrerlaubnis (EOA) und dem ersten möglichen Gefahrenpunkt definiert wird. Die Fahrerlaubnis (EOA oder LOA) darf nie das hintere Ende des auf der Strecke 4 vorangehenden Zuges überschreiten.
Die vom Modul 12 erzeugte Steuergröße GC wird an ein Modul 18 an Bord des Zuges 6 übermittelt, bei dem es sich um eine Informationsübergabevorrichtung an einen menschlichen Bediener des Zuges 6 handeln kann, beispielsweise visuell, akustisch oder anderer Art, oder an Mittel 20 zur Ausführung einer automatischen Steuerung des Zuges 6, die dieser Steuergröße GC entspricht. Diese Ausführungsmittel 20 sind auf einem automatisch gesteuerten Zug ohne menschlichen Bediener an Bord vorgesehen, sind aber auch auf einem Zug 6 vorgesehen, der durch einen menschlichen Bediener gesteuert wird. Diese Ausführungsmittel können eine Notbremsenbetätigung und/oder eine Betriebsbremsenbetätigung sein. Die Steuergröße GC kann die Form eines Geschwindigkeitsprofils haben, das der Zug 6 bis zum Ort der Ortsvorgabe anwenden muss, wobei die Steuergröße GC durch den Computer 12 berechnet wird.
Beispielsweise teilen im Fall einer Hochgeschwindigkeitsstrecke (LGV) die Balisen 2 den Fahrweg in Blöcke 3 von 1500 Metern. Für einen Zug, der mit 300 km/h fährt, geht die e ingeschränkte Fahrerlaubnis (LOA) ungefähr 7 Blöcke weiter, wie in 1 dargestellt. Auf einer Strecke für 160 km/h betragen die Blöcke jeweils 2100 Meter und befindet sich der Ort der eingeschränkten Fahrerlaubnis LOA ungefähr 3 Blöcke vor dem Zug.
Erfindungsgemäß wird die Geschwindigkeit des Zuges 62, der dem folgenden Zug 61 auf dem Fahrweg 4 in der Fahrtrichtung 5 der Züge 62, 61 auf diesem vorangeht, berücksichtigt. Der Zug 62 ist mit demselben, oben beschriebenen System ausgestattet, wie der Zug 61 und kommuniziert ebenfalls über eine drahtlose Funkfernmeldeverbindung bidirektionell mit der Funkzentrale 16. Mittel zur Speicherung der erfassten Geschwindigkeit des auf dem Fahrweg 4 vorangehenden Zuges 62 sind an Bord des Zuges 62 vorgesehen, beispielsweise in seinem Computer 12, und in der Funkzentrale 16, wobei die vom Detektor 10 an Bord des Zuges 62 erfasste Geschwindigkeit über die Funkverbindung 24 der Funkzentrale 16 übermittelt wird.
Für den Rechner RBC des ERTMS-Systems des Levels 2 wird die Vorgabe LOA auf der Grundlage des vom folgenden Zug 61 angegebenen Ortes einschließlich seiner Geschwindigkeit ausgegeben, und auf der Grundlage einer Information über die Freigabe des Blockes 2L, der vor dem vorangehenden Zug 62 liegt. Diese Blockfreigabeinformation wird von einem anderen ortsfesten Rechner ausgegeben, der Stellwerk genannt wird und der mit dem Rechner RBC in Verbindung steht. Der Rechner RBC sendet die Ausdehnung der Fahrerlaubnis oder Pseudo-Ortsvorgabe PLOA, die hierunter beschrieben wird, mit Informationen zur Beschreibung des dieser Ausdehnung entsprechenden Fahrweges (Profil, Geschwindigkeitsbegrenzungen etc.).
In 2 weist die Funkzentrale 16 einen Speicher 26 für den erfassten Ort und die erfasste Geschwindigkeit des folgenden Zuges 61 auf die ihr über die Funkverbindung 22 übermittelt wurden. Außerdem enthält die Funkzentrale 16 einen Speicher 28 für die vom vorangehenden Zug 62 über die Funkverbindung 24 übermittelte erfasste Geschwindigkeit.
Eine Einheit 30 zur Berechnung von Pseudo-Ortsvorgaben PLOA ist in der Funkzentrale 16 vorgesehen und wird als beliebiges technisches Mittel ausgeführt, wie beispielsweise als elektronischer Rechner. Die Recheneinheit 30 umfasst ein erstes Modul 32 zur Berechnung der genannten Ortsvorgabe/eingeschränkten Fahrerlaubnis LOA in Abhängigkeit mindestens von der Geschwindigkeit und dem Ort, die im Speicher 26 gespeichert sind, sowie ein zweites Bestimmungsmodul 34. Das Bestimmungsmodul 34 weist einen ersten Eingang 36 für die erfasste Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges auf, die im Speicher 28 gespeichert ist, sowie einen zweiten Eingang 38 für den Wert oder die Rate der Abbremsung. Das Bestimmungsmodul 34 bestimmt mindestens in Abhängigkeit von den an seinem ersten und seinem zweiten Eingang 36 und 38 anliegenden Daten einen Wert DF des Bremsweges des vorangehenden Zuges 62. Der Absolutwert der am zweiten Eingang 38 anliegenden Rate oder Wert der Abbremsung ist größer oder gleich dem Absolutwert einer Betriebsabbremsung des vorangehenden Zuges 62.
Diese Rate oder Wert der Betriebsabbremsung entspricht einem Betriebsbremsweg des vorangehenden Zuges 62, der nach dem ERTMS-System als die Strecke definiert ist, auf der ein Zug bei einer gegebenen Geschwindigkeit bei einer derartigen Abbremsung zum Stillstand kommen kann, bei der die Fahrgäste des Zuges keine Unbequemlichkeit oder Schreck empfinden, oder bei einer entsprechenden Abbremsung im Fall von Zügen, die keine Fahrgäste transportieren. Die Abbremsungsdaten sind als Daten einer erforderlichen Bremsung mit der Rate definiert, mit der der Zug sich verlangsamen wird. Diese Betriebsabbremsrate oder -wert ist beispielsweise gleich –0,6 m/s².
Der Absolutwert des vorgeschriebenen Wertes oder Rate der Abbremsung am zweiten Eingang 38 ist beispielsweise größer oder gleich dem Absolutwert der Rate oder des Wertes der Abbremsung im Fall einer Notbremsung, der seinerseits größer ist, als der Absolutwert der Betriebsabbremsung und gleich 2 m/s². Der Notbremsweg ist als die Strecke definiert, auf der ein Zug in der Lage ist, in einem Notfall zum Stillstand zu kommen, und hängt von der Geschwindigkeit des Zuges, dem Zugtyp, den Kenndaten der Bremsung, dem Gewicht des Zuges und der Steigung der Strecke 4 ab.
Die tatsächliche maximale Abbremsung bei Fahrzeugen vom Typ Hochgeschwindigkeitszug beträgt –1,1 m/s² unter bestimmten Bedingungen (Steigung, Wind etc.). Die vorgeschriebene Abbremsung ist beispielsweise größer als dieser tatsächliche Maximalwert. Der Absolutwert der vorgeschriebenen Abbremsung ist beispielsweise größer, als 1 ,25 m/s². Die vorgeschriebene Abbremsung beträgt beispielsweise –1,5 m/s².
Der Ausgang 33 der eingeschränkten Fahrerlaubnis LOA des Rechenmoduls 32 ist mit einem Addiereingang 421 eines Addiermoduls 42 verbunden, während der Ausgang 40 des Wertes DF des Bremsweges mit einem anderen Addiereingang 422 des Addiermoduls 42 verbunden ist. Das Addiermodul 42 bildet an seinem Ausgang 44 die Pseudo-Ortsvorgabe PLOA, die gleich ist der eingeschränkten Fahrerlaubnis LOA, die am Addiereingang 421 anliegt, zuzüglich des Wertes DF des Bremsweges, der am anderen Addiereingang 422 anliegt. Es ergibt sich also: PLOA = LOA + DF.
Die am Ausgang 44 des Subtrahiermoduls 42 anliegende Pseudo-Ortsvorgabe PLOA ist mit dem Funksender der Funkzentrale 16 verbunden, um über die drahtlose Funkverbindung 22 an den Sender-Empfänger 14 des folgenden Zuges 61 übermittelt zu werden und weiter an dessen Bordcomputer 12. Das Rechenmodul 46 des folgenden Zuges 62 wendet dann die Berechnungsregel der Fahrtsteuergröße GC des folgenden Zuges auf die Pseudo-Ortsvorgabe PLOA an, die von der Funkzentrale 16 erhalten wurde und am Ausgang 44 des Subtrahiermoduls 42 anliegt.
Auf diese Weise liegt die Pseudo-Ortsvorgabe PLOA jenseits der eingeschränkten Fahrerlaubnis LOA und kann sogar über den vorangehenden Zug 62 hinausgehen. Daraus ergibt sich, dass der folgende Zug 61 dem vorangehenden Zug 62 näher sein kann, was erlaubt, eine größere Anzahl Züge pro Zeiteinheit auf der Strecke 4 fahren zu lassen, oder längere Züge, oder sie schneller fahren zu lassen. Auf diese Weise wird ermöglicht, die Verkehrsdichte auf dem Fahrweg 4 zu erhöhen und also die Betriebskosten zu verringern.
Selbstverständlich ist die Erfindung auch auf jede andere Architektur anwendbar, beispielsweise auch auf ein ERTMS-System der Anwendungsstufe 1, wie es in Kapitel 2.6.5. der oben genannten Schrift definiert wird, oder auf ein ERTMS-System der Anwendungsstufe 3, wie es in Kapitel 2.6.7. der oben genannten Schrift definiert wird.
In einem ERTMS-System der Anwendungsstufe 1 ist keinerlei Funkzentrale 16 vorgesehen und es sind die Balisen 2, die über das Lesegerät 8 die eingeschränkten Fahrerlaubnisse direkt an den Zug 6, 61 übermitteln, der an ihnen vorüberfährt. In diesem Fall sind alle unter Bezugnahme auf die 2 beschriebenen Elemente im Bordcomputer 12 des folgenden Zuges 61 vorgesehen.
Im ERTMS-System der Anwendungsstufe 3 wird die Ortung des vorangehenden Zuges durch die Zentrale RBC dazu verwendet, den vom vorangehenden Zug freigemachten Block zu bestimmen, während im ERTMS-System des Levels 2 dagegen die Freigabe des Blockes durch ein Stellwerk erfolgt.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das ERTMS/ETCS-System eingeschränkt und kann auf jegliches andere System angewandt werden.
So können in den oben beschriebenen ERTMS-Systemen oder in einem beliebigen anderen System drahtlose Fernmeldemittel auf dem vorangehenden Zug und auf dem folgenden Zug vorgesehen werden, mindestens dafür, dass der vorangehende Zug dem folgenden Zug seinen Ort und seine Geschwindigkeit übermittelt, die durch für diesen vorgesehene Erfassungsmittel erfasst wurden. Auf diese Weise wird die Zeit für die Herstellung mehrerer über die Funkzentrale laufender und unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschriebener Verbindungen vermieden, was erlaubt, die eingeschränkte Fahrerlaubnis des folgenden Zuges 61 zu verkürzen. In diesem Fall übermittelt der vorangehende Zug dem folgenden Zug seinen Ort relativ zu einer Balise, die sich am Blockende befindet, und seine Geschwindigkeit. Der folgende Zug, der vom Rechner RBC die Informationen zur Streckenbeschreibung (Profil, Geschwindigkeitsbeschränkungen, anzutreffende Balisen) erhalten hat, ist in der Lage, den Ort des vorangehenden Zuges mit Hilfe der Identität der Balise zu bestimmen, die mit dem Ort gemeldet wird, die eine weltweit eindeutige Identität ist. In Kenntnis der Balise und der Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges berechnet der folgende Zug die der Balise hinzuzufügende Strecke DF, um die Pseudo-Ortsvorgabe PLOA zu erhalten, da der Balise die eingeschränkte Fahrerlaubnis LOA entspricht. Die Übermittlung der Informationen zur Streckenbeschreibung vom Rechner RBC zum folgenden Zug ist asynchron zum tatsächlichen Ort des vorangehenden Zuges und muss lediglich vorher erfolgen.
Gegebenenfalls kann dieses Merkmal mit dem des Hinzufügens des Bremsweges zur eingeschränkten Fahrerlaubnis LOA kombiniert werden, um die eingeschränkte Fahrerlaubnis weiter zu verkürzen und so den Abstand zwischen den beiden einander folgenden Zügen verringern zu können.

Claims

Einrichtung zur Steuerung von Zügen, umfassend – Mittel (8, 10) zur Erfassung des Ortes und der Geschwindigkeit mindestens eines Zuges auf einer Zugverkehrsstrecke (4), die mit einer Recheneinheit (30) verbunden sind, die ein erstes Modul (32) umfasst, das in der Lage ist, in Abhängigkeit mindestens des erfassten Ortes und der erfassten Geschwindigkeit eine Ortsvorgabe (LOA) zu berechnen, die jenseits des erfassten Ortes liegt und bis wohin dem Zug (6, 61) erlaubt wird, mit einer Zielgeschwindigkeit (TS) an diesem vorgegebenen Ort (LOA) zu fahren, – ein Organ (46, 12) zur Berechnung einer Fahrtsteuergröße (GC) des Zuges (6, 61) nach einer vorgeschriebenen Berechnungsregel in Abhängigkeit mindestens von der vom ersten Rechenmodul (30) gelieferten Ortsvorgabe (LOA), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung außerdem Mittel (8, 10) zur Erfassung mindestens der Geschwindigkeit des auf der Zugverkehrsstrecke (4) vorangehenden Zuges (6, 62) umfasst, die außerdem mit Mitteln zur Speicherung der erfassten Geschwindigkeit verbunden sind, und dass die Recheneinheit (30) außerdem ein zweites Modul (34) umfasst, um in Abhängigkeit mindestens von der gespeicherten Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges (6, 61) und einer dem vorangehenden Zug vorgeschriebenen Abbremsung, deren Absolutwert größer oder gleich dem Absolutwert seiner Betriebsabbremsung ist, einen Wert (DF) des Bremsweges des vorangehenden Zuges (6, 62) zu bestimmen, wobei das Rechenorgan (12) dafür eingerichtet ist, nach der genannten vorgeschriebenen Berechnungsregel, die auf die genannte Ortsvorgabe (LOA) angewandt wird, die von der Recheneinheit (30) geliefert wird, eine Fahrtsteuergröße (GC) des folgenden Zuges (61) zu liefern, der der vom zweiten Bestimmungsmodul (34) gelieferte Betrag (DF) des Bremsweges hinzugefügt wird.
Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Mittel zur Übermittlung von Informationen an den folgenden Zug (6, 61) in Reaktion auf die Fahrtsteuergröße des Zuges, die vom Rechenorgan (12) geliefert wird, umfasst.
Einrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie außerdem Mittel (20) zur Ausführung von Befehlen zur Steuerung des folgenden Zuges (6, 61), die der Fahrtsteuergröße (GC) des Zuges entsprechen, die vom Rechenorgan (12) geliefert wird, umfasst.
Einrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Recheneinheit (30) ein Addiermodul (42) umfasst, das an einem ersten Eingang (421) die vom ersten Rechenmodul (32) erstellte Ortsvorgabe (LOA) empfängt und an einem zweiten Eingang (422) den Wert (DF) des Bremsweges, der vom zweiten Bestimmungsmodul (34) geliefert wird, und an seinem Ausgang (44) einen Wert liefert, der der Summe des am ersten Eingang anliegenden und des am zweiten Eingang anliegenden Wertes entspricht, wobei der Ausgang (44) des Subtrahiermoduls (42) mit dem Eingang des Rechenorgans (46) verbunden ist, das am Ausgang die genannte Steuergröße (GC) nach der auf den Wert, der an seinem Eingang anliegt, angewandten, genannten vorgeschriebenen Berechnungsregel liefert.
Einrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsmittel (8, 10), das erste Modul (32) zur Berechnung von Ortsvorgaben (LOA) und das Organ (46) zur Berechnung der Steuergröße (GC) vom Typ ERTMS/ETCS sind.
Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Erfassungsmittel (8, 10) und die Recheneinheit (30) in Balisen (2) befinden, die über die Zugverkehrsstrecke (4) verteilt und in der Lage sind, die Ortsvorgabe (LOA) an ein Lesegerät (8) an Bord der Züge zu übermitteln, wenn das genannte Lesegerät (8) an ihnen vorüberfährt, und befindet sich das Rechenorgan (46) an Bord des folgenden Zuges (6, 61) und ist mit dem genannten Lesegerät (8) verbunden.
Einrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungsmittel (8, 10) Ortungsbalisen (2) umfassen, die über die Zugverkehrsstrecke (4) verteilt und geeignet sind, von einem Lesegerät (8) gelesen zu werden, das an Bord des folgenden Zuges (6, 61) vorgesehen ist, wobei Mittel (14, 22) dafür vorgesehen sind, per Funkverbindung (22) einer Funkzentrale (16), die mit der Zugverkehrsstrecke (4) verbunden ist, den erfassten Ort und die erfasste Geschwindigkeit zu übermitteln, wobei die Recheneinheit (30) in der Funkzentrale (16) vorgesehen ist und in der Lage ist, per Funkverbindung (22) die Ortsvorgabe (LOA) abzüglich des genannten Wertes (DF) des Bremsweges dem Rechenorgan (46) zu übermitteln, das sich an Bord des folgenden Zuges (6, 61) befindet.
Einrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass drahtlose Fernmeldemittel auf dem vorangehenden Zug (6, 62) und auf dem folgenden Zug (6, 61) vorgesehen sind, mindestens dafür, dass der vorangehende Zug (6, 62) dem folgenden Zug (6, 61) seine erfasste Geschwindigkeit übermittelt.
Einrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Betriebsabbremsung des vorangehenden Zuges –0,6 m/s² beträgt.
Einrichtung nach irgendeinem der vorangehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Absolutbetrag der für den vorangehenden Zug vorgeschriebene Abbremsung größer oder gleich dem Absolutbetrag einer Notabbremsung des vorangehenden Zuges ist, der größer ist, als der Absolutbetrag der Betriebsabbremsung des vorangehenden Zuges.
Einrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Notabbremsung des vorangehenden Zuges –2 m/s² beträgt.
Verfahren zur Steuerung von Zügen, in dem: – der Ort und die Geschwindigkeit mindestens eines Zuges auf einer Zugverkehrsstrecke (4) erfasst wird, – in Abhängigkeit von mindestens dem erfassten Ort und der erfassten Geschwindigkeit eine Vorgabe (LOA) für einen Ort berechnet wird, der sich jenseits des erfassten Ortes befindet und bis zu dem dem Zug erlaubt wird, mit einer Zielgeschwindigkeit (TS) an diesem vorgegebenen Ort (LOA) zu fahren, – nach einer vorgeschriebenen Berechnungsregel eine Fahrtsteuergröße (GC) des Zuges in Abhängigkeit mindestens von der berechneten Ortsvorgabe (LOA) berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – außerdem die Geschwindigkeit des auf der Zugverkehrsstrecke (4) vorangehenden Zuges (6, 62) erfasst und gespeichert wird, – in Abhängigkeit mindestens von der gespeicherten Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges und einer vorgeschriebenen Abbremsung für den vorangehenden Zug, deren Absolutbetrag größer oder gleich dem Absolutbetrag seiner Betriebsabbrem sung ist, ein Wert (DF) des Bremsweges des vorangehenden Zuges (6, 61) bestimmt wird, – wobei die genannte Berechnungsregel auf die genannte Ortsvorgabe (LOA) angewandt wird, der der bestimmte Wert (DF) des Bremsweges hinzugefügt wird, um die genannte Fahrtsteuergröße (GC) des Zuges zu berechnen.
Verfahren nach Patentanspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem folgenden Zug (6, 61) Informationen in Reaktion auf die berechnete Fahrtsteuergröße (GC) des Zuges übermittelt werden.
Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuerung des folgenden Zuges (6, 61) entsprechend der berechneten Fahrtsteuergröße (GC) des Zuges erfolgt.
Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges (6, 62) über eine drahtlose Fernmeldeverbindung direkt vom vorangehenden Zug zum folgenden Zug übertragen wird.
Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung von Geschwindigkeit und Ort, die Berechnung der Ortsvorgabe (LOA), der Steuergröße (GC) und des Wertes (DF) des Bremsweges des vorangehenden Zuges an Bord des folgenden Zuges (6, 61) erfolgen.
Verfahren nach irgendeinem der Patentansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung von Ort und Geschwindigkeit an Bord des folgenden Zuges (6, 61) erfolgen, der erfasste Ort und die erfasste Geschwindigkeit des folgenden Zuges über eine drahtlose Funkfernmeldeverbindung (22) einer Funkzentrale (16) übermittelt werden, in der die Ortsvorgabe (LOA) berechnet wird, von der der genannte Wert (DF) des Bremsweges abgezogen wird und die dann über die Fernmeldeverbindung (22) an den folgenden Zug (6, 61) übermittelt wird, in dem die genannte Fahrtsteuergröße (GC) des Zuges berechnet wird, während die Geschwindigkeit des vorangehenden Zuges (6, 62) an Bord desselben erfasst und über eine andere Funkfernmeldeverbindung (24) der Funkzentrale (16) übermittelt wird, in der der Wert (DF) des Bremsweges berechnet wird.