[0001] Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Sicherung von Bahnstrecken gegen Kollisionen
von Zügen mit anderen Zügen oder mit sonstigen Hindernissen gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1.
[0002] Zur Erhöhung der Sicherheit von Bahnstrecken ist es notwendig, neben den bereits
existierenden Sicherheitsvorrichtungen an besonders gefährdeten Stellen, beispielsweise
Bahnübergängen oder Bahnhöfen, weitere Sicherheitsvorkehrungen zu treffen, die ihre
Wirkung auf der gesamten Strecke entfalten können.
[0003] Ein besonderes Augenmerk wird hierbei auf die Kollisionsüberwachung gelegt, da Kollisionen
von Zügen mit anderen Zügen oder mit sonstigen Hindernissen in aller Regel mit Personenschäden
und hohen Sachschäden verbunden sind.
Insbesondere die Absicherung von Bautrupps auf Bahnstrecken stellt immer wieder ein
Problem dar, da die bekannten Sicherheitsvorkehrungen infolge menschlichen Versagens
häufig nicht greifen.
[0004] Aus diesen Gründen wird bei der Sicherung von Bahnstrecken nach Möglichkeiten gesucht,
eine automatische Kollisionsüberwachung zu realisieren.
[0005] Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE-A 39 15 466 ist ein Verfahren zur Aufnahme
und Durchführung eines geregelten Funkbetriebes zur Kollisionsverhinderung zwischen
Fahrzeugen bekannt, bei dem sich die beiteiligten Fahrzeuge zu erkennen geben, indem
sie wiederholt Signale aussenden. Der Abstand der Fahrzeuge zueinander wird ermittelt,
indem im nachfolgenden Fahrzeug die Empfangsfeldstärke des von einem vorausfahrenden
Fahrzeug ausgesendeten Signales gemessen wird oder es werden jeweils vom vorausfahrenden
Fahrzeug Standortdaten übermittelt, die mit den eigenen verglichen werden.
Aus dem Vergleich des Abstandes der Fahrzeuge und der Geschwindigkeiten wird die Höchtgeschwindigkeit
des nachfolgenden Fahrzeuges ermittelt.
[0006] Aus der europäischen Offenlegungsschrift EP-A 0 509 775 ist ein System zur Anzeige
und Steuerung für bewegliche Objekte bekannt. Bei diesem System enthalten die beweglichen
Objekte einen GPS-Empfänger (Global Positioning System - Empfänger), mit dessen Hilfe
sie ihren Standort feststellen. Sie enthalten weiterhin einen Sender, mit dem die
Standortdaten an eine zentrale Steuerung übermittelt werden. In dieser zentralen Steuerung
werden die Positionsdaten der einzelnen beweglichen Objekte verarbeitet und zusammen
mit einer Landkarte des betreffenden Gebietes auf einer Anzeigeeinheit dargestellt.
[0007] Der Nachteil der bekannten Anordnungen besteht insbesondere darin, daß jeweils die
Informationen nur in einer Richtung weitergegeben werden, so daß eine effiziente Verhinderung
von Kollisionen nicht gegeben ist.
[0008] Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine Anordnung anzugeben, bei der
eine Kollision auf Bahnstrecken sicher verhindert werden kann.
[0009] Diese Aufgabe wird ausgehend von den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1
durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
[0010] Gemäß der Erfindung sind die Züge oder potentielle Hindernisse mit GPS-Empfängern
ausgestattet, die jeweils mit einer Funkstation verbunden sind. Die Funkstationen
senden zyklisch Standortinformationen, die aus dem GPS-Signal gewonnen werden, und
Identifikationssignale aus. Die Identifikationssignale enthalten Informationen über
die Art der Sendestation, beispielsweise Eilzug, Nahverkehrszug oder Bautrupp. Es
können weiterhin Informationen über die Geschwindigkeit des Zuges, den voraussichtlichen
Bremsweg oder das befahrene Gleis usw. im Identifikationssignal enthalten sein.
[0011] Im weiteren sind die Funkstationen mit Auswerteeinheiten verbunden, die bei Empfang
der Standortinformationen einer anderen Funkstation die Entfernung zum eigenen Standort
bestimmen und bei Unterschreiten einer vorgegebenen Mindestentfernung ein Warnsignal
ausgeben und/oder eine Warnstrategie automatisch abrufen.
[0012] Das Warnsignal kann dabei eine akustische oder optische Warnanzeige sein. Die Warnstrategie
kann beispielsweise in der Absenkung der Geschwindigkeit des Zuges und der gleichzeitigen
Betätigung einer optischen oder akustischen Warnung bestehen.
[0013] Die erfindungsgemäße Anordnung weist den Vorteil auf, daß die einzelnen Funkstationen
bidirektional miteinander verbunden sind, so daß alle beiteiligten Stationen eine
Gefahrenmeldung erhalten. So wird bei einer Anordnung gemäß der Erfindung beispielsweise
ein Bautrupp durch ein akustisches Signal vor einem herannahenden Zug gewarnt und
gleichzeitig erfolgt im Zug ein Hinweis auf den Bautrupp. Ein weiterer Vorteil der
Erfindung besteht darin, daß sowohl die Standortbestimmung der einzelnen Stationen,
das Senden und Empfangen der Standortinformationen sowie die Ausgabe von Warnsignalen
bzw. die Initiierung einer Warnstrategie automatisch erfolgt und somit Fehler auf
Grund von menschlichem Versagen weitgehend ausgeschlossen sind.
[0014] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Mindestentfernung,
bei deren Unterschreiten ein Alarmsignal ausgegeben wird, in Abhängigkeit von den
übertragenden Identifikationssignalen vorgegeben. So kann beispielsweise diese Entfernung
geringer sein, wenn ein Zug auf ein stehendes Hindernis zufährt als bei zwei auf dem
gleichen Gleis aufeinander zufahrenden Zügen.
[0015] Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Funkstationen
auf einer einzigen Frequenz senden. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Sender
und Empfänger der Gesamtanordnung nicht auf mehrere Frequenzen abstimmbar ausgeführt
sein müssen.
[0016] Um sicherzustellen, daß nicht mehrere Funkstationen in einem Empfangsbereich gleichzeitig
senden, ist es vorteilhaft, Sende-/Empfangszyklen vorzusehen, die eine Überlappung
der Sendezeitpunkte zumindest weitestgehend ausschließen. Eine Überlappung der Sendezeitpunkte
kann auch dadurch verhindert werden, daß die Funkstationen so ausgeführt sind, daß
bei Eingehen einer Funkmeldung ein Absenden einer Meldung nicht möglich ist. Zur Festellung,
ob gerade eine Funkmeldung eingeht, kann beispielsweise eine Feldstärkeerkennungsschaltung
eingesetzt werden.
[0017] Wenn eine Station beispielsweise einem Bautrupp zugewiesen ist, ist es vorteilhaft,
weitere Funkgeräte vorzusehen, die von den einzelnen Mitgliedern eines Bautrupps getragen
werden und die ein von der Station ausgegebenes Warnsignal empfangen können.
[0018] Im weiteren hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die einzelnen Funkstationen so
auszuführen, daß Statusmeldungen abgesendet werden können, die von den übrigen Stationen
empfangen werden können. Diese Statusmeldungen können beispielsweise angeben, daß
ein Bautrupp die Gleise verlassen hat, eine Verminderung der Geschwindigkeit eines
heranfahrenden Zuges also nicht notwendig ist.
[0019] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, daß
auf Streckenabschnitten, auf denen keine GPS-Signale empfangen werden können, elektronische
Weggeber angeordnet werden, die die Berechnung des Standortes einer Station auch ohne
GPS-Signal ermöglichen. Auf diese Weise können auch in Tunnels, in denen GPS-Signale
nicht empfangbar sind, Standortbestimmungen erfolgen, so daß auch dort befindliche
Funkstationen Standortdaten absenden können.
[0020] Die aktuelle Position kann auch in der Weise bestimmt werden, daß Positionsgeber
beispielsweise in der Auswerteeinheit enthalten sind, die auf Grund der letzten ermittelten
GPS-Position die aktuellen Standortdaten ermitteln. Zur Ermittlung der aktuellen Standortdaten
kann beispielsweise die Geschwindigkeit des Zuges herangezogen werden. Zur Erhöhung
der Genauigkeit können weiterhin z B. Richtungsänderungen mittels eines Kompasses
erfaßt und eingegeben werden und somit in die Bestimmung des aktuellen Standortes
eingehen.
[0021] Zur Eingabe von Daten, insbesondere von Identifikationsdaten über eine externe Tastatur,
einen Computer oder ähnlichem ist weiterhin mindestens eine Schnittstelle vorgesehen.
[0022] Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Figur beschrieben.
Diese Figur zeigt eine Anordnung mit zwei Stationen 1 und 10. Die einzelnen Stationen
bestehen aus einem GPS-Empfänger 2, 12, der mit einer Funkstation 3, 13 verbunden
ist. Die Funkstation ist zum Senden und zum Empfang von Meldungen ausgelegt.
[0023] Die Stationen 1 und 10 enthalten weiterhin jeweils eine Auswerteeinheit 4, 14, die
mit einem Warnsignalgeber 5,15 verbunden ist.
[0024] Der Station 10 sind weiterhin die Betriebsfunkgeräte 16, 17 und 18 zugeordnet, die
zum Empfang von Meldungen der Funkstation 13 ausgelegt sind.
[0025] Die GPS-Empfänger 2, 12 erhalten über in der Figur nicht dargestellte Antennen Daten,
mit denen sie in bekannter Weise den Standort mit relativ hoher Genauigkeit bestimmen
können. Diese Positionsdaten werden an die Auswerteeinheit 4, 14 und die Funkstation
3, 13 gegeben. Die Funkstation 3, 13 sendet die im GPS-Empfänger 2, 12 gewonnenen
Standortinformationen in vorgegebenen zyklischen Abständen an die übrigen Funkstationen
und empfängt ebenso die von anderen Funkstationen zyklisch ausgesendeten Signale,
die an die Auswerteeinheit 4, 14 weitergeben werden.
In der Auswerteeinheit 4, 14 werden die empfangenen Standortdaten anderer Stationen
mit den eigenen verglichen und daraus der Abstand zu der oder den anderen Stationen
ermittelt. Unterschreitet dieser Abstand einen vorgegebenen Grenzwert, wird ein Warnsignal
ausgegeben oder es wird eine Warnstrategie eingeleitet, die von Station zu Station
unterschiedlich vorgegeben werden kann.
So kann beispielsweise eine Station, die in einem Zug angeordnet ist in ihrer Warnstrategie
vorsehen, daß der Zugführer durch ein akustische Warnsignal auf die Situation aufmerksam
gemacht wird und daß gleichzeitig die Geschwindigkeit des Zuges vermindert wird.
[0026] Ist die Station einem Bautrupp zugeordnet, kann ebenfalls ein akustisches Warnsignal
ausgegeben werden und zusätzlich automatisch eine Warnmeldung an die verschiedenen
Handfunkgeräte 16, 17, 18 abgesendet werden. Auf diese Weise kann jedes Mitglied eines
Bautrupps auf die Gefahr aufmerksam gemacht werden.
[0027] In dem Fall, daß die Funkstation so ausgeführt ist, daß Statusmeldungen abgesendet
und empfangen werden können, kann beispielsweise einer bestimmten Bedienungstaste
ein vorgegebene Statusmeldung zugeordnet sein. So kann beispielsweise der Bautruppleiter,
nachdem er vor einem herannahenden Zug gewarnt wurde und die Räumung des Gefahrenbereiches
veranlaßt hat eine Statusmeldung absenden, die besagt, daß die Gleise frei sind. Im
empfangenden Zug kann daraufhin eine bereits eingeleitete Warnstrategie abgebrochen
werden oder sie wird erst gar nicht eingeleitet.
1. Anordnung zur Sicherung von Bahnstrecken gegen Kollisionen von Zügen mit anderen Zügen
oder sonstigen Hindernissen, wobei die Züge bzw. potentielle Hindernisse mit GPS-Empfängern
(2, 12) ausgestattet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß
- die GPS-Empfänger (2, 12) mit Funkstationen (3, 13) verbunden sind, die zyklisch
Standortinformationen, die im GPS-Empfänger (2, 12) gewonnen werden, und Identifikationssignale
aussenden,
- die Funkstationen (3, 13) weiterhin mit Auswerteeinheiten (4, 14) verbunden sind,
die bei Empfang einer Standortinformation die Entfernung vom eigenen Standort bestimmen,
und
- die Auswerteeinheiten (4, 14) so ausgeführt sind, daß bei Unterschreiten einer vorgegebenen
Mindestentfernung ein Warnsignal ausgegeben oder eine Warnstrategie eingeleitet wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Mindestentfernung in Abhängigkeit von den übertragenen Identifikationssignalen
vorgegeben werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Funkstationen (3, 13) so ausgeführt sind, daß sie auf einer einzigen Trägerfrequenz
senden.
4. Anordnung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die einzelnen Funkstationen (3, 13) vorgegebene Sende-/Empfangszyklen aufweisen, die
verhindern, daß mehrere Funkstationen zur gleichen Zeit senden.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Funkstationen (3, 13) so ausgeführt sind, daß bei Eingehen einer Funkmeldung ein
Absenden einer Meldung nicht möglich ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
Funkgeräte (16, 17, 18) vorgesehen sind, die nicht mit einem GPS-Empfänger ausgestattet
sind und so ausgeführt sind, daß sie ein von einer Funkstation (13) gesendetes Warnsignal
empfangen können.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Funkstationen (3, 13) so ausgeführt sind, daß sie Statusmeldungen senden können,
die von den übrigen Funkstationen empfangen werden können.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf Streckenabschnitten, auf denen keine GPS-Signale empfangen werden können, elektronische
Weggeber angeordnet sind, die eine Berechnung des Standortes zulassen.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
auf Streckenabschnitten, auf denen keine GPS-Signale empfangen werden können, die
aktuelle Postition aus der letzten ermittelten GPS-Position berechnet wird.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Funkstation (3, 13) oder die Auswerteeinheit (4, 14) eine Schnittstelle aufweist,
mit der Identifikationsdaten eingegeben werden können.