Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1
Obwohl grundsätzlich die Beseitigung aller schienengleichen Bahnübergänge angestrebt wird, werden, insbesondere an Strecken mit schwachem oder mittlerem Verkehrsaufkommen, noch lange Zeit derartige Bahnübergänge in Betrieb sein.
Schienengleiche Bahnübergänge im Bahnhofsbereich werden heute in der Regel von einem Stellwerk aus bedient, wobei Schranken und Lichtsignale über Drahtverbindungen angesteuert und gesichert werden. Erst nach signaltechnisch sicher übertragener Rückmeldung des Schrankenverschlusses und der Anschaltung der vorhandenen Lichtsignale können Hauptsignale, die Zugfahrten über den Bahnübergang freigeben, auf Fahrt gestellt werden.
Bahnübergänge auf der freien Strecke werden häufig als Lokführer-überwachte Bahnübergänge ausgeführt, wobei ein Schaltkontakt in einem Abstand, der abhängig von der Streckenhöchstgeschwindigkeit, den schlechtesten Zugbremseigenschaften und der Schrankenschließzeit ist, das Schrankenschließen auslöst. Ein Lokführersignal im Bremswegabstand vor dem Signal gibt dem Triebfahrzeugführer dann die Erlaubnis zum Passieren, wenn der Bahnübergang verschlossen ist. Die Schaltkontakte und Signale sind mit der Logikeinheit des Bahnüberganges über Kabel verbunden.
Zusätzliche Sicherungsmaßnahmen für Bahnübergänge an Schnellfahrstrecken sind z.B. in einem Aufsatz von W.Köth und 0. Wolf mit dem Titel "Der Beitrag der Signaltechnik zum Schnellverkehr" in "Eisenbahntechnische Rundschau", 1968, Heft 12, Seite 533, insbesondere in Kapitel IV, auf Seite 538 beschrieben.
Sowohl die von Stellwerken aus gesteuerten Bahnübergänge als auch die Lokführer-überwachten Bahnübergänge auf der freien Strecke sind aufwendig in ihrer Unterhaltung. Die Kabelverbindungen entlang der Strecke und die erforderlichen, das Freifahren des Bahnüberganges meldenden Gleisschaltmittel sind außerdem störungsanfällig.
Systeme zur automatischen Steuerung und Sicherung von Schienenfahrzeugen, die ständig oder zeitweise mit streckenseitigen Einrichtungen Daten austauschen und ihre Geschwindigkeit nach Bremskurven einstellen, die anhand von in einer streckenseitigen Einrichtungen vorgegebenen Streckenliste enthaltenen Haltepunkten und Streckenhöchstgeschwindigkeiten einerseits und Fahrzeugeigenschaften andererseits berechnet werden, werden als dem Fachmann bekannt unterstellt. Hiervon geht die Erfindung aus.
EP 0 433 768 offenbart ein Verfahren, bei welchem eine Balise zur Ankündigung eines Bahnübergangs in einem bestimmten Abstand vor diesem Bahnübergang vorgesehen wird. Wenn ein sich dem Bahnübergang näherndes (Eisenbahn-) Fahrzeug diese Balise überfährt, wird eine (kurzzeitige) Kommunikationsverbindung zwischen dieser Balise und einem Empfänger im Fahrzeug aufgebaut und dem Fahrzeug darüber eine Identifikationsnummer und der aktuelle Abstand von dieser Balise zum Bahnübergang mitgeteilt. Das Fahrzeug meldet seine aktuelle Geschwindigkeit und die aktuelle Distanz zu einer Bahnübergangslogik des Bahnübergangs zurück . Unter der Annahme einer maximalen Beschleunigung auf eine maximale erlaubten Höchstgeschwindigkeit berechnet die Bahnübergangslogik eine maximale Zeit bis zum Sichern oder Schließen des Bahnübergangs, d.h. den notwendigen Schließzeitpunkt und sendet ein Acknowledgement-Signal an das Fahrzeug zurück. Da der tatsächliche notwendige Schließzeitpunkt dabei bedeutend später als der errechnete notwendige Schließzeitpunkt sein kann, können wiederholte Meldungen des Fahrzeugs über den jeweils aktuellen Ort und der jeweils aktuellen Geschwindigkeit angefordert werden, um der Bahnüberganglogik eine iterativen Berechnung optimalerer, d.h. spätere Schließzeitpunkte zu ermöglichen. Der Nachteil besteht dabei, dass keine Einbindung des Bahnübergangs als Streckenelement in ein oben genanntes automatisches Steuerung und Sicherungssystem erfolgt. Dadurch können Synergieeffekte einerseits nicht genutzt werden und andererseits aufgrund fehlender Kenntnis von einer im Fahrzeug vorliegenden individuell berechneten Bremskurve kein optimales Ergebnis, d.h. minimale Schließzeiten des Bahnübergangs erreicht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Steuerung von Bahnübergängen in oben genannte Systeme zur automatischen Steuerung und Sicherung von Schienenfahrzeugen zu integrieren. Dabei soll die Integration dergestalt erfolgen, daß möglichst kurze, an die aktuelle Fahrzeugdynamik angepasste Bahnübergangssperrzeiten ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Dabei ist die Verwendung von Funk zur Fernsteuerung von Bahnübergangseinrichtungen vom Fahrzeug aus für sich bekannt (siehe z.B. DE 43 31 431 C1, Fig. 2 und Beschreibung Spalte 4, letzter Absatz bis Spalte 5, Zeile 21). Dort bestimmen jedoch ortsfeste Streckeneinrichtungen den Zeitpunkt der Ausgabe einer Sicherungsanforderung für den vorausliegenden Bahnübergang. Eine Berücksichtigung der individuellen Fahrzeuggeschwindigkeit bei der Bahnübergangssicherung ist damit dort nicht möglich, es muß vielmehr immer von der maximal möglichen Geschwindigkeit des schnellsten Fahrzeuges ausgegangen werden, was bei langsam sich nähernden Fahrzeugen unnötig lange Bahnübergangssperrzeiten bedingt. Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird die Schließanforderung dagegen abhängig von einer aus den Bremseigenschaften des Fahrzeuges und dem Streckenort des Bahnüberganges berechneten Bremskurve im
Weg- Geschwindigkeits-Diagramm (Fahrprofil) ausgelöst, erfolgt somit, abhängig von der aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, an einem Streckenpunkt, von dem aus, sollte der Bahnübergang auf die Schließaufforderung nicht reagieren, das Fahrzeug gerade noch durch eine Betriebsbremsung vor dem Bahnübergang zum Stillstand gebracht werden kann.
Ausgestaltungen des Verfahrens nach der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So stellt die in Patentanspruch 2 angegebene Bemessung sicher, daß noch keine Bremsung des Fahrzeuges erfolgt, wenn der Bahnübergang auf die Schließanforderung vorschriftsmäßig reagiert.
Anspruch 3 betrifft weitere Versuche, einen zunächst nicht reagierenden Bahnübergang nach bereits eingeleiteter Bremsung noch zu schließen, und den Abbruch der Bremsung, wenn derartige Versuche erfolgreich sind.
Eine in Anspruch 4 wiedergegebene Ausgestaltung betrifft die Verarbeitung von Schließanforderungen im Hinblick auf Bahnübergänge an mehrgleisigen Strecken, die gleichzeitig Schließanforderungen von mehreren Fahrzeugen bekommen können.
Gegenstand der Ansprüche 5 und 6 ist die Wiederöffnung eines Bahnüberganges nach Durchfahrt eines Fahrzeuges.
Anspruch 7 und Anspruch 8 betreffen Maßnahmen zur Weiterführung des Fahrbetriebes im Störungsfall.
Anhand von zwei Figuren soll nun ein Ausführungsbeispiel für das Verfahren nach der Erfindung eingehend beschrieben werden.
In Fig. 1 ist schematisch eine zweigleisige Eisenbahnstrecke STR wiedergegeben mit einem schienengleichen Bahnübergang BÜ, der mit Schranken SCH und Lichtsignalen LS ausgestattet ist und über Funk von auf der Strecke verkehrenden Zügen Z1, Z2 aus geschlossen und geöffnet werden kann. Die Funkverbindung besteht dabei entweder direkt oder über ein Stellwerk STW als Relaisstelle zu einer Bahnübergangslogik BÜL, einer intelligenten Steuereinrichtung in der Nähe des Bahnüberganges, die mit einer
Sende- Empfangseinrichtung für Datenfunk ausgestattet ist und die lokalen Aktoren und Sensoren des Bahnüberganges ansteuert und überwacht. Über die Sende- Empfangseinrichtung empfängt die Bahnübergangslogik Schließanforderungen und
Wiederöffnungs-Erlaubnisse von den Fahrzeugen oder dem Stellwerk STW und gibt nach Schließen des Bahnüberganges Vollzugsmeldungen an die jeweiligen Fahrzeuge bzw. das Stellwerk aus.
Die zur Berechnung ihrer Fahrkurven notwendigen Streckeninformationen - zu denen z.B. auch der Ort eines Bahnüberganges gehört - bekommen die Fahrzeuge über kontinuierlich wirkende Übertragungseinrichtungen z.B. Linienleiter LL oder Funk oder über punktförmig wirkende Übertragungseinrichtungen PD vom Stellwerk mitgeteilt.
Fig. 2 zeigt im Weg (s)-Geschwindigkeits (v)-Diagramm zwei Fahrkurven mit den Anfangsgeschwindigkeiten V1 und V2, die zwei Zügen Z1 und Z2 zugeordnet sein mögen. Im
Weg-Geschwindigkeits-Diagramm sind für alle Haltepunkte und Langsamfahrstellen Bremskurven BR1, BR2 enthalten, die jedes Fahrzeug nach dem Ort des Haltepunktes und den eigenen Bremseigenschaften berechnet. Die in der Figur 2 enthaltenen Züge Z1, Z2 mögen hier gleiche Bremseigenschaften haben, so daß für sie dieselben Bremskurven vor den Haltepunkten Bahnübergang BÜ und Bahnhof BF gelten mögen.
Zug Z1 fährt mit hoher Geschwindigkeit V1 auf den Bahnübergang BÜ zu. Aus der Streckeninformation, die der Zug über Linienleiter, über Funk oder über eine punktförmige Übertragungseinrichtung aufgenommen hat, kennt das Fahrzeuggerät des Zuges die Zeitspanne, die der Bahnübergang vom Empfang einer Schließanforderung an bis zur Abgabe einer Meldung über den erfolgten Verschluß benötigt. Je nach seiner gefahrenen Geschwindigkeit berechnet der Zug die innerhalb dieser Zeit zurückgelegte Strecke und gibt zu einer Zeit t1, zu der er sich noch etwas weiter als diese Strecke vor dem Ort befindet, an dem er die Bremskurve BR1 erreicht, über Datenfunk eine Schließanforderung an den Bahnübergang ab. Reagiert der Bahnübergang vorschriftsmäßig, so gibt er, nachdem der Verschluß erfolgt ist, d. h., je nach Art des Bahnüberganges, die Lichtsignale Rot zeigen und/oder die Schranken geschlossen und verriegelt sind, zu einer Zeit t2 eine Vollzugsmeldung an den Zug zurück. Das Fahrzeuggerät hebt daraufhin den dem Bahnübergang zugeordneten Haltepunkt in seiner Streckenliste auf.
Damit verschwindet die Bremskurve BR1 und der Zug fährt mit gleichbleibender Geschwindigkeit V1 bis zur nächsten Bremskurve BR2, die z.B. dem Bahnhof BF zugeordnet ist, weiter. Reagiert der Bahnübergang nicht wie vorgeschrieben, wird zum Zeitpunkt t2 keine Vollzugsmeldung empfangen. Der Zug erreicht die Bremskurve BR1 und leitet eine Betriebsbremsung ein. Dabei bremst der Zug entlang der Bremskurve BR1 bis auf eine niedrige Durchfahrtgeschwindigkeit Vd ab, mit der er dann den Bahnübergang unter Fahrt auf Sicht passiert. Während des Bremsvorganges kann jedoch die Schließanforderung wiederholt werden. Reagiert der Bahnübergang dann doch noch auf die Schließanforderung, so kann nach Empfang der Vollzugsmeldung der Bremsvorgang abgebrochen und der Zug wieder beschleunigt werden.
Der mit niedrigerer Geschwindigkeit V2 fahrende Zug Z2 sendet seine Schließanforderung zum Zeitpunkt t3, an den Bahnübergang BÜ ab. Er ist zu dieser Zeit aber bereits viel dichter an den Bahnübergang herangefahren. Aufgrund der niedrigen Geschwindigkeit kann er dennoch sicher entlang der Bremskurve BR1 auf die Durchfahrtgeschwindigkeit Vd abgebremst werden, wenn vom Bahnübergang nicht zum Zeitpunkt t4 die Meldung über den Vollzug des Verschlusses eingeht. Geht eine solche Meldung rechtzeitig ein wird, wie im Falle des Zuges Z1, der dem Bahnübergang BÜ zugeordnete Haltepunkt aufgehoben und der Zug Z2 fährt mit der Geschwindigkeit V2 weiter. Nach Passieren des Bahnüberganges geben alle Züge eine Wiederöffnungs-Erlaubnis an den betreffenden Bahnübergang ab. Dies geschieht zu einem Zeitpunkt t5 an einer Stelle, an der der Zugschluß den Bahnübergang verlassen hat. Ein am Ort des Bahnüberganges geschaffener Gleisabschnitt, der z.B. durch einen Gleisstromkreis oder mittels Achszählpunkten realisiert ist, kann zur Prüfung des Freiseins des Bahnüberganges zusätzlich herangezogen werden, das heißt, die Wiederöffnungs-Erlaubnis wird von der Bahnübergangslogik erst umgesetzt, wenn der den Bahnübergang enthaltende Gleisabschnitt freigemeldet ist.
Wird z. B. im Störungsfalle keine Wiederöffnungs-Erlaubnis empfangen, so kann nach Ablauf einer Wartezeit eine Wiederöffnung vorgenommen werden, wenn der am Ort des Bahnüberganges geschaffene Gleisabschnitt während der Zeit, in der der Bahnübergang geschlosen war, besetzt und wieder freigefahren wurde.
Bei Bahnübergängen an mehrgleisigen Strecken ist vor Wiederöffnung außerdem zu prüfen, ob nicht von einem sich auf einem anderen Gleis nähernden Zug eine Schließanforderung vorliegt. In diesem Falle bleibt der Bahnübergang geschlossen bis auch von diesem Zug eine Wiederöffnungs-Erlaubnis empfangen wurde und/oder ein in dem anderen Gleis gebildeter Gleisabschnitt besetzt und wieder freigefahren wurde.