Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aus- und Einschalten eines Zuges in einer Parkposition, wobei zugseitig eine automatische Zugsteuereinrichtung und streckenseitig ein Zugüberwachungssystem vorgesehen sind sowie eine Strecken- und Zugkonfiguration zur Durchführung des Verfahrens.
Üblicherweise werden Züge nicht 24 Stunden am Tag durchgängig betrieben. Während einer Betriebspause wird der Zug in einem der Gleisinfrastruktur zugeordneten Abstellbereich abgestellt. Moderne Zugbeeinflussungseinrichtungen, beispielsweise mit ETCS - European Train Control System - Komponenten, benötigen genaue Positionsdaten nicht nur fahrender, sondern auch abgestellter Züge. Bisher ist es jedoch nicht möglich, festzustellen, ob bei ausgeschalteter Zugsteuereinrichtung der bei diesem Betriebszustand vorausgesetzte Stillstand des Zuges tatsächlich eingehalten wurde. Werden Züge zum Betriebsende an Parkpositionen komplett ausgeschaltet, geht die genaue sicherungstechnische Zugposition verloren. Nach dem Wiedereinschalten des Zuges ist die sicherungstechnische Position des Zuges nicht bekannt und die Initialisierung der Zugposition kann erst durch langsames Überfahren von mindestens zwei Ortsreferenzpunkten, zum Beispiel Balisen, ermittelt werden. Erst danach kann der Zug aus Zugsicherungssicht in Betrieb genommen werden. Das bedeutet, dass automatische, fahrerlose Züge in Parkpositionen nicht komplett ausgeschaltet werden dürfen. Zumindest die Zugsteuereinrichtung muss aktiv bleiben. Die
Um Energie zu sparen, werden alle unnötigen Verbraucher, beispielsweise Licht und Klimaanlage, im Zug von der Zugsteuereinrichtung beim Abstellen ausgeschaltet. Nur die Zugsteuereinrichtung muss aktiv bleiben. Damit ist eine Leistungsaufnahme von ca. 200 W bis 400 W, abhängig von der Zugkonfiguration, verbunden.
Im Falle von elektrischer Traktion werden möglichst auch die Fahrstromhauptschalter abgeschaltet und gegebenenfalls die Stromabnehmer angelegt, um damit den Zug oder die Lokomotive von der Fahrspannung zu trennen.
Unabhängig von der Abschaltung der Züge oder Lokomotiven kommt es jedoch in den Betriebspausen aufgrund von Arbeiten im Streckenbereich regelmäßig zur Abschaltung der Fahrspannung. Häufig ist es erforderlich, das Stromsystem, insbesondere den Fahrstrom, zum Beispiel für Wartungsarbeiten, in der Betriebspause, meistens in der Nacht zwischen 1:00 Uhr und 4:00 Uhr, abzuschalten. Dann muss Batteriestrom genutzt werden, um die Funktionalität der Zugsteuereinrichtung aufrechtzuerhalten. Die wesentlichen Funktionen, die Strom benötigen, sind die Positionsüberwachung bzw. Ortung des Zuges sowie die Wiedereinschaltung der ausgeschalteten Komponenten. Fehlt eine solche Positionsbestimmung beim Wiedereinschalten, kann der Zug nicht sofort fahrerlos in Betrieb genommen werden. Der Zug muss auf der Parkposition manuell eingeschaltet werden. Der automatische, fahrerlose Betrieb des Zuges ist erst nach vollständiger Positionsbestimmung, zum Beispiel mittels Überfahrt über zwei Balisen, möglich.
Um den Totalausfall der Zugsteuereinrichtung zu verhindern und somit die Funktion der Positionsbestimmung nicht zu verlieren, muss die Zeit fehlender Stromzufuhr durch Batteriebetrieb überbrückt werden. Damit bei den unterschiedlich langen Betriebspausen, in denen kein Stromsystem zur Verfügung steht, die Stromversorgung der Zugsteuereinrichtung gesichert ist, wird die Leistungsfähigkeit der Batterien sehr hoch dimensioniert. Diese aus Sicherheitsgründen überdimensionierten Batterien sind sehr groß und sehr schwer, so dass sie ein Hemmnis bezüglich energieeffizienten Fahrens darstellen. Außerdem sind Batterien teuer in Anschaffung und Unterhalt.
Um die Zugsteuereinrichtung ohne Verlust der Positionsbestimmungsfunktion abschalten zu können, wurde in der
Im automatischen, begleiterlosen Fahrbetrieb mittels fahrzeugseitiger automatischer Zugsteuereinrichtung wird angestrebt, auch das Abrüsten und Wiederaufrüsten der Züge, automatisch zu betreiben, um eine größere Flexibilität bei der Zugdisposition ohne Einsatz von Personal zu erreichen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein automatisches Verfahren und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Strecken- und Zugkonfiguration für energieeffizienteres, personalunabhängiges Aus- und Einschalten eines Zuges in einer Parkposition anzugeben.
Verfahrensgemäß wird die Aufgabe durch folgende Verfahrensschritte gelöst:
Zur Durchführung dieses Verfahrens ist gemäß Anspruch 7 eine Strecken- und Zugkonfiguration vorgesehen, bei der streckenseitig ein mit dem Zugüberwachungssystem über eine Kommunikationsschnittstelle verbundenes Koppelmodul vorgesehen ist, welches in der Parkposition mit einem Zugwiedereinschaltgerät elektrisch verbindbar ist.
Auf diese Weise steht die Ortungsinformation auch in der Parkposition und während der Stromlosschaltung des Zuges zur Verfügung, da die Parkposition durch die physikalische Verbindung mit dem Koppelmodul bekannt ist. Nach dem Wiedereinschalten des Zuges mittels des Zugwiedereinschaltgerätes ist der Zug sofort geortet, ohne dass eine Balisenüberfahrt dazu erforderlich wäre. Somit kann ein fahrerloser, automatischer Betrieb bereits im Zugabstellbereich ohne manuelle Eingriffe erfolgen. Die erforderlichen technischen Einrichtungen stehen häufig bereits zur Verfügung. Außerdem entfallen die nach dem Stand der Technik erforderlichen Batterien. Letztlich wird der Energieverbrauch während der Parkzeit auf Null reduziert.
Die Parkposition wird überwacht, indem eine elektrische Verbindung mit einem bestimmten gleisseitigen Koppelmodul einer zugeordneten Kennung beziehungsweise ID hergestellt wird. Das Zugüberwachungssystem stellt fest, ob die ID der vorgesehenen entspricht. Dazu wird beim Einrasten der elektrischen Verbindung ein Stromimpuls erzeugt, der ein ID-spezifisches Telegramm generiert, welches das Überwachungssystem empfängt. Die elektrische Verbindung dient außerdem zur Bestromung des Zugwiedereinschaltgerätes. Die Zugsteuereinrichtung, beispielsweise ein ATC - Automatic Train Control - Fahrzeuggerät, kann ausgeschaltet werden und muss nicht durch große schwere, teure und überdimensionierte Batterien zwecks Überbrückung unterschiedlich langer Fahrstromabschaltungen, zum Beispiel bei Reparaturen, ständig bestromt sein, um Datenverlust zu vermeiden.
Die automatische Zugsteuerung kann während der Parkzeit komplett heruntergefahren werden, da das Zugwiedereinschaltgerät zur Reaktivierung der Zugsteuerung dient. Auch das Zugwiedereinschaltgerät benötigt keine Batterie, da das Zugwiedereinschaltgerät von dem Koppelmodul bestromt wird. Auf diese Weise wird der Zug leichter, wodurch ein energieeffizienteres Fahren ermöglicht wird.
Die Positionsüberwachung im Sinne von CMD ist wesentlich einfacher als bei "echten" Messverfahren, zum Beispiel odometrisch, da nur festgestellt werden muss, ob der Zug am Parkzeitende - noch oder wieder - die gleiche Position hat wie bei Beginn der Parkzeit. Ein Abriss der elektrischen Verbindung zwischen dem Zugwiedereinschaltgerät und dem Koppelmodul ist ausreichend, um eine Bewegung oder einen Verbindungsfehler festzustellen. Dass die Position noch die gleiche sein muss, ergibt sich automatisch dadurch, dass andernfalls ein Neustart der Zugsteuereinrichtung nicht möglich ist, da dann das Zugwiedereinschaltgerät keine Stromversorgung hätte. Dadurch ergibt sich ein fail-save-Zustand, der bei vollautomatischem Betrieb besonders wichtig ist.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des automatischen Verfahrens besteht gemäß Anspruch 2 darin, dass im Anschluss an Schritt B) eine Fahrstromabschaltung mittels des Zugüberwachungssystems erfolgt. Da Fahrstrom sowie auch Batteriestrom weder für die Zugsteuereinrichtung, noch für die Zugortung und auch nicht für das Zugwiedereinschaltgerät benötigt wird, ergibt sich eine weitere Energieeinsparung. Der Fahrstrom kann auch dann abgeschaltet werden, wenn die Fahrstromabschaltung nicht aus Wartungs- oder Reparaturgründen erforderlich ist.
Vorzugsweise wird nach Anspruch 3 das Aktivieren des Zugwiedereinschaltgerätes gemäß Schritt D) durch eines der folgenden Ereignisse oder auch durch deren Kombination getriggert:
Die Kombinatorik könnte zum Beispiel lauten:
Dabei besteht gemäß Anspruch 4 gegenüber dem manuellen Aktivieren der Vorteil, dass ein zeitgerechtes Einschalten des Zuges oder der Lokomotive mit Hilfe des Zugwiedereinschaltgerätes möglich ist, wobei ein Zeitabstand für das Hochfahren der Subsysteme, inklusive Auffüllen eines Hauptluftbehälters, Selbsttestung und gegebenenfalls Klimatisierung, berücksichtigt wird.
Zusätzlich kann gemäß Anspruch 5 die elektrische Verbindung zwischen dem Zugwiedereinschaltgerät und dem Koppelmodul von dem Zugüberwachungssystem überwacht werden. Dadurch ergibt sich eine weitere Erhöhung signaltechnischer Sicherheit.
Ein weiterer Sicherheitsgewinn ergibt sich gemäß Anspruch 6 dadurch, dass die einer koppelmodulspezifischen Kennung zugeordnete Parkposition auf einem Festplattenspeicher des Zuges abgelegt und im Schritt D) zu einer Initialisierung der automatischen Zugsteuerung verwendet wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer figürlichen Darstellung näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Konfiguration für automatisches Fahren in einem Abstellbereich einer Streckeninfrastruktur.
Die Konfiguration ist nach Anfahrt einer Parkposition eines Zuges 1 in einem Abstellbereich dargestellt. Der Zug 1 steht auf einem Gleis 2 und ist mit einem Koppelmodul 3 einer bestimmten ID elektrisch verbunden 4. Zur Zugbeeinflussung ist streckenseitig ein automatisches Zugüberwachungssystem 5 vorgesehen, welches über eine drahtlose Kommunikationsschnittstelle 6 mit dem Koppelmodul 3 verbunden ist. Der Zug 1 ist zur automatischen Zugsteuerung mit einer Zugsteuereinrichtung 7 ausgestattet, welche diverse Subsysteme 8 des Zuges 1 ansteuert. Außerdem ist die automatische Zugsteuereinrichtung 7 mit einem Zugwiedereinschaltgerät 9 verbunden, welches von dem zugexternen Koppelmodul 3 über die elektrische Verbindung 4 bestromt wird. Weitere Anschlüsse 10 des Zugwiedereinschaltgerätes 9 dienen insbesondere als Triggereingänge zur ereignisabhängigen, beispielsweise zeitabhängigen und/oder fahrspannungsabhängigen und/oder von einem Aktivierungsbefehl abhängigen, Ansteuerung des Zugwiedereinschaltgerätes 9.
Zum vollautomatischen Aus- und Wiedereinschalten des Zuges 1 in der Parkposition ist folgendes Verfahren vorgesehen:
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