DD229878A1 - Einrichtung zur automatisation der zugaufsicht und zugsteuerung eines nahverkehrssystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf den Betrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere elektrischen Schienenfahrzeugen, in Verkehrssystemen ohne vollautomatische Steuerungseinrichtungen. Die Anwendung erfolgt vorzugsweise in Verkehrssystemen des Stadt- und Nahverkehrs, bei denen Triebfahrzeuge und streckenseitige Einrichtungen mit Funksende- und Empfaengergeraeten ausgeruestet sind. Ziel der Erfindung ist, eine Einrichtung zur Automatisation der Arbeitsgaenge der Zugaufsicht zu schaffen, die in Zusammenarbeit mit fahrzeugseitigen Einrichtungen eine teilautomatische und energieoptimale Zugsteuerung bei geringem technischen Aufwand gestattet und sich gut in ein rechnergestuetztes Dispatchersystem integrieren laesst. Geloest wird die Aufgabe dadurch, dass Streckenrechner auf den Bahnhoefen eines Verkehrssystems installiert werden, die eine automatische Zugaufsicht realisieren, eine Zugbeeinflussung durch den Austausch von Datentelegrammen mit den Triebfahrzeugen ueber Funk sichern und eine Schnittstelle zur Integration in ein rechnergestuetztes Dispatchersystem besitzen. Die triebfahrzeugseitigen Einrichtungen bestehen aus einfachen Rechner- bzw. Mehrrechnersystemen. Diese Einrichtungen fuehren den Datenaustausch mit den Streckenrechnern durch, steuern die Kommunikation mit den Triebfahrzeugfuehrern, werten unterschiedliche fahrzeug- und streckenseitige Sensoren und Uebertragungseinrichtungen aus und fuehren die teilautomatische Steuerung des Triebfahrzeuges durch. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf den Betrieb von Schienenfahrzeugen, insbesondere elektrischen Schienenfahrzeugen in Verkehrssystemen ohne vollautomatische Steuerungseinrichtungen. Die Anwendung erfolgt vorzugsweise in Verkehrssystemen des Stadt- und Nahverkehrs, die über Sprechfunkverbindung zwischen Triebfahrzeugen und streckenseitigen Einrichtungen verfugen und nach einem beliebigen Fahrprogramm arbeiten können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

In Verkehrssystemen ohne Einrichtungen der automatischen Zugbeeinflussung wie sie in Form der punktförmigen und linienförmigen Zugbeeinflussung bekannt sind, besteht zumeist als einfache Form der Beeinflussung die Möglichkeit einer

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Sprechfunkverbindung zwischen Triebfahrzeugen und streckenseitigen Einrichtungen. Ein solches auf drei Ebenen und Frequenzkanälen arbeitendes System für die S-Bahn Berlin ist in Signal und Schiene (1979) 1, S.24 beschrieben.

Auf Kanal f, erfolgt das Erteilen der Abfahraufträge der Zugaufsicht und es ist ein Wechselsprechen zwischen Aufsicht und Triebfahrzeugführer möglich. Über Kanal f₂ kann durch den Triebfahrzeugführer und die Zugaufsicht eine Kommandolautsprecheranlage mit Funkübertragung bedient werden. Der Kanal f₃ ist für den Wechselsprechverkehr zwischen Fahrdienstleiter und Triebfahrzeugführer vorgesehen.

Da die Abfahraufträge auf allen Bahnhöfen und Bahnsteigen-auf Kanalfrequenz f-, übertragen werden und eine selektive Verbindung zu einem Triebfahrzeug nicht aufgebaut werden kann, kommt es zu störenden Überlagerungen der von unterschiedlichen Bahnhöfen und Bahnsteigen gesendeten Abfahraufträge. Um einen kleinen Gleichkanalabstand zu erreichen, muß mit geringer Sendeleistung gearbeitet werden. Die Überlagerung auf Bahnhöfen mit mehreren Bahnsteigen wird jedoch dadurch nicht vermieden und die Abfahraufträge müssen teilweise durch Lichtsignale übertragen werden.

Das Erteilen der Abfahraüfträge über Sprechfunk dauert relativ lange und führt zu einer hohen Kanalbelegung. Auf einigen Strecken wird dadurch die maximal mögliehe Zugfolge begrenzt und es treten hohe Belastungen für das Aufsichtspersonal

Bekannt ist aus DD-Patent WP 129761, in solchen Verkehrssystemen eine energieoptimale Zugsteuerung mit autonom arbeitenden Bordrechnern auf den Triebfahrzeugen durchzuführen.

Dabei wird die eigentliche Optimierungsrechnung zur Bestimmung der funktionalen Beziehungen Abschaltgeschwindigkeit v_AB,Abschaltweg s_AB und Abschaltweg bei Beharrungsfahrt s_B als Funktion der Fahrzeit t_F durch diskrete Simulation auf einer stationären EDVA durchgeführt. Die Ergebnisse für bestimmte Strecken, bzw. das gesamte Streckennetz des Verkehrssystems, werden stückweise linearisiert im Datenspeicher des Bordrechners abgespeichert. Durch lineare Interpolation gewinnt der Bordrechner entsprechend aktuellem Streckenabschnitt und Fahrplanlage seine Arbeitsdaten. Aus diesen Daten und den Ergebnissen der Weg- und Zeitmessung werden die optimalen Umschaltpunkte v_AB, s_AB und s_B errechnet, die dem Triebfahrzeugführer beispielsweise über eine alphanumerische Anzeigeeinrichtung übermittelt werden. Möglich ist auch ein direkter Eingriff durch Schaltautomaten und damit eine teilautomatisierte Steuerung des Triebfahrzeuges.

Die Realisierung des beschriebenen Verfahrens zur energieoptimalen Zugsteuerung ist mit einem hohen technischen Aufwand an Bord der Triebfahrzeuge verbunden. Sollen die Triebfahrzeuge in einem Verkehrssystem frei einsetzbar sein, müssen die Daten für das gesamte Streckennetz in den Bordrechnern gespeichert sein. Um das bei vertretbarem Aufwand zu erreichen, können die Daten nur mit einer groben zeitlichen Quantisierung dargestellt werden, was zu entsprechend großen Interpolationsfehlern führt. Eine Änderung von t_F für einen Streckenabschnitt mit hohem spezifischem Energieverbrauch um wenige Sekunden kann aber schon eine Änderung des Traktionsenergieverbrauchs von 10-20% für den Streckenabschnitt bewirken.

Ein weiterer Fehler entsteht durch die Zeitmessung. Die Echtzeituhr des Bordrechners wird nicht durch das Uhrensystem der Zugaufsichten synchronisiert und um einen sekundengenauen Gleichlauf zu erreichen, müßten die Echtzeituhren der Bordrechner täglich gestellt werden, was mit einem unvertretbaren Aufwand für das Servicepersonal verbunden wäre. Das Stellen der Uhr durch den Triebfahrzeugführer ist unzulässig, da damit die Möglichkeit zur unerlaubten Umgehung der energieoptimalen Zugsteuerung gegeben wäre.

Eine Zeitdifferenz zwischen Aufsichtuhrensystem und Bordrechneruhr wirkt sich in Abhängigkeit vom Vorzeichen derart aus, daß entweder eine Verspätung im Zuglauf auftritt und bis zum Endbahnhof beibehalten wird, oder daß die Steuerung ständig die scheinbar bestehende Verspätung auszugleichen versucht, die Aufsicht den Fahrzeitgewinn aber immer wieder durch eine Verlängerung der Aufenthaltszeit kompensiert. Diese fehlerhafte Arbeitsweise bewirkt eine Steuerung mit erhöhtem Traktionsenergieverbrauch. Gestattet das Aufsichtsuhrensystem selbst keine sekundengenaue Erteilung der Abfahraufträge, ist die erreichbare Pünktlichkeit des Zuglaufes ohnehin begrenzt und es können die Möglichkeiten einer energieoptimalen Zugsteuerung nicht voll genutzt werden.

Die wesentlichen Reserven bei der energieoptimalen Zugsteuerung liegen in einer außerhalb des Berufsverkehrs möglichen Reduzierung der Aufenthaltszeiten. Dieser Zeitgewinn kann bei insgesamt pünktlichem Zuglauf in geringere Fahrgeschwindigkeiten und damit geringeren Traditionsenergieverbrauch auf den einzelnen Streckenabschnitten verwandelt werden. Nachteilig ist, daß die Nutzung dieser Reserven sehr stark von der individuellen Arbeitsweise der Zugaufsichten und der Gestaltung des Fahrplans abhängt.

Die Installation und der Service für die bekannten Bordrechner auf den Triebfahrzeugen ist mit einem hohen technischen Aufwand und großen Kosten verbunden. Auf Altbaufahrzeugen mit rein elektromechanischen Steuerungen bereitet die Integration der mikroelektronischen Systeme und das Erreichen der notwendigen hohen Zuverlässigkeiten Schwierigkeiten.

Diese resultieren vor allem aus der extremen Rüttelbelastung, den großen Temperaturschwankungen und der durch das Schalten von induktiven Verbrauchern bedingten Instabilität der Bordstromversorgung. Bei dem beschriebenen Bordrechner sind nach dem Einschalten und nach aufgetretenen Störungen Bedienhandlungen des Triebfahrzeugführers erforderlich, die diesen belasten und Fehlbedienungen ermöglichen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, eine Einrichtung zur Automatisation der Arbeitsgänge der Zugaufsicht zu schaffen, die eine teilautomatisierte und energieoptimale Zugsteuerung bei geringem technischem Aufwand gestattet und sich gut in ein rechnergestütztes Dispatchersystem integrieren läßt.

Um den hohen sicherheitstechnischen Forderungen des Eisenbahnwesens zu genügen, soll das automatische System den bestehenden Einrichtungen und Technologien überlagert werden und diese als Rückfallebene nutzen. Um flexibel auf Änderungen oder Störungen im Betriebsablauf reagieren zu können, werden Eingriffsmöglichkeiten des Fahrdienstleiters bzw. Dispatchers in das Steuerungssystem geschaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Diese Aufgabe wird durch die Erfindung dadurch gelöst, daß streckenseitige Steuerrechner, im weiteren als Streckenrechner bezeichnet, beispielsweise auf den Bahnhöfen eines Verkehrssystems installiert werden, die eine automatische Zugaufsicht realisieren, eine Zugbeeinflussung durch Austausch von Datentelegrammen mit den Triebfahrzeugen, vorzugsweise über Funk, sichern und eine Schnittstelle zur Integration in ein rechnergestütztes Dispatchersystem besitzen.

Die Übermittlung der Datentelegramme erfolgt über den Sprechfunkkanal während der Sprechpausen, dabei wird der Sprechfunkverkehr nicht beeinträchtigt und ist bevorrechtigt. Dadurch besteht die Möglichkeit, jederzeit über den Sprechfunkkanal Notsignale zu senden.

Die Zeichen werden als Datensignale mit binärer kohärenter Frequenzumtastung im Hörbereich und einer Datenrate von beispielsweise 1 200 Bit/s übertragen. Zur Erhöhung der Sicherheit können die Zeichen mit Redundanz versehen und die Zeichenfolge vorder Aussendung in einen störungsresistenten Code umgewandelt werden. Bei der Decodierung im Empfänger werden Übertragungsfehler soweit wie möglich korrigiert. Nach fehlerfreiem Empfang des Telegrammes erfolgt eine Bestätigung durch Quittungssignal. Im Störungsfall wird die Übertragung des Telegramms automatisch wiederholt. Datentelegramm und Quittungssignal müssen zeitlich soweit versetzt sein, daß die Übertragung auf einem Simplex-Kanal vorgenommen werden kann.

Das schnelle und abhörsichere Datenübertragungsverfahren bewirkt gegenüber dem Sprechfunk eine wesentliche Reduzierung der Kanalbelegung und erlaubt es, einem Funkkanal mehr Teilnehmer zuzuordnen.

Dietriebfahrzeugseitigen Einrichtungen bestehen aus einfachen Rechner- bzw. Mehrrechnersystemen, deren Kopplung bei Installation auf den einzelnen Triebfahrzeugen eines Zuges über einen seriellen Bus erfolgt. Die Einrichtungen führen den Datenaustausch mit den Streckenrechnern durch, steuern die Kommunikation mit den Triebfahrzeugführern, werten unterschiedliche Sensoren des Fahrzeuges aus und greifen in die Steuerung der Triebfahrzeuge ein. Zur Erlangung einer hohen Zuverlässigkeit ist es günstiger, an Bord von Altbaufahrzeugen nur ein Minimum an robuster Elektronik und streckenseitig die komplexeren mikroelektronischen Steuerungen zu installieren. Da in einem Verkehrssystem die Anzahl der Bahnhöfe und Bahnsteige meist wesentlich kleiner ist als die Anzahl der im Wagenpark vorhandenen Triebfahrzeuge, kann damit auch der technische Aufwand stark reduziert werden. Bei rechnergestützten Dispatchersystemen ist ohnehin der Einsatz eines Rechners auf Bahnhofsebene günstig, der diese Steuerfunktionen zusätzlich übernehmen kann.

Um die Arbeitsgänge der Zugaufsicht automatisieren zu können, sind im Speicher des Streckenrechners die Steuerprogramme und die Fahrplandaten für den entsprechenden Streckenabschnitt gespeichert. Um auf Fahrplanänderungen und Störungen im Betriebsablauf flexibel reagieren zu können, können über die Schnittstelle zum rechnergestützten Dispatchersystem durch den Dispatcher bzw. den Fahrdienstleiter Änderungen im Fahrplan vorgenommen und spezielle Fahrplanvarianten aktiviert werden. Weiterhin kann die Einhaltung der vorgeschriebenen Geschwindigkeiten überwacht und die Sicherheit, vor allem auch bei permissivem Fahren, verbessert werden.

In der Übertragungsrichtung vom Streckenrechner zum Dispatchersystem werden Daten zur Position bzw. Fahrplanlage der Züge übertragen. Diese Datenübertragung erfolgt automatisch über Funk oder drahtgebunden.

Die Streckenrechner erhalten weiterhin direkt von den Triebfahrzeugen über Funk oder von streckenseitigen Sensoren über Funk oder drahtgebunden Positionsmeldungen der in ihrem Streckenabschnitt befindlichen Züge.

Von einer zentralen Funkuhr des Bahnhofs erhält der Streckenrechner Synchronimpulse für die integrierte Echtzeituhr. Mit Hilfe dieser Informationen ist der Strecken rechner in der Lage, die Abfahraufträge zu erteilen und Informationen zur Fahrplanlage der Züge an das Dispatchersystem zu übertragen. Weiterhin können Fahrgastinformationseinrichtungen wie Bahnsteig-Anzeigedisplay, Fahrtrichtungsanzeiger und Bahnsteiglautsprecheranlage direkt angesteuert werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung gestattet die volle Automatisierung der Arbeitsgänge der Zugaufsicht und ermöglicht die völlige oder zeitweilige Einsparung des Zugaufsichtspersonals. Bei automatischem Betrieb müssen die Züge außer optischen und akustischen Warneinrichtungen zur Anzeige des Türschließ- und Anfahrvorganges für die Fahrgäste, über Signaleinrichtungen für den Triebfahrzeugführer oder die automatische Anfahrsteuerung des Zuges verfügen, damit nur bei geschlossenen Türen angefahren werden kann.

Eine optimale Lösung kann durch Zentralisierung der Zugaufsicht mit Hilfe von Video- Fernüberwachungsanlagen erreicht werden. Dabei kann ein'Zugüberwacher die Arbeit des automatischen Aufsichtssystems für alle Bahnhöfe einer Strecke des Verkehrssystems überwachen. ν

Bei großem Verkehrsaufkommen, z. B. im Berufsverkehr, werden die planmäßigen Aufenthaltszeiten teilweise überschritten. In diesen Zeiten ist es günstiger, das Aufsichtssystem im teilautomatischen Betrieb arbeiten zu lassen, d.h. das System muß durch eine Bedienhandlung der zentralen Zugaufsicht erst freigegeben werden, ehe der Abfahrauftrag an einen Zug übermittelt wird.

Sind in den Datenspeichern der Streckenrechner die zur energieoptimalen Zugsteuerung nötigen Daten und Programme abgespeichert, so können die der Fahrplanlage eines Zuges entsprechenden Abschaltgeschwindigkeiten und Abschaltwege errechnet und nach Erteilen des Abfahrauftrages an das Triebfahrzeug übermittelt werden.

Da die Streckenrechner nur über die Daten für den folgenden Streckenabschnitt verfügen müssen, können diese mit sehr feiner zeitlicher Quantisierung abgespeichert und die Interpolationsfehler praktisch eliminiert werden. Da sowohl das Erteilen der Abfahraufträge als auch die Ermittlung der Werte für die energieoptimale Zugsteuerung durch den Streckenrechner erfolgt, können keine Zeitdifferenzen zwischen Aufsichtsuhrensystem und Fahrzeugen auftreten.

Die Aufsichtsrechner führen entweder auf allen Bahnhöfen, zumindest aber auf dem Abgangsbahnhof, einen Taufvorgang des Zuges durch; dabei erhält der Zug eine Kennung zugeordnet, die aus Zugnummer, Abschnittskennung, Gleiskennung und einer Kennung für den dem Abschnitt zugeordneten Funkkanal bestehen kann. Diese Kennung kann für eine Strecke gültig sein oder abschnittsweise geändert werden. Über die Kennung ist ein selektiver Datenaustausch zwischen Streckenrechnern und Triebfahrzeugen auf einem oder mehreren Frequenzkanälen möglich.

Die triebfahrzeugseitigen Einrichtungen bestehen mindestens aus dem mit MODEM ausgerüsteten Funkgerät zum Austausch der Datentelegramme, dem Tachometer mit Anzeigedisplay und Funktionstastatur und der mit entsprechenden Ein/ Ausgabekanälen versehenen Steuerung.

Dem Stand der Technik entsprechend wird für die Steuerung vorzugsweise ein Einchip-Mikrorechner vorgesehen. Die Kommunikation mit dem zu steuernden Prozeß erfolgt über den Anschluß der entsprechenden Sensoren und Aktoren. Sehr hohe Zuverlässigkeiten, wie sie bei automatischen Zugsteuerungen erforderlich sind, können erreicht werden, wenn die Mikrorechner-Steuerungen der Triebfahrzeuge eines Zuges über einen seriellen Bus derart gekoppelt werden, daß zur Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems nur die Funktionsfähigkeit eines Prozessors am Bus erforderlich ist und mit diesem Prozessor andere Ein/Ausgabe- und Schalteinrichtungen über den Bus angesteuert werden können.

Bei geringen Zuverlässigkeitsforderungen kann andererseits durch die Ansteuerung der Ein/Ausgabe- und Schalteinrichtungen über den Bus mit nur einem Prozessor der technische Aufwand für die fahrzeugseitigen Einrichtungen stark reduziert werden.

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Dietriebfahrzeugseitigen elektronischen Einrichtungen erhalten Weginformationen von den die Radumdrehungen auswertenden analogen oder digitalen Gebern. Auf Grund von Schleuder- und Gleiterscheinungen und der laufleistungsabhängigen Radabnutzung ist die Genauigkeit dieser Wegmessung beispielsweise für eine Zielbremsung unzureichend.

Eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung sieht daher die zusätzliche streckenseitige Installation von punktförmigen aktiven oder passiven Übertragungseinrichtungen vor. Diese Einrichtungen können zur Eichung des Tachometers und Positionsbestimmung des Zuges und damit zur Korrektur der Wegmessung und/oder zur Übertragung weiterer Informationen benutzt werden.

Bei einer genauen Wegmessung auf den Triebfahrzeugen und Abspeicherung geometrischer Daten zur Lage der auf einem Streckenabschnitt zu beachtenden Signale kann die Sicherheit durch Erweiterung der Sicherheitsfahrschaltung verbessert werden. DerTriebfahrzeugführer muß dabei in einem geschwindigkeitsabhängig vorgeschriebenen Reaktionsbereich vor dem Signal das Erkennen des Signals und den gezeigten Signalbegriff quittieren, sonst wird eine Zwangsbremsung eingeleitet.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: Schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Einrichtung für ein Verkehrssystem mit einem Dispatcherbereich. Fig.2: Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen streckenseitigen Einrichtung. Fig.3: Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Einrichtung.

Das nach wesentlichen Funktionen geordnete Schema ist in Fig. 1 dargestellt. Das Schema zeigt eine Strecke S, die in Abschnitte AS₁ bis AS_n unterteilt ist. Innerhalb jedes Abschnitts befinden sich eine oder mehrere punktförmige Übertragungseinrichtungen P₁ bis P_n. Die Strecke befindet sich in einem Dispatcherbereich, der mit einem rechnergestützten Dispatchersystem RDS ausgerüstet ist. Das Dispatchersystem verfügt über drahtgebundene Daten- und Sprechverbindungen zu den Fahrdienstleitern FdI₁ bis FdI_n. Die Fahrdienstleiter sind ebenfalls durch drahtgebundene Daten- und Sprechverbindungen untereinander und mit den Streckenrechnern SR₁ bis.SR_n verbunden. Fahrdienstleiter FdI, Streckenrechner SR und Triebfahrzeug TFZ sind mit Simplex-Fundsende- und Empfangsgerät FSEG und MODEM ausgerüstet, wodurch außer dem Wechselsprechverkehr der Austausch von Datentelegrammen möglich ist. Die Strecken rechner sind direkt mit den Fahrgastinformationseinrichtungen FIE auf den Bahnsteigen verbunden, weitere Datenverbindungen bestehen über das Leitungs-Modem L-MODEM. Das Triebfahrzeug TFZ ist mit der Fahrzeugsteuerung FST, der Bedien- und Anzeigeeinheit BAE und den Eingabe-/ Ausgabeeinrichtungen E/A ausgerüstet.

Wird ein Fahrzeug auf dem Bahnhof eingesetzt, dem der Streckenabschnitt AS₁ folgt und soll die Strecke S bis zum Abschnitt AS_n befahren, so befindet sich die Fahrzeugsteuerung FST zunächst im rückgesetzten Zustand, und durch die Triebfahrzeugführer wird am Funksende- und Empfangsgerät die für den Taufvorgang festgelegte Kanalfrequenz gewählt. Der Streckenrechner SR₁ erteilt in dem laut Fahrplan vorgegebenen Abfahrzeitpunkt den Abfahrauftrag und .übermittelt nach Erhalt des Quittungssignales ein weiteres Datentelegramm mit den Taufdaten des Zuges und den Daten für die Zugsteuerung auf dem vorliegenden Abschnitt AS₁. Es wird vorausgesetzt, daß auf dem Abgangsbahnsteig zur fahrplanmäßigen Abfahrtszeit der einzusetzende Zug ungetauft bereitsteht. Eine verspätete Abfahrt auf dem Abgangsbahnhof wird wie eine Fahrplanänderung behandelt, d. h. es ist ein Eingriff des Dispatchers bzw. Fahrdienstleiters in den Datensatz des Streckenrechners erforderlich. Durch den Taufvorgang wird dem Zug eine Kennung zugeordnet, die aus Zugnummer, Abschnittskennung und einer Kennung für den dem Abschnitt zugeordneten Funkkanal besteht. Die Kennung ermöglicht im weiteren den selektiven Datenaustausch zwischen Triebfahrzeugen und Streckenrechner auf den einzelnen Streckenabschnitten.

Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung kann der Taufvorgang durch den Triebfahrzeugführer ausgeführt werden. Die Eingabe der Zugkennung erfolgt dabei über eine Tastatur und entsprechende Codierschalter an der Bedien- und Anzeigeeinheit BAE.

Die Streckenrechner SR-, bis SR_n steuern die auf den Bahnsteigen angeordneten Fahrgast-Informationseinrichtungen FIE an. Diese bestehen aus Bahnsteig-Anzeigedisplay, Fahrtrichtungs-Anzeiger und Bahnsteig-Lautsprecheranlage. Die Lautsprecheranlagen werden vorzugsweise durch automatische Sprachausgabesysteme angesteuert. Die Echtzeituhren der Streckenrechner werden durch eine zentrale Mutteruhr ZMU des Verkehrssystems gestellt und synchronisiert. Passiert das Triebfahrzeug die punktförmige Übertragungseinrichtung P₁, so wird die Wegmessung korrigiert, die durch Schleudern der Antriebsräder bei der Anfahrt und laufzeitabhängigen Änderung des Raddurchmessers fehlerbehaftet sein kann. Diese Korrektur der Wegmessung erfolgt ebenso an den Wegmarken P₂ bis P_n. Bei der Einfahrt des Triebfahrzeuges in den Streckenabschnitt AS₂ und den Empfangsbereich des für diesen Abschnitt zuständigen Streckenrechners SR₂ meldet sich die Steuerung mit der Kennung bei dem Streckenrechner an und der weitere Datendialog erfolgt in der schon beschriebenen Weise.

Die Kennung des Fahrzeuges kann dabei abschnittsweise geändert werden, beispielsweise wird der zuständige Funkkanal gewechselt.

Der Streckenrechner SR₂ übermittelt automatisch Positonsmeldungen des Fahrzeuges TFZ über den Fahrdienstleiter FdI₂ an das rechnergestützte Dispatchersystem RDS.

Bei Fahrplanänderungen oder Abweichungen vom normalen Betriebslauf erfolgt eine Änderung der Fahrplan- und Geschwindigkeitsdaten im Streckenrechner SR₂ durch eine über den Fahrdienstleiter FdI₂ erfolgende Einwirkung, die auch durch das Dispatchersystem RDS ausgelöst sein kann. Der beschriebene Ablauf wiederholt sich auf allen Abschnitten bis zum Abschnitt AS_n mit dem Zielbahnhof und dem zugehörigen Streckenrechner SR_n. Das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen streckenseitigen Einrichtung ist in Fig. 2 gezeigt.

Der Streckenrechner SR besteht aus der Mikrorechner-Steuerung MRS, dem Funkmodulations-Demodulationsteil F-MODEM, dem Leitungsmodulations-Demodulationsteil L-MODEM und den Bedien- und Anzeigeeinheiten BAE₁ und BAE₂, die über den Mikrorechner-Bus MB miteinander gekoppelt sind. Das Funksende- und Empfangsgerät FSEG ist mit der Mikrorechner-Steuerung MRS, dem Funk-MODEM und den Bedien- und Anzeigeeinheiten BAE₁ und BAE₂ verbunden. Das Leitungs-MODEM besitzt Verbindungen zum Fahrdienstleiter FdI, zur zentralen Mutteruhr ZMU, zur zentralen Zugaufsicht ZZA und zu eventuell vorhandenen weiteren streckenseitigen Übertragungseinrichtungen SÜE. Die Versorgung der einzelnen Module des Streckenrechners SR mit den Betriebsspannungen erfolgt aus der Stromversorgungseinheit SVE.

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Die Fahrgast-Informationseinrichtung FIE besteht aus dem Bahnsteig-Anzeigedisplay BAD, dem Fahrtrichtungsanzeiger FAZ und dem Sprach-Ausgabe-System SAS, die über den Peripherie-Bus PB mit der Mikrorechner-Steuerung MRS verbunden sind. Die Bahnsteig-Lautsprecheranlage BLA ist direkt mit dem Sprach-Ausgabe-System SAS verbunden. Die Versorgung der einzelnen Module der Fahrgast-Informationseinrichtung FIE mit den Betriebsspannungen erfolgt aus internen Stromversorgungen und teilweise aus der Stromversorgungseinheit SVE. Der dargestellte Streckenrechner SR dient der Ausrüstung eines Bahnsteiges, wobei für jedes Gleis eine Bedien- und Anzeigeeinheit BAE installiert wird. Die Schnittstelle zu den Triebfahrzeugen wird durch das Funksende- und Empfangsgerät FSEG gebildet über das der Sprech- und Datenverkehr erfolgt. Die Schnittstelle zum rechnergestützten Dispatchersystem RDS wird durch das Leitungs-MODEM gebildet.

Fig.3 zeigt das Beispiel einer erfindungsgemäßen fahrzeugseitigen Einrichtung mit einer Einchip-Mikrorechner-Steuerung MRS. Der Datentransfer mit den Streckenrechnern erfolgt über das Funksende- und Empfangsgerät FSEG und das Funkmodulations-Demodulationsteil F-MODEM, die mit der Mikrorechner-Steuerung verbunden sind. Über die Verbindung zwischen Bedien- und Anzeigeeinheit BAE und Funksende- und Empfangsgerät kann der Sprechfunkverkehr abgewickelt werden. Die Bedien- und Anzeigeeinheit ist mit einer Funktionstastatur, optischen Ausgabeeinrichtungen, Mikrofon und Lautsprecher ausgerüstet.

Die Antriebs- und Bremssteuerung ABS ist mit der Mikrorechner-Steuerung und der Sicherheitsfahrschaltung SIFA verbunden.

Weiterhin sind die Wegmeßeinrichtung WME und die Abfrageeinrichtung der punktförmigen Übertragungseinrichtungen AEP direkt mit der Mikrorechner-Steuerung verbunden.

Die Versorgung der fahrzeugseitigen elektronischen Einrichtungen erfolgt aus der Stromversorgungseinheit SVE.

Die Anfahr- und Bremsvorgänge werden durch die Antriebs- und Bremssteuerung ABS gesteuert, wobei die automatischen Steuerungsbefehle von der Mikrorechner-Steuerung und die Steuerungsbefehle des Triebfahrzeugführers über die Sicherheitsfahrschaltung gegeben werden.

Die Wegmessung erfolgt durch die mit digitalem oder analogem Geber ausgerüstete und die Radumdrehungen auswertende Wegmeßeinrichtung WME. Die Korrektur der Wegmessung und die Eichung des Tachometers wird durch Auswertung von Wegmarken mit Hilfe der Abfrageeinrichtung der punktförmigen Übertragungseinrichtungen AEP durchgeführt. Die Geschwindigkeitsermittlung erfolgt durch die Mikrorechner-Steuerung mit Hilfe des internen Zeitbasissystems softwaremäßig.

Die Geschwindigkeit wird über die Bedien- und Anzeigeeinheit BAE angezeigt.

Die dargestellte Einrichtung ermöglicht eine teilautomatische Zugsteuerung mit hohem Automatisierungsgrad, bei der der Triebfahrzeugführer im wesentlichen nur noch Kontrollfunktionen ausübt. Da die Signalbegriffe nicht automatisch auf das Triebfahrzeug übertragen werden, müssen sie durch den Triebfahrzeugführer manuell in das Steuerungssystem eingegeben werden. Wird ein Signal übersehen, so löst die Sicherheitsfahrschaltung eine Zwangsbremsung aus.

Claims (6)

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   Erfindungsanspruch:

   1. Einrichtung zur Aromatisation der Zugaufsicht und Zugsteuerung eines Nahverkehrssystems mit Mikrorechner-Steuerungen einschließlich Bedien- und Anzeigeeinheiten einer zentralen Zugaufsicht, bekannten Sichtsignalsystemen und Fahrgast-Informationseinrichtungen, gekennzeichnet dadurch, daß in jedem Streckenabschnitt (AS₁ ...AS_n) der Strecke (S) Streckenrechner (SR, ...SR_n) und punktförmige Übertragungseinrichtungen (P₁... P_n) angeordnet sind, die mit den innerhalb ihres Streckenabschnitts (AS) befindlichen Triebfahrzeugen (TFZ) Daten austauschen, die Streckenrechner (SR) sind mit den Fahrgast-Informationseinrichtungen (FIE) des Bahnsteiges direkt verbunden und steuern diese an, die Fahrdienstleiter (FdI) sind durch eine kettenförmige Leitungsschaltung untereinander und durch eine direkte Leitungsschaltung mit den jeweiligen Streckenrechnern (SR₁^-SR_n) verbunden, das rechnergestützte Dispatchersystem (RDZ) ist durch eine sternförmige Leitungsschaltung mit den Fahrdienstleitern (FdI₁... FdI_n) verbunden, Streckenrechner (SR₁...SR_n), Fahrdienstleiter (FdI₁...FdI_n) und Triebfahrzeuge (TFZ) sind weiterhin mit Funksende- und Empfangsgeräten (FSEG) und Funkmodulations-Demodulationsteilen (F-MODEM) ausgerüstet und über Daten- und Sprechfunkverkehr verbunden.
2. 2. Einrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Fahrdienstleiter (FdI₁... FdI_n) untereinander und mit dem rechnergestützten Dispatchersystem (RDS) durch eine kettenförmige Leitungsschaltung verbunden sind.
3. 3. Einrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Streckenrechner (SRi...SR_n) über die Daten und Steuerprogramme für eine automatische Zugaufsicht, die Ansteuerung der Fahrgast-Informationseinrichtungen (FIE) und eine teilautomatische und energieoptimale Zugsteuerung im jeweiligen Streckenabschnitt (AS₁ ...AS_n) verfügen; durch den Austausch von Datentelegrammen mit den in ihrem Sende- und Empfangsbereich der Streckenabschnitte (AS-,... AS_n) befindlichen Triebfahrzeugen (TFZ) eine strichförmige Funkzugbeeinflussung ausführen, wobei die Signalbegriffe durch den Triebfahrzeugführer manuell in die Fahrzeugsteuerung (FST) einzugeben sind und durch eine über die Fahrdienstleiter (FdI₁... FdI_n) führende leitungsgebundene Datenverbindung zur zentralen Zugaufsicht (ZZA) und zum rechnergestützten Dispatchersystem (RDS) weitere Daten ausgetauscht werden.
4. 4. Einrichtung nach Punkt 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Streckenrechner (SR) aus der Mikrorechner-Steuerung (MRS), dem Funkmodulations-Demodulationsteil (F-MODEM), dem Leitungsmodulations-Demodulationsteil (L-MODEM) und den Bedien- und Anzeigeeinheiten (BAE₁₁₁₁BAE₂) besteht, die über den Mikrorechner-Bus (MB) miteinander gekoppelt sind; ein Funksende- und Empfangsgerät (FSEG) mit Mikrorechner-Steuerung (MRS), Funkmodulations-Demodulationsteil (F-MODEM) und den Bedien-und Anzeigeeinheiten (BAE₁-^BAE₂) durch weitere Signal- und Steuerleitungen verbunden ist und das Leitungsmodulations-Demodulationsteil (L-MODEM) die Schnittstelle zum rechnergestützten Dispatchersystem (RDS) über den Anschluß zum Fahrdienstleiter (FdI), zur zentralen Mutteruhr über den Anschluß (ZMU), zur zentralen Zugaufsicht über den Anschluß (ZZA) und zu weiteren streckenseitigen Übertragungseinrichtungen über den Anschluß (SÜE) bildet und weiterhin eine aus Bahnsteig-Anzeigedisplay (BAD), Fahrtrichtungsanzeiger (FAZ) und Sprachausgabesystem (SAS) mit Bahnsteig-Lautsprecheranlage (BLA> bestehende Fahrgast-Informationseinrichtung (FIE) über den Peripherie-Bus (PB) mit der Mikrorechner-Steuerung (MRS) verbunden ist und die Stromversorgung aus internen Versorgungen der Blöcke oder aus der Stromversorgungseinheit (SVE) erfolgt; alle Steuerprogramme, Fahrplandaten und Daten zur Automatisation der Zugaufsicht und zur teilautomatischen energieoptimalen Zugsteuerung im Speicher der Mikrorechner-Steuerung (MRS) gespeichert sind.
5. 5. Einrichtung nach Punkt 1, 2 und 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Austausch von Datentelegrammen derfahrzeugseitigen Einrichtungen mit den Streckenrechnern (SR) und den Fahrdienstleitern (FdI) über das Funksende- und Empfangsgerät .(FSEG) und das Funkmodulations-Demodulationsteil (F-MODEM) erfolgt, die mit der Mikrorechner-Steuerung (MRS) verbunden sind und von ihr gesteuert werden, wobei weiterhin über die Verbindung zwischen Bedien- und Anzeigeeinheit (BAE) und Funksende-und Empfangsgerät (FSEG) der Sprechfunkverkehr abgewickelt wird; die Bedien- und Anzeigeeinheit (BAE) mit Funktionstastatur, optischen Ausgabeeinrichtungen, Mikrofon und Lautsprecher ausgerüstet ist; die Antriebsund Bremssteuerung (ABS) mit der Mikrorechner-Steuerung (MRS) und der Sicherheitsfahrschaltung (SIFA) verbunden ist und die Anfahr- und Bremsvorgänge durch die Antriebs- und Bremssteuerung (ABS) gesteuert werden, indem die automatischen Steuerungsbefehle von der Mikrorechner-Steuerung (MRS) und die Steuerungsbefehle des Triebfahrzeugführers über die Sicherheitsfahrschaltung (SIFA) gegeben werden, die Wegmeßeinrichtung (WME) und die Abfrageeinrichtung der punktförmigen Übertragungseinrichtungen (AEP) direkt mit der Mikrorechner-Steuerung (MRS) verbunden sind; die Wegmessung durch die mit digitalem oder analogem Geber ausgerüstete und die Radumdrehungen auswertende Wegmeßeinrichtung (WME) erfolgt, die Geschwindigkeitsermittlung aus der Wegmessung mit Hilfe des Zeitbasissystems der Mikrorechner-Steuerung (MRS) durch diese softwaremäßig erfolgt und Ist- und Sollgeschwindigkeit über die Bedien- und Anzeigeeinheit (BAE) angezeigt werden und die Signalbegriffe über die Bedien- und Anzeigeeinheit (BAE) durch den Triebfahrzeugführer in die Mikrorechner-Steuerung (MRS) eingegeben werden; die Versorgung der fahrzeugseitigen elektronischen Einrichtungen erfolgt aus der Stromversorgungseinheit (SVE).
6. 6. Einrichtung nach Punkt 1,2,3 und 5, gekennzeichnet dadurch, daß an der Bedien- und Anzeigeeinheit (BAE) des Triebfahrzeuges (TFZ) Programmierschalter zur Einstellung der Zugkennung angeordnet sind und die Zugkennung auf dem Abgangsbahnhof durch den Triebfahrzeugführer eingestellt wird.

   Hierzu 3 Seiten Zeichnungen