DE102011088891A1

DE102011088891A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erhöhung der Haltegenauigkeit eines bewegten Objektes

Info

Publication number: DE102011088891A1
Application number: DE201110088891
Authority: DE
Inventors: Bernhard Pösel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2011-12-16
Publication date: 2013-06-20

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Haltegenauigkeit eines bewegten Objektes, insbesondere eines Schienenfahrzeuges (2), an einem vorgegebenen Haltepunkt. Um auf Balisen als Ortungsreferenzpunkte verzichten zu können, ist vorgesehen, dass ein dem Haltepunkt zugeordneter Sensor eine Einrichtung des Objekts bei Unterschreitung eines Ansprechschwellenabstandes (S) zwischen dem Sensor und der Einrichtung erkennt und ein Ausgangssignal (12) erzeugt, welches als Ortungskriterium (13) verwendet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Haltegenauigkeit eines bewegten Objektes, insbesondere eines Schienenfahrzeuges, an einem vorgegebenen Haltepunkt.
Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich im Wesentlichen auf das exakte Anfahren des optimalen Haltepunktes für ein Schienenfahrzeug im Bahnhofsbereich, ohne dass die Erfindung auf diese spezielle Anwendung beschränkt ist. Vielmehr ist eine Anzahl von Anwendungen denkbar, bei denen ein beliebiges bewegtes Objekt an einem bestimmten Haltepunkt zum Stillstand kommen soll, beispielsweise zum Zwecke der Materialzuführung im Produktionsprozess.
Bei modernen Zugsystemen, insbesondere solchen mit hohem Fahrgastaufkommen und/oder automatischem Zugbetrieb, d. h. mit wenig oder gänzlich ohne Zug- und Bahnsteigpersonal, ist es üblich geworden, die Fahrgäste auf dem Bahnsteig vor einem einfahrenden Zug durch Bahnsteigtüren zu schützen. Am Bahnsteigrand befindet sich dazu eine mit Türen versehene Wand. Gefahren durch den einfahrenden Zug sowie Belästigungen der Fahrgäste, insbesondere durch den entstehenden Luftzug und durch Geräusche, können auf diese Weise ausgeschlossen oder vermindert werden. Außerdem ergibt sich dadurch die Möglichkeit der Klimatisierung des Haltestellenbereiches. Nachdem der eingefahrene Zug exakt vor den Bahnsteigtüren zum Stillstand gekommen ist, werden die Bahnsteigtüren zusammen mit den Fahrzeugtüren geöffnet und vor der Abfahrt des Zuges wieder geschlossen. Der Haltegenauigkeit des Zuges kommt hierbei eine große Bedeutung sowie Sicherheitsrelevanz zu.
Üblicherweise wird die Haltegenauigkeit am Bahnsteig durch gleisseitige, punktförmig wirkende Übertragungseinrichtungen, insbesondere Balisen, erhöht. Diese dienen als Ortungsreferenzpunkte, zu denen sich das Schienenfahrzeug absolut ortet. Diese Ortungsreferenzpunkte müssen mit höchster Präzision festgelegt werden. Aufgrund der örtlichen Gegebenheiten, insbesondere den Gleisbettverhältnissen, kann die erforderliche Präzision jedoch nicht immer gewährleistet werden, so dass die erreichbare Haltegenauigkeit unter Umständen nicht ausreicht, damit Fahrzeugtüren und Bahnsteigtüren zueinander fluchten. Der Triebfahrzeugführer muss dann manuell in den automatischen Bremsvorgang eingreifen. Bei fahrerlosen Systemen sind zusätzliche aufwendige technische Systeme zur Korrektur der Halteposition erforderlich.
Darüber hinaus kann es bei der Selbstortung des Schienenfahrzeugs mittels Balisen aufgrund akkumulierter Ortungsungenauigkeiten – Schlupft – sowie Gleitvorgängen der Fahrzeugachsen zu Erkennungsschwierigkeiten von Balisen kommen. Wenn eine erwartete Balise nicht im vermuteten Erwartungsfenster geortet wurde, fällt das Fahrzeug aus einer automatischen Bremskurvenüberwachung heraus und der Triebfahrzeugführer muss das Fahrzeug manuell auf den betrieblichen Haltepunkt steuern.
Außerdem ist das Genauigkeitsziel für das der gewünschten Haltegenauigkeit entsprechende „sicherungstechnische Fenster“ nicht immer zuverlässig zu erreichen, da das Fahrzeugodemetriesystem und die Balisenerkennung aufgrund ihrer Funktionsweise bei Gleit- und Schleudervorgängen der Achsen Ungenauigkeiten mit sich bringen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, die ein präzises Anfahren des Haltepunktes ermöglichen.
Verfahrensgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein dem Haltepunkt zugeordneter Sensor eine Einrichtung des bewegten Objektes bei Unterschreitung eines Ansprechschwellenabstandes zwischen dem Sensor und der Einrichtung erkennt und ein Ausgangssignal erzeugt, welches als Ortungskriterium verwendet wird.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist dazu einen dem Haltepunkt zugeordneten Sensor und eine dem bewegten Objekt zugeordnete Einrichtung auf, wobei der Sensor zur Erzeugung eines Ausgangssignals bei Unterschreitung eines Ansprechschwellenabstandes zwischen dem Sensor und der Einrichtung ausgebildet ist.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 3 sind der Sensor an einem Bahnsteig und die durch den Sensor detektierbare Einrichtung an einem Schienenfahrzeug angeordnet, wobei das Ausgangssignal des Sensors eine Bahnsteigtürensteuereinrichtung und/oder eine Fahrzeugtürensteuereinrichtung beaufschlagt.
Auf diese Weise wird eine sichere Detektion des Schienenfahrzeuges in dem definierten sicherungstechnischen Fenster ermöglicht. Das Ausgangssignal des Sensors wird nur erzeugt, wenn das Schienenfahrzeug innerhalb des sicherungstechnischen Fensters zum Stillstand gekommen ist und wird dann dazu verwendet, den Fahrgastwechsel durch Öffnen der Bahnsteig- und/oder Fahrzeugtüren sicher freizugeben.
Neben der Erhöhung der Haltegenauigkeit besteht ein weiterer Vorteil gegenüber herkömmlichen Systemen in der einfachen Nachrüstbarkeit der Fahrzeuge und der Bahnsteighaltepunkte.
Gemäß Anspruch 4 ist vorgesehen, dass der Sensor als Metallsensor und die Einrichtung als Metallstreifen ausgebildet sind. Der Metallstreifen ist vorzugsweise an der Unterseite des Schienenfahrzeuges, beispielsweise zwischen Radachsen, angeordnet, während der Metallsensor zwischen den Bahnschienen positioniert ist, so dass bei Überfahrt des Schienenfahrzeuges ein nur geringer Abstand zwischen dem Metallsensor und dem Metallstreifen besteht. Die Sensorempfindlichkeit kann entsprechend gering sein. Möglich ist jedoch auch eine gegenüberliegende Anordnung von Metallsensor und Metallstreifen seitlich oder im Dachbereich des Schienenfahrzeuges.
Die Länge des Metallstreifens ist derart bemessen, dass das sich langsam nähernde Schienenfahrzeug zum Stillstand kommt, so lange der Ansprechschwellenabstand zwischen dem Metallsensor und dem Metallstreifen nicht überschritten ist und somit ein Ausgangssignal erzeugt wird.
Vorzugsweise wird das Ausgangssignal des Metallsensors auch als Führungsgröße für den endgültigen Abbremsprozess des bereits sehr langsamen Schienenfahrzeuges verwendet. Nur in dem Falle, dass das Schienenfahrzeug in dem sicherungstechnischen Fenster, beispielsweise in der Größenordnung von +/–0,5 m, zum Stillstand gekommen ist, entsteht ein Ausgangssignal, das dann zum Öffnen der Bahnsteig- und/oder Fahrzeugtüren dient.
Um die sicherungstechnischen Erfordernisse zu erfüllen, sind der ortsfeste Sensor und die objektseitige, insbesondere fahrzeugseitige, Einrichtung gemäß Anspruch 5 mindestens paarweise vorgesehen, wobei die verundeten Sensorsignale das Ausgangssignal bilden. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass eine Fehlfunktion der Sensorik, die zu einer unzeitigen und gefährlichen Türenöffnung führen könnte, erkannt werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines figürlich dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 ein System zur Erhöhung der Haltegenauigkeit und
2 einen Metallsensor.
1 veranschaulicht ein streckenseitiges Sensorsystem 1 im Zusammenwirken mit einem Schienenfahrzeug 2, das Metallstreifen 3 und 4 aufweist. Der gegenseitige Abstand der beiden Metallstreifen 3 und 4 des Schienenfahrzeuges 2 entspricht dem Abstand zweier Metallsensoren 5 und 6 des ortsfesten Sensorsystems 1. Außerdem sind die Metallstreifen 3 und 4 und die Metallsensoren 5 und 6 derart positioniert, dass bei Annäherung des Schienenfahrzeuges 2 ein möglichst geringer Abstand zwischen Metallstreifen 3 bzw. 4 und Metallsensor 5 bzw. 6 resultiert. Die beiden Metallsensoren 5 und 6 erzeugen annähernd gleichzeitig ein Signal 7 bzw. 8, wenn die Metallstreifen 3 und 4 in den Detektionsbereich der Metallsensoren 5 und 6 einfahren.
Entsprechend der in 2 dargestellten länglichen Messkeule 9 der Metallsensoren 5 und 6 ergibt sich ein Arbeitsschaltabstand A, bei dem der Metallsensor 5 bzw. 6 zuverlässig eingeschaltet ist. In einem Prüfschwellenabstand P wird der Metallsensor 5 bzw. 6 zuverlässig wieder ausgeschaltet. Wegen der Keulenform des Empfindlichkeitsbereichs der Metallsensoren 5 und 6 liegt der Ansprechschwellenabstand S zwischen dem Arbeitsschaltabstand A und dem Prüfschwellenabstand P. Der Prüfschwellenabstand P charakterisiert streckenrichtungsbezogen in Summation mit der Metallstreifenlänge L eine sichere Absolutortgenauigkeit, das heißt nur innerhalb dieses Streckenabschnitts kann der Metallsensor 5 bzw. 6 das Sensorsignal 7 bzw. 8 erzeugen. Die Absolutortgenauigkeit ergibt sich in analoger Weise auch in entgegengesetzter Fahrtrichtung, wie durch den Doppelpfeil 10 angedeutet. Die Sensorsignale 7 und 8 werden einem UND-Glied 11 zugeführt, welches ein Ausgangssignal 12 erzeugt, das als Ortungskriterium 13 verwendet wird. Bei Vorliegen dieses Ortungskriteriums 13 während einer Mindestzeitspanne ist sichergestellt, dass das Schienenfahrzeug 2 den Ansprechbereich der Metallsensoren 5 und 6 nicht wieder verlassen hat, sondern innerhalb dieses Bereiches zum Stillstand gekommen ist. Erst dann wird das Ausgangssignal 12 zum Öffnen der nicht näher dargestellten Bahnsteig- und/oder Fahrzeugtüren verwendet.
Die vorstehend beschriebene Sensorik ermöglicht ein sicheres und genaues Anfahren eines Haltepunktes, wobei insbesondere zusätzliche Balisen als Ortungsreferenzpunkte entbehrlich sind.

Claims

Verfahren zur Erhöhung der Haltegenauigkeit eines bewegten Objektes, insbesondere eines Schienenfahrzeuges (2), an einem vorgegebenen Haltepunkt, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Haltepunkt zugeordneter Sensor eine Einrichtung des Objekts bei Unterschreitung eines Ansprechschwellenabstandes (S) zwischen dem Sensor und der Einrichtung erkennt und ein Ausgangssignal (12) erzeugt, welches als Ortungskriterium (13) verwendet wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Haltepunkt zugeordneter Sensor und eine dem Objekt zugeordnete Einrichtung vorgesehen sind, wobei der Sensor zur Erzeugung eines Ausgangssignals (12) bei Unterschreitung eines Ansprechschwellenabstands (S) zwischen dem Sensor und der Einrichtung ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor an einem Bahnsteig und die Einrichtung an einem Schienenfahrzeug (2) angeordnet sind, wobei das Ausgangssignal (12) des Sensors eine Bahnsteigtürensteuereinrichtung und/oder eine Fahrzeugtürensteuereinrichtung betätigt.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als Metallsensor (5, 6) und die Einrichtung als Metallstreifen (3, 4) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Sensor und Einrichtung mindestens paarweise vorgesehen sind, wobei die verundeten Sensorsignale das Ausgangssignal (12) bilden.