DE19825257B4 - Einrichtung zur Steuerung der Fahrzeuge in einer Gleisanlage - Google Patents

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Abstract

Einrichtung zur Steuerung der Eisenbahnfahrzeuge in einer Gleisanlage durch Ausgabe elektrischer Befehle mit Hilfe eines zentralen Fahrwegrechners (30) mit speicherprogrammierbarer Steuerung;
der Fahrwegrechner (30) ist zugleich mit einem zentralen Bildschirm (32) verbanden, auf dem ein geographisches Gleisbild mit den Fahrstrecken, Zielgleisen und Weichen erscheint;
jedem Befehlsadressaten ist in dem Rechner eines der folgenden Befehlssignale zugeordnet:
Fahrbefehl an das Fahrzeug, welches das Zielgleis anfahren soll;
Schaltbefehl an diejenigen Signale und/oder Weichen, welche zum Befahren der Fahrstrecke und Erreichen des Zielgleises geschaltet werden müssen;
die Befehlssignale zum Befahren von Fahrstrecken bzw. Zielgleisen sind durch Anklicken von auf dem Bildschirm erscheinenden Schaltflächen mittels Maus auslösbar;
Kennzeichen:
Das Anklicken einer Schaltfläche führt nur zur Ausgabe des Freigabebefehls oder zum Lösen der Wegfahrsperre, wenn gleichzeitig die Schlüsselnummer des angesprochenen Fahrzeuges, insbesondere die Zugnummer eingegeben wird, wozu der Fahrleiter durch den Zentralrechner automatisch aufgefordert wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft die Einrichtung zur Steuerung der Fahrzeuge (Eisenbahnfahrzeuge) in einer Gleisanlage durch Ausgabe elektrischer Befehle mit Hilfe eines Zentralrechners mit speicherprogrammierbarer Steuerung und mit einem zentralen Bildschirm nach dem Oberbegriff des Anspruch 1.
  • Eine solche Einrichtung ist bekannt durch den Bericht „Elektronisches Stellwerk ELEKTRA in Salzburg in Betrieb„, erschienen in Signal + Draht, (88) 9/96, Seite 20–25 sowie durch die DE 29 40 551 A1 und DE 35 22 527 C2 .
  • Bei der erstgenannten Einrichtung zur Steuerung der Eisenbahnfahrzeuge in einer Gleisanlage (dort: Stellwerk) durch Ausgabe elektrischer Befehle mit Hilfe eines Zentralrechners mit speicherprogrammierbarer Steuerung (Seite 20, mittlere Spalte, 2. Absatz; Seite 21: Bild 2) ist der Zentralrechner zugleich mit einem zentralen Bildschirm verbunden, auf dem ein geographisches Gleisbild mit Befehlsadressaten erscheint, denen in dem Zentralrechner ein Befehlssignal zugeordnet ist, das durch Anklicken einer Marke auf dem Bildschirm mit einer Maus ausgelöst wird.
  • Nach der DE 29 40 551 A1 sind den einzelnen Befehlsadressaten, die auf dem geographischen Gleisbild dargestellt sind, in dem Rechner zum einen die Koordinaten der Bildschirmposition und zum weiteren jeweils ein auszulösendes Befehlssignal zugeordnet. Bei Berühren des Bildschirms mit einem Zeiger – z.B.: Finger – werden die Koordinaten des Zeigers erfaßt; bei übereinstimmung der erfaßten Koordinaten mit gespeicherten Koordniaten eines Befehlsadressaten wird das zugeordnete Befehlssignal ausgelöst.
  • Bei dieser Einrichtung ist die Koordinatenerfassung des Zeigers besonders störanfällig. Bei der Einrichtung nach der DE 35 22 527 C2 sind in dem auf einem Bildschirm dargestellten Gleisbild die einzelnen Anlagenelemente (Befehlsadressaten) graphisch dargestellt. Der Läufer (Cursor) kann auf dem Bildschirm schrittweise nacheinander auf den in Verschieberichtung des Cursors jeweils folgenden Befehlsadressaten bewegt und schließlich auf einem dargestellten Befehlsadressaten positioniert werden. Sodann wird die optische Ausleuchtung sowie die Ausgabe des zugeordneten Befehlssignals durch Betätigen je einer Eingabetaste bewirkt. Diese Einrichtung ist schwerfällig und wegen der erforderlichen Verfolgung des Cursors auf dem Bildschirm auf Dauer nur anstrengend und daher mit Ermüdungsgefahr zu bedienen.
  • Durch die DE 34 09 059 C2 ist es für die ortsfesten Sichttafeln in Stellwerken bekannt, den einzelnen Befehlsadressaten eine Strichcodierung zuzuordnen, die durch einen Strichcode-Leser gelesen wird. Eine derartige Art der Darstellung ist auf einem Bildschirm schwerlich möglich.
  • Durch die DE 34 25 190 C2 ist es für die ortsfesten Sichttafeln in Stellwerken bekannt, den einzelnen Befehlsadressaten ein lichtempfindliches Stellelement zuzuordnen, das jeweils einem Befehlsadressaten zugeordnet ist. Durch optische Ansteuerung eines solchen Stellelementes kann ein dem Befehlsadressat zugeordnetes Befehlssignal aus einem Rechner abgerufen werden. Die Positionierung des Lichtstrahl auf einem solchen Stellelement ist schwierig durchzuführen und zu kontrollieren. Im übrigen ist eine solche Einrichtung zu dem Zweck vorgeschlagen, die Benutzung von Bildschirmen mit Teildarstellungen des Gleisbildes überflüssig zu machen; sie ist für den Bildschirmbetrieb nicht, allenfalls bei Verwendung eines Lichtzeigers anwendbar, jedoch auch dort mit dem Nachteil der schwierigen und unsicheren Bedienung belastet. Die genannten Einrichtungen sind daher für die Steuerung des Verkehrs in kleinen Gleisanlagen wie zB. Nebenstrecken, Privatbahnen, eingleisigen Netzen nicht geeignet. Die Betriebsleitung des Zugverkehrs in derartigen, insbesondere in eingleisigen Strecken erfolgt durch einen Fahrleiter über Sprechfunk, sofern es sich um signallose Strecken handelt. Der Zugverkehr wird zentral über Sprechfunk gesteuert. Der Fahrleiter erteilt seine Fahrbefehle und führt die erforderlichen Schaltungen durch aufgrund mündlicher Meldungen, die er vom Zugführer (Triebfahrzeugführer) erhält.
    •
  • Aufgabe der Erfindung ist es, dem Fahrleiter ein realitätsnahes Bild für den auszulösenden Befehl der Fahrtfreigabe und seine Folgen zu geben, dadurch zusätzliche Sicherheit zu schaffen und eine sichere und einfache Bedienung zu ermöglichen.
  • Die Lösung ergibt sich aus Anspruch 1.
  • Demselben Zweck dient die Weiterbildung der Einrichtung nach Anspruch 2 und 3. Insbesondere die Einrichtung nach Anspruch 2, die für die Fahrtfreigabe einen doppelten Befehl mit gleichzeitiger Festlegung des Fahrweges und des Zielgleises des nächsten Bahnhofs erfordert, dient dem Zweck, dem Fahrleiter die Folgen seines Befehls deutlich vor Augen zu führen.
  • Der Erhöhung der Transparenz der Fahrtfreigabebefehle und ihrer Folgen dienen auch die Weiterbildungen nach den Ansprüchen 4 und 5.
  • Mit dem durch den Zentralrechner ausgegebenen Freigabebefehl können gleichzeitig die Befehle zum Verstellen der im Fahrweg gelegenen Weichen verbunden sein bzw. ausgegeben werden.
  • Dies fördert den Automatismus des Betriebs und dient der weiteren Ausschaltung menschlicher Fehlerquellen.
  • Die Einrichtung nach Anspruch 3 gestattet es, von außen kommende Fahrzeuge in die einer Fahrleitung zugeordneten Strecken einzuschleusen und der Betriebsleitung nach der Einrichtung dieser Erfindung zu unterwerfen.
  • Die Lösungen nach den Ansprüchen 6 und 7 schützen vor Fehlleistungen des Fahrleiters, indem der Betriebsleitung durch Funk ein Rechner-gestütztes Kontrollverfahren mit Rückmeldung und Sperre der Befehlsausgabe überlagert wird.
  • Ebenso kann die Sicherheit erhöht werden, wenn – wie durch Anspruch 6 und 7 vorgeschlagen – der Zentralrechner durch einen Freigabebefehl für einen weiteren Freigabebefehl derselben Blockstrecke blockiert und erst wieder durch eine Ausfahrtmeldung, insbesondere Achszählung der ein- und ausgefahrenen Achsen freigegeben wird.
  • Hierzu erfolgt nach Anspruch 6 am Eingang und Ausgang der Blockstrecke eine Achszählung der in Blockstrecke einfahrenden und ausfahrenden Achsen, deren Ergebnis in den Zentralrechner eingezählt wird.
  • Anspruch 7 sieht vor, daß ein System zur kontinuierlichen oder oft wiederholten Erfassung der Istposition eines jeden Fahrzeugs dem Funkleitsystem überlagert wird, indem die Istposition auf dem Bildschirm sichtbar gemacht wird und/oder (Anspruch 11) die Funkübertragung falscher Fahrbefehle durch den Zentralrechner blockiert wird, wenn die erfaßten Istpositionen des angesteuerten Fahrzeugs den dem Rechner eingegebenen Fahrbefehlen nicht entsprechen.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das bisherige Funkleitverfahren in eingleisigen Streckenabschnitten beibehalten und ohne wesentliche Neuinstallation von Signalen und Verkabelung eine fast absolute Sicherheit des Betriebs erreicht werden kann, die von negativen Folgen menschlicher Überforderung unabhängig ist.
  • Die Einrichtung nach dieser Erfindung einschließlich ihrer Weiterbildungen ist besonders geeignet zur Verstellung von Weichen und Einstellung von Fahrwegen in großen Gleisanlagen. Dabei ist es bekannt, Ausschnitte dieser Gleisanlagen als "Lupenbilder" darzustellen, zB. DE 34 25 190 Spalte 1/2. Der Nachteil ist, daß die Darstellung der Gesamtanlage und das Lupenbild unterschiedlich und an unterschiedlichen Stellen erfolgt, so daß die Bedienung umständlich und fehlergeneigt ist. Die Weiterbildung nach Anspruch 8 vermeidet diesen Nachteil.
  • Die Weichen einer Gleisanlage z.B. in einem Rangierbahnhof werden an Fahrweg-Stelltafeln (FT) verstellt. Jeweils eine FT ist einer Weiche zugeordnet und an dieser Weiche aufgestellt. Auf der FT ist das Gleisbild der Weiche und des ansteuerbaren Fahrwegs geographisch dargestellt. Auf jedem der dargestellten Zielgleise liegt eine Markierung mit einem mechanischen Schalter, hier als Zielschalter bezeichnet.
  • Die Ziele der Züge werden bestimmt durch einen Disponenten, der sich in einem Disponenten-Stand aufhält, wo er den Verkehr in dem Rangierbahnhof anhand eines Bildschirms überwacht und über Funk die Zugführer einweist.
  • Um die Einfahrt in das Zielgleis an der Weiche freizustellen, wird der dem Zielgleis zugeordnete Ziel-Schalter von dem Zugführer bzw. Lokomotivführer verstellt. Dazu ist der Zug anzuhalten. Auf der bildlichen Darstellung des Zielgleises liegt ferner eine Signalleuchte, die die Betätigung der Weiche durch Blinklicht und das Einfallen der Weiche in die Zielposition durch Konstantlicht anzeigt. Der Zugführer kann dadurch feststellen, daß er die Weiche betätigt hat und ob der Fahrweg offen ist.
  • Um das Anhalten der Züge, das sehr kostspielig ist, zu vermeiden, kommt es häufig vor, daß der Disponent die Weichenbetätigung selbst vornimmt. Dazu muß der Disponent seinen Stand verlassen und zu der zu betätigenden Weiche gehen, um an der FT den gewünschten Fahrweg offen zu schalten.
  • Jede FT ist mit einem zentralen Fahrwegrechner (FW-Rechner) verbunden. Über den Rechner werden die an der FT ausgelösten Befehle an die zugeordnete Weiche weitergegeben und die Signale an die FT ausgelöst. Der FW-Rechner ist zugleich mit dem Bildschirm verbunden, der im Stand des Disponenten aufgestellt ist und über den der Disponent die Belegung des Rangierbahnhofes und die Zugbewegungen überwachen kann.
  • Auf dem Bildschirm erscheint also das geographische Bild der gesamten Gleisanlage des Rangierbahnhofes.
  • Die Erfindung sieht nun auch vor, daß auf dem Bildschirm jede FT als Ausschnittssymbol dargestellt und als "button" = Schaltknopf ausgebildet ist. Dieser Schaltknopf kann mit Hilfe eine Maus (mouse) betätigt (angeklickt) werden. Dadurch wird ein Signal erzeugt, durch welches über den dem Bildschirm zugeordneten Computer und ein darin gespeichertes Programm auch die betroffene FT einschließlich des auf der FT dargestellten Gleisbildes mit den zugeordneten Ziel-Schaltern und Signalleuchten als "Lupenbild" auf dem Bildschirm abgebildet wird. Dabei erscheinen die mechanischen Zielschalter der FT auf dem Bildschirm als Schaltflächen, die sich vorzugsweise optisch genauso und an derselben Stelle auf dem Bildschirm abbilden, wie der Zielschalter auf der Sichtfläche der FT erscheint. Diese – hier so genannte – Ziel-Schaltfläche kann ebenfalls mit Hilfe der Maus angesteuert (angeklickt) werden. Durch Anklicken dieser Ziel-Schaltfläche werden dieselben Schaltbefehle ausgelöst und an die Weiche weitergegeben wie an dem realen Ziel-Schalter der FT. Vorzugsweise erscheint auf dem Bildschirm an derselben Stelle wie auf der Sichtfläche der FT das Betätigungs- und Kontrollsignal für die Verstellung der Weiche.
  • Es kann also vom Bildschirm aus die Weichensteuerung betätigt und wie an der FT ein bestimmter Fahrweg offengeschaltet. Während ein übliches Stellwerk nur von besonders ausgebildetem Personal bedient werden kann und darf, dürfen und können die FT auch von den Zugführern oder den Disponenten bedient werden. Dadurch daß nunmehr jede FT auch im Stand des Disponenten aufgerufen werden kann, können die Bedienvorgänge dort von dem Disponent selbst eingeleitet werden.
  • Gleichzeitig können aber auch zusätzliche Funktionen wahrgenommen werden. An der FT kann nicht überwacht werden, ob der gewünschte Fahrweg insgesamt freigeschaltet ist. So kann es z.B. vorkommen, daß eine der im Fahrweg gelegenen Weichen durch einen anderen Fahrweg-Befehl für einen anderen Zug belegt ist. Dies ist an der FT nur daran ersichtlich, daß das Kontrollsignal im Blinkstatus bleibt und der Fahrweg nicht freigegeben wird. Auf dem Bildschirm des Stellwerks kann dagegen die Lage jeder Weiche dargestellt werden. Dazu wird an jeder Weiche ein Lagemelder angebracht und dessen Ausgangssignal über den Fahrweg-Rechner an den Computer und Bildschirm des Disponentenstandes weitergeleitet.
  • Ebenso ist es möglich, auf dem Bildschirm nicht nur das Gleisbild an den geschalteten Weichen, d.h.: den Ausschnitt, sondern gleichzeitig auch das gesamte Gleisbild darzustellen und in diesem Gleisbild den angesteuerten Fahrweg so zu markieren – z.B. durch Ausleuchtung oder farbliche Unterlegung – daß deutlich wird, ob der angesteuerte Fahrweg frei ist und ob die dazu erforderlichen Weichen die richtige Lage haben.
  • Auf dem Bildschirm erscheint ein optisches Signalfeld (S1–Sn), das die Betätigung der Weiche und das Einfallen der Weiche in die Zielposition durch unterschiedliche Signale anzeigt, und das sich optisch auf dem Bildschirm vorzugsweise auf den jeweils dargestellten Zielgleisen und vorzugsweise genauso abbildet, wie es real zB.: auf der FT erscheint.
  • Die Erfindung ist besonders geeignet zur Betriebsleitung des Zugverkehrs in eingleisigen Strecken, die bisher über Sprechfunk erfolgt, wenn den Zugführern die Erlaubnis zur Einfahrt in eine Blockstrecke durch einen von dem Zentralrechner erzeugten Funkbefehl signalisiert wird.
  • Dabei wird die Strecke mit einer Mehrzahl von Blöcken (ein Block bzw. eine Blockstrecke ist der Abstand zwischen zwei Hauptsignalen oder Ausweichstrecken, sofern es sich um signallose Strecken handelt) von einem Fahrleiter zentral über Sprechfunk gesteuert. Der Fahrleiter erhält vom Zugführer (Triebfahrzeugführer) die Meldung, daß er in einer Ausweichstrecke eines Bahnhofs angekommen ist. In der Ausweichstrecke wartet das Fahrzeug, bis der Fahrleiter die Meldung erhält, daß die Blockstrecke frei ist. Wenn die Strecke zumindest bis zur nächsten Ausweiche/Überholstrecke frei ist, gibt der Fahrleiter über Funk dem Zugführer den mündlichen Freigabebefehl, d.h.: die Erlaubnis zum Befahren der Blockstrecke.
  • Die Erfindung entlastet auch den Zugleitbetrieb im Funksprechverkehr und gewährleistet, daß der Fahrleiter auch über Funk nur solche Fahrtfreigabe-Befehle gibt, über deren Richtigkeit und Gefahrlosigkeit er sich visuell informieren kann. In der einfachsten Form der Einrichtung kann die Fahrtfreigabe dem Zugführer als akustisches und/oder optisches Signal durchgegeben werden. Der Fahrtfreigabebefehl kann als maschinenlesbarer Befehl abgefaßt sein und direkt auf die Antriebs- und Bremssteuerung des Fahrzeugs einwirken (Anspruch 17). Mit dem durch den Zentralrechner ausgegebenen Freigabebefehl können gleichzeitig die Befehle zum Verstellen der im Fahrweg gelegenen Weichen verbunden sein bzw. ausgegeben werden. Diese Weiterbildung fördert den Automatismus des Betriebs und dient der weiteren Ausschaltung menschlicher Fehlerquellen.
  • Der Vorteil dieses Teils der Erfindung besteht darin, daß das bisherige Funkleitverfahren in eingleisigen Streckenabschnitten beibehalten und ohne wesentliche Neuinstallation von Signalen und Verkabelung eine fast absolute Sicherheit des Betriebs erreicht werden kann, die von negativen Folgen menschlicher Überforderung unabhängig ist.
    •
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele beschrieben.
  • Es zeigen:
  • 1–4: die Bildschirmabbildung einer Gleisanlage, die einer Fahrleitung zugeordnet ist und mehrere Blockstrecken besitzt, in verschiedenen Verkehrssituationen.
  • 5 die Bildschirmdarstellung einer Gleisanlage mit dem eingeblendeten Bild einer der in der Gleisanlage gelegenen Fahrweg-Tafeln
  • 6 die Sichtfläche der Fahrweg-Tafel
  • 7 Steuerung der Gleisanlage
  • Im folgenden werden Ausführungsbeispiele von Bildschirmabbildungen einer Gleisanlage gezeigt und beschrieben, die einer Fahrleitung zugeordnet ist und die mehrere Blockstrecken besitzt.
  • Dargestellt sind in den 1–4 verschiedene Verkehrssituationen sowie in Es sei bemerkt, daß Blockstrecke im Sinne dieser Anmeldung die Gleisanlage zwischen zwei Bahnhöfen, Hauptsignalen oder Gefahrenstellen, inbesondere zwischen den Endpunkten einer eingleisigen Strecke bzw. zwischen den Ausweichstrecken an den Endpunkten einer eingleisigen Strecke ist.
  • In den 1–4 ist die Darstellung des Betriebsbereichs auf dem Bildschirm des Zentralrechners dargestellt, welcher von der Fahrleitstelle und dessen Zentralrechner aus überwacht wird. Dieser Betriebsbereich wird durch die Bahnhöfe (BF) E, D und C begrenzt.
  • Zu dem Bildschirm-Bild der Gleisanlage ist zu bemerken, daß in den den jeweiligen Bahnhöfen zugeordneten parallelen Wartegleisen (Ausweichstrecken) jeweils eine Sichtfläche angeordnet ist. Auf dieser Sichtfläche ist die Zugnummer des wartenden und des ankommenden Zuges sichtbar gemacht.
  • Auf der Fahrstrecke zwischen den Bahnhöfen (BF) ist eine Schalt- und Sichtfläche angeordnet (Fahrweg-Schaltfläche). Durch Anklicken dieser Schaltfläche und gleichzeitiges Eingeben des Fahrzeugcodes, zB. mittels der Tastatur des Rechners wird der Freigabebefehl an das Fahrzeug erteilt und die Wegfahrsperre gelöst.
  • Alternativ und bevorzugt können auch die Sichtflächen in den Bahnhöfen als Schaltflächen (Ziel/Warte-Schaltfläche) ausgebildet sein; in diesem Falle erfolgt die Eingabe des Fahrzeugcodes durch Anklicken der Warte-Schaltfläche, vorzugsweise aber durch Anklicken der Fahrweg-Schaltfläche und der Zielschaltfläche. Durch Anklicken einer Ziel-Schaltfläche wird zumindest eine der benachbarten Fahr-Schaltflächen aktiviert. Das Anklicken dieser Fahrweg-Schaltfläche gibt gleichzeitig die Richtung und das Ziel der Fahrtfreigabe vor und gibt den Funkbefehl zum Lösen der Wegfahrsperre des angesprochenen Fahrzeugs wie auch den Sender für den mündlichen Fahrfreigabebefehl frei. Dies führt gleichzeitig zur entsprechenden Belegung der Ziel/Warte-Sichtfläche im Fahrziel.
  • Folgende Betriebssituationen sind dargestellt:
  • 1
  • Güterzug 69312 fährt in Bahnhof E in den Betriebsbereich ein; folgendes wird ausgeführt:
    die Zugnummer 69312 wird dem Zentralrechner als Schlüsselnummer eingegeben. Dadurch erscheint diese Zugnummer in der Sichtfläche des Bahnhof E.
  • Der Bildschirm zeigt, daß folgende Situation gegeben ist
    Güterzug 69312 wartet in Bahnhof E zur Abfahrt nach Bahnhof A
    Triebwagen 4711 wartet in Bahnhof D zur Abfahrt nach Bahnhof A
    Triebwagen 4812 wartet in Bahnhof B zur Abfahrt nach Bahnhof C
    Triebwagen 4913 wartet in Bahnhof C
  • Folgende Entscheidungen erfolgen:
    Güterzug 69312 erhält Freigabe durch Betätigen des button E-A (alternativ: durch Betätigen der button E-A und/oder button des Zielgleises in Bahnhof A) zur Abfahrt nach Bahnhof A
    Triebwagen 4711 erhält Freigabe durch Betätigen des button A-D (alternativ: durch button A-D und/oder button des Zielgleises in Bahnhof A) zur Abfahrt nach Bahnhof A
  • 2A
  • Der Bildschirm zeigt, daß folgende Situation gegeben ist
    Güterzug 69312 wartet in Bahnhof A zur Abfahrt nach Bahnhof

    Triebwagen 4711 wartet in Bahnhof A
    Triebwagen 4312 wartet in Bahnhof C
    Triebwagen 4913 wartet in Bahnhof C zur Abfahrt nach Bahnhof B
  • Folgende Entscheidungen erfolgen:
    Güterzug 69312 erhält Freigabe durch button A-D (alternativ: durch button A-D und/oder button des Zielgleises in Bahnhof D) zur Abfahrt nach Bahnhof D
  • 3
  • Folgendes geschieht:
    Güterzug 69312 fährt durch Bahnhof D und verläßt den Betriebsbereich
    Triebwagen 4812 fährt durch Bahnhof C und verläßt den Betriebsbereich
  • Der Bildschirm zeigt, daß folgende Situation gegeben ist
    Triebwagen 4711 wartet in Bahnhof A
    Triebwagen 4913 wartet in Bahnhof B zur Abfahrt nach Bahnhof A
  • Folgende Entscheidungen erfolgen:
    Triebwagen 4913 erhält Freigabe durch button A-B (alternativ: durch button A-B und/oder button des Zielgleises in Bahnhof A) zur Abfahrt nach Bahnhof A
  • 4
  • Folgendes geschieht:
    Triebwagen 4711 ist am Ziel angekommen, ändert die Fahrtrichtung, wird umcodiert und erhält die Zugnummer 4712
    Triebwagen 4915 fährt in Bahnhof C in den Betriebsbereich ein und wird mit seiner Code-Nummer aufgenommen.
  • Der Bildschirm zeigt, daß folgende Situation gegeben ist
    Triebwagen 4712 wartet in Bahnhof A zur Abfahrt nach Bahnhof D
    Triebwagen 4913 wartet in Bahnhof A zur Abfahrt nach Bahnhof E
    Triebwagen 4915 wartet in Bahnhof C zur Abfahrt nach Bahnhof B
  • Folgende Entscheidungen erfolgen:
    Triebwagen 4712 erhält Freigabe durch Button A-D (alternativ: durch Button A-D und/oder button des Zielgleises in Bahnhof D) zur Abfahrt nach Bahnhof D,
    Triebwagen 4913 erhält Freigabe durch Button E-A (alternativ: durch button E-A und/oder button des Zielgleises in Bahnhof E) zur Abfahrt nach Bahnhof E
    Triebwagen 4915 erhält Freigabe durch Button B-C (alternativ: durch Button B-C und/oder button des Zielgleises in Bahnhof B) zur Abfahrt nach Bahnhof B
  • Es sei bemerkt, das das Anklicken einer Schaltfläche nur zur Ausgabe des Freigabebefehls bzw. zum Lösen der Wegfahrsperre führt, wenn gleichzeitig die Schlüsselnummer des angesprochenen Fahrzeuges, also zB. die Zugnummer eingegeben wird, wozu der Fahrleiter durch den Zentralrechner automatisch aufgefordert wird.
  • Anhand der 2A wird die Überlagerung des Funkleitsystems durch eine Positionsregelung beschrieben. Voraussetzung ist, daß das Streckennetz mit einem System zur laufenden Ermittlung der Istposition der Fahrzeuge ausgerüstet ist und daß die erfaßte Istposition laufend an den Zentralrechner zurückgemeldet wird.
  • Es kommen hier Positionsmelder in Betracht die längs der Strecke in definierten Abständen angebracht sind und über Leitung oder Funk direkt oder indirekt über das Fahrzeug mit dem Zentralrechner in Verbindung stehen.
  • Ohne Installationen an der Strecke kommt man aus, wenn die einzelnen Fahrzeuge über einen Streckenmeßgerät verfügen, dessen Stand bei Einfahrt in eine Blockstrecke und sodann laufend bis zur Ausfahrt aus der Blockstrecke erfaßt und über Funk an den Zentralrechner gemeldet wird.
  • Eine Alternative, der mit den heutigen technischen Möglichkeiten der Vorzug zu geben ist, besteht darin, daß jedes Fahrzeug mit einem Satelliten-Ortungsgerät (Global Positioning System GPS) ausgerüstet ist, dessen Positionsortungssignal über Funk in Zeitabständen oder laufend an den Zentralrechner übermittelt wird.
  • Vorzugsweise wird die erfaßte Position auf dem Bildschirm sichtbar gemacht. Alternativ oder zusätzlich kann ein ständiger Vergleich der erfaßten Istposition mit der angewählten Zielposition erfolgen und bei Abweichung ein optisches oder akustisches Signal für den Fahrleiter gegeben und/oder die Ausgabe eines Freigabebefehls für die noch belegte Strecke durch den Rechner blockiert werden, bis Soll- und Istpostion übereinstimmen.
  • In 2A ist dargestellt, daß auf dem Bildschirm die erfaßten Istpositionen der Fahrzeuge erscheinen, die aufgrund der Verkehrssituation nach 1 die Fahrtfreigabe erhalten haben. Der Fahrleiter stellt also die augenblickliche Position der Fahrzeuge 4913, 4711 am Bildschirm fest. Zusätzlich blockiert der Rechner die Strecken, auf denen sich diese Fahrzeuge befinden. Es ergeben sich daher folgende Abweichungen von der Befehlssituation, die nach 2 zuvor geschildert wurde:
    Triebwagen 4711 hat sein Ziel, Bahnhof D, noch nicht erreicht; seine Istposition wird angezeigt.
    Triebwagen 4812 befindet sich noch auf der Fahrt von Bahnhof B nach Bahnhof C; seine Istposition wird angezeigt.
    Triebwagen 4913 wartet in Bahnhof C zur Abfahrt nach Bahnhof B; die Fahrtfreigabe ist blockiert und könnte auch durch den Fahrleiter nicht gegeben werden.
    Güterzug 69312 erhält zwar Freigabe durch Button A-D (alternativ: durch button A-D und/oder button des Zielgleises in Bahnhof D) zur Abfahrt nach Bahnhof D. Dieser Befehl wird jedoch von dem Rechner nicht an das Funkgerät ausgegeben sondern b1ockiert, da die gemeldete Istposition des Fahrzeugs 4711 noch nicht mit der Zielposition in dem Zielgleis des Bahnhof A übereinstimmt.
  • In 2B ist die Verkehrssituation von 2A dargestellt.
  • Auf dem Bildschirm erscheinen auch die an den Enden jeder Blockstrecke installierten Achszähler 44. Die Achszähler erfassen die Anzahl der Achsen eines aus dem Bahnhof ausgefahrenen und in den nächsten Bahnhof einfahrenden Fahrzeugs. Jeder Achszähler ist zur Übermittlung des erfaßten Zählwerts über Funk mit dem Zentralrechner verbunden. Der Zentralrechner berechnet, ob die Zahl der in die Blockstrecke eingefahrenen Achsen der Zahl der aus der Blockstrecke ausgefahrenen Achsen entspricht. Auf diese Weise können die Istpositionen der Fahrzeuge insofern erfaßt werden, als sie sich noch in einer Blockstrecke befinden. Diese Situation kann zB. durch eine besondere Ausleuchtung der Strecke und/oder der Sichtfelder auf dem Bildschirm signalisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann der Zentralrechner die Fahrtfreigabebefehle für eine Blockstrecke nur ausgeben, wenn die Zahl der in die Blockstrecke eingefahrenen Achsen der Zahl der aus der Blockstrecke ausgefahrenen Achsen entspricht. Der Fahrleiter stellt also auch hier die augenblickliche Position der Fahrzeuge 4913, 4711 am Bildschirm fest. Zusätzlich blockiert der Rechner die Strecken, auf denen sich diese Fahrzeuge befinden. Es ergibt sich im wesentlichen dieselbe Befehlssituation wie nach 2A, wenn sich auch hier
    Triebwagen 4711 sich in der Blockstrecke zwischen Bahnhof A und Bahnhof D und
    Triebwagen 4812 sich auf der Fahrt von Bahnhof B nach Bahnhof C befindet und dieser Zustand dadurch erkennbar wird, daß die Zählwerte der Achszähler am Anfang und Ende dieser Blockstrecken sich nicht entsprechen und die Blockstrecken entsprechend ausgeleuchtet sind:
    Triebwagen 4913 wartet in Bahnhof C zur Abfahrt nach Bahnhof B; die Fahrtfreigabe ist blockiert und könnte auch durch den Fahrleiter nicht gegeben werden.
    Güterzug 69312 erhält Freigabe durch Button A-D (alternativ: durch button A-D und/oder Button des Zielgleises in Bahnhof D) zur Abfahrt nach Bahnhof D. Dieser Befehl wird jedoch von dem Rechner nicht an das Funkgerät ausgegeben sondern blockiert wegen des in der Blockstrecke befindlichen Fahrzeugs 4711.
  • Eine rechnerische Überwachung der Istposition der Fahrzeuge läßt sich dadurch erreichen, daß in dem Zentralrechner für jede Blockstrecke die zugeordnete planmäßige Belegungszeit (d.h.: Fahrzeit der Züge) abgespeichert wird und eine Sperrung dieser Blockstrecke ab Fahrtfreigabebefehl während dieser planmäßigen Belegungszeit evtl. zuzüglich einer Sicherheitszeit erfolgt. Diese Sperrung kann durch ein Warnsignal, zB. durch warnende Ausleuchtung der Blockstrecke erfolgen. Es ist jedoch auch hier möglich, durch den Rechner weitere Fahrtfreigabebefehle während dieser Belegungs- und Sicherheitszeit zu blockieren.
  • Dieselbe Einrichtung kann analog angewandt werden zu Einhaltung des Sicherheitsabstandes zwischen zwei sich folgenden Zügen, wenn in dem Rechner der erforderliche Sicherheitsabstand unter Zugrundelegung der in der Blockstrecke zu fahrenden Durchschnittsgeschwindigkeit in eine planmäßige Belegungszeit umgerechnet wird.
  • Fahrzeuge, die nach dieser Erfindung geleitet werden, haben vorzugsweise eine Wegfahrsperre. Die Wegfahrsperre des Fahrzeugs zB. Triebwagens wirkt auf den Antrieb, zB die Kupplung oder vorzugsweise auf die Bremse ein. Es handelt sich um eine Einrichtung, insbesondere magnetisch betätigbare Einrichtung, durch welche die manuelle Betätigung des Führerbremsventils im Sinne des Lösens der Bremse blockiert wird oder aber ein magnetisch betätigtes Ventil zwischen Führerbremsventil und Bremse, das beim Anhalten des Fahrzeugs schließt und durch einen elektromagnetischen Antrieb über Funk wieder geöffnet wird und die Druckbeaufschlagung der Bremse im Sinne des Lösens ermöglicht.
  • Jedes Fahrzeug verfügt ferner über eine Einrichtung zur Positionserfassung durch Satellitenortung. Ein derartiges Verfahren ist als GPS = Global Positioning System bekannt. Dabei empfängt die Einrichtung 37 die Ortungssignale mehrerer stationärer Erdsatelliten und berechnet aus diesen Signalen die augenblickliche Position des Fahrzeugs. Dieses Verfahren hat eine Genauigkeit von weniger als 1 m. Die berechnete Position wird sodann über Funkeinrichtung 38 an den Zentralrechner gesendet und von diesem auf dem Bildschirm 32 sichtbar gemacht.
  • Alternativ oder Zusätzlich kann eine Achszählung erfolgen. Hierzu sind keine Einrichtungen am Fahrzeug erforderlich. Es werden an der Fahrstrecke induktive Aufnehmer 34 befestigt, die durch die vorbeifahrenden Räder 1 bedämpft werden und dadurch ein Zählsignal auslösen. Dieses Zählsignal wird über einen Sender 35 durch Funk an den Zentralrechner 31 gegeben.
  • 5 zeigt die Bildschirmdarstellung einer Gleisanlage eines Rangierbahnhofs. Die Gleisanlage enthält mehrere Weichen w1-wn. Jede der Weichen ist durch einen elektrischen Antrieb betätigt und elektrisch ansteuerbar.
  • Die Bildschirmdarstellung wird durch eine Steuerung nach 7 erzeugt. Die Steuerung enthält einen Rechner (Fahrweg-Rechner; FW-Rechner) 30, der die elektrischen Antriebe der Weichen w1–wn ansteuert und dazu von den Fahrtafeln FT1–Ftn aus angesteuert wird. Außerdem ist der FW-Rechner 30 mit einem Protokollschreiber 34 verbunden.
  • Nach der Erfindung wird der Fahrweg-Rechner nach 7 erweitert durch einen Computer 31 mit angeschlossenem Bildschirm 32, die im Stand 35 des Disponenten aufgestellt sind.
  • Die Betätigung der Weichen kann von einem zentralen Stellwerk aus geschehen.
  • Zunehmend erfolgt jedoch die Betätigung durch Schalter, die in unmittelbarer Nähe der jeweiligen Weiche aufgestellt sind. Ein solcher Schalter ist jeweils in eine Fahrweg-Tafel (FT) integriert. Auf der Sichtfläche der FT erscheinen alle über die FT ansteuerbaren Fahrwege mit allen in diesen Fahrwegen gelegenen Weichen w1-wn und anfahrbaren Zielgleisen G1-Gn. Auf jedem der Zielgleise liegt ein Zielschalter S1-Sn und eine zugeordnete Signalleuchte S1-Sn. Als Beispiel ist die Sichtfläche der FT1 in 6 dargestellt.
  • In dem dargestellten Beispiel wird angenommen, daß ein Zug sich auf Gleis 2 vom Bahnhof B-Stadt kommend nähert und Gleis I nach A-Stadt anfahren soll.
  • Mit der bisherigen Steuerung erhält der Zugführer von dem Disponenten über Funk die Weisung, Gleis I nach A-Stadt anzufahren. Der Zugführer hält daher an der Fahrtafel FT1 an und betätigt den Schalter "Betrieb". Eine Kontrollleuchte zeigt Betriebsbereitschaft an. Nunmehr betätigt der Zugführer den Zielschalter Z1 um Gleis 1 anzufahren und den Zielschalter ZI, 0um Gleis I anzufahren. Dadurch leuchten die Signal S1 und SI zunächst blinkend auf.
  • Über den Fahrweg-Rechner 30 werden die elektrischen Weichenantriebe w7 und w13 betätigt. Wenn die Weichen w7 und w13 sich in die richtige Lage gestellt haben, gehen die betreffenden Signalleuchten S1 bzw. S1 auf Dauersignal über und der Zug kann weiterfahren. Wird der angestrebte Fahrweg nicht durch entsprechende Weichenschaltung offen geschaltet, so erkennt der Zugführer das daran, daß die Signalleuchten S1 und SI im Blinkmodus bleiben. Der Zugführer erkennt jedoch nicht die Ursache der Störung. Es ist ersichtlich, daß dieses Verfahren umständlich und wegen des Zeitaufwandes und des Brems- und Beschleunigungsaufwandes kostspielig ist.
  • Das Anhalten kann vermieden werden, wenn die FT zufällig – wie in dem Beispiel – nahe dem Stand 35 des Disponenten liegt. In diesem Falle kann der Disponent die Frei-Schaltung des Fahrweges selbst vornehmen.
  • Nach der Erfindung erscheint auf dem Bildschirm 32 im Stand 35 des Disponenten die gesamte Gleisanlage mit den Fahrweg-Schaltflächen FT1–FTn als Ausschnittssymbolen, die die Fahrtafeln repräsentieren. Je nach dem angestrebten Ziel des herannahenden Zuges kann der Disponent mit seiner Maus die den Fahrweg steuernden Fahrweg-Schaltfläche anklicken. Dadurch erscheint als Ausschnitt der gesamten Gleisanlage die Sichtfläche der Fahrwegtafel – im Beispiel nach 6: FT1 – ebenfalls auf dem Bildschirm. In der Abbildung der Fahrtafel klickt der Disponent die erforderlichen Ziel-Schaltflächen Z1 und ZI an, die die Zielschalter der realen Fahrtafel repräsentieren. Dadurch leuchten zunächst die Signalleuchten S1 und SI blinkend auf. Gleichzeitig wird der eingestellte Fahrweg z.B. durch Ausleuchtung oder farbige Unterlegung markiert. Über den Fahrweg-Rechner werden nun die Weichen verstellt. Wenn eine der Weichen nicht einfällt, bleiben die Signale S1 und SI im Blinkbetrieb. An der realen Fahrtafel erscheinen dieselben Signale, so daß auch der Zugführer daran, aber auch an dem Weichenlagemelder (hier nicht dargestellt) erkennt, daß sein Fahrweg nicht frei ist.
  • Darüber hinaus erkennt der Disponent auch die Lage der angesteuerten Weichen, da vorzugsweise eine Lageüberwachung der Weichen stattfindet. Im Beispiel ist die Weiche w14 in ihrer Ausgangslage geblieben, was z.B. darauf beruhen kann, daß sich noch ein anderer Zug in dem Gefahrbereich der Weiche w14 befindet und der Weichenantrieb daher blockiert ist.
  • In den 5–7 haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung:
    • 01 = w1
    Weiche
    02 = w2
    Weiche
    03 = w3
    Weiche
    04 = w4
    Weiche
    05 = w5
    Weiche
    11 = w11
    Weiche
    13 = w13
    Weiche
    14 = w14
    Weiche
    15 = w15
    Weiche
    26 = w26
    Weiche
    27 = w27
    Weiche
    30
    Fahrweg-Rechner FW-Rechner
    31
    PC, Computer
    32
    Bildschirm
    33
    Maus
    34
    Protokollschreiber
    35
    Disponentenstand, Stand
    FT1
    Fahrweg-Tafel, FT, Fahrweg-Schaltfläche
    FT2
    Fahrweg-Tafel, FT, Fahrweg-Schaltfläche
    FT3
    Fahrweg-Tafel, FT, Fahrweg-Schaltfläche
    FT4
    Fahrweg-Tafel, FT, Fahrweg-Schaltfläche
    Gl.I
    Gleis
    Gl.1
    Gleis
    Gl.2
    Gleis
    Gl.3
    Gleis
    Gl.4
    Gleis
    Gl.5
    Gleis
    Z1
    Zielschalter zum Befahren von Gleis 1
    S1
    Signalleuchte zum Befahren von Gleis 1
    Z2
    Zielschalter zum Befahren von Gleis 2
    S2
    Signalleuchte zum Befahren von Gleis 2
    Z4
    Zielschalter zum Befahren von Gleis 4
    S4
    Signalleuchte zum Befahren von Gleis 4
    Z14
    Zielschalter zum Befahren von Gleis 14
    S14
    Signalleuchte zum Befahren von Gleis 14

Claims (9)

  1. Einrichtung zur Steuerung der Eisenbahnfahrzeuge in einer Gleisanlage durch Ausgabe elektrischer Befehle mit Hilfe eines zentralen Fahrwegrechners (30) mit speicherprogrammierbarer Steuerung; der Fahrwegrechner (30) ist zugleich mit einem zentralen Bildschirm (32) verbanden, auf dem ein geographisches Gleisbild mit den Fahrstrecken, Zielgleisen und Weichen erscheint; jedem Befehlsadressaten ist in dem Rechner eines der folgenden Befehlssignale zugeordnet: Fahrbefehl an das Fahrzeug, welches das Zielgleis anfahren soll; Schaltbefehl an diejenigen Signale und/oder Weichen, welche zum Befahren der Fahrstrecke und Erreichen des Zielgleises geschaltet werden müssen; die Befehlssignale zum Befahren von Fahrstrecken bzw. Zielgleisen sind durch Anklicken von auf dem Bildschirm erscheinenden Schaltflächen mittels Maus auslösbar; Kennzeichen: Das Anklicken einer Schaltfläche führt nur zur Ausgabe des Freigabebefehls oder zum Lösen der Wegfahrsperre, wenn gleichzeitig die Schlüsselnummer des angesprochenen Fahrzeuges, insbesondere die Zugnummer eingegeben wird, wozu der Fahrleiter durch den Zentralrechner automatisch aufgefordert wird.
  2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß je eine Schaltfläche auf dem jeweils dargestellten Zielgleis und der Fahrstrecke (Fahrgleis) ausgebildet ist.
  3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltflächen als Sichtflächen ausgebildet sind, und daß in den Sichtflächen das Fahrzeug, welches das Zielgleis anfahren soll, mittels eines ihm zugeordneten Codes angezeigt wird.
  4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm (32) durch Anklicken einer der Schaltflächen (Z1–Zn) der angesteuerte Fahrweg optisch markiert wird.
  5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm (32) durch Anklicken einer der Schaltflächen (Z1–Zn) die Lage der in dem angewählten Fahrweg gelegenen Weichen (w7, w13) optisch markiert wird.
  6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Fahr- und/oder Zielgleise durch Achszähleinrichtungen begrenzt sind, daß die Achszähleinrichtungen durch Funk mit dem Zentralrechner verbunden sind, und daß die Schaltflächen zur Signalabgabe gesperrt werden, wenn nicht die Zahl der in das Gleis eingefahrenen Achsen der Zahl der aus dem Gleis ausgefahrenen Achsen entspricht.
  7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, daß über Satellitenortungsgerät, das an jedem Fahrzeug angeordnet ist, eine laufende Positionsmessung erfolgt, und daß das Positionsmeß-Signal über Funk an den Zentralrechner übertragen und vorzugsweise als optisches Signal auf der an dem Bildschirm sichtbaren Gleisbild erscheint, und daß das Positionsmeß-Signal in dem Zentralrechner mit dem durch den elektrischen Befehl erzeugten Zielsignal verglichen wird und daß die Schaltflächen zur Signalabgabe gesperrt werden, solange Zielsignal und Positionsmeß-Signal nicht übereinstimmen.
  8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 Kennzeichen: Die Gleisanlage enthält mehrere Weichen (w1–wn); jeweils eine Fahrweg-Stelltafel (FT1–FTn) ist einer oder mehreren Weichen zugeordnet und in deren Bereich aufgestellt; auf jeder Fahrweg-Stelltafel sind die Fahrstrecken und Zielgleise (G11–G1n) geographisch dargestellt, die von der Fahrweg-Stelltafel aus durch Betätigung der zugeordneten Weichen befahrbar sind; jede Fahrweg-Stelltafel enthält auf jedem der dargestellten Zielgleise eine Markierung mit einem mechanischen Zielschalter (Z1–Zn); durch Betätigung eines der Zielschalter (Z1–Zn) werden die zu dem angewählten Zielgleis Z1–Zn) führenden Weichen (w1–wn) über den Zentralrechner (30) verstellt; auf dem Bildschirm (32) ist jede Fahrwegtafel (FT1–FTn) als Ausschnittsymbol dargestellt und als Schaltfläche (Fahrweg-Schaltfläche) ausgebildet; jede dieser Fahrweg-Schaltflächen (FT1–FTn) kann mit Hilfe der Maus (33) (mouse) betätigt (angeklickt) und ein Signal erzeugt werden, durch welches die Sichtfläche der betroffenen Fahrwegtafel einschließlich des auf der Fahrwegtafel dargestellten Ausschnitts des Gleisbildes mit den zugeordneten Zielschaltern (Z1–Zn) auf dem Bildschirm abgebildet wird; die Zielschalter der Fahrwegtafel erscheinen auf dem Bildschirm (32) als Ziel-Schaltflächen (Z1–Zn), die sich optisch auf dem Bildschirm genauso abbilden, wie sie auf der Fahrweg-Stelltafel erscheinen; durch Anklicken einer dieser Ziel-Schaltflächen mit Hilfe der Maus werden dieselben elektrische Schaltbefehle ausgelöst und an die Weichen (w7, w13) des angewählten Fahrweges weitergegeben wie durch Betätigung des Ziel-Schalters der Fahrwegtafel, der durch die angeklickte Ziel-Schaltfläche abgebildet wird.
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Bildschirm (32) ein optisches Signalfeld (S1–Sn) erscheint, das die Betätigung der Weiche und das Einfallen der Weiche in die Zielposition durch unterschiedliche Signale anzeigt, das sich optisch auf dem Bildschirm (32) genauso abbildet, wie es auf der Fahrweg-Stelltafel erscheint.
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