EP3786025A1 - Autonomous railway gate system for an etcs railway track - Google Patents

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EP3786025A1
EP3786025A1 EP19193670.7A EP19193670A EP3786025A1 EP 3786025 A1 EP3786025 A1 EP 3786025A1 EP 19193670 A EP19193670 A EP 19193670A EP 3786025 A1 EP3786025 A1 EP 3786025A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
railway
etcs
train
barrier system
command
Prior art date
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Pending
Application number
EP19193670.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Sandro KNAUS LANDOLT
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Mobility AG
Original Assignee
Siemens Mobility AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Mobility AG filed Critical Siemens Mobility AG
Priority to EP19193670.7A priority Critical patent/EP3786025A1/en
Publication of EP3786025A1 publication Critical patent/EP3786025A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L1/00—Devices along the route controlled by interaction with the vehicle or train
    • B61L1/02—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts
    • B61L1/10—Electric devices associated with track, e.g. rail contacts actuated by electromagnetic radiation; actuated by particle radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L29/00—Safety means for rail/road crossing traffic
    • B61L29/08—Operation of gates; Combined operation of gates and signals
    • B61L29/18—Operation by approaching rail vehicle or train
    • B61L29/22—Operation by approaching rail vehicle or train electrically
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61L—GUIDING RAILWAY TRAFFIC; ENSURING THE SAFETY OF RAILWAY TRAFFIC
    • B61L27/00—Central railway traffic control systems; Trackside control; Communication systems specially adapted therefor
    • B61L27/20—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation
    • B61L2027/202—Trackside control of safe travel of vehicle or train, e.g. braking curve calculation using European Train Control System [ETCS]

Definitions

  • the present invention relates to an autonomous rail barrier system for an ETCS railway line according to patent claim 1 and a method for operating an autonomous rail barrier system for an ETCS railway line according to patent claim 6.
  • switch-on contacts e.g. rail contacts, axle counters
  • the switch-on contact sends a message to the level crossing control (in the case of an autonomous level crossing system) or to an interlocking (in the case of a station level crossing), which can then switch on the level crossing (e.g. in the case of level crossing with barriers the barriers closed).
  • level crossing control in the case of an autonomous level crossing system
  • interlocking in the case of a station level crossing
  • switch on is understood here as a command to close the railroad gates / barriers and to activate the optical and / or acoustic warning devices.
  • the approach of a train to a level crossing is detected via a switch-on contact (e.g. rail contact) and reported to the level crossing control or an interlocking (station level crossing) via a long cable.
  • a switch-on contact e.g. rail contact
  • two switch-on contacts including the associated cabling are required.
  • twice as many cables and switch-on contacts are required accordingly.
  • the cable length is essentially determined by the maximum permissible speed of the trains on the route under consideration and can be several kilometers.
  • a mains-independent power supply is only designed for the operation of the traffic light system and the control of the railway barrier system.
  • the light signal system is activated to display the stop signal, whereby the train only passes the railway barrier system at reduced speed due to the lack of a confirmation signal for the closed barrier.
  • the network-independent power supply no longer has to be designed for the high inrush current of the barrier drives, but only has to support the control and the light signal system of the railway barrier system.
  • ETCS European Train Control System
  • level crossings cannot be dispensed with even with such so-called ETCS routes.
  • the present invention is therefore based on the object of specifying an autonomous railway barrier system that is interoperable with an ETCS railway line without major changes on the part of the ERTMS / ETCS equipment of the railway operator and without major expenditure for cabling in the order of magnitude Kilometers have to be provided.
  • a method for operating an autonomous rail barrier system with rail barriers located on an ETCS railway line is to be specified, which is interoperable with an ERTMS / ETCS equipment of the rail operator.
  • the object for the railway barrier system is achieved by the features specified in claim 1.
  • the object for an interoperable method for operating a railway barrier system is achieved by the method steps specified in claim 7.
  • Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.
  • the inventive solution for the railway barrier system is characterized by a Autonomous railway barrier system with railway barriers over a railway line and a control unit, with the control unit receiving a command to close the railway barriers when a train approaches, characterized in that the railway line is designed as an ETCS line and by the passing of the train via an ETCS balise a signal induced in the ETCS balise is picked up and fed to a train approach control module and transmitted wirelessly as a command to the control unit by the train approach control module.
  • ETCS balises are installed for an ETCS route, be it fixed data balises or transparent balises, tapping a current induced in the ETCS balise results in an originally unintended dual use of this relatively expensive infrastructure. This means that no additional mechanical, electrical or electronic track contacts are required to detect the approach of a train to a level crossing.
  • the ETCS balise does not need a power supply to switch on a railway barrier system for tapping the current induced in the ETCS balise.
  • FIG 1 shows a schematic representation, not to scale, of an ETCS railway line 10 with a train 20 approaching a level crossing 30 with the speed vector v.
  • the track contact 35 In the vicinity of the railway barrier system 30 there is also a track contact 35 which, after the train 20 has passed, initiates the opening of the railway barrier / barrier 31.
  • the track contact 35 is connected to the control unit 33 (not shown in FIG FIG 1 ).
  • the optical and / or acoustic warning device is activated prior to the closing of the railway barrier in order to warn vehicles and / or people passing the railway barrier system 30 so that trapping between the barriers can be avoided.
  • the railway line 10 is designed as an ETCS line 10. Accordingly, 10 transparent balises 21 and / or fixed data balises 21 are arranged on the ETCS route.
  • a transparent balise 21 is connected via cables to a higher-level control (eg signal box) in order to transmit dynamic information to the train passing over the transparent balise 21.
  • a higher-level control eg signal box
  • the two types of balises are subsumed under the term ETCS balise 21.
  • a signal resulting from the aforementioned current is transmitted to a train approach control module 22 via an existing balise cable.
  • the train approach control module 22 converts the aforementioned signal into a telegram that is transmitted to the control unit 33 for the railway barrier by means of a radio transmission.
  • the control unit 33 for the railway barrier As a rule, at least two level barriers 31 are installed per level crossing 30.
  • a solar panel 23 can be provided for the energy supply of the train approach control module 22.
  • a battery is provided in the control module 22 for buffering purposes (not shown in FIG FIG 1 ).
  • the radio transmission can be designed as a point-to-point transmission.
  • an interoperable standardized and possibly mediated transmission method for example according to the FRMCS or 5G standard, is preferably provided.
  • the exemplary embodiment described above relates to a transparent balise 21.
  • the aforementioned special switching element can also be used to tap the current induced in a fixed data balise 21 without any reaction. This freedom from feedback is necessary so that the programming of the fixed data balise is not influenced.
  • the other components such as the train approach control module 21 can be used in exactly the same way. However, transparent balises 21 are still required for the transmission of information to a signal box.

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Abstract

Bahnschrankenanlage (30) mit Bahnschranken (31) sind auch für moderne ETCS-Strecken (10) aufgrund topographischer oder betrieblicher Bedingungen weiterhin erforderlich. Für eine kostenoptimierte Anschaltung einer solchen Bahnschrankenanlage (30) wird vorgeschlagen, dass für die Detektion einer Annäherung eines Zuges (20, v) an eine Bahnschrankenanlage ein in einer ETCS-Balise (21) bei der Vorbeifahrt des Zuges induzierter Strom abgegriffen wird und als Kommando zum Schliessen der Bahnschranken (31) drahtlos (24, 34) zur Steuereinheit (33) übermittelt wird. Für die drahtlose Übermittlung ist vorzugsweise die Spezifikation 5G oder FRMCS vorgesehen.Railway barrier system (30) with railway barriers (31) are still required for modern ETCS routes (10) due to topographical or operational conditions. For a cost-optimized connection of such a railway barrier system (30), it is proposed that a current induced in an ETCS balise (21) as the train passes by is tapped and used as a command for the detection of an approach of a train (20, v) to a railway barrier system to close the railroad barriers (31) is transmitted wirelessly (24, 34) to the control unit (33). The specification 5G or FRMCS is preferably provided for wireless transmission.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine autonome Bahnschrankenanlage für eine ETCS-Eisenbahnstrecke gemäss dem Patentanspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer autonomen Bahnschrankenanlage für eine ETCS-Eisenbahnstrecke gemäss dem Patentanspruch 6.The present invention relates to an autonomous rail barrier system for an ETCS railway line according to patent claim 1 and a method for operating an autonomous rail barrier system for an ETCS railway line according to patent claim 6.

Um einen Bahnübergang zugbewirkt einzuschalten, werden heute punktuelle Einschaltkontakte (zB Schienenkontakte, Achszähler) eingesetzt, die dem Bahnübergang melden, dass sich ein Zug nähert. Wird der Zug vom Einschaltkontakt detektiert, sendet der Einschaltkontakt eine Meldung an die Bahnübergangssteuerung (für den Fall einer autonomen Bahnschrankenanlage) oder an ein Stellwerk (für den Fall eines Stations-Bahnüberganges), das damit den Bahnübergang einschalten kann (zB bei Bahnübergang mit Schranken werden die Schranken geschlossen). Der Begriff «Einschalten» wird hier verstanden als Kommando zum Schliessen der Bahnschranken/Barrieren und der Aktivierung der optischen und/oder akustischen Warneinrichtungen.In order to switch on a level crossing with a train effect, selective switch-on contacts (e.g. rail contacts, axle counters) are used today, which report to the level crossing that a train is approaching. If the train is detected by the switch-on contact, the switch-on contact sends a message to the level crossing control (in the case of an autonomous level crossing system) or to an interlocking (in the case of a station level crossing), which can then switch on the level crossing (e.g. in the case of level crossing with barriers the barriers closed). The term “switch on” is understood here as a command to close the railroad gates / barriers and to activate the optical and / or acoustic warning devices.

Die Zugsannäherung an einen Bahnübergang wird über einen Einschaltkontakt (zB Schienenkontakt) detektiert und der Bahnübergangssteuerung oder einem Stellwerk (Stationsbahnübergang) über ein langes Kabel gemeldet. Bei eingleisigen Strecken werden dazu zwei Einschaltkontakte einschliesslich zugehöriger Verkabelung benötigt. Bei Doppelspurausbauten mit Spurwechselbetrieb werden entsprechend doppelt so viele Kabel und Einschaltkontakte benötigt. Die Kabellänge ist wesentlich durch die maximal zulässige Geschwindigkeit der Züge auf der betrachteten Strecke bestimmt und kann mehrere Kilometer betragen.The approach of a train to a level crossing is detected via a switch-on contact (e.g. rail contact) and reported to the level crossing control or an interlocking (station level crossing) via a long cable. In the case of single-track lines, two switch-on contacts including the associated cabling are required. In the case of double lane expansion with lane change operation, twice as many cables and switch-on contacts are required accordingly. The cable length is essentially determined by the maximum permissible speed of the trains on the route under consideration and can be several kilometers.

Dieser vorgenannte Stand der Technik ist beispielsweise beschrieben in der Schrift [1]. Das Dokument [1] (= EP 2 048 055 A1 ) offenbart:
Eine netzunabhängige Stromversorgung ist nur für den Betrieb der Lichtsignalanlage und der Steuerung der Bahnschrankenanlage ausgelegt. Bei Netzausfall und einer Annäherung eines Zuges wird nur die Lichtsignalanlage zur Anzeige des Haltesignals aktiviert, wobei der Zug wegen des fehlenden Bestätigungssignals für die geschlossene Schranke die Bahnschrankenanlage nur mit reduzierter Geschwindigkeit passiert. Damit muss die netzunabhängige Stromversorgung nicht mehr für den hohen Einschaltstrom der Schrankenantriebe ausgelegt sein, sondern sie muss nur noch die Steuerung und die Lichtsignalanlage der Bahnschrankenanlage stützen.This aforementioned prior art is described, for example, in the document [1]. The document [1] (= EP 2 048 055 A1 ) disclosed:
A mains-independent power supply is only designed for the operation of the traffic light system and the control of the railway barrier system. In the event of a power failure and an approaching In the train, only the light signal system is activated to display the stop signal, whereby the train only passes the railway barrier system at reduced speed due to the lack of a confirmation signal for the closed barrier. This means that the network-independent power supply no longer has to be designed for the high inrush current of the barrier drives, but only has to support the control and the light signal system of the railway barrier system.

In Zukunft werden Bahnstrecken nahezu ausschliesslich mit ETCS Sicherungstechnik versehen sein. Dabei ist das «European Train Control System» ETCS das standardisierte Zugbeeinflussungssystem im einheitlichen europäischen Eisenbahnverkehrsleitsystems ERTMS. Die verwendeten Akronyme ETCS, ERTMS, etc. sind am Schluss dieser Beschreibung einschliesslich Quellenangaben aufgeführt.In the future, rail lines will be almost exclusively equipped with ETCS safety technology. The "European Train Control System" ETCS is the standardized train control system in the uniform European rail traffic control system ERTMS. The acronyms ETCS, ERTMS, etc. used are listed at the end of this description, including references.

Es gibt zwei Arten von Bahnübergängen:

  • Stationsbahnübergänge, die vom Stellwerk angesteuert und überwacht werden
    und
  • Streckenbahnübergänge, die autonom betrieben werden. Das Stellwerk kennt den Zustand des Bahnübergangs nicht, daher wird in diesem Fall der Begriff «autonomer Bahnübergang» verwendet genannt.
There are two types of level crossings:
  • Station level crossings that are controlled and monitored by the interlocking
    and
  • Railway crossings that are operated autonomously. The signal box does not know the state of the level crossing, which is why the term “autonomous level crossing” is used in this case.

Unabhängig von diesen technologischen Randbedingungen kann auch bei solchen sogenannten ETCS-Strecken nicht auf Bahnübergänge verzichtet werden.Regardless of these technological boundary conditions, level crossings cannot be dispensed with even with such so-called ETCS routes.

Da Streckenbahnübergänge in der gegenwärtigen Ausführung nicht für ETCS-Strecken geeignet sind, sind hohe Investitionen erforderlich, um die autonomen Bahnübergänge auf Stationsbahnübergänge «hochzurüsten» bzw. «umzurüsten». Es müssen daher kostengünstige Lösungen gefunden werden, um die benötigten Anpassungen zu machen. Eine Aufhebung von Streckenbahnübergängen ist vielfach unmöglich aufgrund topographischer oder infrastrukturmässiger Bedingungen oder nur mit unverhältnismässigen Investitionskosten realisierbar.Since line crossings in their current design are not suitable for ETCS routes, high investments are required to "upgrade" or "convert" the autonomous level crossings to station level crossings. Cost-effective solutions must therefore be found in order to make the necessary adjustments. It is often impossible to remove line crossings due to topographical or infrastructural conditions or only with disproportionate investment costs.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine autonome Bahnschrankenanlage anzugeben, die interoperabel mit einer ETCS-EisenbahnStrecke ist, ohne dass grosse Änderungen auf der Seite der ERTMS/ETCS-Ausrüstung des Bahnbetreibers und ohne dass grosse Aufwendungen für eine Verkabelung in der Grössenordnung mehreren Kilometern erbracht werden müssen. Ebenso soll ein Verfahren zum Betrieb einer auf einer ETCS-Eisenbahnstrecke befindlichen autonomen Bahnschrankenanlage mit Bahnschranken angegeben werden, das mit einer ERTMS/ETCS-Ausrüstung des Bahnbetreibers interoperabel ist.The present invention is therefore based on the object of specifying an autonomous railway barrier system that is interoperable with an ETCS railway line without major changes on the part of the ERTMS / ETCS equipment of the railway operator and without major expenditure for cabling in the order of magnitude Kilometers have to be provided. Likewise, a method for operating an autonomous rail barrier system with rail barriers located on an ETCS railway line is to be specified, which is interoperable with an ERTMS / ETCS equipment of the rail operator.

Die Aufgabe für die Bahnschrankenanlage wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die Aufgabe für eine interoperables Verfahren zum Betrieb einer Bahnschrankenanlage wird durch die im Patentanspruch 7 angegebenen Verfahrensschritte gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Ansprüchen angegeben.The object for the railway barrier system is achieved by the features specified in claim 1. The object for an interoperable method for operating a railway barrier system is achieved by the method steps specified in claim 7. Advantageous embodiments of the invention are specified in further claims.

Die erfindungsgemässe Lösung für die Bahnschrankenanlage zeichnet sich aus durch eine
autonome Bahnschrankenanlage mit Bahnschranken über eine Eisenbahnstrecke und einer Steuereinheit, wobei bei Annäherung eines Zuges die Steuereinheit ein Kommando zum Schliessen der Bahnschranken erhält,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Eisenbahnstrecke als ETCS-Strecke ausgebildet ist und durch das Vorbeifahren des Zuges über eine ETCS-Balise ein in der ETCS-Balise induziertes Signal abgegriffen und einem Steuermodul Zugsannäherung zugeführt wird und vom Steuermodul Zugsannäherung drahtlos als Kommando zur Steuereinheit übermittelt wird.The inventive solution for the railway barrier system is characterized by a
Autonomous railway barrier system with railway barriers over a railway line and a control unit, with the control unit receiving a command to close the railway barriers when a train approaches,
characterized in that
the railway line is designed as an ETCS line and by the passing of the train via an ETCS balise a signal induced in the ETCS balise is picked up and fed to a train approach control module and transmitted wirelessly as a command to the control unit by the train approach control module.

Die erfindungsgemässe Lösung für das Verfahren zum Betrieb einer Bahnschrankenanlage zeichnet sich aus durch ein Verfahren zum Betrieb einer auf einer ETCS-Eisenbahnstrecke befindlichen autonomen Bahnschrankenanlage mit Bahnschranken, wobei bei Annäherung eines Zuges an die Bahnschrankenanlage eine dieser Bahnschrankenanlage zugeordnete Steuereinheit ein Kommando zum Schliessen der Bahnschranken übermittelt wird, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte

  • Abgreifen eines durch den vorbeifahrenden Zuges in einer ETCS-Balise induzierten Signals;
  • Zuführen des induzierten Signals an ein Steuermodul Zugsannäherung;
  • drahtloses Übermitteln des Signals als Kommando vom Steuermodul Zugsannäherung an die Steuereinheit.
The inventive solution for the method for operating a rail barrier system is characterized by a method for operating an autonomous rail barrier system with rail barriers located on an ETCS railway line, with a control unit assigned to this rail barrier system when a train approaches the rail barrier system Command to close the railroad barriers is transmitted, characterized by the procedural steps
  • Picking up a signal induced by the passing train in an ETCS balise;
  • Supplying the induced signal to a train approach control module;
  • wireless transmission of the signal as a command from the train approach control module to the control unit.

Mit den vorgenannten Merkmalen für die autonome Bahnschrankenanlage für eine ETCS-Strecke können sich die folgenden Vorteile zusätzlich ergeben:With the aforementioned features for the autonomous rail barrier system for an ETCS route, the following additional advantages can result:

i) Da für eine ETCS-Strecke definitionsgemäss ETCS-Balisen installiert sind, seien es Festdatenbalisen oder Transparentbalisen, ergibt sich durch das Abgreifen eines in der ETCS-Balise induzierten Stromes eine ursprünglich nicht vorgesehene Doppelnutzung dieser relativ teuren Infrastruktur. Somit braucht es keine zusätzlichen Gleiskontakte in mechanischer oder elektrischer oder elektronischer Art, um die Annäherung eines Zuges zu einem Bahnübergang zu detektieren.i) Since, by definition, ETCS balises are installed for an ETCS route, be it fixed data balises or transparent balises, tapping a current induced in the ETCS balise results in an originally unintended dual use of this relatively expensive infrastructure. This means that no additional mechanical, electrical or electronic track contacts are required to detect the approach of a train to a level crossing.

ii) Der Aufwand für die Realisierung der vorliegenden Ansteuerung eines Bahnübergangs ist verhältnismässig gering, da die Übermittlung des Kommandos zum Schliessen der Bahnschranken drahtlos erfolgt und somit keine lange Verkabelung erforderlich ist und die Übermittlung des Kommandos braucht auch nicht sicher zu sein. Die sicherheitsrelevante Funktion wird durch das Stellwerk und die per Definition für die Zugsicherung vorgesehenen Komponenten einer ETCS-Strecke wahrgenommen.ii) The effort involved in implementing the present control of a level crossing is relatively low, since the command to close the level crossing is transmitted wirelessly and therefore no long cabling is required and the command does not need to be transmitted safely. The safety-relevant function is performed by the interlocking and the components of an ETCS line that are by definition intended for train protection.

iii) Die ETCS-Balise braucht in dieser Anwendung zum Einschalten einer Bahnschrankenanlage keine Energieversorgung für das Abgreifen des in der ETCS-Balise induzierten Stromes.iii) In this application, the ETCS balise does not need a power supply to switch on a railway barrier system for tapping the current induced in the ETCS balise.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur:

  • Figur 1 Übersichtsdarstellung einer ETCS-Eisenbahnstrecke mit einem gemäss der vorliegenden Erfindung angesteuerten Bahnübergang.
The invention is explained in more detail below with reference to the drawing. The only figure shows:
  • Figure 1 Overview of an ETCS railway line with a level crossing controlled according to the present invention.

FIG 1 zeigt eine nicht massstäbliche Prinzipdarstellung einer ETCS-Eisenbahnstrecke 10 mit einem sich einem Bahnübergang 30 mit dem Geschwindigkeitsvektor v nähernden Zug 20. FIG 1 shows a schematic representation, not to scale, of an ETCS railway line 10 with a train 20 approaching a level crossing 30 with the speed vector v.

Die ETCS-Strecke 10 weist eine autonome Bahnschrankenanlage 30 auf, die gebildet wird aus:

  • Bahnschranke/Barriere 31 einschliesslich Antrieb;
  • Warnkreuz 32 mit optischer und/oder akustischer Warneinrichtung;
  • Steuereinheit 33 für die Bahnschranke.
The ETCS route 10 has an autonomous rail barrier system 30, which is formed from:
  • Railway gate / barrier 31 including drive;
  • Warning cross 32 with optical and / or acoustic warning device;
  • Control unit 33 for the railway barrier.

In der Umgebung der Bahnschrankenanlage 30 ist weiter ein Gleiskontakt 35 angeordnet, der nach dem Vorbeifahren des Zuges 20 die Öffnung der Bahnschranke/Barriere 31 veranlasst. Dazu ist der Gleiskontakt 35 mit der Steuereinheit 33 verbunden (nicht dargestellt in FIG 1). Die optische und/oder akustischer Warneinrichtung wird vorgängig dem Schliessen der Bahnschranke aktiviert, um die Bahnschrankenanlage 30 passierende Fahrzeuge und/oder Personen zu warnen, damit ein Einschliessen zwischen den Barrieren vermieden werden kann.In the vicinity of the railway barrier system 30 there is also a track contact 35 which, after the train 20 has passed, initiates the opening of the railway barrier / barrier 31. For this purpose, the track contact 35 is connected to the control unit 33 (not shown in FIG FIG 1 ). The optical and / or acoustic warning device is activated prior to the closing of the railway barrier in order to warn vehicles and / or people passing the railway barrier system 30 so that trapping between the barriers can be avoided.

Für die Betätigung (=Schliessung der Barriere 31) sind folgend beschriebene Schritte und Komponenten vorgesehen.The steps and components described below are provided for actuation (= closing of the barrier 31).

Voraussetzungsgemäss ist die Eisenbahnstrecke 10 als ETCS-Strecke 10 ausgebildet. Demzufolge sind auf der ETCS-Strecke 10 Transparentbalisen 21 und/oder Festdatenbalisen 21 angeordnet. Eine Transparentbalise 21 ist über Kabel mit einer übergeordneten Steuerung (zB Stellwerk) verbunden, um dynamische Informationen an den die Transparentbalise 21 überfahrenden Zug zu übermitteln. Im Folgenden werden die beiden Typen von Balisen unter dem Begriff ETCS-Balise 21 subsummiert.According to the prerequisites, the railway line 10 is designed as an ETCS line 10. Accordingly, 10 transparent balises 21 and / or fixed data balises 21 are arranged on the ETCS route. A transparent balise 21 is connected via cables to a higher-level control (eg signal box) in order to transmit dynamic information to the train passing over the transparent balise 21. In the following, the two types of balises are subsumed under the term ETCS balise 21.

Wenn ein Zug 20 eine ETCS-Balise 21 überfährt, wird in der Balise 21 ein Strom induziert. Das Fahrzeug - hier gemäss FIG 1 die Lokomotive 20 - erzeugt ein vertikales Magnetfeld, das beim Überfahren einen Strom in einer in der ETCS-Balise 21 angeordneten Spule induziert. Die ETCS-Balise 21 wird somit «aufgeweckt». Die ETCS-Balise 21 benötigt selber keine Stromversorgung.When a train 20 drives over an ETCS balise 21, a current is induced in the balise 21. The vehicle - here according to FIG 1 the locomotive 20 - generates a vertical magnetic field which, when driven over, induces a current in a coil arranged in the ETCS balise 21. The ETCS balise 21 is thus "woken up". The ETCS balise 21 itself does not need a power supply.

Ein aus dem vorstehend genannten Strom entstehendes Signal wird über ein vorhandenes Balisenkabel an ein Steuermodul Zugsannäherung 22 übertragen.A signal resulting from the aforementioned current is transmitted to a train approach control module 22 via an existing balise cable.

Das Steuermodul Zugsannäherung 22 wandelt das vorgenannte Signal in ein Telegramm um, dass mittels einer Funkübertragung an die Steuereinheit 33 für die Bahnschranke übermittelt. Dazu sind für das Steuermodul Zugsannäherung 22 und für die Steuereinheit 33 je eine (Sende-) Antenne 24 und eine (Empfangs-) Antenne 34 vorgesehen. Nur die Information, dass ein Zug 20 die ETCS Balise 21 überfahren hat (1 Bit genügt), muss übertragen werden. Dieses so übertragene Bit mit dem Wert = 1 wird in der Steuereinheit 33 für die Bahnschranke als Kommando zum Schliessen der Bahnschranke 31 des Bahnübergangs 30 verwendet. Nicht dargestellt in der FIG 1: In aller Regel sind mindestens zwei Bahnschranken 31 pro Bahnübergang 30 installiert.The train approach control module 22 converts the aforementioned signal into a telegram that is transmitted to the control unit 33 for the railway barrier by means of a radio transmission. To this end, a (transmitting) antenna 24 and a (receiving) antenna 34 are provided for the train approach control module 22 and for the control unit 33. Only the information that a train 20 has passed the ETCS balise 21 (1 bit is sufficient) needs to be transmitted. This bit transmitted in this way with the value = 1 is used in the control unit 33 for the railway barrier as a command to close the railway barrier 31 of the level crossing 30. Not shown in the FIG 1 : As a rule, at least two level barriers 31 are installed per level crossing 30.

Für die Energieversorgung des Steuermoduls Zugsannäherung 22 kann ein Solarpanel 23 vorgesehen werden. Zusätzlich ist im Steuermodul 22 eine Batterie zur Pufferung vorgesehen (nicht dargestellt in der FIG 1).A solar panel 23 can be provided for the energy supply of the train approach control module 22. In addition, a battery is provided in the control module 22 for buffering purposes (not shown in FIG FIG 1 ).

Die Funkübertragung kann als eine Punkt-Punkt-Übertragung ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch ein interoperables standardisiertes und ggf. vermitteltes Übertragungsverfahren, zB nach dem Standard FRMCS oder 5G vorgesehen.The radio transmission can be designed as a point-to-point transmission. However, an interoperable standardized and possibly mediated transmission method, for example according to the FRMCS or 5G standard, is preferably provided.

Denkbar wäre auch die gegenwärtig eingesetzte Übertragungstechnik mit GSM-R, jedoch sind da die Echtzeitanforderungen nur bedingt erfüllbar und dieses auf dem Standard 2G beruhende Mobilfunknetz wird in absehbarer Zeit außer Betrieb genommen.The currently used transmission technology with GSM-R would also be conceivable, but the real-time requirements can only be met to a limited extent and this is based on the 2G standard based mobile network will be taken out of service in the foreseeable future.

Zum Aspekt Sicherheit zum Schliessen der Bahnschranke/ Barriere 31:
Die Einschaltmeldung, also das Kommando zum Schliessen der Barriere/Bahnschranke 31 braucht nicht sicher zu sein und demzufolge ist für eine Realisierung der vorliegenden Erfindung keine kostenintensive Entwicklung gemäss den Anforderungen der CENELEC erforderlich. Es können bzw dürfen folgende zwei Fehlerfälle vorkommen:

  1. 1. Dem Stellwerk (nicht dargestellt in FIG 1) wird "fälschlicherweise" eine Meldung (=Kommando) übertragen, dass sich ein Zug 20 dem Bahnübergang 30 nähert und somit vom Stellwerk aus der Bahnübergang 30 zum Schliesssen der Bahnschranke 31 veranlasst werden soll. Als Folge werden die Bahnschranken 31 geschlossen und bleiben auch geschlossen, da kein Zug 20 vorbeifährt:
    → Keine Gefährdung.
  2. 2. Ein Zug 20 nähert sich einem Bahnübergang 30. Aus irgendeinem Grund wird dies nicht erkannt und der Bahn übergang 30 wird nicht geschlossen. Da kein Kommando zum Schliessen übertragen wurde, erfolgt keine Fahrterlaubnis für den vor dem Bahnübergang befindlichen Streckenabschnitt. Somit wird der Zug 20 noch vor dem Bahnübergang 30 angehalten oder der Zug 20 wird durch die Zugsicherung auf der Basis ETCS/ERMS zwangsweise angehalten: → Keine Gefährdung.
Regarding the aspect of safety when closing the railway barrier / barrier 31:
The switch-on message, that is to say the command to close the barrier / railroad barrier 31, does not need to be secure and consequently no cost-intensive development in accordance with the requirements of CENELEC is required to implement the present invention. The following two error cases can or may occur:
  1. 1. The signal box (not shown in FIG 1 ) a message (= command) is transmitted “incorrectly” that a train 20 is approaching the level crossing 30 and is thus to be caused to close the level crossing 30 by the signal box. As a result, the railway barriers 31 are closed and also remain closed since no train 20 is passing:
    → No danger.
  2. 2. A train 20 is approaching a level crossing 30. For some reason this is not recognized and the level crossing 30 is not closed. Since no command to close has been transmitted, no permission to drive is given for the section of the route in front of the level crossing. The train 20 is therefore stopped before the level crossing 30 or the train 20 is forcibly stopped by the train protection system based on ETCS / ERMS: → No hazard.

Beim vorgenannten Abgreifen des induzierten Stroms an der ETCS-Balise 21 ist sicherzustellen, dass dieses Abgreifen rückwirkungsfrei erfolgt, da im Fall einer Transparentbalise 21 die vom Stellwerk entstammende an einen Zug 20 zu übermittelnde Information nicht beeinflusst werden darf. Ein solches rückwirkungfreies Abgreifen kann beispielsweise durch eine für diese Zwecke auf dem Markt erhältliches Schaltelement «Data Capture Unit» DCU erfolgen, Quelle → Liste der verwendeten Abkürzungen, Quellenangaben. Denkbar ist, dass nach einer individuellen Vorschrift einer Bahnverwaltung vor dem Bahnübergang noch ein Kontrolllicht 36 angeordnet sein kann, das einen geschlossenen Bahnübergang anzeigt.When the above-mentioned tapping of the induced current at the ETCS balise 21, it must be ensured that this tapping takes place without any reaction, since in the case of a transparent balise 21 the information to be transmitted to a train 20 from the signal box must not be influenced. Such non-reactive tapping can, for example, be achieved by a switching element available on the market for this purpose “Data Capture Unit” DCU, source → list of abbreviations used, sources. It is conceivable that, according to an individual regulation of a railroad administration, a control light 36 can be arranged in front of the railroad crossing, which indicates a closed railroad crossing.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel bezieht sich auf eine Transparentbalise 21. Durch das vorerwähnte besondere Schaltelement kann ebenfalls ein rückwirkungsfreies Abgreifen des in einer Fixdatenbalise 21 induzierten Stromes ebenfalls erfolgen. Diese Rückwirkungsfreiheit ist erforderlich, damit die Programmierung der Fixdatenbalise nicht beeinflusst wird. Die weiteren Komponenten wie zB das Steuermodul Zugsannäherung 21 können genau gleich eingesetzt werden. Für die Informationsübertragung an ein Stellwerk braucht es jedoch weiterhin Transparentbalisen 21. Die Fixdatenbalisen 21 können beispielsweise an funktechnisch günstigeren Stellen längs einer Eisenbahnstrecke 10 platziert werden.The exemplary embodiment described above relates to a transparent balise 21. The aforementioned special switching element can also be used to tap the current induced in a fixed data balise 21 without any reaction. This freedom from feedback is necessary so that the programming of the fixed data balise is not influenced. The other components such as the train approach control module 21 can be used in exactly the same way. However, transparent balises 21 are still required for the transmission of information to a signal box.

Liste der Bezugszeichen, GlossarList of reference symbols, glossary

1010
Eisenbahnstrecke, Strecke; ETCS-Eisenbahnstrecke, ETCS-StreckeRailway line, route; ETCS railway line, ETCS line
2020th
Zug, Triebfahrzeug, LokomotiveTrain, motor vehicle, locomotive
2121
ETCS Balise, Transparentbalise, Festdatenbalise, FixdatenbaliseETCS balise, transparent balise, fixed data balise, fixed data balise
2222nd
Steuermodul ZugsannäherungTrain approach control module
2323
SolarpanelSolar panel
2424
Antenne; SendeantenneAntenna; Transmitting antenna
3030th
Autonome Bahnschrankenanlage; BahnübergangAutonomous railway barrier system; Railroad Crossing
3131
Bahnschranke/Barriere einschliesslich AntriebRailway barrier / barrier including drive
3232
Warnkreuz mit optischer und/oder akustischer WarneinrichtungWarning cross with optical and / or acoustic warning device
3333
Steuereinheit für BahnschrankeControl unit for railway barrier
3434
Antenne; EmpfangsantenneAntenna; Receiving antenna
3535
Gleiskontakt für BarrierenöffnungTrack contact for barrier opening
3636
KontrolllichtControl light
vv
Geschwindigkeitsvektor des Zuges 20Train speed vector 20
Liste der verwendeten Abkürzungen, QuellenangabenList of abbreviations used, references

ERMTSERMTS European Rail Traffic Management SystemEuropean Rail Traffic Management System https://ec.europa.eu/transport/modes/rail/ertms/what-is-ertms/levels and modes en http://www.ertms.net/https://en.wikipedia.org/wiki/European Rail Traffic Management Systemhttps://ec.europa.eu/transport/modes/rail/ertms/what-is-ertms/levels and modes en http://www.ertms.net/https://en.wikipedia.org/wiki/ European Rail Traffic Management System ETCSETCS European Train Control SystemEuropean Train Control System https://en.wikipedia.org/wiki/European Train Control Systemhttps://en.wikipedia.org/wiki/European Train Control System FRMCSFRMCS Future Railway Mobile Communication SystemFuture Railway Mobile Communication System https://uicfrmcs.org/https://uic.org/rail-system/frmcs/https://uicfrmcs.org/https://uic.org/rail-system/frmcs/ GSM-RGSM-R Global System for Mobile Communications - RailGlobal System for Mobile Communications - Rail https://de.wikipedia.org/wiki/GSM-Rhttps://de.wikipedia.org/wiki/GSM-R DCUDCU Data Capture Unit,Data capture unit, → https://en.wikipedia.org/wiki/Unidirectional network → https://en.wikipedia.org/wiki/Unidirectional network 5G5G Übersicht https://en.wikipedia.org/wiki/5G Overview https://en.wikipedia.org/wiki/5G

Liste der zitierten Dokumente, QuellenangabenList of cited documents, references

  1. [1] EP 2 048 055 A1 , EP 2 048 055 B1
    «Autonome Bahnschrankenanlage und Verfahren zu ihrem Betrieb»
    Siemens Schweiz AG, 8047 Zürich    [1] EP 2 048 055 A1 , EP 2 048 055 B1
    "Autonomous railway barrier system and procedure for its operation"
    Siemens Switzerland AG, 8047 Zurich

Claims (12)

Autonome Bahnschrankenanlage (30) mit Bahnschranken (31) über eine Eisenbahnstrecke (10) und einer Steuereinheit (33), wobei bei Annäherung eines Zuges (20, v) die Steuereinheit (33) ein Kommando zum Schliessen der Bahnschranken (31) erhält,
dadurch gekennzeichnet dass
die Eisenbahnstrecke (10) als ETCS-Strecke (10) ausgebildet ist und durch das Vorbeifahren des Zuges (20) über eine ETCS-Balise (21) ein in der ETCS-Balise (21) induziertes Signal abgegriffen und einem Steuermodul Zugsannäherung (22) zugeführt wird und vom Steuermodul Zugsannäherung (22) drahtlos (24, 34) als Kommando zur Steuereinheit (33) übermittelt wird.Autonomous railway barrier system (30) with railway barriers (31) over a railway line (10) and a control unit (33), the control unit (33) receiving a command to close the railway barriers (31) when a train (20, v) approaches,
characterized in that
the railway line (10) is designed as an ETCS line (10) and by the passing of the train (20) via an ETCS balise (21) a signal induced in the ETCS balise (21) is tapped and a train approach control module (22) and is transmitted wirelessly (24, 34) as a command to the control unit (33) from the train approach control module (22). Autonome Bahnschrankenanlage (30) nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das übermittelte Kommando zum Schliessen der Bahnschranken (31) als ein Bit ausgebildet ist.Autonomous railway barrier system (30) according to claim 1,
characterized in that
the transmitted command for closing the railroad gates (31) is designed as a bit. Autonome Bahnschrankenanlage (30) nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das drahtlose Übermitteln des Kommandos ausgebildet ist als: - Punkt-Punkt-Verbindung
oder als - Verbindung über ein zelluläres Mobilkommunikationsnetz. Autonomous railway barrier system (30) according to claim 1 or 2,
characterized in that
the wireless transmission of the command is designed as: - Point-to-point connection
or as - Connection via a cellular mobile communication network. Autonome Bahnschrankenanlage (30) nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
als zelluläres Mobilkommunikationsnetz ein Netz gemäss der Spezifikation 5G oder gemäss der Spezifikation FRMCS vorgesehen ist.Autonomous railway barrier system (30) according to claim 3,
characterized in that
a network according to the specification 5G or according to the specification FRMCS is provided as a cellular mobile communication network. Autonome Bahnschrankenanlage (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das in der ETCS-Balise (21) induzierte Signal durch ein Schaltelement rückwirkungsfrei abgegriffen wird.Autonomous railway barrier system (30) according to one of Claims 1 to 4,
characterized in that
the signal induced in the ETCS balise (21) is tapped non-reactive by a switching element. Autonome Bahnschrankenanlage (30) nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine optische und/oder akustischen Warneinrichtung (32) an die Steuereinheit (33) angeschlossen ist.Autonomous railway barrier system (30) according to one of Claims 1 to 5,
characterized in that
an optical and / or acoustic warning device (32) is connected to the control unit (33). Verfahren zum Betrieb einer auf einer ETCS-Eisenbahnstrecke (10) befindlichen autonomen Bahnschrankenanlage (30) mit Bahnschranken (31), wobei bei Annäherung eines Zuges (20, v) an die Bahnschrankenanlage (30) eine dieser Bahnschrankenanlage (30) zugeordnete Steuereinheit (33) ein Kommando zum Schliessen der Bahnschranken (31) übermittelt wird, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte - Abgreifen eines durch den vorbeifahrenden Zuges (20) in einer ETCS-Balise (21) induzierten Signals; - Zuführen des induzierten Signals an eine Steuermodul Zugsannäherung (22); - drahtloses Übermitteln des Signals als Kommando vom Steuermodul Zugsannäherung (22) an die Steuereinheit (33). Method for operating an autonomous railway barrier system (30) with railway barriers (31) located on an ETCS railway line (10), with a control unit (33) assigned to this railway barrier system (30) when a train (20, v) approaches the railway barrier system (30) ) a command to close the railroad gates (31) is transmitted, characterized by the method steps - Picking up a signal induced by the passing train (20) in an ETCS balise (21); - Feeding the induced signal to a train approach control module (22); - Wireless transmission of the signal as a command from the train approach control module (22) to the control unit (33). Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
das übermittelte Kommando zum Schliessen der Bahnschranken (31) als ein Bit ausgebildet ist.Method according to claim 7,
characterized in that
the transmitted command for closing the railroad gates (31) is designed as a bit. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
das drahtlose Übermitteln des Kommandos ausgebildet ist als: - Punkt-Punkt-Verbindung oder als - Verbindung über ein zelluläres Mobilkommunikationsnetz. Method according to claim 7 or 8,
characterized in that
the wireless transmission of the command is designed as: - Point-to-point connection or as - Connection via a cellular mobile communication network. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
als zelluläres Mobilkommunikationsnetz ein Netz gemäss der Spezifikation 5G oder gemäss der Spezifikation FRMCS vorgesehen ist.Method according to claim 9,
characterized in that
a network according to the specification 5G or according to the specification FRMCS is provided as a cellular mobile communication network. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
das in der ETCS-Balise (21) induzierte Signal durch ein Schaltelement rückwirkungsfrei abgegriffen wird.Method according to one of Claims 7 to 10,
characterized in that
the signal induced in the ETCS balise (21) is tapped non-reactive by a switching element. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine optische und/oder akustischen Warneinrichtung (32) an die Steuereinheit (33) angeschlossen ist und vor dem Betätigen der Bahnschranke aktiviert wird.Method according to one of Claims 7 to 11,
characterized in that
an optical and / or acoustic warning device (32) is connected to the control unit (33) and is activated before the railway barrier is actuated.
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