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LIESENBERG, Kay Holger (Landstuhlerstraße 7, Weilimdorf, 70499, DE)
LINZMAIER, Klaus-Peter (Westergasse 36, Winterbach, 73650, DE)
LIESENBERG, Kay Holger (Landstuhlerstraße 7, Weilimdorf, 70499, DE)
| Patentansprüche
1. Verfahren zum Steuern von Bahnsteigtüren (T1-T4), die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der dem von Zugtü- ren eines vom Bahnsteig zu betretenden Zuges entspricht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Bahnsteigtüren (T1-T4) in eine Anzahl von zumindest zwei Gruppen (Gl, G2) unterteilt werden,
- benachbarte Bahnsteigtüren (T1-T4) verschiedenen Gruppen (Gl, G2) zugeordnet werden,
- zumindest zwei Steuerungen (Sl, S2) vorgesehen werden,
- jede Gruppe (Gl, G2) über je ein übertragungsmedium (Ml, M2) derart mit zumindest einer Steuerung (Sl, S2) verbunden wird, dass auch jede Steuerung (Sl, S2) mit zumindest einer Gruppe (Gl, G2) verbunden ist, und
- Steuersignale über die übertragungsmedien (Ml, M2) an die Bahnsteigtüren (T1-T4) übermittelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede Gruppe (Gl, G2) über je ein übertragungsmedium
(Ml, M2) mit zumindest einer zweiten Steuerung (Sl, S2) verbunden wird und bei Ausfall einer Steuerung (Sl, S2) die Funktionen der ausgefallenen Steuerung (Sl, S2) der zumindest zweiten Steuerung (Sl, S2) übertragen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei der zu betretende Zug zumindest zwei Zugsegmente mit jeweils einer Anzahl von Zugtüren aufweist und die Anzahl von Gruppen (Gl, G2) gleich der Anzahl von Zugtüren je Zugsegment gewählt wird.
4. System zum Steuern von Bahnsteigtüren (T1-T4), die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der dem von Zugtüren eines vom Bahnsteig zu betretenden Zuges entspricht, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
- die Bahnsteigtüren (T1-T4) in eine Anzahl von zumindest zwei Gruppen (Gl, G2) unterteilt sind, - benachbarte Bahnsteigtüren (T1-T4) verschiedenen Gruppen
(Gl, G2) zugeordnet sind,
- das System zumindest zwei Steuerungen (Sl, S2) aufweist,
- jede Gruppe (Gl, G2) über je ein übertragungsmedium (Ml, M2) mit zumindest einer Steuerung (Sl, S2) derart verbunden ist, dass auch jede Steuerung (Sl, S2) mit zumindest einer Gruppe (Gl, G2) verbunden ist, und
- Steuersignale über die übertragungsmedien (Ml, M2) an die Bahnsteigtüren (T1-T4) übermittelbar sind.
5. System nach Anspruch 4 wobei jede Gruppe (Gl, G2) über je ein übertragungsmedium (Ml, M2) mit zumindest einer zweiten Steuerung (Sl, S2) verbunden ist und bei Ausfall einer Steuerung (Sl, S2) die Funk- tionen der ausgefallenen Steuerung (Sl, S2) der zumindest zweiten Steuerung (Sl, S2) übertragbar sind.
6. System nach Anspruch 3 oder 4, wobei der zu betretende Zug zumindest zwei Zugsegmente mit jeweils einer Anzahl von Zugtüren aufweist und die Anzahl von Gruppen (Gl, G2) gleich der Anzahl von Zugtüren je Zugsegment ist . |
Beschreibung
Steuerung von Bahnsteigtüren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Steuern von Bahnsteigtüren, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der dem von Zugtüren eines vom Bahnsteig zu betretenden Zuges entspricht.
Ein derartiges Verfahren bzw. System kommt insbesondere auf Bahnsteigen mit hoher Frequentierung sowie in Bahnhöfen mit führerlosen Transportmitteln zum Einsatz. Hierbei werden bahnsteigseitig Türen installiert, über die vermieden wird, dass Passagiere auf die Gleise gelangen, solange kein Zug am Bahnsteig steht. Nach Einfahren eines Zuges werden die Türen simultan mit den Zugtüren geöffnet und vor der Abfahrt des Zuges wieder geschlossen. Die Funktion entspricht also gewissermaßen der Funktion von innerer und äußerer Aufzugstür.
Die Funktionen der hierbei eingesetzten Türen können in sicherheitsrelevante Funktionen und nicht-sicherheitsrelevante Funktionen unterteilt werden. Z.B. stellt eine Verriegelungsfunktion der Tür, die ein unbeabsichtigtes öffnen der Tür verhindert, solange kein Zug am Bahnsteig steht, eine Sicher- heitsfunktion dar, während beispielsweise die Realisierung einer bestimmten Fahrkurve beim öffnen der Tür lediglich zur Beschleunigung der Abläufe beiträgt und somit als Komfortfunktion bezeichnet werden könnte. Auch stellt z.B. ein unbeabsichtigter Versuch des Türantriebs, der durch eine Fehl- funktion desselben hervorgerufen werden könnte, kein Sicherheitsrisiko dar, solange über eine zusätzliche Sicherheitsfunktion - wie die oben beschriebene Verriegelung - das tatsächliche öffnen der Tür verhindert wird.
Bei Aufzugstüren sind die sicherheitsrelevanten und nicht- sicherheitsrelevanten Funktionen vorteilhaft so aufgeteilt, dass die Antriebssteuerung oder der Umrichter für den Türmo-
tor nur wenige Sicherheitsfunktionen - wie z.B. die Begrenzung der Kraft beim Schließen - realisieren muss.
Beim Einsatz von Türen auf Bahnsteigen kann aber nicht davon ausgegangen werden, dass - wie bei Aufzügen - der sichere Zustand der Tür der geschlossene Zustand ist, weil:
1. Aufzüge in hohen Gebäuden in der Regel redundant ausgeführt sind, diese Möglichkeit aber bei Bahnsteigen auf- grund der hierfür erforderlichen zusätzlich notwendigen Investitionen ausscheidet,
2. als Redundanz zu Aufzügen schon aus Gründen des Brandschutzes üblicherweise Treppen vorhanden sind und
3. die Möglichkeit, eine Bahnsteigtür von Hand (mechanisch) wie bei einem Aufzug zu entriegeln, einen Bahnsteigausfall bis zur Wartung/Wiederinbetriebnahme der Tür zur Folge hat.
Bei Ausfall eines Aufzugs bleibt das Gebäude als Ganzes be- triebsbereit, wenngleich ggf. mit eingeschränkter Performance. Bei Ausfall einer Bahnsteigtür bleibt auch ein betroffener Bahnsteig funktionsbereit. Bei Ausfall eines Bahnsteigs hingegen kommt (zumindest im U-Bahn-Betrieb) in der Regel der Bahnbetrieb zum Erliegen.
Insofern ist zusätzlich zur Unterscheidung von sicherheitsrelevanten und nicht-sicherheitsrelevanten Funktionen eine Betrachtung der Verfügbarkeit einzelner Komponenten sinnvoll. Eine Komponente oder Funktion kann dann als hochverfügbar gelten, wenn der beabsichtigte Zweck der Funktion bzw. die Funktion der Komponente auch nach Ausfall einer einzelnen Komponente oder eines Teils davon noch gewährleistet ist. Ein System kann als hochverfügbar betrachtet werden, wenn ein einzelner Ausfall einer Komponente des Systems die Gesamt- funktion des Systems nicht unterbindet.
Die Realisierung der sicherheitsrelevanten Funktionen kann z.B. durch geeignete Redundanzen oder sonstige (z.B. auch me-
chanische) Maßnahmen so ausgeführt werden, dass ein Ausfall einzelner Komponenten nicht zu sicherheitskritischen Zuständen führt. Dies könnte beispielsweise dadurch realisiert werden, dass die Steuerung selbst (CPU) , die übertragungsmedien für die Steuersignale (z.B. PROFIBUS / PROFINET / einzelne I/O-Signale) und die Aktoren (z.B. Verriegelungen an jeder Tür redundant ausgeführt werden.
Die Realisierung der „Komfortfunktionen" kann auch ohne Re- dundanz erfolgen, da ein Ausfall solcher Funktionen nicht unmittelbar zu unsicheren Zuständen führt. Eine nicht-redundante Ausführung der übertragungsmedien und der Aktoren ist also zunächst ausreichend. Allerdings fallen hier bei einer Störung z.B. des übertragungsmediums gleich alle Bahnsteigtü- ren aus.
Ein solcher Ausfall kann jedoch auch indirekt zu unsicheren Zuständen führen - wie dem Ausbrechen von Panik in einem überfüllten U-Bahnhof. Zudem kann die Vermeidung eines derar- tigen Totalausfalls der Bahnsteigtüren im Hinblick auf gehobene Verfügbarkeitsanforderungen aufgrund mangelnder Redundanzen in Bahnhöfen (da Bahnsteige in der Regel nicht redundant vorhanden sind) gefordert sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Bahnsteigtüren auf einfache Weise derart anzusteuern, dass das Türsystem eines Bahnsteigs hochverfügbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Bahnsteigtüren in eine Anzahl von zumindest zwei Gruppen unterteilt werden, benachbarte Bahnsteigtüren verschiedenen Gruppen zugeordnet werden, zumindest zwei Steuerungen vorgesehen werden, jede Gruppe über je ein übertragungsmedium derart mit zumindest einer Steue- rung verbunden wird, dass auch jede Steuerung mit zumindest einer Gruppe verbunden ist, und Steuersignale über die übertragungsmedien an die Bahnsteigtüren übermittelt werden.
Die Aufgabe wird weiter gelöst durch ein System mit den in Anspruch 4 angegebenen Merkmalen.
Die zu betretenden Züge wie beispielsweise U-Bahnen und Stra- ßenbahnen verfügen über mehrere Türen bzw. - wenn die Züge Zugsegmente (z.B. „Waggons" bei Zügen oder „Abteile" bei U-Bahnen) aufweisen - in der Regel auch über mehrere Türen pro Zugsegment, damit im Normalbetrieb ein schnelles Ein- und Aussteigen zu kurzen Taktzyklen an den Bahnhöfen beitragen kann. Benachbarte Türen stellen deshalb bezogen auf ein Zugsegment des zu betretenden Zuges (bzw. bezogen auf den zu betretenden Zug, falls dieser keine separaten Segmente aufweist, wobei diese Unterscheidung im Folgenden nicht in jedem Fall explizit genannt wird) zumindest eine gewisse Redundanz dar, die zwar beim Ausfall einzelner Türen nicht denselben
Passagierdurchsatz erlaubt wie ohne Ausfall, die aber in der Regel ausreicht, um einen Normalbetrieb aufrechtzuerhalten (was auch daran erkannt werden kann, dass des öfteren U-Bahnen mit einzelnen defekten Türen verkehren) .
Werden die Türen an einem Bahnsteig in eine Anzahl von n Gruppen unterteilt, wobei n <= Anzahl der Türen innerhalb eines Zugsegments, müssen zur Ausbildung einer durchgängigen Redundanz lediglich (n-1) redundante übertragungsmedien er- gänzt werden. Fällt nun ein übertragungsmedium aus, das beispielsweise die erste und dritte Bahnsteigtür mit der Steuerung verbunden hat, so bleibt z.B. die zweite und vierte Bahnsteigtür funktionsfähig. Da die Aufteilung der Türen so gewählt wird, dass benachbarte Türen verschiedenen Gruppen zugeordnet werden, bleibt - wenn z.B. die erste und zweite bzw. die dritte und vierte Tür zu je einem Segment des zu betretenden Zuges gehört - jedes Segment des Zuges trotz Ausfalls einer einzelnen Komponente benutzbar.
Somit ist das resultierende System zur Steuerung der Bahnsteigtüren hochverfügbar, denn ein hochverfügbares Türsystem kann als solches gelten, wenn die Verfügbarkeit des Bahnhofs
durch den Ausfall einer einzelnen Komponente des Türsystems nicht gefährdet ist.
Darüber hinaus wird durch geschickte Identifikation natürli- eher Redundanzen (= mehrere Türen pro Zug / Zugsegment) der erforderliche Mehraufwand auf ein Minimum beschränkt.
Weitere Ausführungsbeispiele können durch Variation der Anzahl von Gruppen n erreicht werden, wobei gilt, dass mit steigendem n die Funktionsbeeinträchtigungen bezogen auf den ganzen Bahnhof bei Ausfall einer Komponente geringer werden.
In einer vorteilhaften Form der Ausgestaltung wird jede Gruppe über je ein übertragungsmedium mit zumindest einer zweiten Steuerung verbunden, und es werden bei Ausfall einer Steuerung die Funktionen der ausgefallenen Steuerung der zumindest zweiten Steuerung übertragen. Auf diese Weise ist das resultierende Türsystem vollständig immun gegen den Ausfall einer Steuerung, da im Störungsfall die (jeweilige) zumindest zwei- te Steuerung einspringt, so dass keine Gruppe von Bahnsteigtüren aufgrund des Ausfalls einer Steuerung ausfällt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist der zu betretende Zug zumindest zwei Zugsegmente mit jeweils einer Anzahl von Zugtüren auf, und es wird die Anzahl von Gruppen gleich der Anzahl von Zugtüren je Zugsegment gewählt. Auf diese Weise fällt im Falle einer Störung nur eine Tür je Segment aus, wobei dennoch der Mehraufwand an zusätzlichen übertragungsmedien auf ein erträgliches Maß beschränkt bleibt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine schematische Darstellung eines Türsystems mit redundanter Steuerung,
FIG 2 eine schematische Darstellung eines hochverfügbaren Türsystems gemäß der Erfindung und
FIG 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Türsystems .
FIG 1 zeigt ein Türsystem mit vier Bahnsteigtüren T1-T4, die über ein übertragungsmedium Ml mit zwei Steuerungen Sl, S2 verbunden sind. Der Anschluss der beiden „Steuerungsstränge" an den einen „Türstrang" erfolgt über den Link Ll, der z.B. als Y-Koppler ausgebildet sein kann. Die Steuerungen Sl, S2 sind redundant, so dass bei Ausfall einer Steuerung Sl, S2 die sicherheitsrelevanten Funktionen von der zweiten Steuerung Sl, S2 übernommen werden können. Die Realisierung der „Komfortfunktionen" kann ohne Redundanz erfolgen, da ein Ausfall solcher Funktionen nicht unmittelbar zu unsicheren Zuständen führt. Eine nicht-redundante Ausführung des übertra- gungsmediums Ml und der Aktoren in den Türen T1-T4 ist also zunächst ausreichend. Allerdings fallen bei Ausfall des Y- Kopplers Ll oder bei einer Störung im übertragungsmedium Ml gleich alle Bahnsteigtüren T1-T4 aus, so dass der Bahnsteig insgesamt nicht mehr genutzt werden kann. Da Bahnsteige in Bahnhöfen in der Regel nicht redundant vorhanden sind und zudem auch ein solcher Ausfall indirekt zu unsicheren Zuständen wie dem Ausbrechen von Panik in einem überfüllten U-Bahnhof führen kann, ist eine gehobene Verfügbarkeitsanforderung gefordert .
FIG 2 zeigt ein Türsystem ähnlich dem in Figur 1 gezeigten, bei dem allerdings die Bahnsteigtüren T1-T4 in zwei Gruppen Gl, G2 unterteilt sind und beide Gruppen Gl, G2 über je ein übertragungsmedium Ml, M2 - wiederum mittels je eines Links Ll, L2 - an je beide (redundante) Steuerungen Sl, S2 angeschlossen sind, so dass ein Ausfall einer Steuerung Sl, S2 zu keiner Beeinträchtigung des Betriebs führt. Dabei sind die Türen Tl und T3 der ersten Gruppe Gl und die Türen T2 und T4 der zweiten Gruppe G2 zugeordnet, so dass benachbarte Bahn- steigtüren T1-T4 zu unterschiedlichen Gruppen Gl, G2 gehören. Da ein Zugsegment (z.B. Waggon bzw. Abteil) eines Zuges gewöhnlich über zumindest zwei Zugtüren verfügt, ist auf diese Weise eine Aufrechterhaltung eines Normalbetriebes des Bahn-
Steigs - wenn auch mit verminderter Performance - möglich. Dabei kann durch die Nutzung der in Zügen natürlicherweise vorhandenen Redundanz (= mehrere Zugtüren je Segment) der erforderliche Mehraufwand auf ein Minimum reduziert werden, da nicht jede Bahnsteigtür T1-T4 redundant angesteuert werden muss und auch die in den Türen T1-T4 vorhandenen Aktoren nicht redundant ausgeführt werden müssen.
FIG 3 zeigt ein weiteres Beispiel eines erfindungsgemäßen Türsystems, bei dem die beiden dargestellten Gruppen Gl, G2 von Bahnsteigtüren T1-T4 über je ein übertragungsmedium Ml, M2 an jeweils nur eine Steuerung Sl, S2 angeschlossen sind. Somit ist das Türsystem zwar nicht mehr immun gegen den Ausfall einer Steuerung Sl, S2, allerdings können dafür die Links Ll, L2 (z.B. Y-Koppler) zum Anschluss der Gruppen Gl, G2 an jeweils mehrere Steuerungen Sl, S2 eingespart werden. Ist jedoch die Ausfallwahrscheinlichkeit einer Steuerung Sl, S2 geringer als die eines Links Ll, L2, so tritt ein Ausfall einer ganzen Gruppe Gl, G2 von Bahnsteigtüren T1-T4 im Aus- führungsbeispiel dieser Figur trotz des einfacheren Aufbaus sogar seltener auf als in dem der Figur 2.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren und ein System zum Steuern von Bahnsteigtüren, die in einem Abstand zueinander angeordnet sind, der dem von Zugtüren eines vom
Bahnsteig zu betretenden Zuges entspricht. Um Bahnsteigtüren auf einfache Weise derart anzusteuern, dass das Türsystem eines Bahnsteigs hochverfügbar ist, wird vorgeschlagen, dass die Bahnsteigtüren in eine Anzahl von zumindest zwei Gruppen unterteilt werden, benachbarte Bahnsteigtüren verschiedenen Gruppen zugeordnet werden, jede Gruppe über je ein übertragungsmedium mit zumindest zwei Steuerungen verbunden wird, Steuersignale von zumindest einer Steuerung über die übertragungsmedien an die Bahnsteigtüren übermittelt werden und bei Ausfall einer Steuerung die Funktionen der ausgefallenen
Steuerung der zumindest zweiten Steuerung übertragen werden.
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