Branddetektion in Schienenfahrze-ugen

Der Gegenstand betrifft ein Verfahren als auch eine Vorrichtung zur Branddetektion in Schienenfahrzeugen. Insbesondere in Passagierwagons soll eine möglichst ausfallsichere Branddetektion zur Verfügung gestellt werden.

In Schienenfahrzeugen ist eine fehlerarme Rauchgasdetektion von höchstem Interesse. Insbesondere ist die durch die Passagiere eingebrachte Brandlast nicht kontrollierbar, weshalb entstehende Brände sich schnell ausbreiten können und Gegenmaßnahmen sehr schnell ergriffen werden müssen. Beispielsweise muss eine Brandbekämpfungsanlage einen entstandenen Brand sehr schnell bekämpfen können. Kommt es zu übergriffen des Feuers, ist bei einem Ausfall der Brandbekämpfungsanlage in den meisten Fällen mit schweren Schäden zu rechnen, weshalb die Rauchgasdetektion zwingend redundant ausgeführt werden muss.

Bei bekannten Schienenfahrzeugen sind Rauchmelder elektrisch miteinander verbunden in den Wagons angeordnet. Schlägt ein Rauchmelder an, wird ein Alarmsignal erzeugt, woraufhin eine Brandbekämpfungsanlage aktiviert wird. Eine solche Brandbekämpfungsanlage kann beispielsweise eine Hochdruckwassernebelanlage sein. Beispielsweise ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2007 004 051 eine Brandbekämpfungsanlage für Schienenfahrzeuge bekannt.

Bei den bekannten überwachungssystemen ist jedoch bei Ausfall eines Brandmelders eine überwachung des dem Brandmelder zugeordneten überwachungsbereichs nicht mehr gegeben.

Allenfalls kann ein Signal ausgegeben werden, dass der Brandmelder nicht mehr funktioniert. Tritt in diesem Moment ein Brand auf, kann dieser bei herkömmlichen Anlagen nicht schnell genug detektiert werden.

Aus diesem Grunde lag dem Gegenstand die Aufgabe zugrunde, eine Branddetektion zu schaffen, welche eine redundante überwachung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gemäß eines Gegenstandes durch ein

Verfahren zur Branddetektion in Schienenfahrzeugen gelöst, bei dem Raumluft in einem Schienenfahrzeug mittels zumindest zwei getrennt voneinander betriebenen Ansaugeinrichtungen in jeweils einem überwachungsbereich angesaugt wird. Die angesaugte Raumluft wird in den Ansaugeinrichtungen getrennt voneinander ausgewertet. Bei Detektion eines überwachungsparametergrenzwertes in zumindest einer Ansaugeinrichtung wird ein erstes Steuersignal ausgegeben. Ein überwachungsparameter kann beispielsweise der Rauchgasgehalt, der C02 Gehalt oder die Rauchgaspartikelanzahl sein.

Durch das Ansaugen von Raumluft mittels zwei getrennt voneinander betriebenen Ansaugeinrichtungen in jeweils einem überwachungsbereich wird sichergestellt, dass bei einem Ausfall einer Ansaugeinrichtung in einem überwachungsbereich die jeweils zweite Ansaugeinrichtung weiterhin zur Branddetektion zur Verfügung steht. Durch das getrennte Auswerten wird sichergestellt, dass bei einer Fehlauswertung eines überwachungsparameters durch eine Ansaugeinrichtung ein Korrektiv vorhanden ist, welches durch die zweite Ansaugeinrichtung geschaffen ist.

Wird ein Grenzwert eines Uberwachungsparameters überschritten, wird ein Steuersignal ausgegeben, welches die erforderlichen Maßnahmen, beispielsweise das Aktivieren einer Brandbekämpfung, das Anhalten des Zuges, das Einleiten von Evakuierungsmaßnahmen oder das Anschalten von Uberwachungskameras einleitet.

Gemäß, eines vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiels wird vorgeschlagen, dass die Raumluft längs des Uberwachungsbereiches mittels Ansaugrohren mit mehreren entlang ihrer Achse verteilten Ansaugoffnungen angesaugt wird. Durch die Anordnung der Ansaugrohre entlang des Uberwachungsbereichs, beispielsweise entlang der Achse des Schienenfahrzeugs, kann mit Hilfe eines einzigen Ansaugrohres ein großer Uberwachungsbereich abgedeckt werden. Ansaugrohre mit einer öffnung zum Ansaugen der Raumluft können bei dem gegenstandlichen Verfahren zum Einsatz kommen. Durch die Ansaugrohre kann ein Brand lokalisiert werden. Durch die Verlegung von zwei Ansaugeinrichtungen im gleichen Detektionsbereich, respektive zwei Ansaugrohren, kann die

Ausfallsicherheit erhöht werden. Fallt eine Ansaugeinrichtung aus, so ist m jedem Fall die jeweils andere Ansaugeinrichtung mit dem Ansaugrohr vorhanden und kann ein Steuersignal ausgeben, wenn ein Uberwachungsparametergrenzwert überschritten ist. Ein Steuersignal kann beispielsweise ein Voralarm sein, durch den vorbereitende Maßnahmen eingeleitet werden können. Hierdurch wird ein tauschungsalarmfreies Uberwachungssystem bereitgestellt .

Gemäß, eines vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiels wird vorgeschlagen, dass bei Detektion eines überwachungsparametergrenzwertes in zumindest zwei einem

gleichen Uberwachungsbereich zugeordneten Ansaugeinrichtungen ein Alarmsignal ausgegeben wird. Bei diesem

Ausfuhrungsbeispiel kann für die Ausgabe des Alarmsignals die gleichzeitige Detektion eines Uberwachungsparametergrenzwertes in zwei Ansaugeinrichtungen eines Uberwachungsbereichs notwendig sein. Hierdurch kann sicher auf einen aufgetretenen Brand geschlossen werden. Durch diese Maßnahme wird ein tauschungsalarmfreies überwachen möglich, da erst bei Detektion von Rauchgasen, einer erhöhten CO2 Konzentration oder einer erhöhten Anzahl an Rauchpartikeln in zwei autarken Ansaugeinrichtungen ein Alarmsignal ausgelost wird. Eine Auslosung aufgrund eines Tauschalarms wird unwahrscheinlicher, da das Alarmsignal nur dann erzeugt wird, wenn beide Ansaugeinrichtungen den Uberwachungsparametergrenzwert detektieren, also beide ein erstes Steuersignal geben. Das

Alarmsignal kann beispielsweise eine Brandbekämpfung auslosen, das Anhalten des Zuges, das Einleiten von Evakuierungsmaßnahmen oder das Anschalten von Uberwachungskameras bewirken. Eine Fehlauslosung wird jedoch unwahrscheinlicher, da das Alarmsignal nur dann erzeugt wird, wenn beide Ansaugeinrichtungen den überwachungsparametergrenzwert detektieren .

Eine überwachung in zwei raumlich voneinander getrennten Bereichen des Schienenfahrzeugs ist gemäß, eines vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiels möglich. Hierbei können beispielsweise von einer ersten Ansaugeinrichtung zwei Ansaugrohre jeweils in einen der zwei raumlich voneinander getrennten Bereiche abzweigen und von der zweiten Ansaugeinrichtung ebenfalls zwei Ansaugrohre jeweils in einen der zwei räumlich voneinander getrennten Bereiche abzweigen. Somit verzweigt jede Ansaugeinrichtung ein Ansaugrohr in jeweils einen Bereich.

Fallt eine Ansaugeinrichtung aus, so überwacht die zweite Ansaugeinrichtung weiterhin beide Bereiche, was zu einer Redundanz fuhrt.

Insbesondere in doppelstockigen Schienenfahrzeugen, bei denen Obergeschoss und üntergeschoss überwacht werden müssen, lasst sich das gegenstandliche Verfahren gut einsetzen.

Wie bereits zuvor erläutert, kann jeweils eine Ansaugeinrichtung den Uberwachungsparameter aus den mindest zwei raumlich voneinander getrennten Bereichen gemäß eines vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiels auswerten. Somit ist sichergestellt, dass bei Ausfall einer Ansaugeinrichtung die jeweils andere Ansaugeinrichtung den überwachten Bereich weiterhin überwacht, und ein Brand detektiert werden kann.

Um eine erhöhte Sicherheit gegen Tauschungsalarme zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass bei Ausfall einer Ansaugeinrichtung ein zweites Steuersignal (Ausfallsignal) ausgegeben wird. Die Ausgabe eines Ausfallsignals muss nicht unbedingt ein Alarmsignal bedingen, sondern kann andere Aktionen bedingen, die eine erhöhte Wachsamkeit repräsentieren.

So ist es beispielsweise nach einem vorteilhaften

Ausfuhrungsbeispiel möglich, dass bei Ausgabe des ersten Steuersignals eine Anweisung zur Videouberwachung des der das Steuersignal bedingenden Ansaugeinrichtung zugeordneten Uberwachungsbereiches ausgegeben wird. Wird das erste Steuersignal empfangen, ist noch nicht zwingend ein Brand detektiert. Eine Videouberwachung, die beispielsweise durch den Zugführer aktiviert wird, kann den zu überwachenden

Bereich erfassen, so dass der Zugführer visuell überprüfen kann, ob tatsachlich ein Brand vorliegt oder nicht. Eine Videouberwachung kann beispielsweise auch bei einem Empfang des Ausfallsignals aktiviert werden, da in diesem Falle keine redundante überwachung mehr möglich ist, da eine Ansaugeinrichtung ausgefallen ist.

Insbesondere wenn eine Ansaugeinrichtung ausgefallen ist, somit das Ausfallsignal ausgegeben wurde, ist eine redundante Branddetektion nicht mehr möglich. In diesem Falle muss beim Vorliegen des Ausfallsignals die Ausgabe des ersten Steuersignals gemäß eines vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiel ein Alarmsignal aktivieren.

Um zu verhindern, dass die Ansaugeinrichtung unnötig Energie verbraucht, wird vorgeschlagen, dass der Betrieb der Ansaugeinrichtung an den Betrieb des Schienenfahrzeugs gekoppelt ist. Dies kann beispielsweise derart geschehen, dass die Ansauganrichtung eine vorbestimmte Zeit, beispielsweise eine halbe Stunde, nach Beendigung des Betriebs des Schienenfahrzeugs abgeschaltet wird und erst nach Wiederaufnahme des Betriebs erneut angeschaltet wird.

Gemäß, eines weiteren Aspekts wird eine Schienenfahrzeug- Detektionseinrichtung vorgeschlagen, welche zumindest zwei getrennt voneinander betriebene, jeweils einem Uberwachungsbereich zugeordneten Ansaugeinrichtungen eingerichtet zum Ansaugen von Raumluft umfasst, wobei die Ansaugeinrichtung derart gebildet sind, dass sie die angesaugte Raumluft getrennt voneinander auswerten, und ein erstes Steuersignal bei Detektion eines Grenzwertes eines Uberwachungsparameters in zumindest einer Ansaugeinrichtung

ausgeben. Em Uberwachungsparameter kann beispielsweise die Rauchgaskonzentration, der C02 Gehalt oder die Anzahl an Rauchpartikeln sein.

Gemäß, eines vorteilhaften Ausfuhrungsbeispiels wird vorgeschlagen, dass entlang der Langsachse des Schienenfahrzeugs angeordnete, Ansaugrohre mit Offnungen vorgesehen sind. Wie zuvor bereits beschrieben, sind entlang der Langsachse des Sehn enenfahrzeugs angeordnete Ansaugrohre besonders geeignet für die Detektion der

Uberwachungsparameter, da diese über einen großen Detektionsbereich verfugen und somit längliche Objekte gut überwachen können.

Um mehrere Bereiche überwachen zu können, wird vorgeschlagen, dass die zumindest zwei Ansaugeinrichtungen räumlich voneinander getrennt angeordnet sind.

Um zu verhindern, dass ein Defekt in einem Fahrzeugteil oder eine Beschädigung eines Fahrzeugteils beide

Ansaugeinrichtungen gleichzeitig zerstört, wird vorgeschlagen, dass eine Ansaugeinrichtung m einem vorderen Fahrzeugteil und eine zweite Ansaugeinrichtung in einem hinteren Fahrzeugteil angeordnet sind.

Auch wird vorgeschlagen, dass die Ansaugrohre m räumlich voneinander getrennten Bereichen angeordnet sind.

Nachfolgend wird der Gegenstand anhand einer äusfuhrungsbeispiele zeigenden Zeichnung naher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 ein schematisch angedeutetes Schienenfahrzeug;

Fig. 2 ein Ansaugrohr.

Figur 1 zeigt ein Schienenfahrzeug 2 mit einem Obergeschoss 4 und einem Untergeschoss 6 getrennt durch eine Trenndecke 8. Ferner ist in dem Schienenfahrzeug 2 eine erste Ansaugeinrichtung 10a und eine zweite Ansaugeinrichtung 10b vorgesehen. An die erste Ansaugeinrichtung 10a sind Ansaugrohre 12a und 14a angeordnet. An die zweite Ansaugeinrichtung 10b sind Ansaugrohre 12b und 14b angeschlossen. Wie zu erkennen ist, verlaufen die Ansaugrohre 12a und 12b im Obergeschoss 4 des Schienenfahrzeugs 2. In der schematischen Darstellung verläuft das Ansaugrohr 12a im oberen Bereich des Obergeschosses 4 und das Ansaugrohr 12b im unteren Bereich des Obergeschosses 4. Die Ansaugrohre 12a, 12b können auch beide beabstandet voneinander in der Decke oder dem Boden des Schienenfahrzeugs 2 angeordnet sein.

Ferner ist zu erkennen, dass die Ansaugrohre 14a, 14b im Untergeschoss 6 des Schienenfahrzeugs 2 angeordnet sind.

über die Ansaugrohre 12, 14 saugen die Ansaugeinrichtungen 10a, 10b die Raumluft im Obergeschoss 4 bzw. im untergeschoss 6 an und überwachen den die angesaugte Raumluft, beispielsweise den Rauchgasgehalt oder andere

Qualitätsparameter, wie beispielsweise den CO2 Gehalt oder die Rauchpartikelanzahl. Durch die lineare Ausdehnung der Ansaugrohre 12, 14 in dem Obergeschoss 4 und dem Untergeschoss 6 wird erreicht, dass der gesamte Bereich überwacht wird. Die Ansaugeinrichtungen 10 werden durch überwachungseinrichtungen

(nicht dargestellt) überwacht, und ein Ausfall der Ansaugeinrichtungen 10 selber wird detektiert.

Die Ansaugeinrichtungen 10 sind über eine Datenleitung 16 miteinander verbunden und kommunizieren miteinander. über Ausgange 18 können die Ansaugeinrichtungen 10 Steuersignale und Alarmsignale ausgeben.

Für den Fall, dass eine Ansaugeinrichtung beschädigt ist, wird ebenfalls über einen der Ausgange 18 ein Ausgangssignal erzeugt, welches eine Beschädigung an der Ansaugeinrichtung indiziert .

Stellt eine der Ansaugeinrichtungen 10 in der angesaugten Raumluft einen erhöhten Rauchgasgehalt oder einen erhöhten CO2 Gehalt oder eine erhöhte Rauchpartikelanzahl fest, so gibt diese Ansaugeinrichtung 10 ein erstes Steuersignal aus. In einem Auswertecomputer (nicht dargestellt) werden die Signale auf den Ausgangen 18 ausgewertet. Liegt ein erstes Steuersignal vor, so wird beispielsweise eine Videouberwachung 20a, 20b in dem Bereich aktiviert, welcher zu dem Ansaugrohr gehört, in dem eine erhöhte Rauchgaskonzentration detektiert wurde, welche das erste Steuersignal bedingt hat.

Wird zusatzlich zum ersten Steuersignal in einer zweiten Ansauganrichtung 10 ebenfalls eine erhöhte Rauchgaskonzentration in dem entsprechenden Bereich detektiert, wird ein weiteres Steuersignal ausgegeben. Beim Vorliegen von zwei Steuersignalen, welche gleichzeitig eine Rauchgasdetektion in ein und demselben Bereich signalisieren, wird von dem zentralen Steuercomputer beispielsweise eine Brandbekämpfung, beispielsweise mittels Sprinkler, Loschnebel

oder Schaum, aktiviert. Auch ist es möglich, dass weitere Videouberwachungen aktiviert werden, der Zug angehalten wird und/oder eine Evakuierungsmaßnahme eingeleitet wird.

Zu erkennen ist, dass die Ansaugeinrichtung 10a, 10b in gegenüberliegenden Enden des Schienenfahrzeugs 2 angeordnet sind. Ferner ist zu erkennen, dass je eine der Ansaugeinrichtungen 10 je ein Ansaugrohr 12, 14 m je einen der Bereiche 4, 6 betreibt. Durch die dargestellte Anordnung der Ansaugeinrichtung 10 und der Absaugrohren 12, 14 wird eine erhöhte Redundanz gewährleistet.

Der Betrieb der Ansaugeinrichtungen 10 kann an den Betrieb des Schienenfahrzeugs 2 gekoppelt sein. Hierbei ist es möglich, dass die Ansaugeinrichtungen 10 die Raumluft nur wahrend der Betriebszeiten des Schienenfahrzeuges 2 ansaugen, und außerhalb deren Betriebszeiten deaktiviert sind. Auch kann eine Nachlaufzeit von beispielsweise einer halben Stunde oder einer Stunde eingerichtet sein, so dass die Raumluft auch noch eine halbe Stunde oder eine Stunde nach Abschalten des Schienenfahrzeugs 2 angesaugt und ausgewertet wird.

Figur 2 zeigt beispielhaft ein Ansaugrohr 12. Zu erkennen ist, dass das Ansaugrohr 12 Locher 22 aufweist. Die Locher 22 sind entlang der Achse des Ansaugrohrs 12 angeordnet und dienen einer Ansaugung der Raumluft. Durch die Locher 22 wird die Raumluft entlang der gesamten Achse des Ansaugrohres 12 angesaugt. Es ist auch möglich, die Locher entlang einer Linie auf dem Rohrmantel anzuordnen. Auch ist es möglich, die Locher in Abstanden von 30 - 50 cm anzuordnen.

Die angesaugte Raumluft wird durch das Ansaugrohr 12 zu der Ansaugeinrichtung 10 transportiert. Dort wird die angesaugte Raunluft ausgewertet. Abhangig vom Auswerteergebnis kann ein Steuersignal ausgegeben werden.

Durch das gegenstandliche Verfahren und die intelligente Verknüpfung der Ausgangssignale der Ansaugeinrichtungen 10 wird die Mean-Time-Between Failure (MTBF) erhöht.

Oft erfordert die Zulassung eines Zuges die volle

Funktionsfahigkeit eines Branddetektionssystems, damit der Zug überhaupt in den Betrieb gehen darf. Ware nur ein Detektionssystem installiert sein, so konnte der Zug das Depot nicht verlassen, sofern dieses System defekt ist. Durch den gegenstandlichen redundanten Aufbau aber ist auch eine Alarmierung gewahrleistet, wenn eine Ansaugeinrichtung ausfiele. Der Zug musste also erst dann im Depot verbleiben, wenn beide Ansaugeinrichtungen defekt waren.

Auch wird die Anzahl der Tauschungsalarme reduziert und die Dauer zwischen zwei Tauschungsalarmen erhöht. Durch das Ansteuern einer Videouberwachung beim Erkennen eines ersten Steuersignals oder auch lediglich durch die Information des Zugführers zur Aktivierung der Videouberwachung wird eine erhöhte Sicherheit gewährleistet. Mit Hilfe des gegenstandlichen Verfahrens lassen sich Brande sicherer detektieren und somit effektiver bekämpfen.